موشک بالستیک

نخستین تلاش های امریکا برای ساخت موشک کروز و بالستیک

نخستین تلاش های امریکا برای ساخت موشک کروز و بالستیک

نخستین تلاش های امریکا برای ساخت  موشک کروز و بالستیک

بهروز عساکره

آلمان در جنگ جهانی دوم چند سلاح شگفت­انگیز معرفی کرد که مورد توجه متفقین قرار گرفتند. برخی در کشورهای دیگر نمونه مشابه داشتند ولی موشک کروز V-1 و بالستیک V-2 نمایانگر فناوری­های بی­نظیری بودند که قبلاً هیچ­جا سابقه نداشتند. هرچند در دست نازی­ها تأثیر راهبردی نسبتاً کمی داشتند و برای ایجاد خسارت اساسی، هزاران فروند شلیک شدند.

نیازهای جدید

آلمان نازی بمب اتم نداشت وگرنه حتی یک موشک اتمی تأثیری معادل هزاران موشک عادی داشت. پس نیروی هوایی آمریکا تحقیقات خود را از 1944 شروع کرد. بعد از جنگ جهانی دوم و دستیابی به زرادخانه علمی نازی­ها مثل دانشمندان، اسناد، خطوط تولید و موشک­های مختلف نیز پروژه شتاب گرفت و آمریکا برنامه­ریزی برای طیف وسیع موشک­های بالستیک کوتاه­بُرد و کروز دوربرد را شروع کرد.

در آن زمان موشک بالستیک توان حمل بمب اتمی نداشت چون ضعیف بود و کلاهک­ها بسیار بزرگ و سنگین بودند. برخی دانشمندان گفتند برای حمل کوچکترین کلاهک اتمی توسط این موشک حداقل 10 سال زمان لازم است. برخی دیگر هم آن را کاملاً غیر ممکن دانسته و هواپیمای بی­سرنشین خود کنترل شونده انتحاری مثل موشک کروز V-1 را تنها راه برای نقش دوربرد ارزیابی کردند. در 1945 نیز پس از مذاکرات فراوان بین شاخه­های ارتش، به اجماع رسیدند که انواع موشک کروز برگرفته از V-1 با وزن و بُرد بیشتر را برای حمل کلاهک اتمی به خدمت گیرند.

وی1

بسته به بُرد، 3 شاخه اصلی تعیین شد: 280 تا 800 کیلومتر، 800 تا 2400 کیلومتر و نوع قاره­پیما که 2400 تا 8 هزار کیلومتر بُرد داشت. هر شاخه نیز شامل مادون صوت و مافوق صوت بود. درخواست نیروی هوایی در اکتبر 1945 برای 17 شرکت ارسال شد که فقط 6 کمپانی پذیرفته شدند و همه موشک کروز برای بُرد طولانی پیشنهاد دادند اما برای بُرد کوتاه ترکیب بالستیک و کروز ارائه شد.

طراح ارشد نورث امریکن، داچ کیندِل­برگر نیز که اعتقاد داشت آینده از آن موشک است، ویلیام بولای از دفتر هوانوردی نیروی دریایی را برای اداره آزمایشگاه تازه تأسیس استخدام کرد. بولای قبلاً مشغول ساخت توربوجت برای نیروی دریایی بود. ولی حالا گلایدر تهاجمی نسبتاً کوتاه­بُرد بر اساس A4B (نسخه بال­دار موشک بالستیک V-2) را پیشنهاد کرد. این ابتکار نازی­ها بود که زمان خود واقعاً شگفت­انگیز محسوب می­شد ولی A-4B چه بود؟

گلایدر مافوق صوت

اواخر جنگ جهانی دوم که عقب­نشینی آلمان شروع شد، معلوم بود که سایت­های پرتاب V-2 به­زودی به قلمروی اصلی رایش برمی­گردند. لذا به لندن نمی­رسیدند پس به فون­بران و تیمش دستور دادند راهی برای افزایش برد V-2 بیابند. دانشمند آلمانی کورت پات پیشنهاد کرد بال­هایی بدان بیفزایند تا سرعت و ارتفاع موشک را به بُرد زیاد و نیروی برآ تبدیل کند! در این شیوه V-2 به همان صورت موشک بالستیک پرتاب می­شد اما وقتی هنگام سقوط به لایه ضخیم جو می­رسید، تبدیل به گلایدر شده و روی هوا سُر می­خورد تا بُردش افزایش یابد!

V-2 با نام A-4 نیز شناخته می­شد و موشک بال­دار جدید A-9 خوانده شد که اندکی بزرگتر بود و قرار شد موتور جدید با 30 درصد رانش بیشتر داشته باشد. پس از آزمایش تونل باد نیز بال­ها به تیغه روی بدنه تبدیل شدند تا در سرعت مافوق صوت، نیروی برآی بیشتر ایجاد کنند. تغییرات جدید باید آن را نه تنها به لندن بلکه به آمریکا می­رساند! در واقع A-9 قسمت اصلی بود که روی راکت عظیم A-10 قرار می­گرفت تا به سرعت و ارتفاع کافی برسد.

V2 rocket
وی2 روی لانچر متحرک

سپس A-10 جدا شده و A-9 به سوی هدف پرواز می­کرد. ولی چون نمی­توانست از آلمان تا آمریکا ناوبری کند، خلبان داشت! والتر دورن­برگر از رهبران پروژه V-2 نیز در نامه به هیتلر، ترکیب A-9 و A-10 را موشک آمریکا خواند. این شبیه فضاپیمای داستان علمی تخیلی بود که از حوصله مطلب خارج است. در نهایت نیز رها شد و سال 1944 که سراغش رفتند، چند V-2 یا همان A-4 را بر اساس طرح اولیه به بال­های بزرگ مجهز کردند و A-4B نامیدند. لذا بُردش به 740 کیلومتر رسید در حالی­که سلفش فقط 300 کیلومتر بُرد داشت و توانست از پرتابگرهایی در آلمان، لندن را هدف قرار دهد.

ای4 بی

همچنین پیش­بینی شد که رهگیری­اش توسط جنگنده­های دشمن تقریباً غیر ممکن باشد. چون زاویه شیرجه نزدیک به عمودی بود و زمان کمی برای رهگیری داشت. در نهایت دو فروند آماده شد. اولین پرتاب در 27 دسامبر 1944 شکست خورد ولی دومی در ژانویه 1945 تقریباً موفقیت آمیز بود. یعنی اگرچه بال شکست ولی نخستین موشک هدایت شونده بال­دار شد که دیوار صوتی را شکست و به سرعت 4 ماخ رسید!

درباره ابعاد این موفقیت فقط می­توان گفت نازی­ها برای اولین­بار ترکیب گلایدر تهاجمی و موشک بالستیک را 70 سال پیش اختراع و با موفقیت آزمایش کردند! در حالی­که عموماً تصور می­شود گلایدر تهاجمی مبتنی بر موشک بالستیک مثل آوانگارد روسیه یا چین پدیده جدیدی است ولی آلمان نازی ده­ها سال پیش اولین نمونه را ساخت!

موشک آمریکا شامل راکت تقویتی A-10 و قسمت سرنشین¬دار A-9
موشک V-2، موشک A-4B، موشک A-9، راکت A-10

تلاش­های نورث امریکن

این شرکت A-4B را مصادره و در 1946 قرارداد توسعه موشک MX-770 را دریافت کرد. نیروی هوایی بُرد 800 کیلومتر و کلاهک 900 کیلوگرم می­خواست ولی بعداً به 1400 کیلوگرم افزایش داد. طرح­های دیگری هم پذیرفته شدند که همه کروز دوربُرد بودند. ولی پرزیدنت ترومن راهبرد جدیدی اعلام کرد و دستور داد هزینه­های نظامی سال 1947 به طرز چشمگیر کم شوند.

در جنگاوران بخوانید  عملکرد موشک بالستیک ضد کشتی دانگ فنگ 21 دی

نیروی هوایی نیز مجبور به کاهش عمده برنامه توسعه موشکی شد. بودجه این بخش از 29 به 13 میلیون دلار اُفت کرد که معادل 325 و 146 میلیون دلار امروز بود. لذا بسیاری از پروژه­های اصلی لغو شدند و به شرکت­های باقیمانده که دو طرح مافوق صوت و مادون صوت داشتند، دستور دادند فقط روی مافوق صوت کار کنند. تنها کمپانی مارتین بود که طرح مادون صوت را هم ادامه داد و اولین موشک ماتادور در 1949 تحویل شد.

نورث امریکن هم از 1946 آزمایش پیشرانه راکتی را در پارکینگ شرکت آغاز کرد و برای محافظت از خودروها یک بولدوزر جلوی راکت پارک می­شد. آن­ها دو پیشرانه 1100 و 300 پوندی آزمایش کردند. ولی بزودی اطلاعات کسب شده از موشک­های آلمان به­طور گسترده در اختیار شرکت­های آمریکایی قرار گرفت و نورث امریکن هم طرحش را رها کرد و موتور جدید را بر اساس V-2 ساخت.

دو پیشرانه آلمانی هم در اختیارشان قرار گرفت و مهندسان 18 انژکتور سوخت جداگانه طرح اصلی را با یک صفحه افشانه که داخل محفظه احتراق بزرگتری بود، جایگزین کردند. این کار نه تنها طراحی را ساده کرد بلکه باعث کاهش وزن و بهبود عملکرد شد. در حالی­که نازی­ها به دلیل ناپایداری احتراق هرگز نتوانستند چنین کاری کنند و علیرغم عملکرد پایین طرح اصلی، به کاربردش ادامه دادند.

تیم طراح V-2 نیز که در عملیات گیره کاغذ به آمریکا منتقل شد، تحت هدایت فون­بران در پروژه­های تحقیقاتی ارتش آمریکا حضور یافت. نورث امریکن هم یکی از آن­ها به نام دیتر هوزل را استخدام کرد تا مسئول هماهنگی پروژه بین ارتش و شرکت شود. در 1947 نیز طراحی پیشرانه دیگری بر اساس V-2 آغاز شد که 56 هزار پوند رانش و 15 درصد وزن کمتر داشت.

همچنین کارشناسان آیرودینامیک نورث امریکن فهمیدند طرح بال A-4B در سرعت مافوق صوت ذاتاً ناپایدار است. پس طراحی را به­صورت بال مثلثی در قسمت انتها و بالچه­های کانارد دماغه تغییر دادند. همچنین سیستم ناوبری اینرسی با طرح کاملاً جدید ساختند که شتاب سنج دوگانه جنبشی داشت. V-2 از شتاب سنج برای تعیین سرعت و دو ژیروسکوپ افقی و عمودی برای تعیین زاویه استفاده می­کرد تا سیستم هدایت اینرسی مختصات موشک را در فضا تعیین کند. این دقت بسیار کمی داشت اما شتاب سنج دوگانه خیلی بهتر بود و میتوانست موقعیت دقیق موشک را تعیین کند تا اصلاحات لازم در مسیر انجام شود. بنابراین تا ژوئن 1947 تمام قسمت­های طرح اصلی A-4B مثل موتور، بدنه و ناوبری تغییر کرد.

ولی این کل فعالیت نورث امریکن نبود چون بخشی از تحقیقات نازی­ها درباره پیشرانه رمجت بود و به نظر می­رسید طراحی موشک کروز مافوق صوت را میسر سازد. پس بولای پروژه­ای موازی آغاز کرد که شامل طراحی رمجت قابل استفاده و تحقیق روی بوستر راکتی مورد نیاز بود که بتواند پرنده­ای با پیشرانه رمجت را به­صورت عمودی پرتاب کرده و به سرعتی برساند که موتورش فعال شود.

تحولات بزرگ

در 1947 نیروی هوایی از ارتش (نیروی زمینی) جدا شد و توافق گردید که پروژه­های در حال توسعه را بر اساس بُرد تقسیم کنند. ارتش موشکهای تا بُرد 1600 کیلومتر را برداشت و نیروی هوایی صاحب دوربردترها شد. بُرد MX770 نیز خیلی کمتر بود ولی نیروی هوایی بجای تحویل به ارتش که با کمک فون­بران روی موشک بالستیک کار می­کرد، در فوریه 1948 از نورث امریکن خواست بُرد را دو برابر کند تا در حوزه نیروی هوایی جای گیرد.

پس موشک بالستیک هواسُرش کنار رفت و موشک کروز با پیشرانه رمجت جایگزین شد. حتی با رانش کارآمدتر رمجت، موشک برای رسیدن به بُرد مورد نظر باید 33 درصد بزرگتر می­شد پس بوستر غول­آسا نیاز داشتند. همچنین سیستم هدایت اینرسی در سرعت زیاد بهم می­ریخت و نمی­توانست در حداکثر بُرد، دایره خطای 760 متر تعیین شده توسط نیروی هوایی را فراهم کند. پس سیستم هدایت جدیدی ساختند که یک ستاره را به عنوان مرجع موقعیت­یابی در نظر می­گرفت و هر چند دقیقه با به­روزرسانی موقعیت، خطای سامانه اینرسی را رفع می­کرد. دقیقاً مثل ترکیب جی­پی­اس و اینرسی که امروزه در موشک­های بالستیک و کروز وجود دارد.

پروژه ناواهو

طرح جدید­ XSSM-A2 نام گرفت و برنامه سه مرحله­ای برای توسعه­اش تعیین شد. فاز یک شامل تحقیق روی فناوری بوستر و مفاهیم دیگر مثل سکوی پرتاب، شیوه جدایش و سقوط بود. فاز دو، رساندن برد موشک به 3200 تا 4800 کیلومتر بود. فاز سه نیز افزایش بُرد به 8 هزار کیلومتر (قاره­پیما) با حمل کلاهک سنگین­تر 4500 کیلوگرمی بود. ولی بازهم طرح در ابعاد گوناگون تکامل یافت و منجر به پروژه WS104A ناواهو در 1950 شد. موشک کروز مافوق صوت که در نهایت باید می­توانست به سرعت 3 ماخ رسیده و با بُرد 8900 کیلومتر، کلاهک اتمی را مستقیماً از آمریکا به شوروی برساند.

این برنامه در سه بخش به تکامل رسید. اول، تولید اکس10 برای آزمایش آیرودینامیک کلی و فناوری سیستم هدایت و کنترل بود. اکس10 نوعی پهپاد با عملکرد بالا، دارای دو پیشرانه توربوجت اکس­جِی40 ساخت وستینگهاس با رانش 10 هزار 900 پوند برای هر کدام بود. همچنن ارابه فرود جمع شونده داشت و می­توانست با سرعت 2 ماخ پرواز کرده و به بُرد 800 کیلومتر دست یابد. موفقیت چشمگیر پروازهای اکس10 فاز دوم را میسر کرد.

پهپاد آزمایشی اکس10

این بخش شامل ساخت و آزمایش موشک کروز با اندازه تقریباً کامل G-26 بود. طول آن 7/20 متر، دهانه بالش 7/8 متر و وزنش 29 هزار 420 کیلوگرم بود. همچنین دو پیشرانه رمجت XRJ47 ساخت رایت اِیروناتیکال با رانش 15 هزار پوند برای هر کدام داشت. برای سرعت 3 هزار 200 کیلومتر بر ساعت نیز طراحی شد ولی در واقعیت فقط توانست به 2 هزار 500 کیلومتر بر ساعت برسد. ارتفاع پرواز هم 23 هزار متر و نسبت رانش به وزن 46/ بود و می­توانست یک کلاهک اتمی دبلیو41 را حمل کند. G-26 دو بال ذوزنقه­ای کوچک به علاوه کانارد و سکان­های عمودی کج شده داشت. ابتدا بوستر راکتی سوخت مایع، موشک را عمودی پرتاب می­کرد و تا رسیدن به سرعت 2 ماخ و ارتفاع 15 هزار متر فعال بود. سپس جدا شده و پیشرانه­های رمجت فعال می­شدند. طراحی بوستر هم به سال­ها پیش برمی­گشت.

در جنگاوران بخوانید  موشک های بالستیک صدام

مهندسان آمریکایی در 1947 پیشران موشک V-2 را نوسازی کردند و همان سال نسخه ساده شده با قطعات آمریکایی را ساخته و XLR-41 نامیدند. نازی­ها طرح آزمایشی کاربرد صفحه انژکتور برای V-2 داشتند ولی چون نتوانستند مشکل پایداری احتراق را حل کنند، رهایش کردند. ولی آمریکا مشکل را حل کرد و صفحه انژکتور آلمانی را با محفظه احتراق استوانه­ای ترکیب کرد. پیشرانه جدید اکس­ال­آر43 نامیده شد و 75 هزار پوند رانش داشت که در 1951 با موفقیت آزمایش شد. در نسخه پیشرفته­تر نیز جداره موتور آلمانی که سیستم خنک کننده ضعیف داشت، با سازه­ای از لوله­های لحیم شده به نام اسپاگتی جایگزین شد. بدین­ترتیب رانش به 120 هزار پوند رسید و اسپاگتی به روش استاندارد خنک­سازی موتورهای آمریکایی تبدیل شد.

در نهایت دو پیشرانه را بهم چسبانده و اکس­ال­آر71 نامیدند که از نفت سفید به­عنوان سوخت و اکیسژن مایع به­عنوان اکسید کننده استفاده می­کرد. لذا رانش 240 هزار پوند مورد نیاز برای پرتاب و تأمین سرعت اولیه فراهم گردید. موشک کروز G-26 هم از سال 1956 تا 1957 مجموعاً 10 بار پرتاب شد ولی ناموفق بود. اولین آزمایش 6 نوامبر 1956 بود ولی فقط 26 ثانیه پس از پرتاب سقوط کرد. آزمایش 22 مارس 1957 نیز فقط 4 دقیقه و 39 ثانیه طول کشید. در آزمایش 25 آوریل، چند لحظه پس از پرتاب منفجر شد و 26 ژوئن نیز فقط 4 دقیقه و 29 ثانیه پرواز کرد.

موشک G-26 روی بوستر

موشک G-38

فاز سوم پروژه، نسخه نهایی G-38 بود که از همان طراحی G-26 ولی با ابعاد بزرگتر و تغییرات جزئی بهره می­بُرد. همچنین فناوری­های جدید، اجزای تیتانیوم و کنترل­های الکترونیک کاملاً نیمه­هادی داشت. بال­هایش برخلاف G-26 مثلث متساوی الاضلاع با نوک تیز بودند. بوستر هم نسخه سه قلوی سلفش با سیستم خنک کننده پیشرفته­تر، سیستم تغییر بُردار رانش و سوخت قوی­تر بود که 405 هزار پوند نیرو داشت و اکس­ال­آر83 خوانده شد.

رانشگر سوخت مایع پیشرفته که جز نازل زنگی، تمام عناصر پیشرانه مدرن را داشت. طوری­که فناوری­اش منجر به تولید موشک­های بالستیک قاره­پیمای اطلس و تایتان شد! همچنین سیستم هدایت اینرسی ناواهو به عنوان موقعیت­یاب در نسل اول زیردریایی اتمی آمریکا بکار رفت. ولی G-38 هرگز پرواز نکرد چون برنامه قبل از تکمیل اولین فروند لغو شد. مشکل اینجا بود که مهندسان یک نکته اساسی را کاملاً نادیده گرفتند. اینکه فناوری آن زمان و حتی چند دهه بعد، برای ساخت موشک کروز قاره­پیما، آن هم مافوق صوت به هیچ عنوان کافی و قابل اعتماد نبود.

طرح XSSM-A2، قرمز: موشک G-26، آبی: G-38، به تفاوت این دو موشک خصوصاً بالها توجه کنید

لغو پروژه

بعد از آن همه شکست، برنامه ناواهو در اواسط 1957 لغو شد ولی در عمل ادامه یافت چون دست نیروی هوایی تقریباً خالی بود. موشک بالستیک بسیار امید بخش­تر اطلس نیز ژوئن همان سال پرواز کرد. اما ساخت اطلس بدون توسعه پیشران راکتی سوخت مایع که در پروژه ناواهو انجام شد، امکان نداشت. اطلس همان اهداف عملکردی را ظرف چند دقیقه به­جای چند ساعت انجام می­داد.

همچنین به دلیل سرعت و ارتفاع بسیار بالا، هرگونه رهگیری اطلس با فناوری آن زمان مطلقاً غیرممکن بود. در حالی­که تصور می­شد رهگیری ناواهو بسیار سخت باشد. پرتاب ماهواره اسپوتنیک شوروی در اکتبر همان سال نیز باعث وحشت آمریکا از شکاف موشکی شد و میخ آخر را به تابوت ناواهو زد. چون تمام بودجه تحقیق و توسعه به موشک­های بالستیک سرازیر شد و اطلس مهمترین اولویت را به­دست آورد.

پروژه ناواهو تا 1958 که اطلس به بلوغ رسید، به عنوان پشتیبان ادامه یافت و سپس حذف گردید. البته قاب اصلاح شده­اش را به پیشرانه توربوجت مجهز کردند و نتیجه، موشک کروز مافوق صوت اتمی هاندداگ بود که سال 1959 به تولید رسید. این از بمب­افکن بی52 پرتاب می­شد و به سرعت 2 ماخ می­رسید اما فقط 1260 کیلومتر بُرد داشت. از ناواهو فقط پهپاد اکس10 ماند که امروزه در موزه نیروی هوایی آمریکاست. برای یادبود G-26 نیز ماکت بزرگی بعلاوه بوستر ساخته شد و در فورت مک­کوی فلوریدا نصب گردید که چند سال پیش در اثر طوفان به­کلی از بین رفت.

موشک G-26 به¬صورت عمودی روی سکوی پرتاب

جالب است که شوروی هم به موازات آن، مشغول پروژه­های مشابه بود. بوران ساخت میاسیشچِف و بوریا ساخت لاووکین، موشک­های کروز قاره­پیما با پیشرانه رمجت بودند. کمی بعد توپالف123 هم با موتور توربوجت ساخته شد. اما پیشرفت موشک­های بالستیک و توقف ناواهو در آمریکا باعث لغو بوران و بوریا نیز شد هرچند دومی پروازهای موفق هم داشت. توپالف123 نیز به پهپاد شناسایی بزرگ مافوق صوت تبدیل شد.

اوجگیری G-26 توسط بوستر دوقلوی اکس­ال­آر71، به ابعاد بسیار بزرگ بوستر نسبت به موشک توجه کنید!

مقالات مشابه

موشک های بالستیک ساخت امریکا 

The Air Force and the National Guided Missile Program

https://fas.org/nuke/guide/usa/icbm/sm-64.htm

http://www.astronautix.com/n/navaho.html

http://www.astronautix.com/a/a-4b.html

نوشته های مشابه

همچنین ببینید

بستن
دکمه بازگشت به بالا
کانال سایت جنگاوران