أنظمة التحكم بالصواريخ (missile control system)

[3z000z-24]

أنظمة التحكم (missile control system)

لاحظوا إننا نتحدث عن التحكم (control) لا عن
التوجيه (guiding) بمعنى إن موضوع اليوم هو عن كيفية التحكم بالصاروخ و هو في
الهواء ....لا عن كيفية التأكد من دقة وصوله لهدفه
أي إننا لن نتحدث عن نظام
تحديد المواقع لعالمي (gps) ولا عن الجيروسكوبات (GYROSCOPES) بل سيكون الحديث عن
الجنيحات و الزعانف والايروديناميك (aerodynamics)

تحدثنا عن الجسم الطائر و
المحاور التي يمكن ان يتحرك بها


1- الرافعة (Elevator): مسؤولة عن تغيير
الاتجاه بين أعلى و أسفل (pitch)






2- الموجه (Rudder):
مسؤول عن تغيير الاتجاه بين اليمين و اليسار (yaw)






3-
الجنيحات(Ailerons): مسؤولة عن دوران الطائرة حول محورها الأفقي
(roll)










صورة محاور
الحركة



















صور
أسطح التوجيه:






















و
بالتالي أصبحت الطائرة المزودة بفوهات متحركة تمتلك عاملا رابعا للتحكم بالطيران
يضاف إلى العوامل الثلاثة السابقة هو زاوية الفوهة ...



يحدثنا
عن المحاور التي تتحرك بها الطائرة و الأسطح المسئولة(flight control surface) عن كل حركة
...
ولكن الكلام لاسابق كان عن الطائرات
و في الموضوع السابق طرح احد
الاخوة (الاخت Amina-dz) على ما اذكر , سؤال عن استخدام ال thrust vectoring
بالصواريخ
و كان مني ان اجلت الجواب لموضوع اخر
لذلك موضوع اليوم هو اعادة
مفاهيم اسطح التحكم (flight control surface)
و ال thrust vectoring و لكن من
وجهة نظر الصورايخ بأنواعها .....مع التركيز على الصغيرة منها
(الامثلة التي
ستطرح تشمل صواريخ بر –بحر و صواريخ جو-جو و بعض الصواريخ البالستية)
و لضمان
سلاسة الشرح فقد ترجمت مقالة واحدة مع صورها -عكس الموضوع السابق الذي كان من
مواضيع متفرقة لذلك كان فيه بعض الضعف في الربط –
بداية علينا ان نشرح قليلا عن
الصواريخ




العنصر الاساسي في الصاروخ هو بدن الصاروخ(body) , و
هو ما يعادل جسم الطائرة (fuselage) –اذا كنا نقارن –
يحتوي البدن على نظامي
التحكم (control system ) و التوجيه (guidance system) و الرأس الحربي(warhead)
فضلا عن نظام التسيير
(propulsion system )
بعض الصواريخ تتألف من الجسم فقط
, و لكن اغلب الصواريخ تحتوي على أسطح (surface) إضافية لزيادة ال (lift)
–لمن
لا يعلم ما هي اضغط هنا – و تزويدها بقدرة على المناورة (maneuverability)

تتعدد الأسماء لهذه الأسطح , ولكن عموما يستخدم المصطلح العام زعانف (fins)
لوصف أي سطح ايروديناميكي
(aerodynamics surface ) مركب على الصاروخ
طبعا
مصممي الصواريخ يفضلون استعمال اسماء اكثر دقة , لذلك تنقسم الاسطح الى ثلاث انواع
رئيسية




1- الاجنحة الامامية
(Canards)





2-الاجنحة (wings)
3-زعانف الذيل (tail
fins)




الصورة
في الاعلى تظهر الصاروخ وقد زود بالانواع الثلاثة من الاسطح المتحكمة (control
surfaces) كثير من الاحيان يحدث خلط بين اسماء الانواع الثلاثة مم يسبب ارتبكا
للقارئ






تتصرف هذه الاسطح بشكل مختلف عن بعضها البعض
اعتمادا على موقعها على جسم الصاروخ و بعده عن مركز ثقل(center of gravity)
الصاروخ.







في الحالة
العامة







1-الاجنحة (wings) :هي اسطح عريضة نسبيا
تكون قريبة من مركز جاذبية الصاروخ (center of gravity
)







2-الاجنحة الامامية(canards): اسطح تكون قريبة من
انف الصاروخ







3-الزعانف (fins) : اسطح تتوضع عند ذيل
الصاروخ









معظم الصواريخ تكون مزودة على
الاقل بنوع واحد من الاسطح الايروديناميكية (aerodynamics surfaces) السابقة




خصوصا زعانف الذيل لانها مسؤولة عن التوازن في اثناء الطيران كما
يمكن ان تزود بمجموعة اخرى من الاسطح لتامين قوة رفع
(left)




اضافية او لتحسين التحكم.




(انواع
قليلة من الصواريخ هي التي تزود بثلاث مجموعات من الاسطح
)











شرحنا في الموضوع السابق عن
تأثير اسطح التحكم (flight control surfaces ) على طيران الطائرة , ولا يختلف الامر
كثيرا هنا



فإذا اردنا حرف مسار الصاروخ اثناء طيرانه فيجب ان تكون
مجموعة واحدة على الاقل من اسطح التحكم الخاصة به قابلة للدوران حول محور
مركزي




(center pivot
point)









دوران الزعانف حول محورها يؤدي تغير
زاوية الهجوم



(angle of attack )




مما يؤدي ذلك
بدوره الى تغيير في اتجاه شعاع قوة الرفع (lift) و
شدتها









<ملاحظة : القوة المؤثرة في
الطائرة التي شرحناها في الموضوع السابق هي مركبات شعاعية بمعنى ان لها شدة
(magnitude ) و اتجاه (Direction)



(لمن لا يعرف ما معنى شعاعية,
سنشرحها بالتفصيل في موضوع قادم باذن الله بعنوان ميكانيك
الطيران)>









المؤثرة على الصاروخ , مما
يؤدي بدوره الى تغيير اتجاه الصاروخ .



من الصواريخ التي تستخدم
انظمة شبيهه, صاروخ AIM-9M Sidewinder





وكما
قلنا من قبل فإن الاجنحة الامامية (canards) و الاجنحة (wings) و زعانف الذيل (tail
fins ) جميعها تصنف على انها اسطح تحكم ايروديناميكية (aerodynamics control
surface )



يضاف إلى الاسطح السابقة ما يسمي بطرق التحكم الغير
تقليدية




(unconventional control )




و التي
تتضمن ما شرحنا جزء منه سابقا و هو موضوع ال




(thrust
vectoring)




و بهذا تكون قد تحدثنا عن اربعة انواع من السيطرة
(control ) على الصواريخ و هي في
الفضاء









1-التحكم بواسطة اجنحة الذيل ( tail
control)






2-التحكم بواسطة الاجنحة الامامية (canard
)



3-التحكم بواسطة الاجنحة (wings )




4-التحكم
الغير تقليدي (unconventional control)











نبدأ
بهم واحدة واحدة على بركة الباري
....

















التحكم
عن طريق الاجنحة..(Wing Control):










يعد
التحكم عن طريق الاجنحة (wings) من اقدم الطرق التي طورت للتحكم
بالصواريخ








ولكن بدأ استخدامها يقل في التصميمات
الحديثة...




معظم الصواريخ التي تسخدم الاجنحة للتحكم هي صواريخ
طويلة المدى مثل سباروا (Sparrow) ,و هارم( HARM)




الفائدة
الرئيسية لاستخدام الاجنحة هي ان انعكاساتها و حركتها تؤدي إلى ردة فعل سريعة
للصاروخ بأقل قدر من حركة البدن (Body)




يسمح هذا للصاروخ
بالبقاء مطبقا (Locked) على الهدف في اثناء المناورات
الصعبة




ولكن الجنب السيء الرئيسي لهذه الطريقة هي ان الاجنحة
يجب ان تكون ذات سطح كبير بشكل كافي ليؤمن قوة رفع (lift) بالاضافة الى قدرة
تحكم







كافيتين مما يعني كبر حجم الصاروخ ككل
.






فضلا عن ذلك فإن استعمال الاجنحة يؤدي ايضا لتوليد
دوامات هوائية (





vortices ) قد تتفاعل مع اجنحة الذيل مسببة
دوران الصاروخ






و تسمى هذه الظاهرة بالدوران المستحث
(





induced roll)






و اذا كان
تأثيرها قويا بالشكل الكافي , فإنها ستؤدي إلى ان يصبح نظام التحكم (control system
) عديم الفائدة






التحكم
عن طريق الذيل ..( Tail
Control):














يعد التحكم
عن طريق الذيل (Tail Control) احد اكثر الوسائل شيوعا للتحكم , بشكل خاص لصواريخ
جو-جو (Air -to -Air) ذات المدى الطويل مثل الامرام (AMRAAM) التي
هي






(Advanced Medium Range Air To Air
Missiles)







و صواريخ أرض - جو (Surface- to- air)
مثل الباتيريوت (patriot) و الرولاند
(ROLAND)







السبب الرئيسي لتطبيق هذه التقنية على
الامثلة السابقة هو ان الذيل (tail) يعطي قدرة مناورة (maneuverability) ممتازة
عندما تكون زاوية الهجوم






(Angel of Attack ) كبيرة
اثناء مطاردة طائرات ذات قدرة مناورة (maneuverability ) عالية
.







غالبا معظم الصواريخ المزودة بالذيل (Tail ) تزود
ايضا بأجنحة (Wings ) للحصول على قوة رفع (lift ) اضافية -لمن لايعرفها راجع
المقدمة هنا -






فضلا عن ان البعض يستعمل الاجنحة للحصول
على مدى اطول , احد الامثلة الجيدة عن استعمالهاعلى صواريخ جو -ارض (air-to-ground)
هي صواريخ مافريك (Maverick) و صواريخ As.30







و اذا
اردنا انواع اخرى , فسنجد صواريخ الهاربون (Harpoon) و صواريخ اكسوزيت
(Exocet)






قليلا ما نجد صواريخ تتبع انظمة التحكم بالذيل
(Tail control ) تستخدم اجنحة امامية (Canards) , ولكن اذار اردنا ان نطرح مثالا
عليها فسنجد صاروخ






Sidewinder (AIM
9X)






و هذه صورة توضح امثلة اخرى من الصواريخ التي
تستعمل التحكم بالذيل






(tail control)




التحكم
عن طريق الاجنحة الامامية..(canards
control)









يحظى التحكم بالاجنحة الامامية
ايضا شعبية لا بأس بها , خصوصا على صواريخ
(جو-جو)







قصيرة المدى مثل صاروخ AIM-9m
Sidewinder






الفائدة الرئيسية من استخدام الاجنحة
الامامية هي قدرة مناورة عالية عند زوايا الهجوم القليلة (low angles of
Attack)






لان الاجنحة الامامية تكون عديمة الجدوى عند
زوايا الهجوم العالية و تؤدي الى حدوث تناقص شديد في قوة الرفع (lift ) او بمعنى
اخر (Stall).









بما ان الاجنحة الامامية تقع
امام مركز جاذبية الصاروخ (center Of
gravity)







فوجودهم لوحدهم سيؤدي الى خلل في توازن
الصاروخ (destabilizing) . لذلك وجود الاجنحة الامامية يتطلب ان ترافق بذيل
ثابت(fixed tail ) ذو سطح واسع






للمحافظة على توازن
الصاروخ






و لكن يمكن الاستعاضة عن الاجنحة بواسطة
مجموعتين من زعانف الذيل






(tail fins
)






التي تعطي قوة رفع (lift) بشكل كافي
...






هذه الصورة توضح بعض الامثلة التي يستخدم فيها
الاجنحة الامامية







و
لكن حديثا هناك طرق اخرى لاستخدام الاجنحة الامامية تدعى الاجنحة الامامية
المنفصلة






(split
canards)






نسبيا تعد هذه الطريقة حديثة نوعا ما , احد
الامثلة عن استخدامها هي صواريخ بايثون-4 (python 4) الاسرائيلية و صواريخ AA-11
الروسية






يعني مصطلح الاجنحة المامية المنفصلة ان
الاجنحة الامامية الموجودة على الصاروخ تقسم الى
مجموعتين






الاولى تكون ثابتة و التي خلفها مباشرة تكون
متحركة






اثناء طيران الصاروخ , تقوم مجموعة الاجنحة
الاولى التي في الامام بتوليد دوامات هوائية






(vortices
) قوية تزيد سرعة تدفق الهواء على مجموعة الاجنحة الخلفية
المتحركة






مما يزيد في فاعليتهم , كما ان هذه التيارات
الهوائية تفيد الصاروخ بزيادة زاوية الهجوم (angle of attack
)






قبل الوصول الى مرحلة ال (Stall) و هذا يعطي الصاروخ
قدرة مناورة اعلى بمراحل من الصواريخ ذوات المجموعة الواحدة من الاجنحة
الامامية







4-التحكم
عن طريق القنيات الغير تقليدية..







(unconventional
control)










سبق و ان تكلمنا عن تقنية ال
(thrust vectoring) في هذا الموضوع







لمن اردا
الاستزادة









تعد تقنيات التحكم الغير تقليدية
الاحدث فيما سبق







معظم هذه التقنيات تتضمن الدفع
الموجه (thrust vectoring )






الذي يعرف بأنه
:








تستخدم هذه بعض هذه التقنيات مع صواريخ جو-جو
مثل AIM-9X SideWinder











و
IRIS-T







منقول .