القذائف الصاروخية

القذيفة الصاروخية missile جسم طائر يختلف عن الطائرة بأنه يحمل وقوده ومؤكسده اللذين يحتاجهما لتوليد الدفع والسرعات الضرورية لمتابعة مسار محدد. ويمكن أن تكون القذيفة صاروخاً مجنحاً يعمل داخل المجال الجوي أو صاروخاً بالستياً يعمل خارج الغلاف الجوي.
لمحة تاريخية

الشكل (1) الصاروخ V-2

الشكل (2)
ابتكر الصينيون منذ القرن العاشر الميلادي ألعاباً نارية تعتمد على الدفع الصاروخي باستخدام مواد قابلة للاشتعال، مثل البارود، ضمن غلف من ورق مقوى. وفي أواخر القرن الثامن عشر استخدم الهنود صواريخ في ظروف من حديد زنة الواحد منها 3ـ6كغ لاحتواء الحشوة البارودية، وبلغ مداها1.5ـ2.5كم في حربهم ضد المستعمرين الإنكليز في حصار سيرنغ أباد وفي أوائل القرن 19أدخلت روسيا ودول أوربية أخرى صواريخ بحشوة بارودية مختلفة إلى تسليح القوات المسلحة والقوى البحرية. واستخدم الإنكليز صواريخ من هذا النوع في حربهم مع الدنمارك(1807ـ1814)، وفي معركة واترلو ضد قوات نابليون. كما استعملت الصواريخ في الحرب الروسية التركية (1877ـ1838). ومع تطور المدفعية المحلزنة السبطانة ودقة إصابتها قل استخدام الصواريخ تدريجياً حتى مرحلة ما بين الحربين العالميتين حين أخذت معظم الدول المتقدمة تطور أسلحتها الصاروخية نحو تحسين أدائها ودقة إصابتها. إلا أن الانطلاقة الرئيسية لتطوير الصواريخ وتصنيعها كانت خلال الحرب العالمية الثانية حيث قام الألمان بتطوير صواريخ مجنحة، مثل v-1 و v-2 كان مداها في حدود 100كم (الشكل 1)، كما قام الاتحاد السوفييتي بتطوير راجمات للصواريخ تعمل بالوقود الصلب مداها في حدود 10ـ20كم، وزادوا في مداها تدريجياً (الشكل 2). كما طور قذائف صاروخية مضادة الدرع (RPG) تطلق من قاذف محمول على الكتف مداه نحو كيلومتر، وكان لهذه القذائف تأثير حاسم في حرب الدبابات، ومازالت تستخدم حتى اليوم.

احتد التنافس بعد الحرب العالمية الثانية بين الاتحاد السوفييتي من جهة والدول الغربية وعلى رأسها الولايات المتحدة الأمريكية من جهة أخرى في تطوير الصواريخ. وفاجأ الاتحاد السوفييتي العالم عام 1957 بإطلاق أول قمر صناعي (سبوتنيك) بوساطة صاروخ حامل يعمل بالوقود السائل. وتلا ذلك حملة محمومة من طرفي الحرب الباردة لتطوير الصواريخ المتعددة المراحل العابرة للقارات تحمل رأساً واحداً أو رؤوساً نووية عدة. وكذلك الصواريخ التي تستخدم لإطلاق السواتل التي يبلغ وزنها أطناناً عدة، إضافة إلى صواريخ قتالية ذكية عالية الدقة ذات توجيه ذاتي يصعب التشويش عليها. كذلك تم تطوير أنواع جديدة من الوقود الدافع السائل والصلب للحصول على دفع نوعي specific impulse أعلى.

الشكل (3) محركات دافعة تستخدم الوقود السائل
ويتوافر اليوم أنواع كثيرة من الصواريخ التي تستخدم الوقود الصلب أو الوقود السائل أو كليهما وتستخدم في الأغراض العسكرية والمدنية وغزو الفضاء.
كما يعمل الباحثون على تطوير محركات دافعة ذرية يتم فيها تسخين الهدروجين بمفاعل نووي صغير. وسوف يستخدم هذا النوع من المحركات في رحلات الفضاء البعيدة بين الكواكب.
بنية القذائف الصاروخية
الصاروخ عامة هو منظومة معقدة تتألف من المركبات الرئيسية الآتية:
ـ المحرك والوقود الدافع.
ـ نظام التحكم والتوجيه.
ـ الهيكل وآليات فصل المراحل (في الصواريخ متعددة المراحل)
ـ الحمل المفيد (رأس حربي، ساتل، أجهزة قياس وغيرها..)
ـ نظام التغذية الكهربائية.
ـ يمكن تقسيم المحركات الصاروخية الدافعة في ثلاثة أنواع رئيسة:
ـ محركات دافعة تعمل بالوقود السائل.
ـ محركات دافعة تعمل بالوقود الصلب.
ـ محركات دافعة تعمل بتوليد الإيونات وتسريعها.
المحركات الدافعة التي تعمل بالوقود السائل:
يتألف هذا النوع من المحركات من خزان وقود (كيروسين،هدراسين، هدروجين سائل) ومن خزان للمؤكسد (أوكسجين سائل أو حمض الآزوت المدخن). يتم ضخ كل من الوقود والمؤكسد من الخزانين إلى غرفة الاحتراق باستمرار خلال عمل المحرك(الشكل 3). ونتيجة لاحتراق الوقود والمؤكسد تتشكل في غرفة الاحتراق غازات مرتفعة الضغط (20ـ30 ضغط جوي) والحرارة (في حدود 1200 ºC). ويتم تمرير هذه الغازات عبر نافث متقارب ـ متباعد يتولى تحويل طاقة الضغط والطاقة الحرارية إلى طاقة حركية، حيث تخرج غازات الاحتراق وقد انخفض ضغطها إلى ما يقرب من الضغط الجوي المحيط، ودرجة حرارتها إلى نحو 600درجة مئوية، وفي مقابل ذلك ترتفع سرعة انطلاقها إلى أضعاف سرعة الصوت. ونتيجة لخروج هذه الكمية من الغازات بهذه السرعة تتولد قوة دفع ارتكاس تدفع الصاروخ بكامله إلى الأمام. قد تكون فوهات النفث في بعض المحركات قابلة للتحريك حول المحور الطولي للصاروخ بهدف التحكم به، وغالباً ما يلجأ إلى تمرير الوقود عبر أقنية تحيط بالنافث من الخارج لتبريده من جهة ولتسخين الوقود قبل دخوله إلى غرفة الاحتراق من جهة أخرى لرفع مردود المحرك.