موشک هایپرسونیک چیست و چطور از سپرهای دفاعی رد می‌شود؟

 

گروه دفاعی خبرگزاری تسنیم- روز پنجشنبه 19 مرداد 1401 و در حاشیه مراسم گرامی داشت یاد شهدای موشکی سپاه و سردار شهید حاج حسن طهرانی مقدم، فرمانده نیروی هوفضای سپاه از دستیابی این نیرو به سلاح موشکی جدیدی با توانمندی بسیار برتر از سامانه های فعلی خبر داد.

سردار حاجی زاده اعلام کرد سپاه موفق شده موشک بالستیک با سرجنگی با سرعت بسیار بالا و هایپرسونیک با توان مانور بالا در جو و خارج از جو بسازد.

وی تصریح کرد که این سامانه به ویژه برای غلبه بر سپرهای دفاع موشکی چه آنها که در داخل جو عمل می کنند و چه انواعی که برای عملکرد در خارج از جو توسعه یافته اند آماده شده و به واسطه سرعت بسیار بالا در عین قابلیت مانور، بعید است تا سالهای بعد هم سامانه های دفاع موشکی به توان دفاع در برابر این سلاح دست یابند.

اما با توجه به اینکه در سالهای قبل هم سرعت سرجنگی جدا شونده موشکهای ایرانی به سرعت ابرصوت یا هایپرسونیک رسیده بود و سال گذشته در حاشیه رزمایش پیامبر اعظم(ص)-17 خبر ایجاد قابلیت مانور در سرجنگی موشکهای ایرانی اعلام شده بود، این سوال شکل می گیرد که موشک جدید چه قابلیت های متفاوتی نسبت به نمونه های اعلام شده در سال قبل دارد؟

در این گزارش به بررسی گمانه قابل طرح در این زمینه می پردازیم.

روند هدایت پذیر شدن کلاهک موشک‌های بالستیک ایران

تا پیش از سال 1394 و رونمایی از موشک عماد، سرجنگی موشکهای برد بلند ایرانی صرفاً به دقت حاصل شونده از سامانه های ناوبری و هدایت و کنترل کلی موشک می رسیدند و پس از جدایش از بدنه موشک دیگر قابل تصحیح مسیر و افزایش دقت نبودند.

تصحیح مسیر در موشکهای نسل شهاب و قدر و سجیل توسط سامانه کنترل بردار رانش نصب شده در دهانه خروجی موتور آنها صورت می گرفت. البته رانشگرهایی هم روی کلاهک آنها نصب شده بود تا با ایجاد دوران حول محور طولی کلاهک، مانع از تأثیر پذیری زیاد آنها از اغتشاشات جوی در لایه های مختلف پس از باز-ورود آنها به جو زمین شود.

سرجنگی موشک بالستیک سجیل

اما در همان دوران در بردهای کمتر و رده موشک های تاکتیکی برد کوتاه، خانواده موشکهای فاتح دارای قابلیت هدایت تا پایان مسیر بودند.

با عملیاتی شدن موشک عماد که سرجنگی جدا شونده آن دارای سامانه هدایت و کنترل تا انتهای مسیر بود، برد بلندهای ایرانی هم وارد مسیر پر افتخار دقت افزایی شدند که خیلی زود تا حد نقطه زنی یعنی خطای کمتر از 5 متر به پیش رفت.

نقطه زن شدن موشکهای برد بلند تا 2000 کیلومتر مانند قدر هم تسری داده شد که این رخداد چند بار مورد تمجید فرمانده معظم کل قوا هم قرار گرفت. این قابلیت سپس به موشک های خانواده قیام و خرمشهر هم گسترش یافت و حتی موشک های شهاب2 هم از این پیشرفت بی نصیب نماند.

با وجود قابلیت تصحیح مسیر و رسیدن به دقت بسیار بالا، این سرجنگی ها همچنان روی مدار شبه بیضوی بالستیک خود طی مسیر می کردند.

طی کردن مسیر مشخص در برابر سپرهای دفاع موشکی که از ماهواره ها یا رادارهای برد بلند استفاده می کنند امکان تحلیل مسیر طی شده برای پیش بینی ادامه مسیر را ایجاد می کند و شانس آنها را برای درگیری مؤثر با پرتابه مهاجم بالا می برد.

تا این مقطع اتکای موشکهای ایرانی به افزایش حداکثری سرعت و کاستن از ابعاد هندسی و بازتاب راداری برای غلبه بر سامانه های پدافند موشکی دشمن بود که ضربات موشکی ارتش و کمیته های مردمی یمن علیه رژیم متجاوز سعودی مجهز به سامانه دفاع موشکی پاتریوت نشان داد در این عرصه در صورت عدم استفاده از روشهای کاهش بازتاب راداری یا اخلال روی رادارها همواره احتمال مورد اصابت قرار گرفتن برای سرجنگی ها خصوصاً با سرعت پایین وجود دارد.

نمای کلی از شیوه کشف و ردگیری یک موشک بالستیک توسط دفاع موشکی

اما سامانه های دفاع موشکی به علت وابسته بودن به همین پیش بینی مسیر، نقطه ضعف قابل توجهی دارند که حتی فاحش تر از مسائل اخلال و اشباع رادارهای آنها است یعنی اگر به هر دلیلی رادارهای سامانه در پیش بینی نقطه بعدی حضور سرجنگی دچار خطا شوند، فرایند ردگیری و قفل ناقص ماننده و مجدداً باید با جستجوی حجم بزرگی از آسمان به دنبال سرجنگی موشک مهاجم باشند.

نقص محاسباتی سامانه پاتریوت در خدمت آمریکا در زمان جنگ 1991 این کشور با عراق که سبب شد موشک بالستیک عراقی از چتر پوشش پاتریوت گریخته و موجب تلفات گسترده آمریکایی ها شود اثبات عملی همان نقطه ضعف بود.

در آن سامانه به علت وابستگی دقت محاسبات راداری به مدت زمان روشن بودن سامانه، یک ساده سازی جزئی صورت گرفته در محاسبات به خاطر اثر تجمعی خطا در گذر زمان سبب می شد تا رادار در پیش بینی نقطه حضور بعدی موشک در مسیر، دچار خطا شده و منطقه نامناسب را جستجو کند و در نتیجه از قفل کردن روی موشک باز بماند. پاتریوت مذکور هم در زمان تهاجم موشکی بیش از 100 ساعت روشن مانده بود که سبب ایجاد خطای مذکور در ناحیه جستجو به اندازه بیش از 680 متر می شد.

میزان خطای سامانه پاتریوت (در نسخه سال 1991) و شکل گرافیکی جستجوی رادار در ناحیه اشتباه

توسعه سرجنگی های بالستیک با قابلیت مانور در فاز نهایی سبب می شود تا با خارج شدن سرجنگی از مسیر مدار بالستیک مرسوم و قابل محاسبه برای سامانه های دشمن و حرکت روی مسیرهایی که دارای نظم مشخصی نیست سامانه دشمن دچار مشکل در پیش بینی مسیر و در نتیجه قفل روی سرجنگی شود. در نتیجه امکان مقابله سپر دفاع موشکی دشمن تا نزدیک به صفر کاهش می یابد و مسئله ای که برای پاتریوت در سال 1991 اتفاقی رخ داد، اینبار به صورت سیستماتیک و حتی برای جدیدترین سامانه ها ایجاد می شود.

مقایسه سرجنگی سه مخروطی موشکهای بالستیک برد متوسط و بلند ایران

در تصویر فوق نمای سرجنگی جدید مشاهده شده برای موشک قدر (شماره 2) در رزمایش پیامبر اعظم(ص)-17 در سال گذشته که به گونه دارای قابلیت مانور نسبت داده می‌شود ارائه شده است.

تصویر 1 سرجنگی موشک قدر اف است که مشابه بخش جداشونده سرجنگی موشکهای قیام (تصویر 4) و سجیل است. سرجنگی جدید، در قسمت مخروطی تحتانی، ارتفاع و حجم بیشتری دارد که محل قرارگیری یک پیشران برای کمک به مانورپذیری می تواند باشد.

برای مقایسه با این سرجنگی مانور دهنده، نوع هدایت شونده ساده از سرجنگی های سه مخروطی دارای بالکهای کنترلی در تصویر 3 که مربوط به موشک قیام هدایت شونده است ارائه گردیده. با وجود تفاوت ابعادی اما سرجنگی جدید (تصویر 2) به گونه ای طراحی شده که با موشک های موجود قابل تطبیق باشد. در نتیجه همه موشکهای قدر، سجیل و قیام قابلیت استفاده مؤثر علیه اهدافی که تحت حفاظت سامانه های دفاع موشکی مانند پاتریوت، ارو، تاد و ایجیس هستند را به کمک سرجنگی جدید خواهند داشت.

طراحی و ساخت چنین سرجنگی ای، از جهات مختلف شامل طراحی مسیر دینامیکی و محاسبات آن، مقاومت سازه در برابر نیروهای اینرسی شدید ناشی از تغییر مسیر سریع، ساخت سامانه های هدایت و کنترل با سرعت پاسخ بسیار بالا که جوابگوی پرتابه ای با سرعت هایپرسونیک (بالای پنج برابر سرعت صوت یا بالای ماخ پنج) باشد و البته در نقطه نهایی هم به صورت دقیق به هدف مورد نظر اصابت کند بسیار دشوارتر از سرجنگی های صرفاً هدایت شونده است. اما دانشمندان عرصه موشکی کشور تنها 6 سال پس از رونمایی از عماد بر این مشکلات هم غلبه کرده و یک گام بسیار مهم به سمت افزایش جهشی تأثیرگذاری توان موشکی کشور در معادلات نظامی مورد نظر ایران اسلامی برداشته اند.

تصویری از طی مسیر با مانورهای گمراه کننده که برای موشک روسی یارس با سرعت 8 کیلومتر بر ثانیه (بیش از 22 ماخ) منتشر شده است

رسیدن به پله نهایی فناوری موشکی بالستیک

به دنبال اعلام دستاورد مذکور در سال 1400 تحلیلگران دفاعی به این جمع بندی رسیدند که قاعدتاً ایران به زودی به نقطه آخر کلاهک موشکهای بالستیک خواهد رسید زیرا کلاهک های بالستیک مانور کننده تنها یک گام مانده به سرجنگی ها یا کلاهک های هایپرسونیک گلاید کننده (HGV: Hypersonic Gliding Vehicle) هستند که هم اکنون لبه فناوری موشکی در بخش سرجنگی ها محسوب می شوند؛ فناوری ای که تاکنون فقط در روسیه، چین و آمریکا و اخیراً در کره شمالی مشاهده شده است.

این نوع پرتابه تنها در طراحی ظاهری و مسیر پروازی متفاوت با سرجنگی های مانور دهنده است و سرعت آن از ماخ 5 تا 20 بسته به طراحی و نظر سازنده متفاوت است.

پرتابه های HGV به جای ارتفاع گرفتن همانند شیوه پرتابه های بالستیک، در ارتفاع بسیار کمتری به همراه امکان تغییر مسیر مکرر سمت هدف طی مسیر کرده و در نتیجه رادارهای هشدار زودهنگام پدافند دشمن در شناسایی آنها دچار مشکل می شوند و احتمال غافلگیر کردن مجموعه دفاع موشکی دشمن بسیار بیشتر می شود.

این تغییر مسیر می تواند بسته به توان پیمایش مسافت HGV، شامل تغییر سمت حمله هم باشد. این توان پیمایشی علاوه بر داشتن موتور مجزا از موتور موشک، به طراحی بدنه سرجنگی گلاید کننده هم باز می گردد.

طراحی این سرجنگی متناسب با رژیم پروازی فراصوت و ابرصوت بهینه شده تا کمترین نیروی مقاوم هوا را در آن سرعتها داشته باشد. در صورتی هم که این سرجنگی در بخشی از مسیر خود از جو خارج شود، به واسطه انرژی اولیه دریافتی و نیز پیشران قرار گرفته در داخل آن می تواند تغییر مسیر و سمت داشته باشد تا در فاز نهایی و ورود به جو با استفاده از طراحی خاص خود به سمت هدف سرازیر شود.

تفاوت مسیر پروازی یک سرجنگی بالستیک با سرجنگی گلاید کننده در تصویر فوق مشخص است

نمونه HGV ساخت چین

با توجه به اینکه ایران در طراحی وسایل پروازی در دانش هوافضا محدودیت خاصی ندارد، وجود تونل باد هایپرسونیک در کشور که در سالهای پس از جنگ تحمیلی توسط متخصصان داخلی ساخته شده، تجربه ساخت سرجنگی هایپرسونیک با سرعت 10 تا 14 ماخ در موشک های موجود و نیز رسیدن به دانش هدایت و کنترل و ناوبری سرجنگی هایی با قابلیت مانور و طی مسیرهای پیچیده توسط آنها، می توان با قطعیت بالایی گمانه زنی کرد که متخصصان کشور کار ساخت HGV بومی را نهایی کرده اند.

به گفته سردار حاجی زاده آزمایش های این سلاح جدید انجام شده و در آینده رونمایی خواهد شد.

قابلیت سرعت بسیار بالا، شکل آیرودینامیکی خاصی که بیشترین برد را ضمن حفظ سرعت پروازی بسیار بالا به دست می دهد، وجود پیشران برای جبران نیروی مقاوم هوا در فاز پرواز در داخل جو و مجهز شدن به سامانه های کنترل پیشرفته موجب می شود تا این نوع سرجنگی جدید جدا از قابلیت هدف قراردهی هر نقطه مد نظر، به مهلک ترین سلاح برای سامانه های سپر دفاع موشکی و انواع رادارهای شبکه دفاع هوایی دشمن تبدیل شود.

با حذف این موانع از سر راه، کار تهاجم به دشمن برای سایر موشکهای بالستیک و کروز کشور راحت تر شده و اثرگذاری حملات موشکی در برابر دشمنان پیشرفته از نظر فناوری بسیار بیشتر می شود.