سلاح الطاقة الحركية


سلاح الطاقة الحركية (يُعرف أيضًا باسم السلاح الحركي ، أو الرأس الحربي الحركي ، أو المقذوف الحركي ، أو مركبة القتل الحركية ) هو سلاح مقذوف يعتمد كليًا على الطاقة الحركية للمقذوف لإلحاق الضرر بالهدف، دون استخدام أي مواد متفجرة أو حارقة أو كيميائية أو إشعاعية . تعمل جميع الأسلحة الحركية عن طريق الوصول إلى سرعة طيران عالية - عادةً ما تكون فوق صوتية أو حتى سرعة فائقة - والاصطدام بأهدافها، محولةً طاقتها الحركية وقوة دفعها النسبية إلى موجات صدمية مدمرة وحرارة وتجويف . في الأسلحة الحركية ذات الطيران غير المُوجَّه ، غالبًا ما تحدد سرعة الفوهة أو سرعة الإطلاق المدى الفعال والضرر المحتمل للمقذوف الحركي.
تُعدّ الأسلحة الحركية أقدم الأسلحة بعيدة المدى وأكثرها شيوعًا في تاريخ البشرية ، وتتنوع قذائفها من القذائف غير الحادة كالحجارة والطلقات الكروية ، إلى المقذوفات المدببة كالسهام والمسامير والرماح ، وصولًا إلى المقذوفات الحديثة المدببة عالية السرعة كالرصاص والسهام الصغيرة والقذائف الخارقة . تُسرّع الأسلحة الحركية التقليدية قذائفها ميكانيكيًا (بواسطة قوة العضلات ، أو أجهزة الميزة الميكانيكية ، أو الطاقة المرنة ، أو الهواء المضغوط ) أو كيميائيًا (عن طريق احتراق الوقود ، كما هو الحال في الأسلحة النارية )، إلا أن التقنيات الحديثة تُتيح تطوير أسلحة محتملة تستخدم قذائف تُطلق كهرومغناطيسيًا ، مثل المدافع الكهرومغناطيسية ، والمدافع الملفية، ومحركات الدفع الكتلي . كما توجد أسلحة تجريبية تُسرّع بفعل الجاذبية ، كما في حالة أسلحة القصف الحركي المصممة لحروب الفضاء .
يُستخدم مصطلح "القتل بالضربة القاضية" أو "القتل الحركي " في مجال الطيران العسكري لوصف أسلحة الطاقة الحركية التي تُسرّع بواسطة محرك صاروخي . وقد استُخدم هذا المصطلح بشكل أساسي في مجالي الدفاع الصاروخي الباليستي (ABM) والأسلحة المضادة للأقمار الصناعية (ASAT)، ولكن بعض الصواريخ الحديثة المضادة للطائرات تُصنّف أيضاً ضمن فئة الأسلحة الحركية القاتلة. وتُعدّ أنظمة "القتل بالضربة القاضية" جزءاً من فئة أوسع من المقذوفات الحركية، وهي فئة واسعة الانتشار في مجال مكافحة الدبابات .
المفهوم الأساسي
الطاقة الحركية دالةٌ لكتلة الجسم وسرعته. [ 1 ] في سلاح الطاقة الحركية في مجال الطيران والفضاء، يتحرك كلا الجسمين، والسرعة النسبية هي العامل المهم. [ أ ] في حالة اعتراض مركبة إعادة دخول الغلاف الجوي (RV) من صاروخ باليستي عابر للقارات (ICBM) خلال المرحلة النهائية من الاقتراب، ستتحرك مركبة إعادة الدخول بسرعة تقارب 24000 كم/ساعة (15000 ميل في الساعة) ، بينما ستكون سرعة الصاروخ المعترض في حدود 11000 كم/ساعة (7000 ميل في الساعة) . ولأن الصاروخ المعترض قد لا يقترب بشكل مباشر، يمكن افتراض حد أدنى للسرعة النسبية في حدود 26000 كم/ساعة (16000 ميل في الساعة) ، [ 2 ] أو ما يعادل 7150 م/ث تقريبًا بوحدات النظام الدولي للوحدات .
عند تلك السرعة، ستكون طاقة كل كيلوغرام من جسم الاعتراض كالتالي:
تبلغ الطاقة التفجيرية لمادة تي إن تي حوالي 4853 جول لكل غرام، [ 3 ] أو حوالي 5 ميغا جول لكل كيلوغرام. وهذا يعني أن طاقة اصطدام كتلة الجسم المعترض تزيد عن خمسة أضعاف طاقة اصطدام رأس حربي متفجر له نفس الكتلة. [ 2 ]
قد يبدو للوهلة الأولى أن هذا يجعل الرأس الحربي غير ضروري، لكن نظام التدمير المباشر يتطلب إصابة الهدف بدقة، والذي قد لا يتجاوز عرضه نصف متر، بينما يُطلق الرأس الحربي التقليدي شظايا صغيرة عديدة تزيد من احتمالية التأثير على مساحة أكبر بكثير، وإن كان ذلك بكتلة تأثير أصغر بكثير. وقد أدى هذا إلى ظهور مفاهيم بديلة تسعى إلى توسيع نطاق منطقة التأثير المحتملة دون استخدام متفجرات. [ 2 ] استخدم مفهوم SPAD في ستينيات القرن الماضي شبكة معدنية مزودة بكرات فولاذية صغيرة تُطلق من الصاروخ الاعتراضي، [ 4 ] بينما استخدمت تجربة التوجيه المتداخل في ثمانينيات القرن الماضي قرصًا معدنيًا على شكل مروحة. [ 5 ]
مع تحسن دقة وسرعة صواريخ أرض-جو الحديثة ، وبدء استهدافها للصواريخ الباليستية التكتيكية ، تحولت العديد من الأنظمة الحالية إلى هجمات التدمير المباشر. ويشمل ذلك صاروخ MIM-104 باتريوت ، الذي أُزيلت رأسه الحربي من نسخة PAC-3، وتم تحديث محركه الصاروخي الذي يعمل بالوقود الصلب لإنتاج صاروخ اعتراضي أصغر حجمًا بكثير، [ 6 ] بالإضافة إلى صاروخ RIM-161 ستاندرد ميسايل 3 ، المخصص لدور الدفاع الصاروخي. [ 7 ]
توصيل
من بين الأسلحة الحركية المستخدمة لاستهداف الأجسام في الفضاء، الأسلحة المضادة للأقمار الصناعية والصواريخ المضادة للصواريخ الباليستية . ولأن الوصول إلى جسم في مداره يتطلب سرعة فائقة، فإن الطاقة الحركية المنبعثة منها كافية لتدمير الهدف، فلا حاجة للمتفجرات. على سبيل المثال، تبلغ طاقة مادة تي إن تي 4.6 ميغا جول/كيلوغرام، بينما تبلغ طاقة مركبة تدمير حركية تقترب بسرعة 10 كيلومترات في الثانية (22000 ميل في الساعة) 50 ميغا جول/كيلوغرام. وللمقارنة، فإن 50 ميغا جول تعادل الطاقة الحركية لحافلة مدرسية تزن 5 أطنان مترية، تسير بسرعة 509 كيلومترات في الساعة (316 ميلاً في الساعة؛ 141 متراً في الثانية) . هذا يوفر وزناً كبيراً، ولا يتطلب توقيتاً دقيقاً للانفجار . مع ذلك، تتطلب هذه الطريقة اتصالاً مباشراً بالهدف، مما يستلزم مساراً أكثر دقة . بعض الرؤوس الحربية المصممة للقتل مزودة أيضًا برأس حربي متفجر موجه لزيادة احتمالية القتل (مثل صاروخ آرو الإسرائيلي أو باتريوت باك-3 الأمريكي ).
فيما يتعلق بالأسلحة المضادة للصواريخ، فإن صاروخ آرو و MIM-104 باتريوت PAC-2 يحتويان على متفجرات، بينما لا يحتوي كل من معترض الطاقة الحركية (KEI) والقذيفة الخفيفة خارج الغلاف الجوي (LEAP، المستخدمة في نظام الدفاع الصاروخي الباليستي Aegis ) و THAAD على متفجرات (انظر وكالة الدفاع الصاروخي ).
يمكن أيضًا إسقاط مقذوفات حركية من الطائرات. ويتم ذلك باستبدال المتفجرات في القنبلة التقليدية بمادة غير متفجرة (كالخرسانة مثلاً)، لتحقيق إصابة دقيقة مع تقليل الأضرار الجانبية ؛ وتُسمى هذه القنابل بالقنابل الخرسانية . يبلغ وزن القنبلة النموذجية 900 كيلوغرام (2000 رطل) وسرعة اصطدامها 800 كيلومتر في الساعة (500 ميل في الساعة) . كما تُستخدم هذه الطريقة للتدريب على إسقاط القنابل المتفجرة. وقد استُخدمت في عملية تحرير العراق والعمليات العسكرية اللاحقة في العراق ، وذلك بدمج قنابل تدريبية مملوءة بالخرسانة مع أنظمة توجيه JDAM GPS ، لمهاجمة المركبات وغيرها من الأهداف "الخفيفة" نسبيًا والواقعة على مقربة من المباني المدنية بحيث لا يمكن استخدام القنابل شديدة الانفجار التقليدية ضدها.
التحكم في التحويل والوضع
عند استهداف الأجسام في رحلات الفضاء، تحدث المرحلة الأخيرة من مسار المركبة الحركية في طبقات رقيقة من الغلاف الجوي أو في شبه فراغ الفضاء. ونتيجة لذلك، تصبح الأسطح الديناميكية الهوائية قليلة الفائدة في تصحيح المسار، مما يستدعي استخدام محركات الدفع الصاروخية. النموذج الأساسي المستخدم لهذا الغرض هو نظام تحويل المسار والتحكم في الوضع (DACS)، الذي يتألف من أربعة محركات تحويل مسار وست فوهات للتحكم في الوضع مثبتة على المركبة الحركية. [ 8 ] يُستخدم هذا النوع من التصميم في العديد من أسلحة الدفاع الصاروخي والدفاع عن الأقمار الصناعية، بما في ذلك صاروخ RIM-161 Standard Missile 3 ، [ 9 ] ونظام THAAD ، [ 10 ] ونظام L-SAM . [ 11 ] يعتمد التصميم الشائع على نظام DACS يعمل بمولد غاز الوقود الصلب ، حيث يُوزع الغاز بين محركات الدفع والفوهات حسب الحاجة للاعتراض. ويتحقق التوازن المحايد بجعل محركات الدفع تلغي بعضها بعضًا. يمكن جعل مولد الغاز قابلاً للتحكم في تدفق الغاز و/أو إعادة إشعاله. [ 12 ]
المزايا والعيوب
تتمثل الميزة الأساسية لأسلحة الطاقة الحركية في تقليل كتلة الإطلاق، إذ لا حاجة لتخصيص وزن إضافي للرأس الحربي. فكل جزء من السلاح، بما في ذلك هيكله وإلكترونياته وحتى وقود المناورة غير المحترق، يُسهم في تدمير الهدف. ويُوفر خفض الكتلة الإجمالية للمركبة مزايا من حيث مركبة الإطلاق المطلوبة لتحقيق الأداء المطلوب، كما يُقلل من الكتلة التي يجب تسريعها أثناء المناورة. [ 2 ]
من مزايا أسلحة الطاقة الحركية الأخرى أن أي اصطدام يضمن تدمير الهدف بشكل شبه مؤكد. في المقابل، ينتج عن استخدام رأس حربي متفجر متشظي سحابة كبيرة من الشظايا الصغيرة التي لا تُحدث دمارًا كبيرًا عند الاصطدام. يُمكن رصد كلا النوعين من الأسلحة بسهولة من مسافة بعيدة باستخدام الرادار أو أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء ، ولكن هذه الإشارة تُشير عمومًا إلى تدمير كامل في حالة سلاح الطاقة الحركية، بينما لا يضمن استخدام الرأس الحربي المتشظي القضاء على الهدف. [ 2 ]
إن عدم احتواء الأسلحة على ذخائر كيميائية يعني أيضاً انخفاضاً كبيراً في تلوث المنطقة الناتج عن الأسلحة الحركية. كما أنها أكثر أماناً في التخزين.
تتمثل العيوب الرئيسية لأسلحة الطاقة الحركية في أنها تتطلب دقة عالية للغاية في نظام التوجيه، تصل إلى حوالي 0.5 متر (2 قدم) . [ 2 ]
انظر أيضاً
- مركبة قتل خارج الغلاف الجوي – مركبة اعتراضية جزء من نظام الدفاع الأرضي متوسط المدى من إنتاج شركة رايثيون
- هيلفاير آر 9 إكس – صاروخ جو-أرض أمريكي. صفحات تعرض وصفًا موجزًا للأهداف المراد تحويل مسارها.
- القصف الحركي – هجوم من المدار إلى سطح الكوكب باستخدام قذائف خاملة
- علم المقذوفات النهائي – سلوك المقذوفات بعد وصولها إلى أهدافها
ملاحظات توضيحية
- ↑ على عكس مجال الدبابات المضادة، حيث يمكن تقريب سرعة الدبابة إلى الصفر مقارنة بسرعة السلاح.
مراجع
- ↑ جاين، ماهيش (2009). كتاب في الفيزياء الهندسية (الجزء الأول) . دار نشر PHI Learning Pvt.، ص 9. ISBN 978-81-203-3862-3.
- 1 2 3 4 5 6 GlobalSecurity .
- ↑ كوبر، بول (1996). هندسة المتفجرات . وايلي-في سي إتش. ص 406. ISBN 978-0-471-18636-6.
- ↑ كاليك، شون (2012). رؤساء الولايات المتحدة وعسكرة الفضاء، 1946-1967 . مطبعة جامعة تكساس إيه آند إم. ص 57. ISBN 9781603446914.
- ↑ "مواجهة الرصاصة بالرصاصة: HOE" . لوكهيد مارتن . 1 أكتوبر 2020. مؤرشف من الأصل في 20 سبتمبر 2023. تم الاطلاع عليه في 21 أكتوبر 2023 .
- ↑ مواجهة مباشرة .
- ↑ "RIM-161 SM-3 (نظام الدفاع الصاروخي الباليستي إيجيس)" . GlobalSecurity.org .
- ↑ شي، جينغوي؛ تشين، وانشون (نوفمبر 2017). "تصميم منطق التبديل لنظام التحكم في الانحراف والوضع لمركبة القتل خارج الغلاف الجوي". المؤتمر الدولي لعام 2017 لهندسة التحكم الآلي والأنظمة الذكية (CIS) ومؤتمر IEEE للروبوتات والأتمتة والميكاترونيات (RAM) . الصفحات 194-200 . doi : 10.1109/ICCIS.2017.8274773 . ISBN 978-1-5386-3135-5.
- ↑ جيرهيرت، سكوت أ (2001). "اختبار الرأس الحربي الحركي SM-3 في مختبر تقييم نظام التوجيه" (ملف PDF) . ملخص جونز هوبكنز التقني لمختبر الفيزياء التطبيقية . 22 (3).
- ↑ "نظام الدفاع الصاروخي الطرفي عالي الارتفاع (THAAD) | L3Harris® سريع. للأمام " . www.l3harris.com
- ↑ «شركة هانوا إيروسبيس تفوز بعقد نظام الدفاع الجوي الصاروخي بعيد المدى لتعزيز قدرات كوريا الدفاعية الجوية والصاروخية» . هانوا إيروسبيس . ٢٨ نوفمبر ٢٠٢٥. مؤرشف من الأصل في ١٢ يونيو ٢٠٢٦. تم الاطلاع عليه في ١٢ يونيو ٢٠٢٦ .
- ↑ ويست، لاري؛ كارلسون، راسل. "اختراقات تحويل صلبة تُمكّن من استخدام صواريخ اعتراضية مرنة المهام" . DTIC .
فهرس
- "الدفاع الصاروخي: مواجهة التحدي مباشرة" . لوكهيد مارتن. 22 مارس 2018.
- "رأس حربي ذو طاقة حركية قادر على التدمير المباشر" . GlobalSecurity.org .
- صواريخ مضادة للصواريخ الباليستية
- المقذوفات
- تصادم
