الصاروخ
أنواع الصواريخ
هناك أربعة أنواع رئيسية من الصواريخ: 1- صواريخ الوقود الدافع الصلب 2- صواريخ الوقود الدافع السائل 3- الصواريخ الكهربائية 4- الصواريخ النووية.
صاروخ الوقود الدافع الصلب يحرق مادة صلبة تسمى الحبوب. يصمم المهندسون أغلب الحبوب بلب أجوف. ويحترق الدافع من اللب إلى الخارج. ويحجب الدافع غير المشتعل غلاف المحرك من حرارة الاحتراق. صواريخ الوقود الدافع الصلب. تحرق مادة بلاستيكية أو مطاطية تسمى الحبوب. وتتكون الحبوب من الوقود والمؤكسد في الحالة الصلبة. على خلاف بعض أنواع الوقود السائل، فإن الوقود والمؤكسد للمادة الصلبة لا يشتعلان إذا تلامسا مع بعضهما. ويجب إشعال الوقود بإحدى طريقتين: يمكن إشعاله بحرق شحنة صغيرة من المسحوق الأسود وهو خليط من نترات البوتاسيوم، والفحم النباتي والكبريت. كذلك يمكن إشعال الوقود الصلب بالتفاعل الكيميائي لمركب كلور سائل يرش على الحبوب.
تتراوح درجة الحرارة في غرفة الاحتراق للوقود الصلب للصاروخ بين 1،600° و 3،300°م. يستعمل المهندسون في أغلب هذه الصواريخ الفولاذ القوي جدًا أو التيتانيوم لبناء حوائط الغرفة حتى تقاوم الضغط الذي ينشأ عن درجات الحرارة العليا. كذلك يستعملون الألياف الزجاجية أو مواد بلاستيكية خاصة.
يحترق الوقود الصلب أسرع من الوقود السائل، لكنه ينتج قوة دفع أقل من التي تنتج من احتراق نفس الكمية من وقود سائل في نفس الوقت. يظل الوقود الصلب فعالاً لفترات طويلة من التخزين ولا يمثل خطورة تذكر حتى عند الإشعال. ولا يحتاج الوقود الصلب إلى أجهزة للضخ والمزج اللازمة للوقود السائل، لكنه من ناحية أخرى، صعب إيقافه وإعادة إشعاله. والمفترض أن تتوفر لرواد الفضاء القدرة على إيقاف وبدء عملية احتراق الوقود حتى يمكنهم التحكم في طيران سفنهم الفضائية. وهناك طريقة واحدة تستعمل لوقف الاحتراق وهي نسف مقطع الفوهة من الصاروخ. لكن هذه الطريقة تمنع إعادة الإشعال.
تُستعمل صواريخ الوقود الصلب أساسًا في استخدامات الجيوش. ويجب أن تكون الصواريخ الحربية مستعدة للانطلاق في أي لحظة، ويمكن تخزين الوقود الصلب أفضل من أي وقود دافع آخر. وتوفر صواريخ الوقود الصلب الطاقة للصواريخ العابرة للقارات، بما في ذلك صاروخ مينوتيمان-2، وإم إكس، وكذلك للقذائف الصغيرة مثل هوك، وتالوس، وتِريرْ. وتُسْتَعْمَل صواريخ الوقود الصلب أداة إضافية لحمل الصواريخ مثل: صواريخ جاتو، وتستعمل كذلك بمثابة صواريخ صوتية. كما تستعمل صواريخ الوقود الصلب في عروض الألعاب النارية.
صاروخ الوقود الدافع السائل يحمل الوقود والمؤكسد كلا في خزان منفصل. يدور الوقود خلال غلاف تبريد المحرك قبل دخوله غرفة الاحتراق. هذه الدورة ترفع درجة حرارة الوقود للاحتراق وتساعد على تبريد الصاروخ. صواريخ الوقود الدافع السائل. تحرق خليطًا من الوقود والمؤكْسِد في شكل سائل. وتحمل هذه الصواريخ الوقود والمؤكْسِد في صهريج منفصل. وتغذي شبكة من الأنابيب والصمامات عنصري الوقود داخل غرفة الاحتراق. وينبغي أن يمر الوقود أو المؤكسد حول الغرفة قبل المزج مع العناصر الأخرى. هذا من شأنه أن يبرِّد غرفة الاحتراق ويسخِّن مسبقًا عناصر الوقود للاشتعال.
تتضمن طرق تغذية الوقود والمؤكْسد إلى غرفة الاحتراق استعمال إما مضخات أو غاز ذي ضغط عال. وأكثر الطرق المألوفة هي استعمال المضخات. ويشغل الغاز المنتج باحتراق جزء صغير من الوقود المضخة التي تدفع الوقود والمؤكسد إلى غرفة الاحتراق. أما الطريقة الأخرى، فيدفع الغاز عالي الضغط الوقود والمؤكْسد إلى غرفة الاحتراق. ويمكن الحصول على مصدر الغاز ذي الضغط العالي من النيتروجين، أو بعض الغازات الأخرى المخزونة تحت الضغط العالي، أو من حرق كمية صغيرة من الوقود.
بعض أنواع الوقود السائل التي تسمى ذاتية الاشتعال تشتعل عندما يتلامس الوقود والمؤكسد. لكن معظم أنواع الوقود السائل تحتاج إلى جهاز إشعال. يمكن أن يشتعل الوقود السائل عن طريق شرارة كهربائية، أو حرق كمية صغيرة من مادة متفجرة صلبة داخل غرفة الاحتراق. يستمر الوقود السائل في الاحتراق ما دام سريان خليط الوقود والمؤكسد مستمرًا في الوصول إلى غرفة الاحتراق.
تُبنى أغلب خزانات الوقود السائل من الفولاذ أو الألومنيوم الرقيق عالي الصلابة. وأغلب غرف الاحتراق في هذه الصواريخ مصنوعة من الفولاذ أو النيكل.
يُنْتج الوقود السائل عادة قوة دفع أكبر من التي تنتج من احتراق نفس الكمية من الوقود الصلب في نفس الفترة الزمنية. كذلك فهو أسهل في بدء وإيقاف الاحتراق من الوقود الصلب. ويمكن التحكم في الاحتراق فقط بفتح أو غلق الصمامات.لكن يصعب التعامل مع الوقود السائل. فإذا خلطت عناصر الوقود دون إشعال، فإن الخليط سوف ينفجر بسهولة. كذلك يحتاج الوقود السائل إلى صواريخ أكثر تعقيدًا عما في حالة الوقود الصلب.
يستعمل العلماء صواريخ الوقود السائل لأغلب السفن التي تطلق إلى الفضاء؛ فعلى سبيل المثال، وفرت صواريخ الوقود السائل الطاقة للمراحل الثلاث في إطلاق مركبة ساتورن - ف.
صاروخ أيوني وهو نوع من الصواريخ الكهربائية. تحول ملفات التسخين الوقود مثل السيزيوم إلى بخار. تغير شبكة تأيين متسامتة من البلاتين الساخن أو التنجستن البخار إلى سيل من الجسيمات المشحونة كهربائيًا تسمى الأيونات. الصواريخ الكهربائية. تستعمل الطاقة الكهربائية لإنتاج قوة الدفع. وهذه الصواريخ تحتوي على 1- صواريخ القوس الكهربائي النفاث 2- صواريخ البلازما النفاثة 3- الصواريخ الأيونية. ويمكن أن تعمل الصواريخ الكهربائية لفترة أكثر بكثير من أي نوع آخر، لكنها تنتج قوة دفع أقل.
لا يقدر الصاروخ الكهربائي على رفع سفينة فضاء خارج المجال الجوي للأرض، لكنه يستطيع أن يدفع مركبة خلال الفضاء. ويعمل العلماء على تطوير الصواريخ الكهربائية لرحلات فضاء طويلة في المستقبل.
صواريخ القوس الكهربائي النفاثة تُسخِّن وقودًا غازيًا بشرارة كهربائية تسمى القوس الكهربائي. وهذه الشرارة يمكن أن تسخِّن الغاز إلى ثلاثة أو أربعة أضعاف درجة الحرارة المنتجة بصواريخ الوقود السائل أو الصلب.
صواريخ البلازما النفاثة نوع من صواريخ القوس الكهربائي النفاثة. يُوَلَّد سريان الغاز المتفجر بوساطة قوس كهربائي يحتوي على جسيمات كهربائية مشحونة. ويُسمى خليط الغاز وهذه الجسيمات بلازما. وتستعمل صواريخ البلازما النفاثة تيارًا كهربائيًا ومجالاً كهربائيًا لزيادة سرعة سريان البلازما من الصاروخ.
الصواريخ الأيونية تنتج قوة دفع بوساطة سريان جسيمات مشحونة كهربائية تسمى الأيونات. يُسمى جزء من الصاروخ الشبكة الأيونية التي تنتج الأيونات كأنها غاز خاص يسير فوق سطح الشبكة. تزداد سرعة سريان الأيونات من الصاروخ بوساطة مجال كهربائيِّ.
صاروخ نووي يستعمل الحرارة من مفاعل نووي لتحويل الوقود السائل إلى غاز. يمر معظم الوقود خلال المفاعل. ويسخن بعض الوقود بوساطة فوهة الصاروخ ويمر خلال التوربين الذي يدير مضخة الوقود. الصواريخ النووية. تُسخِّن الوقود بوساطة مفاعل نووي، وهو آلة تنتج الطاقة عن طريق انشطار الذرات. يصبح الوقود المراد تسخينه بسرعة غازًا متمددًا ساخنًا. وهذه الصواريخ تنتج طاقة تعادل ضعفي أو ثلاثة أضعاف ما تنتجه صواريخ الوقود الدّفعي الصلب أو السائل. ويعمل العلماء على تطوير الصواريخ النووية لرحلات الفضاء.
يُضَخ في الصواريخ النووية هيدروجين سائل إلى المفاعل خلال الجدار المحيط بمحرك الصاروخ. وتساعد عملية الضخ هذه على تبريد الصاروخ، وكذلك على تسخين الهيدروجين السائل. ويمر خلال المفاعل مئات من القنوات الضيقة. وعندما يمر الهيدروجين السائل خلال هذه القنوات، تقوم حرارة من المفاعل بتحويل الوقود إلى غاز متمدد في الحال. ويمر الغاز خلال فوهة العادم بسرعات قد تصل إلى 35،400كم/ساعة.
نبذة تاريخيةالمحاربون الصينيون أطلقوا صواريخ خلال معركة في القرن الثالث عشر. انتشر استعمال الصواريخ كأسلحة وكعروض نارية من الصين إلى أغلب آسيا وأوروبا خلال القرن التالي. البداية. يعتقد العلماء أن الصينيين هم الذين اخترعوا الصواريخ، لكن لا أحد يعلم متى كان ذلك. يصف المؤرخون أسهم الحرب الطائرة على أنها كانت صواريخ استعملت في الجيوش الصينية عام 1232م. انتشر استعمال الصواريخ في القرن الرابع عشر الميلادي في آسيا وأوروبا. وهذه الصواريخ الأولى كانت تحرق مادة تسمى المسحوق الأسود، الذي يتكون من فحم نباتي، ونترات البوتاسيوم وكبريت. لكن لعدة مئات من السنين كان استعمال الصواريخ في عروض الألعاب النارية يفوق في الأهمية استخدامها في المجال العسكري.
خلال بداية القرن التاسع عشر الميلادي، طور وليم كونجريف وهو ضابط في الجيش البريطاني الصواريخ التي تحمل متفجرات. وكان وزن بعض هذه الصواريخ يصل إلى 27 كجم ويحلق إلى ارتفاع 2،5كم. استعملت القوات البريطانية صاروخ كونجريف ضد جيش الولايات المتحدة خلال حرب عام 1812م. كذلك طورت كل من روسيا والنمسا وبعض الأقطار الأخرى الصواريخ الحربية خلال أوائل القرن التاسع عشر الميلادي.
طوّر وليم هيل المخترع الإنجليزي دقة الصواريخ الحربية، وقد وضع ثلاث زعانف بدلاً من الذيل الخشبي الطويل الذي كان يستعمل لتوجيه الصاروخ. واستعملت قوات الولايات المتحدة صواريخ هيل في الحرب المكسيكية (1846-1848م) وخلال الحرب الأهلية الأمريكية (1861-1865م)، استعملها كلا الجانبين.
روبرت هتشينجز جودارد عالم الصواريخ الأمريكي الرائد، يفحص صاروخ البنزين والأكسجين ومعه مساعدوه . تم بناء هذا الصاروخ تحت إشراف جودارد عام 1940م. صواريخ أوائل القرن العشرين. وضع مدرس ثانوي روسي اسمه، كونستانتين تسيولكوفسكي أول نظرية صحيحة لطاقة الصاروخ. وقد وصف نظريته في مقالة علمية نشرت عام 1903م. وأصبح روبرت جودارد العالم الأمريكي مبتدع الصواريخ الحديثة. ففي عام 1926م، تمكن جودارد من إطلاق أول صاروخ ذي وقود دافع سائل. ارتفع الصاروخ إلى مسافة 56 م في الهواء بسرعة حوالي 97كم/ساعة.
خلال الثلاثينيات من القرن العشرين تقدمت أبحاث الصواريخ في ألمانيا والاتحاد السوفييتي (سابقًا) والولايات المتحدة. فقد قاد هيرمان أوبرث مجموعة صغيرة من المهندسين الألمان والعلماء الذين قاموا بتجارب على الصواريخ، وقاد علماء الصواريخ الروس تساندر، وآي.أيه ميركولوف. بينما ظل العالم جودارد كما هو رئيس الباحثين في الولايات المتحدة.
خلال الحرب العالمية الثانية، طوّر علماء الصواريخ الألمان تحت قيادة فِرْنر فون براون القذيفة الموجهة القوية في-2 (V-2). قذفت ألمانيا لندن وأنتورب ببلجيكا بمئات من قذائف في-2 (V-2) خلال الأشهر الأخيرة من الحرب. واستولت القوات الأمريكية على عدة قذائف في-2 (V-2) وأرسلتها إلى الولايات المتحدة ليجري العلماء أبحاثهم عليها. وذهب فون براون بعد الحرب ومعه أكثر من 200 عالم ألماني إلى الولايات المتحدة ليكملوا ما بدأوه في الصواريخ، بينما ذهب بعض العلماء الألمان الآخرين إلى الاتحاد السوفييتي (سابقًا).
صواريخ الارتفاع العالي. استفادت الولايات المتحدة من قذائف في-2 (V-2) التي استولت عليها من ألمانيا طوال عدة سنوات بعد الحرب العالمية الثانية، وقامت بمواصلة التجارب عليها، وكانت هذه هي أولى أبحاث الصواريخ التي تستعمل للارتفاعات العالية.
صممت أول صواريخ عالية الارتفاع وتم بناؤها في الولايات المتحدة وهي واك الجماعية وإيروبي، والفايكنج. وقد وصل الصاروخ واك الذي يبلغ طوله ستة أمتار إلى ارتفاع حوالي 72كم خلال تجارب الطيران عام 1945م. بينما ارتفعت الأنواع الأولى من إيروبي إلى ما يقرب من 120كم. وفي عام 1949م أطلقت البحرية الأمريكية صاروخ فايكنج وهو صاروخ ذو متفجرات سائلة بُني أساسًا على نظام في-2 (V-2). ويبلغ طول الفايكنج أكثر من 14م، أي أطول بكثير من إيروبي. لكن الأنواع الأولى من الفايكنج ارتفعت فقط إلى حوالي 80كم.
طورت القوات الأمريكية خلال الخمسينيات بعض الصواريخ. وقد شملت كلاًّ من جوبيتر وبيرشينج. ويبلغ مدى الصاروخ جوبيتر ما يقرب من 2،570كم وبيرشينج 725كم تقريبًا. أطلقت القوات الأمريكية بنجاح لأول مرة تحت الماء القذيفة بولاريس عام 1960م. استعمل علماء الفضاء بعد ذلك عدة صواريخ حربية تم تطويرها خلال الخمسينيات كأساس لإطلاق المركبات.
الطائرات الصاروخية. في 14 أكتوبر 1947م، قام الكابتن تشارلز إلوود ييجر من القوات الجوية الأمريكية بأول رحلة فوق صوتية (أسرع من الصوت). فقد حلق بطائرة صاروخية تسمى إكس ـ 1. دفع الصاروخ السمائي بوساطة محرك صاروخي، جعل الطائرة تحلق على ارتفاع 24 كم في عام 1951م وسرعة 2،132كم/ساعة في عام 1953م. كما أن طائرة صاروخية أخرى هي "إكس ـ 15" ارتفعت إلى أكثر من 108كم في عام 1963م. ثم سجلت في عام 1967م سرعة بلغت 7،274كم/ساعة؛ أي أكثر من 6 أضعاف سرعة الصوت.
عصر الفضاء. بدأ في 4 أكتوبر 1957م عندما أطلق الاتحاد السوفييتي (سابقًا) أول قمر صناعي سبوتنيك 1، بوساطة صاروخ ذي ثلاث مراحل. وفي 31 يناير 1958م، أطلق الجيش الأمريكي أول قمر صناعي أمريكي أطلق عليه اسم إكسبلورر-1، إلى المدار بصاروخ جونو-1. وفي 12 أبريل 1961م تم وضع رجل فضاء في مركبة يحملها صاروخ روسي، وهو الرائد يوري جاجارين في مدار حول الأرض لأول مرة. وفي 5 مايو 1961م حمل الصاروخ الأمريكي المُسمَّى رِدْسْتُون القائد ألن شبرد في أول رحلة في الفضاء. وفي 12 أبريل 1981م أطلقت الولايات المتحدة الصاروخ كولومبيا، أول مكوك فضائي يدور حول الأرض. من أجل معلومات أكثر حول الصواريخ في الفضاء. انظر: رحلات الفضاء.
الصواريخ البالستية 1- هي صواريخ بعيده المدى 1600kmالى 2000km كما تعمل في المرحله الاولى للاطلاق وذلك لاعطاها سرعه عااليه للاندفاع وبعد ذلك يعمل محرك بالوقود السائل وهو عباره عن خزان مغلق من( المؤكسد) ويتم ضخ كلا الوقودين إلى حجره الاحتراق عبر نظام دقيق يتم تنظيمه قبل عمليه الاطلاق وحتسب المسافه إلى الهدف . 2- يحتوى الصاروخ على منظومة توجيه الكترونية لتوجيه الصاروخ إلى الهدف بالاضافه إلى منظومه GBS (نظام الملاحه مع الاقمار الصناعيه ) اضافه إلى ذلك يزود الصاروخ بنظام تدمير ذاتي وبالتحكم عن بعد يوجد في الصاروخ منظومة توازن ومنظومة طيران يعملان في المحافظة على وضع الصاروخ اثناء طيرانه ، يقومان بتصحيح أي خطاء في مسار طيران الصاروخ . 3- اما الراس الحربي للصاورخ فاقل حشوة يمكن ان يزور بها الصاروخ هي 500 كيلو جرام من ماده TNT شديد الانفجار (ثلاثي نترو وتلوين ) ويمكن زياده وزن الحشوه إلى وطن ،وكذلك يمكن استبدال الراس الحربي العادي التقليدي براس حربي كيميائي او جرثومي او نووي . سلبيات هذا الصاروخ وهي بعد عشرين دقيقه من اطلاقه ونتيجه لاحتراق الوقود السائل تتولد اشعه تحت الحمراء نتيجه الاحتراق وهذه الاشعه يتم تعقبها بواسطه اقمار صناعيه مخصصه لذلك وتقوم هذه الاقمار باطلاق صواريخ تدميريه تتبع مسار الصاروخ بعد تحديد الاشعاع الصادر منها وتدمره بالكامل ومسمي هذا النظام (بحرب النجوم ،او درع الصواريخ )
الإثنين نوفمبر 26, 2007 8:47 pm
