در تعریفی ساده، هر وسیله متحرک از یک منبع نیرو و تامین انرژی استفاده می کند که این منبع انرژی و تامین توان حرکتی، یکی از مهم ترین اصول در طراحی و ساخت آن وسیله متحرک به شمار می رود. در حوزه محصولات نظامی نیز یکی از مهمترین بخش ها در تامین نیروی حرکت، مربوط به انواع موشک و راکت هاست که این تجهیزات مهم، با توجه نوع و کارایی خود از انواع سوخت ها استفاده می کنند. به صورت کلی، سوخت موشک ها در دو نوع جامد و مایع تعریف و تقسیم بندی می شود که در ادامه تعریف کلی از آنها خواهیم داشت.
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 که 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.
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 زمان‌بر بودن پروسه سوخت گیری، اثرات خاص ترکیب و این مسئله است که پس از پر کردن پرتابه، امکان برگشت به سادگی میسر نبوده و بایستی شلیک انجام شود را می توان نام برد. در عین حال این سوخت ها زمان سوختن بیشتری را در اختیار کاربر داده و خصوصا در بحث های فضایی و 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 معروف ایرانی شهاب 3 را شاید بتوان معروف ترین محصول نظامی سوخت مایع ساخت کشور دانست.
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. موشک های سوخت جامد به صورت کلی زمان آماده سازی و پرتاب کم تری را در اختیار کاربران خود می دهند و البته در عین حال در مقایسه با گزینه های سوخت مایع گران تر هستند.
به صورت کلی و برای استفاده در گزینه های رزمی و با توجه به نیاز به واکنش سریع سیستم های پیشران سوخت جامد طرفدار بیشتری دارند. در جمهوری اسلامی ایران می توان از خانواده موشک های سری فاتح 110 یا سجیل به عنوان گزینه های سوخت جامد معروف نام برد. ولی این تمام قصه سوخت های موشکی نیست.
سوخت ژله ای چیست و چه مزایایی دارد؟
اگرچه دستیابی کشورمان به چرخه بومی سوخت مایع و جامد، موضوع جدیدی محسوب نمی شود اما سخنان چند روز قبل سردار مهدی فرحی از روسای سابق سازمان هوافضای وزارت دفاع در یک گفتگو تلویزیونی به مناسبت روز صنعت دفاعی، موجب شد تا بار دیگر توجهات به سمت این تکنولوژیم هم در حوزه موشکی جلب شود. وی در این گفتگو، اشارات مهمی به بحث پیشران های سوخت مایع موشکی در کشورمان داشت و بیان کرد که: " در زمان‌های گذشته روی نگهداری موشکهای سوخت مایع مشکل داشتیم اما امروز با کار کردن روی ترکیب سوخت، به درجه‌ای رسیده ایم که ماندگاری سوخت مایع ما از سوخت جامد کمتر نیست و این می‌تواند به نگهداری موشک‌ها در مدت زمان بیشتری کمک کند. "
با توجه به این اشارت، این سوال مهم مطرح می شود که سوختی که سردار فرحی از آن صحبت می کند، چیست و به چه کار می آید؟ این ماده در تعریف کلی، به عنوان سوخت ژله ای شناخته می شود و در حقیقت ماده مورد نظر در وضعیتی همانند ژله و نیمه جامد قرار می گیرد. سوخت ژله ای در حقیقت یک نوع سیال غیرنیوتنی است. در تعریف سیال غیرنیوتنی باید گفت که این ماده نوعی سیالی است که گرانروی آن با نرخ کرنش وارد بر آن تغییر می‌کند. در نتیجه چنین سیالاتی فاقد گرانروی معین هستند. سیالات غیر نیوتونی به سه دسته مستقل از زمان وابسته به زمان و ویسکوالاستیک تقسیم می‌شوند که سوخت ژله ای مورد نظر ما از نوع وابسته به زمان است.
پیشران های ژله ای با اضافه کردن مواد ژله سازی که به طور معمول به شکل پلیمرهای قابل تورم هستند، به پیشران های مایع ساخته می شوند. مواد تشکیل دهنده سوخت ژله ای می تواند از انواع گوناگون بر اساس مواد مختلف از نفت سفید گرفته تا هیدرازین در کنار ترکیباتی مثل پودر آلومینیوم باشد.
دو نمونه از سوخت های ژله ای
اگر بخواهیم از نقاط مثبت این سوخت صحبت کنیم می توان به این موارد اشاره کرد :
اولا همان طور که گفته شد این سوخت ها در بحث نگهداری رفتاری شبیه به سوخت های جامد داشته و زمان بیشتری را در بحث نگهداری در اختیار کاربر قرار می دهند. این سوخت ها از نظر ایمنی و اثرات جانبی، به نسبت سوخت های مایع معمول، گزینه های بسیار ایمن تر و کم خطر تری هستند. در عین حال این سوخت جدید به مانند سوخت مایع قابلیت خاموش کردن و فعال کردن مجدد را دارد و به همین دلیل این نوع از سوخت نه فقط برای موشک های، بلکه برای انواع پرنده های بدون سرنشین و پرتابه های فضایی نیز یک گزینه مطلوب به حساب می آید.
در سوخت های ژله ای ابتدا ماده مورد نظر بیشتر وضعیت شبیه به سوخت جامد دارد و به همین دلیل نقل و انتقال و تزریق با بارگذاری در سیستم پیشران مورد نظر آسان تر است (مزیت مهم سوخت جامد)، همچنین به دلیل داشتن قابلیت ژله مانند و نرم می توان آن در اشکال مختلف قالب ریزی کرد و در عین حال با فعال شدن سیستم پیشران و وارد آمدن میزان کافی از عواملی مثل ضربه، فشار و حرارت پیشران مورد نظر به وضعیت مایع در آمده و با قدرت بیشتری فعالیت می کند (مزیت مهم پیشران های سوخت مایع).
سوخت ژله ای؛ کلیدی برای ماهواره برها و پیشران های پر سرعت
با توجه به اطلاعات مطرح شده در بالا می توان گفت با یک تکنولوژی مدرن سوختی طرف هستیم که هم از قدرت بالایی برخوردار بوده و هم امنیت بیشتری دارد و در عین حال به خاطر شکل ژله ای خود در بحث های حمل و نقل و نگهداری و سایر ویژگی ها نیز نمره قبولی دریافت کرده . ترکیب این عوامل، این ماده سوختی را به گزینه ای مناسب برای تامین نیروی انواع موشک های کروز و بالستیک، ماهواره‌بر ها و فضاپیماها و همچنین توسعه پرتابه های "رم جت" بدل کرده است.
مسئله سوخت ژله ای از جمله مباحثی در حوزه فناوری سامانه های پیشرانه است که در سالهای اخیر توجه به آن در کشورهای مهم و قدرتهای مشهور موشکی، بسیار بیشتر شده است. با توسعه دانش و فناوری های مربوط به این مسئله در حال حاضر برای نمونه کشور آلمان و بخش تحت مدیریت این کشور در کمپانی اروپایی MBDA که در بحث ساخت تسلیحات موشکی فعال است آزمایش های موفق فراوانی را در بحث موشک ها با پیشران ژله ای انجام داده است.
تست راکتی بر اساس پیشران ژله ای در تاسیسات شرکت MBDA در آلمان
ارتش آمریکا از دیگر نهادهای فعال در این زمینه است. یک مثال جالب در خصوص قابلیت های سوخت های ژله ای آزمایش انجام شده در آمریکا به سال 1999 میلادی است که در طی آن یک موشک ضد زره تاو مجهز به سیستم پیشران ژله ای موفق شد به بردی دو برابر برد اصلی خود دست پیدا کند. در عین حال اداره های تحقیقاتی دولتی و خصوصی در هندوستان و چین نیز از دیگر طرف های فعال در این بخش هستند.
شلیک موشک تاو مجهز به پیشران بر اساس سوخت ژله ای از روی یک دستگاه زره پوش مدل بردلی ارتش آمریکا
با توجه به این توضیحات و در صورتی که گمانه زنی از ویژگی های مطرح شده توسط این مقام مسئول در وزارت دفاع کشورمان، دستیابی به سوخت ژله ای باشد باید گفت جمهوری اسلامی ایران وارد یک رقابت و جمع محدود از کشورهای دارنده این فناوری بسیار مهم و اثرگذار در حوزه موشکی شده که از انواع موشکهای بالستیک، ماهواره‌برها و حتی موشکهای کوچک همچون ضدزره می توانند از آن بهره مند شده و به زودی باید شاهد رونمایی یا شلیک رسمی اولین موشک یا ماهواره‌بر ایرانی مجهز به پیشران های فعال با این سوخت جدید باشیم.
