Thread by @EternalPhysics

در حال حاضر ایران در تلاش برای دستیابی به موشک‌های کروز هایپرسونیک (با سرعتی بیش از ۵ برابر سرعت صوت) است ، که یک سلاح تعیین کننده به خصوص در نبرد‌های دریایی است. اما چرا ساخت موشک کروز هایپرسونیک دشوار است؟

زیرا که به هنگام ساخت این نوع موشک‌های خاص به چالش‌های زیادی از قبیل سوخت ، هزینه ، برد ، ارتباطات ، آیرودینامیک ، هدایت و دمای بالا برخورد می‌کنیم که باید بر همه به طور همزمان فائق آمد.

این نوع موشک در مدت زمان کوتاهی از مقدار زیادی سوخت استفاده می کند. به دلیل تراکم زیاد هوا در نزدیکی سطح زمین (۵ تا ۲۰۰ متر) ، موشک‌ کروز هایپرسونیک سوخت بیشتری نسبت به پرواز در ارتفاعات بالاتر که هوا به مراتب رقیق تر است ، می سوزاند.

این موشک به دلیل سرعت سرسام آوری که دارد ، اصطکاک زیادی ایجاد می کند و بدین روی دما بر روی سطح موشک به شدت افزایش پیدا می‌کند. به این دلیل نمیتوان از فلزات معمولی برای ساخت لوله و بال بدنه موشک ها استفاده کرد. دما بر روی موشک تا ۲۲۰۰ درجه سانتی گراد

می‌ تواند افزایش یابد ، برای مقایسه ، فولاد در ۱۳۷۰ و تیتانیوم در ۱۶۷۰ درجه سانتی گراد ذوب می شود. مواد و روش های جدید برای تولید سریع سیستم های محافظ حرارتی سبک و مقاوم ، شدیدا مورد نیاز خواهند بود. بنابراین هزینه ها افزایش می‌‌یابند.

فارغ از این همچنین باید گرمای تولید شده توسط اجزای الکترونیکی‌ درون سلاح را هم مدیریت گرمایی کرد که خود چالش دیگری است.

موشک های هایپرسونیک سلاح های پرمخاطره ای هستند ، بنابراین مهم است که بتوان با سلاح به منظور خود کشی‌ یا تغییر هدف ارتباط برقرار کرد. ارتباطات در سرعت های هایپرسونیک یک چالش قابل توجه است. در سرعت‌های هایپرسونیک ، گرمای تولید شده در

اثر اصطکاک می تواند آنقدر انرژی به هوا منتقل کند که الکترونهای مولکول های هوا از هم جدا شوند و پلاسما ایجاد کنند. این پلاسما می تواند امواج فرکانس رادیویی مانند سیگنال های ارتباطی را مسدود کند.

مهمترین مسئله این نوع موشک ها عدم چابکی و سرعت هدایت است. تصور کنید که با سرعت ۲۰۰ کیلومتر در ساعت در اتوبانی رانندگی می کنید و یک چرخش تند به راست یا چپ می کنید. ماشین شما در مقایسه با رانندگی با سرعت ۶۰ کیلومتر در ساعت به راحتی واژگون خواهد شد.

این در مورد موشک های کروز نیز صادق است. اگر آنها پرواز در ارتفاع کم و سرعت هایپرسونیک داشته باشند ، همیشه توسط موانع موجود بر روی زمین تهدید می شوند و به دلیل فقدان قدرت مانور ، احتمال برخورد با موانع بسیار زیاد خواهد شد. هدایت نقش مهمی در موشک های کروز دارد.

به همین دلیل است که اکثر موشک های کروز هایپرسونیک موشک های ضد کشتی هستند ، از آنجا که به قدرت مانور زیادی نیاز ندارند زیرا که دریا مسطح است اگر طوفانی نباشد.

همچنین باید به این نکته مهم توجه شود که پرواز با چنین سرعت های بالا به این معنی است که هر نوع مانور باعث ایجاد بارهای ساختاری و آیرودینامیکی زیاد بر روی موشک می شود.

سیستم ها باید طوری طراحی شوند که در برابر این بارها مقاومت کنند و اطمینان حاصل کنند که سیستم های کنترل آنها می توانند نیروهای لازم را به منظور هدایت موشک ایجاد کنند.

همچنین موشکی که با سرعت هایپرسونیک در حال حرکت است نیاز به داشتن دقت بسیار بالا در بعد هدایت دارد. کوچک‌ترین اشتباه در هدایت می تواند موشک را کاملا منحرف کند! دقت در هدایت نیاز به سیستم‌ها و زیر سیستم‌های الکترونیکی پیشرفته دارد.

موشک های کروز هایپرسونیک عمدتا تنها بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ کیلومتر برد دارند. دلیل آن اصطکاک زیاد ، هوای متراکم و مصرف زیاد سوخت است. از نظر آیرودینامیکی برای افزایش برد موشک نیاز به نسبت بالای lift به drag با توجه به محدودیت‌های آیرودینامیکی موجود داریم.

موشک کروز هایپرسونیک روسی زیرکون با برد ۱۰۰۰ کیلومتر با سرعت ۹ ماخ یک نمونه از این نوع موشک ها است که عملا هیچ دفاعی در برابر آن وجود ندارد و پس از تست موفق آن در اکتبر ۲۰۲۰ وحشت مثال زدنی‌ را در میان اعضای ناتو ایجاد کرد، به خصوص که این موشک‌ها از زیردریایی‌ها هم شلیک می شوند.

ادغام همه تجهیزات کلیدی ،‌ به مانند اجزای الکترونیکی پیشرفته یا شیلد‌های حرارتی مهمترین جنبه برای اطمینان از موثر بودن سیستم هایپرسونیک است. همه قطعات باید در محدودیت‌های فضایی که با آنها روبرو هستیم ،‌ کار کنند.

در این راستا به نظر می‌رسد که ایران هم گام‌های بسیار خوبی را در ساخت این نوع موشک‌ها که در واقع در صحنه جنگ game changer هستند، برداشته است.

t.me/T_neutrino