سیستم های کنترل موشک ها
قلب یک موشک بدنه آن است که معادل همان بدنه در هواپیماست، بدین معنی که همه قسمت های مختلف از جمله : سیستم کنترل و هدایت،سر جنگی و سیستم پیشرانش را در بر میگیرد و نگه میدارد
بعضی از موشک ها تنها دارای بدنه میباشند ولی بیشتر آنها دارای سطوح اضافی جهت تولید نیروی برا و مانور پذیر کردن آن هستند
که بسته به مکان قرارگیری و نحوه عملکردشان دارای نام های متفاوتی هستند
همه موشک ها صرف نظر از نوع و کاربردشان از نظر سیستم های کنترل جهت کلا به دو نوع تقسیم میشوند:
1- کنترل به وسیله سطوح آیرودینامیکی
2- کنترل به وسیله تغییر بردار رانش
کنترل توسط سطوح آیرودینامیکی: به چند روش صورت میگیرد که شامل (بالک یا بال پشتی)، (بال) و (کانارد) میباشد
هر موشکی ممکن است که از یکی یا دو عدد از سطوح مزبور استفاده کند مخصوصا بالک،چون پایداری خوبی برای موشک در پرواز ایجاد میکند، ولی به ندرت پیش میاید که از سه روش بطور همزمان استفاده شود
هر یک از این سطوح عملکرد متفاوتی از خود نشان میدهند که بستگی به فاصله شان تا مرکز ثقل موشک دارد
بطور معمول بال سطح بزرگی است که نزدیک مرکز سقل قرار دارد، کانارد به سطحی گفته میشود که نزدیک نوک موشک است و بالک سطحی است در پشت موشک و نزدیک به موتور
برعکس هواپیما که دارای سطوح فیکس و ثابتی برای برقراری تعادل است و تنها سطوح کوچکی بنام رادر و الویتور دارای حرکت هستند؛ در موشک ها کل سطح متحرک میباشد، مانند شکل زیر:
چرخش این سطوح و برخورد جریان هوا با آن باعث تغییر مسیر موشک شده و آن را به مسیرهدف دلخواه آن میبرد
شکل زیر مثالی است از موشک سایندواندر
روش بالک: این روش به احتمال زیاد معمول ترین و بیشترین کاربرد را در کنترل موشک ها دارد ، مخصوصا در موشک های هوا به هوای برد بلند مثل آمرام و زمین به هوا مثل پاتریوت
دلیل اصلی این کابرد این است که مانور پذیری فوق العاده ای مخصوصا در زاویه حمله زیاد، جایی که نیاز به مقابله با هواپیماهای چابک بلند پرواز دارد ایجاد می کند
بالک ها به همراه بال ثابت معمولا انتخاب مناسبی برای افزایش نیروی برا و برد پروازی هستند
مثال خوبی از این دست موشک های هوا به زمین مثل ماوریک و سطح به سطح مثل هارپون و اگزوسه هستند
بالک به ندرت با کانارد همراه است که مثال هایی از این نوع سایندواندر است
بعضی از بمب ها هم مثل بمب های هدایت جی پی اس از بالک استفاده میکنند
شکل 23 نوع موشکی که از بالک استفاده میکنند در زیر مشاهده میکنید
کانارد: این روش هم خیلی معمول است مثلا در موشک های هوا به هوای برد کوتاه مثل سایندواندر
بهترین مزیت کانارد مانور پذیری بالا در زاویه حمله پایین است
ولی کانارد در زاویه حمله زیاد بی اثر میشود به علت جدایی جریان از سطح که سبب استال یا واماندگی سطح میشود
به علت جلوتر بودن کانارد نسبت به مرکز ثقل، باعث بی ثبات کردن موشک میشود که نیاز به بالک های بزرگ برای جبران آن است
استفاده این دو نیاز به بال را جهت تولید نیروی برا برطرف می کند
در زیر 12 مثال کانارد آورده شده است
بیشترین استفاده کانارد مربوط به کانارد دو بخشی است
که از جدید ترین روش هاست که مناسب موشک های هوا به هوای برد کوتاه مثل پیتون4 و(آ آ 11) روسی است
این دو کانارد نزدیک به هم قرار داده میشوند که اولی ثابت و دومی متحرک است
مزیت این چیدمان این است که کانارد اول ایجاد جریان های مغشوش میکند که با برخورد به کانارد دوم باعث بهبود عملکرد آن می شود
بعلاوه جدایی جریان را به تاخیر می اندازد که به باعث عمل کردن کانارد در زاویه حمله بالا قبل از رسیدن به استال میشود
که این عمل کردن در زاویه حمله زیاد باعث مانور پذیرتر شدن آن نسبت به موشک تک کاناردی میشود
شش مثال از این دست درشکل زیر آمده است
بال: به سطوحی گفته میشود که نزدیک به مرکز ثقل موشک، تقریبا وسط بدنه موشک قرار دارند و چون وظیفه تامین نیروی برا برای برد بیشتر موشک را هم بر عهده دارند، نسبت به سطوح دیگر اندازه بزرگتری دارند
کنترل بوسیله بال قدیمیترین روش کنترل میباشد ولی امروزه کاربرد زیادی ندارد
مزیت بزرگ این روش واکنش خیلی سریع در مقابل حرکت های کوچک بال است که این خصیصه باعث تصحیح خطاها و قفل ماندن موشک روی هدف حتی در مانورهای بالا می شود ،بزرگترین عیبشان هم بزرگی و جاگیر تربودن است بعلاوه اینکه این بال ها جریانات مغشوش قوی تولید میکنند که باعث بی اثر شدن بالک ها و رول زدن (چرخش) موشک در سرعت های زیاد می شود که این حرکت را رول زدن القایی یا اجباری مینامند و اگر این حرکت خیلی سریع باشد باعث از کار افتادن کنترل موشک می شود
چند مثال از این نوع درشکل زیر آورده شده است
کنترل غیر معمول یا کنترل توسط تغییر بردار رانش: این روش از پیشرفته ترین و پیچیده ترین روش های کنترل است
که اساس آن ایجاد نیروهایی عمود بر محور موشک توسط گازهای خروجی موتور است
این نوع کنترل در سه روش صورت میگیرد در روش اول سعی میشود تا گاز های خروجی از موتور موشک را به سمتی هدایت کرد و متعاقبا تاثیر برایند نیروها باعث تغییر مسیر موشک می شود که این روش قدیمی ترین نوع کنترل موشک هاست که در اولین موشک جهان یعنی موشک (وی 2) آلمان نازی استفاده شده بود
در شکل زیر صفحه های کوچکی که در زیر موتور موشک و با نام (گاز رادر) نشان داده شده اند این وظیفه را بر عهده دارند
گاز های خارج شده از موتور با برخورد به این صفحات زاویه دار تغییر مسیر می دهند و باعث ایجاد نیرو هایی عمود بر محور موشک می شوند که باعث چرخش نوک موشک و نهایتا تغییر مسیر میشود
در روش دوم و سوم از نازل ها و خروجی های چندگانه برای این کار استفاده میشود که این روش ها در موشک هایی که در ارتفاعات بالا،جایی که کمی میزان غلظت هوا اجازه استفاده از روش های دیگر را نمی دهد کاربرد دارند
در روش دوم موتور موشک دارای خروجی ها و نازل های چندگانه ایست که نیروی تولیدی توسط هر یک از آنها خارج از محور موشک میباشد و کم یا زیاد شدن جریان خروجی هر کدام ازاین نازل ها باعث بر هم خوردن تعادل نیروها و ایجاد نیروهای محوری میشود ، از این روش هم در موشک های بالستیک و هم در موشک های فضایی استفاده میشود
موشک فضایی روسیه مجهز به نازل های چند گانه
در روش سوم که فقط در موشک های فضایی مرسوم است و بعلت نبود هوا در خارج از جو که بیان شد از راکت های کوچکی در روی بدنه استفاده می شود که کارکرد هر کدام از آنها باعث ایجاد نیروی کوچکی به موشک و تغییر مسیر اندکی برای تصحیح خطا های ایجاد شده در مسیر یا تریم مسیر می کند، هر کدام ازاین راکت ها یا موتورها بطور مستقل از یکدیگر و توسط سیستم هدایت موشک عمل می کنند
استفاده با ذکر منبع مجاز است