تاریخچه ساخت موشک

از تحقیقات و ابداعاتی که نهایتاً به ساخت موشک انجامید، یا به آن کمک کرد، پیدایش باروت در قرن 13 به وسیله ی چینی ها و ارائه قوانین حرکت در سال 1686 به وسیله ی «اسحاق نیوتن» - معمار اصلی مکانیک کلاسیک – است که از آنها به عنوان دو رویداد مهم در این زمینه می توان نام برد.

باروت سیاه مدتها پس از کشف، به منظور آتش بازی و اثرگذاری تخریبی به کار می رفت، تا اینکه در قرن 14 دانشمندی به نام «برتولد سووارز» توپی اختراع کرد که از باروت سیاه به عنوان خرج پرتاب استفاده می شد. با انفجار باروت سنگهای داخل لوله به سرعت به بیرون پرتاب می شدند. سالهای متمادی این عنصر به عنوان ماده منفجره ی عمومی مصرف می شد، تا اینکه در سال 1425 دانه های آن تکامل یافت و سرانجام فرانسوی ها در سال 1525 با تغییراتی که در آن به وجود آوردند باروت را تکمیل کردند. این ماده تا قرن نوزده به عنوان بهترین خرج پرتاب به کار برده می شد.

علی رغم کسب توانایی تحریک اجسام خارجی به وسیله ی باروت، پیگیری مسئله حرکت و علل آن که از قبل موضوع اصلی فلسفه طبیعی یا به اصطلاح امروز فیزیک بوده است، تا زمان گالیله و نیوتن پیشرفت چشمگیری نداشته است. نیوتن که در سالمگر گالیله در انگلستان متولد شد، تلاشهای دانشمندان قبلی را دنبال کرد و سرانجام آن رابه ثمر رسانید. قوانین این دانشمند بزرگ(1) که برا یاولین بار در سال 1686 در کتابی به نام اصول ریاضی فلسفه طبیعی» منتشر شد، هنوز هم در تکنولوژی مهندسی موشک کاربرد دارد.

نیوتن که قبل از وفاتش در 20 مارس 1828 (در 84 سالگی) در کالج ترینتی (TRINTY) مشغول به کار بود، از روند فرضیه های خود که با تخصیص سرمایه در خارج، باعث توسعه راکت شده بود و با به کارگیی آن علیه انگلستان در هند (کمپانی هند شرقی) که منافع کشورش را تهدید می کرد، اطلاعی نداشت. جریان از این قرار بود ه «شاهزاده حیدرعلی» در نیمه ی دوم قرن 17 در هند، نسبت به توسعه طرح خارق العاده ای ابداع کرد. این طرح که به وسیله ی پسرش «تیپوسائب» (TIPU SAHIB) اجرا شد، منجر به تولید تجهیزات راکتی به وزن حدود 3 الی 5 کیلوگرم و برد 5/1 کیلومتر گردید. قسمت انفجاری این راکت از جنس آهن فشرده، به شکل لوله بود که خرج اصلی آن را باروت تشکیل می داد. طول این قسمت 18 اینچ و قطر آن 5.1 اینچ بود. طول راکت با چوبی از جنس بامبو (BAMBO) که به آن وصل شده بود به سه متر می رسید و این چوب باعث تعادل پرواز می گردید.

بدین طریق، در جنگی که در هندوستان بین ارتش انگلیس و حیدرعلی اتفاق افتاد، در محاصره ی «سرنگاپاتام» (SERNGAPATAM) ارتش تیپوسائب با به کارگیری 5000 راکت انداز ابداعی خود، شکست سختی بر ارتش انگلیس تحمیل کرد. انگلیس و غرب که علی رغم داشتن زمینه ای مساعد در این دهه، فعالیت چشمگیری در تحقیقات موشکی نداشتند و همواره از این موضوع به عنوان غفلت تاریخی یاد می کنند.

در این محاصره، تعدادی از موشکهای سالم به وسیله یکی از افسران انگلیسی به نام «سرویلیام کونگرو» (WILLIAM – CONGREVE) جهت تجزیه و بررسی به انگلستان ارسال شد. این افسر پس از بازگشت به انگلیس، درسال 1805 به ریاست کارخانه ی موشک سازی که تازه در وول ویچ (WOOL WHICH) تأسیس شده بود، انتخاب گردید. نتیجه ی فعالیت این سرهنگ انگلیسی موجب پیدایش راکتی شد که کانگرو نام گرفت و با اینکه بنابر ادعای انگلیس، اصول مهندسی راکت در ساخت این سلاح برای اولین بار رعایت شده بود و پیدایش این موشک را انقلابی در ساخت موشک می دانند، مقایسه مشخصات راکت کانگرو با نوع تیپوسائب نشان می دهد که طراحی کانگرو کاملاً متأثر از ساختمان نوع مسلمان هندی بود، که قبلاً علیه انگلیس به کار گرفته شده بود.

طول بدنه ي فلزي کانگرو 107 سانتيمتر و قطر آن 10 سانتيمتر که با سر دوکي شکل، به چوبي به طول 6/4 متر و قطر 8/3 سانتيمتر وصل شده و وزن آن در حدود 5/14 کيلوگرم بوده است.

بُرد کانگرو 8/1 کيلومتر بود که با تغييرات انجام شده، بُرد آن به 7/3 کيلومتر افزايش يافت. با استفاده از اين موشکها ارتش انگليس در سال 1805 شهر بولوني (BOULONHE) را با پرتاب 4000 راکت به ويرانه تبديل کرد. در صورت جداسازي تاريخ سلاحهايي که تفاوت اصولي با ساختمان راکت دارند، ولي از نظر تاريخ اسلحه جزء تحولات مرتبط به موشک محسوب مي شوند، پيدايش آتش يوناني، سرچشمه گرفته از دانش مصري و نيز آتش پرنده در چين را مي توان نام برد. در يکي از اين آزمايشها که به زمان قبل از ميلاد نسبت داده مي شود، يک نفر چيني به نام «وانگ هو» (WANGHO) که در فکر راندن يک وسيله نقليه به وسيله ي موشک بود، تعداد 47 قبضه از سلاح ابداعي خود و يا موشک را به داربستي که در اطراف يک صندلي ساخته بود وصل نمود. دو بادکنک نسبتاً بزرگ را نيز به آن متصل کرد. شايد وانگ هو در نظر داشت وسيله ي نقليه مزبور پس از عملکرد موشکها آهسته به زمين فرود بيايد. وانگ هو در صندلي نشست و به کارگران خود دستور داد تا سلاحهاي مزبور را در يک زمان آتش نمايند. بعد از اقدام به آتش، در يک لحظه غرشي عجيب بلند شد و ابري از دود، آسمان را پر کرد. در اين آزمايش که گويا اشتباه يکي از کارگران موجب عدم موفقيت آن شد، وانگ هو و صندلي او به خاکستر تبديل شدند. اگر چه اين آزمايش به نتيجه نرسيد، ولي شايد بتوان وانگ هو چيني را طراح موشک محسوب نمود.

در آن ايام و حتي بعد از آن، موشک از نظر عملي قابل توجيه نبود. مردم فقط مي دانستند که با سوختن موشک، باد يا گازهاي داغي توليد شده و نيرويي ايجاد مي شود که به نحو مرموزي مي تواند اجسام را به هوا بلند کند.

از ديگر ابداعاتي که جزء اجداد راکت و موشکهاي نسل جديد به شمار مي آيد، به کارگيري آتش پرنده توسط چيني ها است. اين سلاحها آتشين، پيکانهايي بودند که بر سر خود آتش داشتند؛ اين تيرها که در مقاطع مکعب مستطيلي شکل قرار مي گرفتند و احتمالاً با وسايل گرمازا و رابط هايي، جهت عمل نمودن و شليک استفاده مي شدند، به قرن 11 الي 12 نسبت داده مي شوند.

به طوري که در تصوير گرافيکي ملاحظه مي شود، در اين مدت از نظر ساختمان و برد، تغييرات و بهسازيهايي نيز در آن به عمل آمد.

به طور ساده تيرهاي آتش پران از تيرهاي معمولي که لوله اي بدان اتصال داشت، تشکيل شده بود و داخل لوله از ذغال و گوگرد شوره (باروت) پر مي شود. سپاهيان چيني مخلوط داخل لوله را آتش مي زدند. بعد از آتش زدن، اين تيرها ناگهان در يک خط مستقيم به هوا پرتاب مي شدند و در محوطه اي به وسعت 10 فوت مربع آتش پخش مي کرد. پيداست در عصري که تير و کمان و نيزه تنها وسيله ي جنگ به شمار مي رفت، اين سلاح باعث وحشت زيادي مي شد. به روايت ديگر در زمان سلطنت سلسله ي تانک در چين که از سال 618 الي 907 ادامه داشت با همين موشکها و نوعي مشابه چيني ها تفريح مي کردند.

بعد از پيدايش کانگرو غير از آزمايشهايي که در مدرسه ي آتش بازي فرانسه در «متز» (METZ) به عمل آمد و نيز طرحهايي که در آلمان و به صورت محدود انجام مي شد، فعاليت عمده اي در غرب صورت نگرفت و از اين لحاظ نيمه ي دوم قرن 18 زوال فعاليت قطعي راکتها در غرب شناخته شده است.

در زمان کوتاهي از اين برهه تا جنگ جهاني دوم، مشکلات فني جهت ساختن موشکها و راکتهاي دقيق و قوي همچنان موجود بود تا اينکه اتفاقي V2آلماني در هشتم سپتامبر 1944 در ميان بهت و حيرت مردم انگليس، لندن را زير آتش قرار داد. حرف V در زبان آلماني مخفف کلمه (VERGEL TUNG) به معني انتقام مي باشد. و هدف از به کارگيري پسوند 2 به اين منظور بود که بفهمانند سريِ اين سلاحها به دنبال هم وارد عمل خواهند شد. مقامات انگلستان، قبلاً از کيفيت اين سلاح آگاه بودند. قضيه از اين قرار بود که يکي از موشکها V2 حين آزمايش در باتلاقي واقع در سوئدبدون منفجر شدن سقوط کرده بود. انگليسي ها از طريق سفارت و به بهانه ي در معرض خطر قرار گرفتن بريتانيا، دولت سوئد را متقاعد کردند و نمونه ي عمل نکرده را جهت بررسي در اختيار گرفتند.

موشک V2 نمونه ي کاملي از ساختمان اصولي موشک به شکل امروزي موتور فشفشه اي آن با سوخت مايع (نوعي الکل) کار مي کرد. هدايت موشک با استفاده ژيروسکوپ و به صورت تنظيم از قبل انجام مي گرفت. اين موشک مجهز به دستگاه فرستنده و گيرنده ي راديويي بوده که امکان تنظيم و تغيير جهت در حين پرواز در مسير مربوطه را فراهم مي آورد. V2 از روي لانچر به صورت عمود به هوا پرتاب مي شد و پس از اوج گيري (به ارتفاع 25 کيلومتر) و خارج شدن از جو به سمت هدف متمايل مي شد و زماني که زاوايه ي حمله ي موشک به 45 درجه مي رسيد، موتور از کار مي افتاد و موشک مسير بالستيکي خود را طي مي نمود. آلمانها که قبل از ارائه V2 چندين نوع موشک ديگر نظير V1 و سري اوليه ي A1 (AGREEGATE) را با موفقيت آزمايش کرده بودند، در موشک V2 اوليه نيز تغييرات و بهسازيهايي انجام دادند. علي هذا مشخصات فيزيکي يک نمونه از موشکهاي V2 به قرار زير است:

- طول موشک 14 متر – قطر موشک 70/1 متر

- وزن موشک 13 تن - وزن سر جنگي 950 کيلوگرم

- زمان پرواز 5 الي 6 دقيقه

- برد موشک با سرعت ماکزيميم 350 کيلومتر

- توجه: در موشک V2 دو مخزن آلومينيومي (يکي براي اکسيژن مايع به ظرفيت 11000 پوند و ديگري براي الکل به ظرفيت 75000 پوند) طراحي شده بود.

ویژگی های ساختمان موشک

خصوصیات کلی ساختمان موشک اطلاعات زیادی را برای ما در مورد موشک مشخص می نماید. موشک های دارای متعادل کننده موشک هایی هستند مشابه هواپیما که برای حرکت در اتمسفر طراحی شده و به عنوان یک قانون کلی، موشک با بال های کوچک و متعادل کننده برای سرعت های فوق العاده و زیاد ساخته شده اند. موشک های با هدف سرعت، با بدنه بلند و باریک با سطوح فراگیر هوایی (AIRFOIL) کم طراحی می شود تا کمتر با مقاومت هوا در حین پرواز مواجه شوند.

موشک ها کوتاه با قطر زیاد با بال ها و بالک های بزرگ با سرعت کمتری عمل می نمایند. موشک هایی که دارای کنترل های اولیه، شهپرها، بالابرها و سکان ها (AILERON ELEVATOR.RUDDER.ELEVONS) می باشند به سادگی قابل تشخیص اند، که هدایت شونده هستند و به منظور عملیات کنترلی برای تغییر مسیر موشک در حین پرواز می باشند. موشک های کوچک با بال و بالک های ثابت و فاقد سطوح کنترل اولیه را موشک غیر هدایت شونده یا راکت گویند، که مسیر بالستیکی را می پیمایند و سرانجام موشک های عظیم و بدون بال و سطوح کنترل اولیه، به وسیله موتور و یا راکت موتور و یا راکت موتور کنترل می شوند. این موشک ها به طور معمول برای پرواز در بالای جو طراحی و ساخته شده اند.

مشترکات موشک و هواپیما

هدف از کاربرد اصطلاح هواپیمای بدون سرنشین (UNMANNED AIRCRAFT) یا بدون خلبان (PIOLT- LESS- ALRCRAFT) برای موشک به این دلیل است که این دو وسیله از بسیاری از جهات شبیه به هم می باشد. هر دو وسیله در هوا حرکت کرده و در ارتفاعات مختلف عملیات خود را انجام می دهند. از آنجا که توسعه و نامگذاری قطعات مختلف هواپیما سال ها قبل از موشک بوده لذا بعد از توسعه موشک، اصطلاحات مربوط به بخش های مختلف هواپیما و قطعات آن برای موشک نیز استفاده شده است. در شکل (a) یک هواپیمای معمولی و شکل (b) موشکی را که بیشتر به عنوان الگو در این کتاب استفاده شده، ملاحظه می نمایید. برابر آنچه در زیر نامگذاری شده، قسمت جلویی موشک یا هواپیما، نوک (NOSE) و قسمت عقبی آنها، دم (TAIL) نامیده می شود و اصطلاحات مربوط به سطوح کنترل ثابت و متغیر، نظیر بال ها، بالچه ها، سکان ها و تثبیت کننده های افقی و عمودی نیز به عینه در هر دو یکسان می باشد. اصطلاح بدنه اصلی موشک (MISSLE MAIN BODY درست معادل اصطلاح بدنه هواپیما AIRCRAFT-BODY) است.

چگونگی به کارگیری اصطلاحات مشترک در هواپیما و موشک با توضیحات فوق به سادگی قابل درک است. اضافه بر این به طوری که در شکل (a ) ملاحظه می شود نحوه قرار گرفتن و الحاق قطعات پیش گفته و شکل عمومی آنها نیز یکسان می باشند. موشک و هواپیمایی که در شکل ترسیم شده است از نوع عادی و عمومی است، علی هذا تشخیص جدا سازی بخش های مختلف و طبقه بندی آنها (موشک و هواپیما) با توجه به مشترکات پیش گفته به شرحی که بیان می شود به سادگی میسر است.

ترکیب بال و بدنه

یکی از اصول نامگذاری، گروه بندی و تشریح موشک، شکل و ترکیب استقرار بال ها، نسبت به بدنه می باشد. بر این اساس، موشکی که در شکل زیر ملاحظه می شود به علت اینکه بال ها در وسط بدنه اصلی قرار گرفته، موشک بال در وسط، یا میان بال (MID WING) نامیده می شود. همچنین با توجه به شکل عمومی قسمت عقبه، استقرار عمودی تثبیت کننده افقی و عمودی، نسبت به هم و محورهای موشک، آن را صلیبی (CRUCIFORM) می نامند.

شکل بعد صور مختلف طراحی و استقرار تک بال معمولی (MONO WING) را نشان می دهد. به کارگیری اصطلاحات بال پایین یا بال در زیر (LOW WING) میان بال (MID WING) و سرانجام بال چتری (PARASOL) یکی دیگر از اصولی است که با توجه به قرار گرفتن بال نسبت به بدنه در طبقه بندی موشک به کار می رود. لازم به ذکر است اصطلاح صلیبی به نحوه یا ترکیب یا ترتیب قرار گرفتن تثبیت کننده های عمودی و بال نیز اطلاق می شود. شکل استقرار تثبیت کننده های عمودی و افقی به صورت معمولی گفته می شود؛ این قطعات که در تثبیت افقی و عمودی هواپیما دخالت دارند در قسمت عقب هواپیما قرار گرفته اند. تشخیص بال و بالک در موشک از نظر قرار گرفتن آنها در بدنه مشکل است، لذا برای شناسایی آنها به وظایفی که در پرواز انجام می دهند، باید توجه شود.

عقبه یا بخش بالک ها

پاره ای از شکل های بسیار معمولی بالک ها در شکل زیر ترسیم گردیده است. نوعی از موشک یا هواپیما که برابر طراحی، فرم استقرار بالک آنها به شکل حرف لاتین «H» است (H-TYPE) دارای دو پایدار یا تثبیت کننده متحرک عمودی است که در انتهای تثبیت کننده های ثابت افقی قرار گرفته اند. عقبه V شکل (V-TAIL) اغلب دارای سکان (RUDDER WATER) یا بخش کنترل های دو گانه در هر بخش و شاخه است، عقبه با شکل عمودی (VERTICAL) دارای دو پایدارکننده عمودی بوده و فاقد پایدار کننده از نوع افقی است و موقعی از این فرم استفاده می شود که شکل بال ها به صورت دلنا باشد.

بالک های 120 درجه (120 FIN) دارای سه بالک می باشند، با فاصله زاویه ای 120 درجه از همدیگر در روی بدنه قرار دارند. بالک های صلیبی به صورت زاویه 90 درجه در روی بدنه قرار دارند. این بالک ها نوعی دیگری از ترتیب قرار گرفتن بالک ها را تشکیل می دهند.

اشکال ترکیبی

در این نوع بررسی استقرار ساختمانی بال ها و بالک ها روی بدنه به صورت ترکیبی در نظر گرفته می شود. شکل زیر دو نوع از این سیستم را نشان می دهد در شکل (c) بال ها و بالک ها به طور یک نواخت و در امتداد هم قرار گرفته اند که به نوع در خط (IN LINE) معروف می باشد. به طوری که در شکل ملاحظه می شود، بالک ها و بالک نسبت به هم و محور موشک در زاویه ای مساوی قرار دارند.

در شکل (d) نوع پنجه ای (INTEDIGITAL) در استقرار بال و بالک نمایش داده شده است. به طوری که در شکل ملاحظه می شود هر بال و بالک به فاصله زاویه 45 درجه از همدیگر قرار گرفته اند.

با توضیحات فوق مشخص می شود بیشتر اصطلاحاتی که برای بیان قطعات و شکل عمومی موشک به کار می رود، آنهایی است که برای هواپیما استفاده می شود.

تاریخچه ساخت موشک

مطالب مشابه :

روش ساخت باروت سیاه

تاریخچه باروت سیاه

تاریخچه ساخت موشک

فلزات قلیایی:

روش ساخت منشور

مواد منفجره