به گزارش سرویس دفاع و امنیت مشرق، روز شنبه ۱۸ بهمن ماه با حضور امیر حاتمی وزیر دفاع و سرلشکر باقری رییس ستاد کل نیروهای مسلح، یکی از کارخانجات جدید تولید سوخت جامد مرکب جهت استفاده صنایع دفاع و نیروهای مسلح کشورمان افتتاح شد؛ امری که به گفته سردار باقری، توان صنعت دفاعی برای حمایت از بخش رزم زمینی و تولید سوخت برای موشک های زمین به زمین تاکتیکی، موشک های پدافندی کوتاه برد و ضد زره را افزایش خواهد داد. قبل از رسیدن به بحث سوخت های جامد مرکب بهتر است نگاهی به بحث سوخت در حوزه موشک ها و سوخت جامد داشته باشیم.

در یک تقسیم بندی کلی زمانی که بحث سوخت موشک مطرح می شود، با دو خانواده کلی سوخت های مایع و سوخت های جامد طرف هستیم. در نگاه اول شاید برای بسیاری از مردم بحث سوخت مایع در موشک ها به عنوان یک وسیله که حرکت دارد چیزی مثل بنزین یا گازوییل باشد ولی باید گفت که تعریف سوخت مایع در موشک ها بحث متفاوتی است. البته نباید فراموش کرد که در زیرمجموعه خانواده بزرگ سوخت مایع بنزین و گازوییل و امثال آنها نیز وجود دارند ولی در حوزه موشکی بحث کاملا متفاوت است.

در حوزه موشک های سوخت مایع ترکیبات بسیار مختلفی وجود دارد. برای نمونه موشک بالستیک V-۲ ساخت آلمان نازی به عنوان اولین موشک بالستیک عملیاتی در جهان از ترکیب الکل به عنوان سوخت اصلی و اکسیژن مایع در نقش اکسید کننده بهره می برد.

موشک V-۲ - اولین موشک بالستیک عملیاتی جهان

امروزه ترکیب هایی بر پایه اکسیژن و هیدروژن مایع، نفت سفید، هیدرازین و یا گاز متان به شکل مایع از جمله سوخت های پر استفاده در این بخش هستند که عمدتا برای راکت های ماهواره بر یا موشک های بالستیک دوربرد مورد استفاده قرار می گیرند. از مشکلات این سوخت ها زمان بر بودن پروسه سوخت گیری، سمی بودن ترکیب و این مسئله است که پس از پر کردن پرتابه امکان برگشت نبوده و بایستی شلیک انجام شود را می توان نام برد.

در عین حال به نسبت این سوخت ها زمان سوزش بیشتری را در اختیار کاربر داده و خصوصا در بحث های فضایی در بحث محموله هایی که نیاز به انجام مانور در خارج زمین دارند امکان قطع و وصل کردن چند بار سیستم های پیشران بر اساس این سوخت ها وجود دارد.

موشک ایرانی شهاب ۳ - پیشران این موشک از سوخت مایع بهره می برد

سجیل - موشک ایرانی با برد دو هزار کیلومتر و پیشران سوخت جامد

در بحث سوخت جامد، ذکر یک مثال در ابتدا شاید خالی از لطف نباشد. پیشران جامد در حقیقت یک پدیده جدید نبوده و به نوعی باروت را می توان اولین سوخت جامد به حساب آورد که انفجار آن و ایجاد نیرو می تواند انواع گلوله ها را به حرکت در آورد. در سالهای اخیر انواع مختلفی از سوخت های جامد توسعه پیدا کرده اند که بیشتر برای راکت ها و موشک در حوزه نظامی و فضایی به کار می رود. در حال حاضر ترکیباتی بر اساس آمونیوم نیترات، پتاسیوم یا بر اساس ترکیبات مواد منجره سری RDX یا HMX ساخته می شود.

سوخت جامد مرکب چیست؟

همانطور که از اسم این سوخت مشخص است با یک سوخت جامد اما به صورت ترکیبی از چند ماده رو به رو هستیم. سوخت های جامد مرکب معمولا از دو جزء اصلی تشکیل می شود، جزء پایه پلمیری با نام بایندر (ایجاد چسبندگی و همبندی) و جزء جامد که ترکیبی از سوخت و اکسید کننده است. در حال حاضر در جهان یکی از معروفترین ترکیبات که برای بحث سوخت جامد مرکب استفاده می شود ماده ای به نام HTPB است که ترکیبی بر پایه پولی بوتادین و هیدروکسیل است. دو ماده معروف که به عنوان عنصر کمکی به این ترکیب اضافه می شوند یکی آمونیوم پرکلرات AP و دیگری آلومینیوم AL است. در بین فلزات، فلز آلومینیوم به دالیل متعدد ازجمله افزایش انرژی آزادشده، بهبود چگالی کامپوزیت پرانرژی، درجه حرارت احتراق بیشتر و درنتیجه تکانه ویژه بیشتر، کاهش نمای فشار، فراوانی، حرارت احتراق بیشتر، غیرسمی بودن و توانایی آن در کاهش مونواکسید کربن کاربرد گسترده ای در پیشرانه های جامد مرکب دارد.

یکی از مشکلات آلومینیوم، کلوخه شدن ذرات ریز آن است. با بهره گیری میکروذرات آلومینیوم یا افزایش درصد آنها در ابعاد کوچکتر میتوان کلوخه شدن ذرات آلومینیوم، درصد اکسید آن و هزینه های تولید پیشرانه های جامد مرکب را در مقایسه با استفاده از نانوذرات آلومینیوم کاهش داد. میکروذرات آلومینیوم، میزان پایداری احتراق را بدون کاهش تکانه ویژه بهبود میبخشند و پیشرانه حاصل از نظر مکانیکی، میزان سختی و نرخ کرنش مناسبتری خواهد داشت. از دیگر اجزای جامد در پیشرانه های جامد مرکب، اکسیدکننده ها هستند.

آمونیوم پرکلرات یکی از رایج ترین اکسید کننده ها است. از این ماده با اندازه ذرات متنوع در پیشرانههای جامد مرکب برای چگالی بارگذاری بالاتر و احتراق ثابت و پایدار استفاده میشود. معموال آمونیوم پرکلرات با اندازه ذرات کوچکتر، میتواند اثر بیشتری بر روی سرعت سوزش داشته باشد.

ذرات جامد نیترامینی نیز به عنوان جایگزین بخشی از آمونیوم پرکلرات به کار میروند. پیشرانه های نیترامینی دارای سرعت سوزش کم و محتوای انرژی باال هستند. همچنین به منظورکاهش دود سوخت، به کار برده میشوند. اهمیت پیشرانه های جامد مرکب حاوی ذرات نیترامین به خاطر قابلیت پذیرش بالا بار جامد (بیش از ۸۷ درصد) و داشتن تکانه ویژه بالاتر نسبت به پیشرانه های حاوی ذرات آمونیوم پرکلرات است.

سوخت های جامد مرکب چه مزیتی دارند؟

آنچه اخیرا در داخل کشور افتتاح شده است، همان طور که مقامات نیز به آن اشاره کرده اند برای تامین نیاز بخش رزم زمینی بوده و در اصل باید گفت سالهاست که این فناوری در کشور ما وجود دارد و در موشک های ایرانی استفاده شده است. برای نمونه اگر به خانواده موشک های سری فاتح ۱۱۰ دقت کنید مشخص است که از سری اول فاتح ۱۱۰ تا موشک های مثل سری ذوالفقار تغییر قابل توجهی در قطر یا طول موشک صورت نگرفته ولی برد موشک برای نمونه از عدد هایی مثل ۲۰۰ و ۳۰۰ کیلومتر به ۵۰۰ و بالای آن رسیده است. سوخت جامد مرکب در کنار استفاده از بدنه های پیشرفته و سبک که عمدتا بر پایه مواد کامپوزیتی ساخته می شوند دو ترکیب اصلی برای افزایش برد این موشک های ایرانی بدون تغییر بسیار خاص در ابعاد آنها بوده است.

موشک فاتح ۱۱۰

موشک ذوالفقار - به قطر این موشک و موشک فاتح در تصویر بالایی دقت کنید

حال و با ورود این فناوری به بخش رزم زمینی می توان پیش بینی کرد به زودی شاهد معرفی نسل های جدید موشک های ضد زره، موشک های ضد هوایی دوش پرتاب یا راکت های زمین به زمین با برد بیشتر و در عین حال با همان اندازه سابق باشیم که این افزایش برد در کنار بحث هایی مثل افزایش دقت سامانه های زمین به زمین مثل راکت های سری فجر، زلزال و نازعات که پیش از این نیز به آن مورد در گزارشی اشاره شده بود می تواند نقش مهمی در افزایش توان رزمی نیروهای مسلح جمهوری اسلامی ایران داشته باشد.