صمام مدفعية

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 23 صور
الموسوعة الحرة

صمام المدفعية هو نوع من صمامات الذخيرة المستخدمة مع ذخائر المدفعية ، وخاصةً القذائف التي تُطلقها المدافع (الميدانية، والمضادة للطائرات، والساحلية، والبحرية)، ومدافع الهاوتزر ، ومدافع الهاون . الصمام هو جهاز يُفعّل وظيفة التفجير في الذخيرة، مما يؤدي في أغلب الأحيان إلى انفجارها أو إطلاق محتوياتها، عند استيفاء شروط تفعيله. يحدث هذا عادةً بعد فترة زمنية محددة مسبقًا من الإطلاق ( صمام زمني )، أو عند التلامس المباشر ( صمام تلامسي)، أو عند استشعار قربها من الأرض أو مبنى أو هدف آخر ( صمام تقاربي ) . كلمة "صمام" (Fuze ) ، وهي صيغة أخرى من كلمة "صاعق" (fuse )، هي التهجئة الرسمية المعتمدة لدى حلف الناتو .

إحكام غلق فتيل قذيفة  مدفع هاوتزر عيار 105 ملم

مصطلحات

تُستخدم صمامات الذخائر أيضًا مع الصواريخ وقنابل الطائرات والصواريخ الموجهة والقنابل اليدوية والألغام وبعض ذخائر المدافع ذات الإطلاق المباشر (المدافع الصغيرة ومدافع الدبابات).

بشكل عام، تعمل الصمامات إما عند الاصطدام (صمامات الارتطام) أو بعد فترة زمنية محددة مسبقًا من الإطلاق (صمامات التوقيت). مع ذلك، بحلول القرن الثامن عشر، صُممت صمامات التوقيت للعمل في الهواء، وفي أربعينيات القرن العشرين، طُرحت صمامات التقارب لتحقيق انفجار جوي أكثر دقة. لذا، يُستخدم مصطلحا "الارتطام" و"الانفجار الجوي" هنا عمومًا، إلا إذا كان المقصود هو صمامات التوقيت تحديدًا.

التاريخ المبكر

لم تكن قذائف المدفع الصلبة ("الطلقات") بحاجة إلى صاعق، بينما كانت القذائف المجوفة ("القذائف") المملوءة بمادة مثل البارود لتفتيت القذيفة بحاجة إلى صاعق زمني. تشمل التقارير المبكرة عن القذائف استخدامها من قبل البندقية في معركة يادرا عام 1376، وقذائف مزودة بصواعق في حصار سان بونيفاس في كورسيكا عام 1421. في عام 1596، اقترح سيباستيان هالي إشعال الشحنة المتفجرة بالقرع وتنظيم مدة احتراق الصواعق، لكن هذا الاقتراح اعتُبر ضربًا من الخيال في ذلك الوقت. استخدمت هذه الصواعق الزمنية المبكرة مادة قابلة للاحتراق تحترق لفترة قبل إشعال حشوة القذيفة ( فتيل بطيء ). تمثلت المشكلة في أن دقة أوقات الاحتراق تتطلب قياسًا وتسجيلًا دقيقين للوقت، وهو ما لم يظهر حتى عام 1672. قبل ذلك، كان مسؤول الاختبار غالبًا ما يختبر مدة احتراق البارود بتلاوة قانون الإيمان الرسولي لقياس الوقت. [ 1 ]

لم يُدرك إلا في منتصف القرن الثامن عشر تقريبًا أن مقاومة الهواء بين الرصاصة والماسورة تسمح للوميض الناتج عن الشحنة الدافعة بالمرور حول القذيفة. أدى هذا، في عام 1747، إلى "الإطلاق الفردي" وألغى الحاجة إلى إشعال الصاعق قبل تحميل القذيفة. في ذلك الوقت، كانت الصواعق تُصنع من خشب الزان، وتُثقب وتُملأ بالبارود وتُقطع إلى الطول المطلوب. أظهرت التجربة وجود حد أدنى آمن للطول. في عام 1779، اعتمد البريطانيون أطوالًا مُسبقة القطع للصواعق تُعطي 4 و4.5 و5 ثوانٍ. [ 2 ]

ظهر أول وصف لصاعق صدمي عام 1650، حيث استُخدم حجر صوان لإحداث شرارات لإشعال البارود. تمثلت المشكلة في ضرورة سقوط القذيفة بطريقة محددة، وهو ما لم يكن مضمونًا مع القذائف الكروية. ونتيجة لذلك، ظهر مصطلح "القنبلة العمياء" لوصف القذيفة غير المنفجرة. تمثلت المشكلة في إيجاد "بارود صدمي" مستقر مناسب. لم يتحقق التقدم حتى اكتشاف فولمينات الزئبق عام 1800، مما أدى إلى ابتكار خلطات إشعال للأسلحة الصغيرة، والتي حصل القس ألكسندر فورسيث على براءة اختراعها، وغطاء الصدم النحاسي عام 1818. تبنت بريطانيا مفهوم الصواعق الصدمية عام 1842. خضعت العديد من التصاميم للدراسة المشتركة بين الجيش والبحرية، لكنها لم تكن مُرضية، ربما بسبب خصائص السلامة والتسليح. مع ذلك، في عام 1846، اعتمد الجيش تصميمًا من قِبل رئيس أركان المدفعية الملكية ، فريبيرن. كان عبارة عن فتيل خشبي  بطول ست بوصات تقريبًا، ويستخدم سلكًا معدنيًا لتثبيت قطع معدنية بين مخزن الفتيل وعود ثقاب مشتعل. يُشعل عود الثقاب بوميض الوقود، وينقطع السلك المعدني عند الاصطدام. لم يظهر فتيل صدمي بحري بريطاني مصنوع من المعدن حتى عام 1861. [ 3 ]

كان التوحيد القياسي محدودًا للغاية. ففي الخدمة البريطانية، وحتى أواخر القرن التاسع عشر، كان لكل عيار تقريبًا صمام توقيت خاص به. على سبيل المثال، استُخدمت سبعة صمامات مختلفة مع القذائف الكروية حتى عام ١٨٥٠. إلا أنه في عام ١٨٢٩، اعتمدت البحرية الملكية صمامات معدنية بدلًا من الخشبية. في ذلك الوقت، استُخدمت الصمامات مع الشظايا والقذائف العادية ( المملوءة بالمتفجرات) والقنابل اليدوية. كانت جميع الصمامات البريطانية تُجهز إما بتقطيعها إلى الطول المطلوب أو بثقب قاعها من الأسفل. لكن المشكلة كانت تكمن في أن هذا يترك البارود دون دعم، مما أدى إلى تعطل الصمامات بشكل متكرر.

فتيل توقيت خشبي بريطاني من نوع "بوكسر"، يعود تاريخه إلى سبعينيات القرن التاسع عشر، يحترق لمدة أقصاها 9 ثوانٍ، ويتم ضبطه عن طريق ثقب الفتحة المناسبة.

اقترح المخترع البريطاني ، الكولونيل إدوارد بوكسر من المدفعية الملكية، طريقةً أفضل: مخاريط تفجير خشبية ذات قناة مركزية للبارود وثقوب محفورة كل 0.25 بوصة. [ 4 ] في عام 1853، جُمعت هذه المخاريط في تفجير واحد بقناتين،  بطول بوصتين للمدافع والقذائف العادية،  وبوصة واحدة للشظايا. [ 5 ] سُدّت الثقوب بالطين، وكان من الممكن إدخال مسمار من خلالها قبل التحميل لاختيار التأخير الزمني المطلوب. وُضعت مجموعات من الثقوب مطلية باللونين الأبيض والأسود للأجزاء الفردية والزوجية من البوصة. استخدم تفجير بوكسر الزمني حجم ثقب مختلفًا عن تفجير فريمان الصدمي، الذي أصبح قديمًا. استُبدلت تفجيرات فريمان في الخدمة العسكرية عام 1861 بتلك التي صممها بيتمان، والتي يمكن استخدامها مع القذائف الكروية وغير الكروية. [ 6 ]

ظهر صمام التوقيت بوكسر النهائي، الخاص بقذائف الهاون، عام 1867، واحتفظ الجيش بالصمامات الخشبية بينما استخدمت البحرية الصمامات المعدنية. وكان هناك صمام خشبي أمريكي مماثل. [ 7 ] مع ذلك، في عام 1855، أنتج أرمسترونغ مدفعه ذو التلقيم الخلفي الحلزوني (RBL) ، والذي دخل الخدمة البريطانية عام 1859. تمثلت المشكلة في قلة أو انعدام مقاومة الهواء بين القذيفة والماسورة، مما حال دون استخدام الشحنة الدافعة لإشعال الصمام. لذلك، أُضيف كبسولة إشعال مع مطرقة معلقة فوقها، بحيث تُحرر صدمة الإطلاق المطرقة، فتُشعل كبسولة الإشعال سلسلة توقيت البارود. دخل صمام التوقيت من طراز "أ" لأرمسترونغ الخدمة البريطانية عام 1860، بينما استُخدم صمام بورمان الأقصر في الولايات المتحدة. [ 8 ]

أدى إدخال المدافع ذات التلقيم الخلفي الحلزوني إلى ظهور قذائف غير كروية، تسقط مقدمتها أولاً. وقد مكّن هذا من استخدام صمامات صدمية أمامية، لكنها كانت تواجه صعوبة في التعامل مع دوران القذيفة وقوى الطرد المركزي. وبحلول عام 1860 تقريبًا، تطورت هذه الصمامات إلى صمامات صدمية مزودة بدبوس إطلاق مباشر وصاعق ، بالإضافة إلى مخزن لتعزيز الصواعق بما يكفي لتفجير الشحنة الرئيسية للقذيفة. [ 9 ]

تطورت تصاميم صمامات التوقيت الخاصة بأرمسترونغ بسرعة. في عام 1867، طُرح النموذج F، وكان أول صمام توقيت وإيقاع (T&P). لم تكن وظيفة الإيقاع فيه ناجحة تمامًا، وسرعان ما استُبدل بصمام E Mk III. كان هذا الصمام مصنوعًا من النحاس، ويحتوي على حلقة من مادة مركبة بطيئة الاحتراق تُشعلها كريات تحمل غطاء تفجير يُعاد تثبيته على دبوس الإطلاق بفعل صدمة الإطلاق. كان هذا الصمام النموذج الأولي لصمامات التوقيت والإيقاع المستخدمة في القرن العشرين، على الرغم من أنه استُخدم في البداية فقط مع قذائف القطاعات البحرية، واستغرق الجيش بعض الوقت لاعتماده مع الشظايا.

وصف

منذ النصف الثاني من القرن التاسع عشر، أصبحت معظم صمامات المدفعية تُركّب في مقدمة القذيفة. يُثبّت قاعدة الصمام في تجويف، ويُصمّم رأسه ليُطابق شكل مقدمة القذيفة. يختلف عمق التجويف باختلاف نوع القذيفة والصمام. كانت صمامات المدفعية أحيانًا مُخصصة لأنواع مُعينة من المدافع أو الهاوتزر نظرًا لخصائصها، والاختلافات الملحوظة في سرعة الفوهة ، وبالتالي حساسية آليات الأمان والتسليح. مع ذلك، وبحلول الحرب العالمية الثانية، ورغم وجود بعض الاستثناءات، أصبح بالإمكان استخدام معظم صمامات دولة ما مع أي قذيفة مدفعية من تلك الدولة إذا أمكن تركيبها عليها، على الرغم من أن ترتيبات التوريد المختلفة للجيش والبحرية كانت غالبًا ما تحول دون ذلك. كانت الاستثناءات صمامات قذائف الهاون، ولا يزال هذا الأمر قائمًا.

كان من أوائل إجراءات توحيد معايير حلف الناتو الاتفاق على أبعاد وخيوط تجويف الصمام في قذائف المدفعية لتمكين تبادل الصمامات بين الدول. ويمكن عمومًا استخدام صمامات المدفعية الحديثة مع أي قذيفة مدفعية مناسبة، بما في ذلك القذائف البحرية. إلا أن قذائف الهاون ذات الماسورة الملساء تقيّد خيارات آليات الأمان والتسليح نظرًا لانعدام قوة الطرد المركزي وانخفاض سرعات الفوهة نسبيًا. لذا، لا يمكن استخدام صمامات القذائف مع قنابل الهاون، كما أن صمامات الهاون غير مناسبة للسرعات العالية للقذائف.

يبدأ عمل الصاعق عند الاصطدام، أو بعد مرور وقت من الإطلاق، أو عند الاقتراب من الهدف. في معظم الحالات، يتسبب عمل الصاعق في انفجار الشحنة المتفجرة الرئيسية في القذيفة، أو شحنة صغيرة لإخراج محتويات القذيفة الحاملة. قد تكون هذه المحتويات قاتلة، مثل قذائف الشظايا التي عفا عليها الزمن أو الذخائر الفرعية الحديثة، أو غير قاتلة، مثل العبوات التي تحتوي على مركب دخاني أو شعلة مظلية.

تحتوي الصواعق عادةً على عنصرين متفجرين في سلسلة تفجيرها: صاعق صغير جدًا (أو بادئ) يُضرب بواسطة إبرة إطلاق، وشحنة معززة في قاعدة الصاعق (تُسمى أحيانًا "المخزن"). هذه الشحنة المعززة قوية بما يكفي لتفجير الشحنة الرئيسية في قذيفة شديدة الانفجار أو الشحنة القاذفة في قذيفة حاملة. عادةً ما تكون الشحنتان متصلتين بواسطة "أنبوب وميض".

تُعدّ آليات الأمان والتسليح في صمامات المدفعية من العناصر الأساسية لمنع عمل الصمام حتى الحاجة إليه، مهما كانت ظروف النقل والتداول قاسية. تستخدم هذه الآليات القوى الناتجة عن إطلاق المدفع أو الهاوتزر - التسارع العالي (أو "صدمة الإطلاق") والدوران (الناتج عن الحلزنة في ماسورة المدفع أو الهاوتزر) - لتحرير آليات الأمان وتسليح الصمام. كانت بعض أنواع الصمامات القديمة تحتوي على آليات أمان، مثل الدبابيس أو الأغطية، التي كان المستخدم يزيلها قبل تحميل القذيفة في حجرة الإطلاق. قد تعمل الصمامات المعيبة أثناء وجود القذيفة في الماسورة - "انفجار مبكر"، أو في مرحلة متقدمة من مسارها.

تختلف تصاميم الصمامات في آليات الأمان والتسليح التي تستخدم القوتين بطرق متنوعة. استخدمت الصمامات "الحديثة" الأولى أسلاكًا تُقطع بفعل صدمة الإطلاق. لاحقًا، فُضِّل استخدام الصمامات المركزية عمومًا مع قذائف الهاوتزر منخفضة السرعة لأن ارتدادها غالبًا ما كان غير كافٍ. مع ذلك، استخدمت تصاميم أواخر القرن التاسع عشر والقرن العشرين تركيبات أكثر تطورًا من الأساليب التي تُطبِّق القوتين. ومن الأمثلة على ذلك:

  • القوة المركزية التي تحرك مسمارًا للخارج، مما يسمح لمسمار آخر بالتحرك للخلف بفعل القصور الذاتي الناتج عن التسارع.
  • القصور الذاتي الناتج عن التسارع الذي يتغلب على ضغط زنبرك التثبيت لتحرير مزلاج يسمح لذراع أو صفيحة أو كم مجزأ أو مسمار آخر بالتحرك للخارج إما عن طريق قوة الطرد المركزي، أو الزنبرك في حالة المدافع (التي لا تولد قوة طرد مركزي، لأنها ذات تجويف أملس).
  • قوة الطرد المركزي التي تتسبب في تأرجح الصفيحة التي تحمل الصاعق لتتماشى مع دبوس الإطلاق.
  • القوة المركزية التي تتسبب في تغلب صفيحة (صفائح) الحاجز أو الكتلة (الكتل) على الزنبرك (الزنبركات) والتأرجح خارج القناة بين دبوس الإطلاق والصاعق أو بين الصاعق والمعزز (أو كليهما).
  • يؤدي الدوران إلى فك شريط مثقل من حول محور الدوران وتحرير مطرقة دبوس الإطلاق.

تُعدّ أجهزة الأمان والتسليح الحديثة جزءًا من تصميم شامل للصمامات يلبي متطلبات الذخائر غير الحساسة. ويشمل ذلك اختيارًا دقيقًا للمتفجرات المستخدمة في جميع مراحل سلسلة التفجير، وحواجز مادية قوية بين الصاعق والمعزز حتى إطلاق القذيفة، ووضع مكونات المتفجرات في الصمام لتوفير أقصى حماية.

الأنواع

آلات الإيقاع

صاعق بريطاني مبكر يعمل بتأثير مباشر على مقدمة القنبلة، يعود تاريخه إلى عام 1900، بدون آلية أمان أو تسليح، ويعتمد على تأثير مادي مباشر قوي للتفجير.
صاعق تفجير قاعدي لمدفع هاوتزر نمساوي عيار 30.5  سم ، كما استُخدم في هزيمة الحصون البلجيكية في لييج عام 1914
قذيفة ألمانية عيار 7.5 سم من طراز Pzgr. 1939  : قذيفة خارقة للدروع مزودة بصاعق تفجير قاعدي (1)، كما تم إطلاقها من دبابة بانزر 4 ومدفع باك 40 المضاد للدبابات
صاعق تفجير نقطي فرنسي من عام 1916 مزود بمكبس قصور ذاتي وتأخير زمني قدره 1/10 من الثانية، يستخدم مع قنابل الهاون الثقيلة للخنادق

في القرن العشرين، كانت معظم الصمامات من نوع "التفجير بالصدمة". وقد تكون من نوع "التفجير المباشر" (وتسمى أيضًا "التفجير النقطي" أو "التفجير فائق السرعة") أو "التفجير السطحي". كما قد توفر خيار "التأخير". ولا تزال صمامات التفجير بالصدمة منتشرة على نطاق واسع، لا سيما في التدريب. مع ذلك، في القرن التاسع عشر، شاع استخدام صمامات "التفجير والتفجير" المدمجة، ولا يزال هذا النوع من الصمامات شائعًا مع صمامات التفجير الجوي في حال فشل وظيفة التفجير الجوي أو ضبطها على مدة "طويلة" للغاية. أما مخزونات الأسلحة في الجيوش الغربية فهي الآن في الغالب "متعددة الوظائف"، مما يوفر خيارات متعددة لوظائف التفجير الأرضي والجوي.

العمل المباشر

تعمل الصمامات ذات التأثير المباشر عن طريق اصطدام رأس الصمام بجسم صلب نسبيًا، كالأرض أو مبنى أو مركبة، ودفع إبرة الإطلاق إلى جهاز التفجير. الصمام البريطاني القديم الموضح على اليسار مثال على ذلك.

تتميز تصاميم الصمامات ذات التأثير المباشر بسرعة فائقة، ولكنها قد تتضمن خيار التأخير. وتختلف تصاميم القرن العشرين في المواضع النسبية لعناصرها الرئيسية. فعلى سبيل المثال، قد يكون دبوس الإطلاق والصاعق قريبين من مقدمة الصاروخ مع أنبوب وميض طويل يصل إلى المعزز (وهو أمر شائع في التصاميم الأمريكية)، أو قد يكون هناك بدلاً من ذلك دبوس إطلاق طويل يصل إلى صاعق قريب من المعزز وأنبوب وميض قصير (وهو أمر شائع في التصاميم البريطانية).

مرعى

تعمل صمامات الارتطام عندما تتباطأ القذيفة فجأة، مثلاً عند اصطدامها بالأرض أو اختراقها جدارًا. يؤدي هذا التباطؤ إلى تحرك إبرة الإطلاق للأمام أو الصاعق للخلف، بحيث يصطدم أحدهما بالآخر. الارتطام هو آلية الصدم الوحيدة التي يمكن استخدامها في صمامات القاعدة. عادةً ما يكون هذا النوع من الصمامات صمامًا يُطلق بالقصور الذاتي (مثل صمام القاعدة المذكور أعلاه)، ويتميز بخصائص خاصة تزيد من احتمالية عمله إذا اصطدم بالهدف بزاوية مائلة شديدة، والتي قد تتسبب في تعطل هذه الصمامات أو "إعاقتها" بسبب القوى الجانبية العالية المتولدة. على سبيل المثال، احتوت صمامات قاعدة قذائف اختراق الدروع التابعة للبحرية الألمانية في أواخر الحرب العالمية الثانية ("Bodenzunder") على أنواع متعددة من هذه الصمامات، حيث كانت إبرة الإطلاق المثقلة وحبة الصاعق المتفجرة تتحركان بحرية، ولا يفصل بينهما سوى الاحتكاك أو نابض خفيف، وذلك بعد التجهيز أثناء الطيران عن طريق إزالة سلسلة من المصاريع الدوارة التي تثبتهما في مكانهما قبل إطلاق القذيفة. وبالتالي، في حالة الاصطدام المائل بشدة - "السطحي" أو "السطحي" - تزداد احتمالية أن يكون أحد القذيفتين على الأقل حرًا في التحرك نحو الآخر، وأن يُقذف نحوه أثناء اصطدامه بالهدف بقوة كافية لتفجير الصاعق وبدء سلسلة انفجارات القذيفة. وهناك تصميمات أخرى مختلفة لتحقيق هذا التأثير. [ 10 ]

تأخير

قد تحتوي الصمامات ذات التشغيل المباشر على وظيفة تأخير، يتم اختيارها من المدفع كبديل للتشغيل المباشر. وقد يستخدم التأخير وظيفة الارتطام أو آلية أخرى. أما الصمامات الخاصة "الخارقة للخرسانة" فعادةً ما تحتوي على وظيفة تأخير فقط ورأس صمام مقوى ومعزز.

قاعدة

تُغلف الصمامات القاعدية داخل قاعدة القذيفة، وبالتالي لا تتضرر من الاصطدام الأولي بالهدف. ويمكن ضبط توقيت تأخيرها قبل الإطلاق. وتعتمد هذه القذائف على آلية الاصطدام السطحي، ولم تُستخدم على نطاق واسع في المدفعية الميدانية. وقد استُخدمت القذائف ذات الصمامات القاعدية من قِبل مدفعية السواحل والسفن الحربية ضد السفن الحربية المدرعة حتى خمسينيات القرن الماضي. كما استُخدمت أيضًا ضد الدبابات، حيث احتوت بعض هذه القذائف على رؤوس شديدة الانفجار قابلة للسحق (HESH)، تُعرف أيضًا باسم البلاستيك شديد الانفجار (HEP)، والتي استُخدمت بعد الحرب العالمية الثانية من قِبل مدفعية عيار 105 ملم للدفاع عن النفس ضد الدبابات.

إيربوست

كانت الصمامات المتفجرة في الهواء، التي تستخدم جهاز توقيت مُسبق الضبط يتم تفعيله بإطلاق النار، أقدم أنواع الصمامات. وقد اكتسبت أهمية خاصة في القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين عندما شاع استخدام صمامات الشظايا. ثم عادت لتكتسب أهمية مجددًا عندما أصبحت الذخائر العنقودية عنصرًا رئيسيًا في مخزونات الذخيرة خلال الحرب الباردة . ومع استخدام الصمامات متعددة الوظائف في أواخر القرن العشرين، أصبح بالإمكان في بعض الدول الغربية استخدام الصمامات المتفجرة في الهواء مع كل قذيفة.

كانت الصمامات الزمنية ضرورية للمدافع المضادة للطائرات ذات العيار الكبير، وسرعان ما اتضح أن الصمامات المشتعلة غير دقيقة بما فيه الكفاية. دفع هذا إلى تطوير الصمامات الزمنية الميكانيكية بين الحربين العالميتين. خلال الحرب العالمية الثانية، تم إدخال صمامات التقارب الراديوية، في البداية لاستخدامها ضد الطائرات، حيث أثبتت تفوقها الكبير على التوقيت الميكانيكي، وفي نهاية عام 1944 لمدفعية الميدان.

وقت

صمام توقيت بريطاني يعمل بآلية الساعة لقذيفة مدفعية باستخدام آلية ثيل ، حوالي عام 1936
صاعق زمني بريطاني من الألومنيوم رقم 25 مارك 4، يستخدم مؤقتًا يعمل بالبارود المشتعل، حوالي عام 1914، كان يُستخدم في قذائف النجوم

تنفجر الصمامات الزمنية للمدفعية بعد فترة زمنية محددة. كانت الصمامات الزمنية المبكرة قابلة للاشتعال (أي قابلة للاحتراق) باستخدام مجموعة من البارود. ظهرت الآليات الميكانيكية في بداية القرن العشرين، وظهرت الصمامات الزمنية الإلكترونية في ثمانينيات القرن العشرين، بعد فترة وجيزة من ظهور الساعات الرقمية.

تُركّب معظم صمامات التوقيت المدفعية في مقدمة القذيفة. ويُستثنى من ذلك قذيفة نووية أمريكية من عيار 203 ملم (8 بوصات) (M422) من تصميم الخمسينيات، والتي كانت مزودة بصمام توقيت ميكانيكي ثلاثي الطبقات.  

يُحسب تأخير توقيت الصاعق عادةً كجزء من حسابات التحكم الناري التقنية، وليس عند المدفع نفسه، على الرغم من اختلاف الجيوش في ترتيباتها. ويعكس تأخير الصاعق بشكل أساسي المسافة إلى الهدف وارتفاع الانفجار المطلوب. يُستخدم ارتفاع الانفجار العالي، الذي يبلغ عادةً بضع مئات من الأمتار، مع قذائف الإضاءة وغيرها من القذائف التي تقذف من القاعدة، مثل قذائف الدخان والقذائف العنقودية، وللمراقبة باستخدام القذائف شديدة الانفجار في بعض الحالات. أما الصواعق ذات الانفجار الجوي المنخفض، والتي يبلغ ارتفاعها عادةً حوالي 10 أمتار ، فقد استُخدمت مع القذائف شديدة الانفجار. ويعتمد ارتفاع الانفجار مع الشظايا على زاوية الهبوط، ولكن لتحقيق الاستخدام الأمثل، كان الارتفاع بضع عشرات من الأمتار. 

كانت الصمامات الزمنية النارية تحتوي على حلقة بارود داخل قناة معدنية على شكل حرف "U" مقلوب، ويتم ضبط الصمام بتدوير الجزء العلوي منه. عند إطلاق القذيفة، تدفع صدمة الإطلاق صاعقًا إلى دبوس الإطلاق، مما يُشعل حلقة البارود؛ وعندما يصل الاحتراق إلى موضع ضبط الصمام، يمر عبر فتحة إلى مخزن الصمام، مما يُشعل بدوره الشحنة المتفجرة داخل القذيفة. إذا كانت القذيفة تحتوي على متفجرات شديدة الانفجار، فإن الصمام مزود بآلية تحويل انفجار البارود إلى انفجار قوي بما يكفي لتفجير المتفجرات شديدة الانفجار.

كانت مشكلة الصمامات المشتعلة تكمن في أنها، رغم كفايتها لشظايا القذائف ذات المسار المسطح (كانت مداها قصيرة نسبيًا وفقًا للمعايير اللاحقة) أو قذائف حاملة عالية الانفجار، إلا أنها كانت غير دقيقة وغير منتظمة. ورغم أن التحسينات في تركيب البارود ساعدت في حل المشكلة، إلا أن عدة عوامل معقدة ظلت تحول دون تحقيق الانتظام المطلوب في الميدان. وقد واجهت بريطانيا على وجه الخصوص صعوبة بالغة في تحقيق الاتساق في بداية الحرب العالمية الأولى (1914 و1915) مع صماماتها الزمنية القديمة التي تعمل بقطار البارود، والمخصصة لإطلاق النار المضاد للطائرات على أهداف على ارتفاعات تصل إلى 6000 متر (20000 قدم) . ثم اكتُشف أن البارود القياسي يحترق بشكل مختلف على ارتفاعات مختلفة، وهي مشكلة تم حلها إلى حد ما بواسطة صمامات مصممة خصيصًا بتركيبات بارود معدلة. [ 11 ] وفي النهاية، تحولت بريطانيا إلى الصمامات الزمنية الميكانيكية (أي التي تعمل بآلية الساعة) بعد الحرب العالمية الأولى مباشرة، مما حل هذه المشكلة. استمرت المخزونات المتبقية من الفتائل المشتعلة لسنوات عديدة بعد الحرب العالمية الثانية مع الدخان والقذائف المضيئة. 

قبل الحرب العالمية الأولى ، بدأت شركة كروب الألمانية بإنتاج صمام بيكر الميكانيكي. كان هذا الصمام يحتوي على ساعة زنبركية مزودة بميزان أسطواني فائق السرعة يُعطي 30 نبضة في الثانية. [ 12 ] خلال الحرب العالمية الأولى، طورت ألمانيا صمامات ميكانيكية أخرى (أي صمامات تعمل بالساعة). تميزت هذه الصمامات بدقة أعلى وتقلبات أقل من الصمامات النارية، وهي خصائص بالغة الأهمية مع ازدياد مدى المدافع. بين الحربين، طُورت خمس أو ست آليات مختلفة في دول متعددة. [ 13 ] مع ذلك، سادت ثلاث آليات: آلية ثيل في التصاميم البريطانية، وآلية يونغانس في التصاميم الأمريكية، وآلية ديكسي السويسرية، حيث نشأت الآليتان الأوليان في ألمانيا خلال الحرب العالمية الأولى. [ 14 ] لا تزال الصمامات الميكانيكية المستخدمة في العديد من الجيوش قيد الاستخدام.

كانت الصمامات الزمنية الميكانيكية كافية لمدفعية الميدان لتحقيق ارتفاع انفجار فعال للقذائف شديدة الانفجار يبلغ حوالي 10 أمتار فوق سطح الأرض. ومع ذلك، كان مصطلح "كافٍ" يعني عادةً "4 أمتار في الجو ومترين على الأرض". كان من الصعب للغاية التنبؤ بطول هذا الصمام، لذا كان لا بد من تعديل ارتفاع الانفجار بالملاحظة في أغلب الأحيان.

القرب

صاعق تقارب من طراز Mk 53 لقذيفة مدفعية ، حوالي عام 1945

تتضح فوائد الصاعق الذي يعمل عند استشعاره هدفًا قريبًا، لا سيما عند استخدامه ضد الطائرات. ويبدو أن أول صاعق من هذا النوع قد طُوّر من قبل البريطانيين في ثلاثينيات القرن العشرين لاستخدامه مع قذائفهم المضادة للطائرات "غير الدوارة" - الصواريخ. وقد استخدمت هذه الصواريخ صاعقًا كهروضوئيًا. [ 15 ]

خلال الفترة 1940-1942، عملت شركة باي المحدودة، وهي شركة بريطانية رائدة في تصنيع الأجهزة اللاسلكية، في مشروع خاص على تطوير صمام تقارب لاسلكي. نُقلت أبحاث باي إلى الولايات المتحدة كجزء من حزمة التكنولوجيا التي قدمتها بعثة تيزارد عند دخول الولايات المتحدة الحرب. [ 16 ] كانت هذه الصمامات تُصدر موجات راديوية وتستشعر انعكاسها من الهدف (طائرة أو أرض). تشير قوة الإشارة المنعكسة إلى المسافة إلى الهدف. وعندما تكون هذه المسافة صحيحة، ينفجر الصمام.

خلال الأشهر الثمانية عشر الأولى تقريبًا، اقتصر استخدام الصمامات التقاربية على الدفاع الجوي لضمان عدم استيلاء العدو عليها ونسخها. وقد أُطلق عليها أيضًا اسم "التوقيت المتغير" أو VT لإخفاء طبيعتها. أُتيح استخدامها أخيرًا في المدفعية الميدانية في ديسمبر 1944 في أوروبا. ورغم أنها لم تكن مثالية، إذ كان من الممكن أن تكون الانفجارات غير منتظمة بسبب المطر، إلا أنها مثّلت تحسنًا كبيرًا مقارنةً بالتوقيت الميكانيكي، حيث حققت نسبة عالية جدًا من الانفجارات على الارتفاع المطلوب البالغ 10 أمتار. مع ذلك، كانت صمامات VT تخترق القذيفة بعمق أكبر من الصمامات الأخرى لاحتوائها على بطارية تُفعّل بصدمة الإطلاق. هذا يعني أن تجويف الصمام كان يجب أن يكون أعمق، ولذا، ولتمكين استخدام صمامات أقصر غير VT، مُلئ التجويف العميق بعبوات إضافية قابلة للإزالة من المتفجرات شديدة الانفجار.

بعد الحرب، تضمن الجيل التالي من الصمامات التقاربية مؤقتًا ميكانيكيًا لتشغيل الصمام قبل ثوانٍ قليلة من وصوله إلى الهدف. عُرفت هذه الصمامات باسم "صمامات التوقيت المتغير المتحكم به" (CVT)، وقد قللت من احتمالية الانفجارات المبكرة. أُضيفت إلى الطرازات اللاحقة وسائل إلكترونية مضادة.

قياس المسافة

لم يُستخدم الصمام الميكانيكي ذو المسافة البعيدة إلا نادرًا؛ فقد اختبر البريطانيون تصميم طومسون لكنه لم يدخل الخدمة. تعمل هذه الصمامات عن طريق عدّ الدورات، وتتميز بأمانها الذاتي وعدم حاجتها إلى أي قوة دافعة داخلية، بل تعتمد على سرعة الفوهة وخطوة الحلزنة. [ 13 ] تُؤخذ هذه العوامل في الحسبان عند حساب ضبط الصمام. سُميت بعض نسخ أوائل القرن العشرين أحيانًا بـ"صمامات العلم"، وذلك نسبةً إلى الريشة البارزة من مقدمة الصمام. [ 17 ]

مؤقت إلكتروني

في أواخر سبعينيات وأوائل ثمانينيات القرن الماضي، بدأت الصمامات الزمنية الإلكترونية تحل محل الأنواع السابقة. وكانت هذه الصمامات تعتمد على استخدام البلورات المتذبذبة التي تم اعتمادها في الساعات الرقمية. ومثل الساعات، جعلت التطورات في مجال الإلكترونيات هذه الصمامات أرخص بكثير من الأجهزة الميكانيكية. وتزامن ظهور هذه الصمامات مع الانتشار الواسع للذخائر العنقودية في بعض دول حلف شمال الأطلسي (الناتو).

متعددة الوظائف

صاعق تفجير نقطي أمريكي من عام 1915 يجمع بين مؤقت قابل للتعديل يصل إلى 21 ثانية، ويستخدم سلسلة من البارود، ووضع الصدم.
كان الصاعق رقم 80 "الزمني والإيقاعي"، المرخص من شركة كروب، الصاعق الرئيسي لبريطانيا في الحرب العالمية الأولى. كان هذا الصاعق المشتعل يُضبط على أطوال تصل إلى 22 وحدة زمنية قبل الانفجار، كما كان ينفجر بفعل القصور الذاتي عند الاصطدام إذا حدث ذلك قبل انتهاء المؤقت. بعد الحرب العالمية الأولى، اضطرت بريطانيا إلى دفع رسوم ترخيص باهظة لشركة كروب بأثر رجعي لاستخدامه خلال الحرب، وكان معظمها ضد ألمانيا [ 18 ].

قد تتضمن مجموعة الصمامات أكثر من وظيفة واحدة. ومن الأمثلة الشائعة صمام التوقيت والصدمة (T&P)، حيث يُضبط الصمام على الانفجار عند الاصطدام أو انقضاء وقت محدد مسبقًا، أيهما أسبق. وقد طُرحت هذه الصمامات في منتصف القرن التاسع عشر تقريبًا. يُستخدم هذا النوع من الصمامات كإجراء وقائي أو كوسيلة لضمان تفعيل القذيفة مهما كانت الظروف، وبالتالي تجنب إهدارها. أطلقت الولايات المتحدة على صمامات التوقيت والصدمة الميكانيكية اسم "صمامات التوقيت الميكانيكية فائقة السرعة" (MTSQ). كانت صمامات التوقيت والصدمة شائعة الاستخدام مع قذائف الشظايا والقذائف شديدة الانفجار (بما في ذلك صمامات التقارب)، ولكنها لم تكن تُستخدم دائمًا مع القذائف الحاملة عالية الانفجار.

مع ذلك، في أوائل ثمانينيات القرن الماضي، بدأت تظهر صمامات إلكترونية متعددة الوظائف والخيارات. في البداية، كانت هذه الصمامات مجرد نسخ محسّنة من صمامات التقارب، حيث توفر عادةً خيارات لارتفاعات التقارب أو الارتطام. كما يمكن استخدام خيار ارتفاعات الانفجار للحصول على الارتفاع الأمثل في التضاريس ذات الانعكاسية المختلفة. ونظرًا لانخفاض تكلفتها مقارنةً بصمامات التقارب القديمة، وانخفاض تكلفة إضافة الوظائف الإلكترونية، فقد تم استخدامها على نطاق أوسع. في بعض الدول، تم تزويد جميع متفجراتها شديدة الانفجار بهذه الصمامات، بدلًا من تزويد 5% إلى 10% فقط منها بصمامات التقارب.

توفر أحدث صمامات المدفعية متعددة الخيارات مجموعة شاملة من الوظائف. على سبيل المثال، يوفر صمام جونغانس DM84U تأخيرًا، وسرعة فائقة، ووقتًا يصل إلى 199 ثانية، وارتفاعين للانفجار، وخمسة أعماق لاختراق الغطاء النباتي.

مستشعر

يمكن اعتبار الصمامات الاستشعارية صمامات تقارب ذكية. تمثلت التطورات الأولية في نظام "البحث والتدمير للدروع" (SADARM) الأمريكي في ثمانينيات القرن الماضي، والذي استخدم ذخائر فرعية تُقذف من قذيفة حاملة عيار 203 ملم (8 بوصات) . أما التطورات الأوروبية اللاحقة، مثل BONUS و SMArt 155 ، فهي من عيار 155 ملم (6.1 بوصة) بفضل التقدم في الإلكترونيات. تستخدم هذه الصمامات الاستشعارية عادةً رادارًا مليمتريًا للتعرف على الدبابة، وتوجيه الذخيرة الفرعية نحوها، وإطلاق قذيفة خارقة متفجرة من الأعلى.    

تصحيح المسار

تمثلت أبرز التطورات في مجال الصمامات في أوائل القرن الحادي والعشرين في صمامات تصحيح المسار شبه الدقيقة (CCF)، التي حلت محل صمامات المقدمة متعددة الخيارات القياسية، وذلك بإضافة نظام تصحيح المسار الموجه بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS ). [ 19 ] وتُعد تكلفتها أقل بكثير من تكلفة ذخائر المدفعية الموجهة بدقة عالية ، مما يجعلها مناسبة للاستخدام على نطاق واسع. ومن الأمثلة على ذلك مجموعة التوجيه الدقيق M1156 ، التي تُحسّن دقة قذائف عيار 155 ملم (6.1 بوصة) خمسة أضعاف عند أقصى مدى ( 50 مترًا (160 قدمًا) CEP مقابل 267 مترًا (876 قدمًا) CEP).      

إعدادات

يجب ضبط العديد من الصمامات قبل تحميلها في حجرة الإطلاق، مع أن صمامات الصدم قد تكون مجرد مسألة اختيار خيار التأخير عند الحاجة، حيث يكون "الفوري" هو الإعداد الافتراضي من المصنع. أما صمامات الانفجار الجوي، فيجب ضبط طولها المطلوب. تستخدم الصمامات الحديثة عادةً طولًا بالثواني (بدقة لا تقل عن عُشر) يعكس زمن الطيران المطلوب. في المقابل، استخدمت بعض الصمامات الزمنية القديمة وحدات زمنية اعتباطية.

يعكس طول الصاعق المسافة بين المدفع وهدفه. قبل ظهور الحواسيب، كان يتم حساب هذه المسافة يدويًا في مركز القيادة أو مركز توجيه النيران. قامت بعض الجيوش بتحويل المسافة إلى زاوية ارتفاع وطول صاعق، ثم أصدرت الأوامر للمدافع. بينما قامت جيوش أخرى بضبط المسافة على أجهزة التصويب، وكان لكل مدفع مؤشر صاعق يحول المسافة إلى طول الصاعق (مع مراعاة سرعة الفوهة والظروف المحلية). في الحرب العالمية الأولى، كانت الصمامات الألمانية مدرجة بمسافات بالمتر.

في أجهزة الكمبيوتر الرقمية، عادة ما يتم حساب أطوال الصمامات في مركز القيادة أو مركز توجيه النيران، إلا إذا كان المدفع نفسه يقوم بالحساب الباليستي الكامل.

بدأت المدفعية البحرية والمضادة للطائرات باستخدام الحواسيب التناظرية قبل الحرب العالمية الثانية، حيث كانت متصلة بالمدافع لتوجيهها تلقائيًا. كما كانت مزودة بأجهزة ضبط آلية للصمامات. وكان هذا الأمر بالغ الأهمية للمدافع المضادة للطائرات التي كانت توجه قذائفها أمام هدفها، وبالتالي كانت تحتاج إلى معدل إطلاق نار منتظم ومتوقع .

كانت المدفعية الميدانية تستخدم ضبطًا يدويًا للصمامات الزمنية. في أبسط صورها، تستخدم هذه الطريقة مفتاحًا يدويًا لتدوير رأس الصمام إلى الوضع المطلوب. يتم ضبط أجهزة الضبط اليدوية للصمامات على طول الصمام ثم تُستخدم لتثبيته. تتميز هذه الطريقة بضمان ضبط كل صمام بشكل صحيح ومتطابق. أما الصمامات الإلكترونية، فهي مصممة باستخدام أجهزة ضبط إلكترونية لنقل البيانات إلكترونيًا. كانت الأنواع القديمة منها تتطلب اتصالًا كهربائيًا بين الصمام وجهاز الضبط. وقد تم استبدالها بأجهزة ضبط حثية لا تتطلب اتصالًا ماديًا بالصمام. كما يمكن لأجهزة الضبط الإلكترونية فحص عمل الصمام من خلال اختبار "التشغيل/الإيقاف".

التغليف

قد تُسلّم الصمامات مُركّبة على القذائف أو في حاويات منفصلة. في الحالة الأخيرة، تحتوي القذيفة نفسها على سدادة يجب إزالتها قبل تركيب الصمام. تاريخيًا، كانت قذائف شديدة الانفجار مزودة بصمام صدمي قياسي، وكان يجب إزالته واستبداله بصمام زمني عند الحاجة إلى انفجار جوي.

يعتمد تسليم القذائف مزودة بصمامات تفجير على ما إذا كانت معبأة في عبوات محكمة الإغلاق أم لا. تاريخيًا، كانت القذائف ذات العيارات الصغيرة، مثل 105 ملم (4.1 بوصة) وما دون، تُسلّم عادةً في عبوات محكمة الإغلاق، بينما لم تكن القذائف ذات العيارات الأكبر كذلك. مع ذلك، أصبح من المعتاد في العديد من الجيوش الآن تسليم قذائف عيار 155 ملم (6.1 بوصة) في عبوات محكمة الإغلاق مزودة بصمامات تفجير.    

انظر أيضاً

الاقتباسات

  1. ↑ هوغ (1970) ، ص 164، 184-186، 202.
  2. ↑ هوغ (1970) ، ص 185-186.
  3. ↑ هوغ (1970) ، ص 203-203.
  4. ↑ "صمام التوقيت بوكسر" . متحف المدفعية الملكية الكندية . 16 ديسمبر 2024.
  5. ↑ هوغ (1970) ، ص 185-187.
  6. ↑ هوغ (1970) ، ص 202-205.
  7. ↑ هوغ (1970) ، ص 188-189.
  8. ↑ هوغ (1970) ، ص 190.
  9. ↑ هوغ (1970) ، ص 205.
  10. ↑ "6". الذخائر المتفجرة الألمانية . OP 1666. المجلد 2. مكتب الذخائر التابع للبحرية الأمريكية. 1947. ص 607. OCLC 505967055 .   
  11. ↑ هوغ وثورستون 1972، صفحة 220
  12. ↑ بيثيل (1911) ، ص 96.
  13. 1 2 هوغ (1970) ، ص. 201.
  14. ↑ الجيش الكندي. B-GL-306-006/FP-001، 1 يونيو 1992
  15. ↑ هوغ (1970) ، ص 255.
  16. ↑ "تاريخ منتجات شركة باي للاتصالات: العسكرية" .
  17. ↑ بيثيل 1911 ، ص 95.
  18. ↑ هوغ وثورستون (1972) ، ص 220.
  19. ↑ كالواي، أودرا (13 ديسمبر 2012). "جنود فورت بليس أول من أطلق قذائف المدفعية الجديدة شبه الدقيقة للجيش" . Army.mil .

مراجع

  • بيثيل، إتش إيه (1911). المدفعية الحديثة في الميدان: وصف لمدفعية الجيش الميداني، ومبادئ وأساليب استخدامها . لندن: ماكميلان وشركاه. OCLC 4533477 . 
  • هوغ، OFG (1970). المدفعية: نشأتها، ذروتها، وانحدارها . لندن: سي هيرست وشركاه. ISBN 978-0208010407.
  • هوغ، إيان ف.؛ ثورستون، إل إف (1972). أسلحة وذخائر المدفعية البريطانية 1914-1918 . إيان آلان . ISBN 978-0-71-100381-1.
  • المدفعية الميدانية، المجلد 6: المقذوفات والذخيرة (ملف PDF) . B-GL-306-006/FP-001. المكتبة الإلكترونية للجيش الكندي. 1 يونيو 1992. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 9 فبراير 2010. تاريخ الاطلاع: 21 أبريل 2026 .