Thread by @EternalPhysics

یکی‌ از اجزای جالب موشک‌های بالستیک و دیگر موشک ها، بالک‌های مشبک هستند که به عنوان مثال شما می توانید این بالک‌ها را در عکس زیر در موشک بالستیک تچکا ببینید که توسط آن دو شب پیش در سوریه حمله فوق سنگین و درد آوری از طرف نیروهای روسی و سوری به دزدان نفت

سوریه در شمال این کشور انجام شد که طی‌ آن دست کم ۲۰۰ تانکر سوخت منهدم و تعدادی کشته شدند. در عکس زیر، سمت چپ بالک‌های مشبک و در سمت راست بالک‌های معمولی‌ را می‌بینید.

بر خلاف بالک‌های معمولی‌ که به موازات جریان هوا قرار گرفته ا‌ند، بالک‌های مشبکی یا شبکه ای، عمود بر جریان هوا هستند و بدین ترتیب به هوا این امکان را می‌‌دهند که از سلول‌های شبکه عبور کنند. این مشبک‌ها دارای ساختاری قوی هستند که اجازه می دهند دیواره درونی‌ نازک باشند

و به همین دلیل این بالک ها سبک تر و مقرون به صرفه تر هستند. اما دلیل اصلی‌ استفاده از بالک‌های مشبکی در موشک‌های بالستیک زمین به زمین یا موشک های هوا به هوا بخاطر نیاز کمتر به نیرو (گشتاور) برای چرخاندن بالک‌ها در حین پرواز می‌باشد.

در بالک‌های معمولی‌ (که به موازت جریان هوا قرار گرفته ا‌ند) از مکانیسم سروو (Servo) استفاده می شود که در آن باید به مراتب نیروی بیشتری را برای چرخاندن بالک در سرعت های سوپرسونیک تولید کرد که این خود باعث نیاز به سروو بزرگ تری (به منظور چرخاندن بالک) در موشک می شود.

اما در بالک‌های مشبکی از آنجا که این بالک‌ها (عمود بر جریان هوا) اندازه یا عرض کمتری نسبت به بالک‌های معمولی‌ دارند، این باعث می شود که نیاز به نیروی کمتری برای چرخاندن آنها باشد و به این دلیل سروو‌های کوچک تری کفایت می کنند! در واقع مشکل بالک‌های معمولی‌ این است

که سطوح نسبتا طولانی هستند و به دلیل نیروی ایجاد شده روی بالک در سرعت‌های سوپرسونیک توسط توده هوا، چرخاندن آنها (به منظور هدایت موشک) به صورت قابل توجهی‌ سخت تر میشود، مشکلی‌ که در بالک‌های مشبکی بسیار آسان تر میشود.

همچنین اندازه کوچک بالک های مشبکی امکان اینکه بالک در زاویه حمله بالا گیر کند را نسبت به بالک‌های معمولی به صورت چشمگیری کاهش می دهد و بدین ترتیب در بالک‌های مشبکی کنترل بالک افزایش می‌ یابد!

نکته مهم دیگر در ارتباط با اصطکاک است. به دلیل اینکه بالک‌های مشبکی، همان طوری که در بالا گفته شد، دارای دیواره‌های نازک هستند، اصطکاک تولید شده با هوا در سرعت های پایین تر از سرعت صوت بیشتر از اصطکاک در بالک‌های معمولی‌ نیستند زیرا این بالک ها مشبکی هستند

و جریان منظم عبور هوا را خیلی‌ کم مختل میکنند، در واقع در سرعت های پایین تر از سرعت صوت هر دو بالک، هم مشبکی و هم معمولی‌ از نظر عملکرد اصطکاکی و کنترلی یکسان هستند. اما در سرعت‌های نزدیک به یک ماخ دیگر این گونه نیست زیرا اصطکاک به صورت چشمگیری به دلیل موج‌های شوک ایجاد شده

در بالک‌های مشبکی افزایش و کنترل روی بالک کاهش پیدا می‌کند. لازم به ذکر است که در سرعت‌های نزدیک به یک ماخ، جریان هوا در این بالک‌های مشبکی می تواند به سرعت‌های سوپرسونیک تسریع بشود که بدین وسیله موج‌های شوک نرمالی‌ را در درون مشبک‌ها ایجاد می کند که خود جریان هوای ورودی را

بلاک میکنند و بدین گونه به افزایش اصطکاک این بالک‌ها کمک می کنند! و یا حتی بد تر، اگر سرعت موشک به کمی‌ بیشتر از یک ماخ ( یعنی‌ تا ۱.۳ ماخ) افزایش پیدا کند، این موج شوک نرمال در درون مشبک تبدیل به یک موج کمانی جلوی مشبک می شود و هوای ورودی را مجبور می‌کند به

دور مشبک انحراف پیدا کند و بدین گونه این بالک مشبکی (در این سرعت کمی‌ بیش از یک ماخ) اصطکاک را باز بیشتر و کنترل روی بالک را کمتر می‌کند! اما به محض اینکه موشک سرعت سوپرسونیک پیدا می‌کند، وضعیت تغییر می‌کند. در سرعت‌های بالای ۱.۳ ماخ، موج‌های شوک نرمال از بین می روند و با

موج‌های شوک مایل با زاویه کم جایگزین می شوند! به عبارت دیگر، موج‌های شوک مایل در زاویه کم دیگر با دیواره‌های مشبک انعکاس پیدا نمیکنند و بدون برخورد مجدد از مشبک عبور میکنند! این رفتار باعث می شود که اصطکاک کاهش پیدا کند و کنترل روی بالک نسبت به بالک‌های معمولی‌ بسیار بیشتر شود!

در تصور زیر میتوانید موج‌های شوک ایجاد شده در سرعت‌های مختلف نسبت به سرعت صوت را ببینید.

از آنجایی که این بالک‌های مشبکی کوچک هستند (در واقع عرض کوچک دارند) راحت هم می توانند به بدنه موشک تا و خوابانده شوند که این خود مزیت خوبی‌ برای موشک‌های هوا به هوا است که باید در دهلیز جنگند‌هایی مثل F22 و F35 قرار گیرند و همچنین کلا برای ذخیره و جابجایی راحت تر موشک ها.

اما این بالک‌ها با همه این مزیت‌ها در سرعت‌های سوپرسونیک (اصطکاک کم، کنترل خوب روی بالک، سبکتر بودن، هزینه کم، قابلیت جای گیری در دهلیز، ذخیره و جابجایی آسان) یک عیب بزرگ دارند و آن هم بازتاب راداری زیاد موشک ها با بالک‌های مشبکی است که طراحان را مجبور به استفاده از

این بالک‌ها بیشتر در برد کوتاه در موشک‌های زمین به زمین می‌کند که البته این مشکل هم می‌‌تواند با استفاده از مواد جاذب به عنوان پوشش برای مشبک‌ها رفع شود. اما در کل از آنجایی که استفاده از این بالک‌های مشبکی امکان مانور بالا در سرعت‌های سوپرسنیک و زاویه حمله بالا را

فراهم می‌‌سازد، همچنان مورد توجه قرار دارند!

برای اطلاعات بیشتر در این زمینه دوستان می‌‌توانند کتاب بالک‌های مشبک از طراحی‌ تا ساخت، ترجمه پژوهشکده شهید اسلامی از روسی به فارسی‌ را بخوانند!