سرعت زير صوتي

وقتي سرعت موشك كمتر از يك ماخ است،‌ سرعت آن زير صوت مي باشد،‌ در اين صورت امواج ضربه اي حاصله در جلوي آن قرار مي گيرند و يا امواج پيش از موشك حركت مي نمايند. اين امواج هر اندازه از موشك يا پرنده در حال پرواز دور شوند تاثير مهمي در نيروي آيروديناميكي ندارند. سرعت زير صوت همه سرعت هاي پرواز كمتر از 85 درصد ماخ را شامل مي شود.

سرعت فراصوت

چنانچه سرعت موشك سير صعودي را طي نمايد،‌ به تناسب ازدياد سرعت،‌ موشك به امواج ضربه اي ناشي از سرعت خود در هوا نزديك تر مي شود. با نزديك تر شدن سرعت موشك به سرعت صوت حالتي بوجود مي آيد كه هنوز امواج توليدي از موشك دور نشده اند،‌ امواج بعدي مي رسد تا اينكه وقتي سرعت موشك به سرعت صوت رسيد،‌ديگر امواج توليدي توسط موشك يا هواپيما فرصت دور شدن و جدايي از لبه ي حمله را ندارند، چون در اين حالت سرعت موشك با سرعت صوت برابر است.

در اين حالت،‌ امواج جلوي موشك متراكم و جرم مخصوص فشار هوا و سرعت آن در اين منطقه زياد مي شود. نيروي پساي وارده بر اين سرعت به نام سد صوتي ناميده مي شود. پيدايش موشك يا هواپيما با موتور قوي ثابت كرده كه عملا عبور از اين سرعت بسيار آسان و عاديست. با افزايش سرعت در اندازه هاي بيش از يك ماخ (1.2) به تدريج از مقدار ضريب پسا كاسته مي شود. تا اينكه در سرعت 2.3 ماخ ضريب پسا به مقدار ثابتي نزديك به دو برابر مقداري كه در سرعت هاي كمتر از سرعت صوت داشته مي رسد.

در اين سرعت امواج ضربه اي حاصله در عقب موشك قرار مي گيرند. كم كردن قطر بدنه و ضخامت بال ها ( تغييرات آيروديناميكي) در اين سرعت (مافوق صوت) تا سرعت 5 ماخ را شامل مي شود.

سرعت ماوراي صوت

اين سرعت به طور معمول ، سرعت هاي بيش از 5 ماخ را شامل مي شود. آنچه سرعت هاي فراصوتي و ماوراي صوت، قابل توجه است،‌ مشكل حرارتي مي باشد. برخورد و تصادف مولكول هاي هوا با پوسته خارجي موشك در محدوده ي اين سرعت ها آنچنان شديد است كه دماي بدنه به سرعت افزايش پيدا مي كند،‌به طوريكه در ابتداي ورود به سرعت مافوق صوت (5 ماخ) دما به 600 درجه ي سانتيگراد و در بعضي قسمت ها به 1000 درجه ي سانتيگراد مي رسد. بديهي است ، اين مقدار حرارت، مواد ساختماني معمولي را ذوب مي نمايد. براي رفع اين نقيصه در موشك، استفاده از فلزات و آليا ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ زهاي فلزي و ساير تركيبات شيميايي كه در برابر دما مقاومت زياد داشته باشند،‌ ضروري است. با اين  همه براي مقابله با اين حرارت از سيستم هاي خنك كننده نيز استفاده مي شود.

عامل مهم ديگر در مطالعات آيروديناميكي مربوط به سرعت هاي فراصوتي و مافوق صوت،‌ ضرورت استفاده از تجهيزات آزمايشي مخصوص نظير تونل باد مي ياشد. براي كسب دقيق ضرايب آيروديناميكي،‌استفاده از تونل باد الزامي است.

بايستي توجه شود مدلهايي كه از يك موشك با هواپيماي واقعي براي مطالعه آيروديناميكي تهيه مي شود،‌ بايد به مدل واقعي بسيار نزديك باشد و از اين لحاظ هرچه اندازه ابعاد مدل انتخابي به شكل واقعي و حقيقي موشك نزديك تر باشد،‌ضرايب آيروديناميكي به دست آمده به مقدار حقيقي نزديك تر و قابل اطمينان مي باشد.

بايد به اين نكته توجه كرد كه موشك هاي بالستيك قاره پيما و برد متوسط كه داراي آيروديناميك سرعت زياد

هستند تحت تاثير طراحي اوليه يا مسير مرجع از پروفايل استاندارد تبعيت مي نمايند كه نشان دهنده وضعيت مناسب يا دقت هدايت موشك است و لذا مسيري را كه موشك عملا مي پيمايد،‌ با مسيري كه از پيش تعيين شده متفاوت است و آن به علت اثر باد و يا عدم تنظيم تراست مي باشد.

بايد توجه داشت خط مسير موشك بالستيك به 4 بخش زير تقسيم مي شود:

* فاز مربوط به موتور اصلي

* فاز مربوط به موتور ورنير( موتور ورنير راكتيست كه در فاز نهايي موشك هاي بالستيك باعث تنظيم سرعت آن مي شود)

* فاز فضاي پروازي

* فاز شيرجه يا ورود يا برگشت و نهايتا اصابت

 منبع: تبيان

نويسنده: محسن مرادي