فناوری محققان چینی برای شکست سلاح‌های فراصوت

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از اوراسیا تایمز، ، مهندسان هوافضای چینی از علوم توسعه یافته توسط یک دانشمند مافوق صوت آمریکایی و یک پروژه ناسا برای حل مشکل یک وسیله نقلیه برای رهگیری موشک‌های مافوق صوت استفاده کردند.

این سیستم که یک هواپیمای بدون سرنشین است با موتور تنفس هوا کار می‌کند و می‌تواند با سرعتی بیش از پنج برابر سرعت صوت مسافت‌های طولانی را طی کند و یک «سلاح انرژی جنبشی» (kinetic energy weapon) را برای از بین بردن موشک‌های مافوق صوت پرتاب کند.

این طراحی مفهومی براساس مقاله‌ای از گروهی از محققان به رهبری یین ژانگجی(Yin Zhongjie) از موسسه مهندسی مکانیک و برق شانگهای ایجاد شده است.

به گفته‌ی ساوث چاینا مورنینگ پست، این مقاله در مجله معتبر «Aerospace Technology» منتشر شده است و همچنین گفته می‌شود که این موسسه پهپادها و وسایل الکترونیکی را نیز برای ارتش چین توسعه می‌دهد.

الگوریتم کنترل پرواز نامناسب

با استفاده از ماهواره‌های هشدار اولیه و ایستگاه‌های رادار زمینی، این هواپیما می‌تواند مسیر یک موشک مافوق صوت را پیش‌بینی کند و سپس یک سلاح کوچک انرژی جنبشی را برای خنثی کردن تهدید اواسط پروازش پرتاب کند. با پایان حمله، هواپیما می‌تواند بازگردد و برای ماموریت بعدی خود آماده شود.

اما محققان در طراحی سیستم پیشرفته آن با یک «مسئله ریاضی پیچیده» مواجه شدند. الگوریتم‌های فعلی برای رهگیری میان مسیر برای موشک‌های معمولی توسعه یافته بودند و نه برای هواپیماهای مافوق صوت تنفس‌کننده هوا و استفاده از این معادلات می‌توانست باعث از دست رفتن کنترل یا حتی خرابی آنها شود.

یکی دیگر از مشکلات محاسباتی ایجاد الگوریتمی بود که می‌توانست به طور دقیق مسیر یک تهدید مافوق صوت بالقوه که بسیار سریع حرکت می‌کند و مانورهای پیچیده‌ای انجام می‌دهد را پیش‌بینی کند. چنین الگوریتمی به محاسبات بسیار پیچیده‌ای فراتر از توانایی رایانه‌های داخل هواپیما نیاز دارد.

راه حل محاسباتی مورد استفاده توسط دانشمند مافوق صوت ایالات متحده و ناسا

بنابراین، محققان چینی با استفاده از یک راه حل ریاضی که دیوید بنسون(David Benson)، دانشجوی موسسه فناوری ماساچوست(MIT) در آن زمان توسعه داده بود، الگوریتم جدیدی ایجاد کردند. بنسون، طبق پروفایل لینکدین، اکنون یکی از دانشمندان برجسته در آزمایشگاه چارلز استارک دریپر است و فناوری فرا صوت یکی از زمینه‌های تحقیقاتی پیشرو در این موسسه است.

این تیم از پایان‌نامه دکترای بنسون در سال ۲۰۰۴ استفاده کردند. پایان نامه‌ای که یک راه حل ریاضی به نام رونویسی شبه طیفی گاوس ارائه می‌کند که می‌تواند به طور قابل توجهی سیستم‌های کنترل پرواز پیچیده را ساده کند.

آنها همچنین از الگوریتمی که توسط ناسا برای هواپیمای مافوق صوت «X-۳۳» توسعه داده شده است، استفاده کردند. اگرچه پروژه «X-۳۳» نزدیک به اتمام بود اما این هواپیما هرگز پرواز نکرد و پروژه آن در سال ۲۰۰۱ به دلیل مشکلات فنی لغو شد.

اکنون شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نشان می‌دهد که این الگوریتم جدید به طور قابل‌توجهی فرآیند محاسبه را برای رایانه‌های پروازی ساده کرده است. اگرچه الگوریتم جدید مسیر پروازی طولانی‌تری را ترسیم می‌کرد، اما همچنان توانست هواپیما را تا فاصله ۶.۸ کیلومتری از هدف هدایت کند و در محدوده پرتاب یک سلاح جنبشی قرار دهد.

چشمگیر اما تنها نظری

یک خلبان سابق جنگنده نیروی هوایی هند(IAF) که فارغ التحصیل رشته مهندسی هوانوردی است و در حال حاضر درگیر این نرم افزار است، می‌گوید که این تحقیقات مهم و پیشگامانه به نظر می‌رسد اما فقدان یک مدل واقعی از آن احساس می‌شود.

این طرح کاملاً در حد تئوری است و با رایانه شبیه‌سازی شده است و حتی یک نمونه از این فناوری که بتواند برخی از مفاهیم مطرح شده را تایید کند، وجود ندارد. به هزینه آن نیز اشاره‌ای نشده است، زیرا موشک‌های مافوق صوت گران هستند و چین در حال حاضر دارای پلتفرم‌های مافوق صوت تهاجمی است و احتمالاً هزینه زیادی برای توسعه آنها صرف کرده است و باور اینکه آنها مبالغ هنگفتی را برای توسعه یک پلتفرم رهگیری مبتنی بر فراصوت هزینه کنند، دشوار است. این خلبان به اوراسیا تایمز گفت: نسبت هزینه آن به سودش بسیار کم است.

دیدگاه این خلبان از باوری که در میان برخی از استراتژیست‌ها رایج است نشات می‌گیرد مبنی بر اینکه موشک‌های مافوق صوت به نوعی به عنوان سلاح‌های هسته‌ای جدید ظاهر می‌شوند و اهداف بازدارندگی بیشتری نسبت به استفاده واقعی دارند. با این حال، جنگ کنونی در اوکراین خلاف آن را ثابت کرده است.

هیچ جزئیاتی در مورد «سلاح انرژی جنبشی» وجود ندارد.

ریاضیات، نرم افزار، برق و مهندسی هوانوردی مستقیماً به هم مرتبط هستند و هر پیشرفتی در هر یک از آنها بر دیگری تأثیر می‌گذارد. این بستگی به این دارد که آیا دانشمندان چینی و ارتش تصمیم بگیرند که این تحقیقات را به این سمت ببرند یا خیر.

چین در ارتباطات موشکی مافوق صوت تخصص پیدا می‌کند؟

آخرین پیشرفت فناورانه معتبر چین در حوزه مافوق صوت در ژانویه سال ۲۰۲۲ اعلام شد، در آن زمان آزمایشگاه علم و فناوری در فیزیک فضایی ادعا کرد که راهی برای حفظ ارتباط ثابت با یک موشک مافوق صوت پیدا کرده است.

اجسام مصنوعی زمانی که دمای بسیار بالا را به دلیل اصطکاک با جو زمین در هنگام ورود مجدد تجربه می‌کنند، «سپرهای پلاسما» ایجاد کرده و ارتباط آنها قطع می‌شود. گاز یونیزه شده روی سطح یک سلاح مافوق صوت شکل می‌گیرد و سیگنال‌ها را مسدود می‌کند. از آنجایی که رادارهای زمینی نمی‌توانند هدف مافوق صوت را از پشت سپر پلاسما شناسایی کنند، به این مشکل «سد سیاه» گفته می‌شود.

دانشکده ابزارهای دقیق و مهندسی نوری دانشگاه تیانجین یک سیستم لیزری اختراع کرد که می‌تواند یک پرتو پیوسته از امواج الکترومغناطیسی را در طیف تراهرتز منتشر کند، که برای فناوری نسل بعدی ۶G مورد نیاز است.

یک تحقیق جداگانه در مورد انسداد ارتباطات در موشک‌های مافوق صوت، به ارائه یک شبکه ارتباطی با فرکانس بالا انجامید.

اگرچه این فناوری‌ها مملو از اشکالات هستند، اما این دستاوردهای علمی واحد اغلب منجر به پیشرفت‌های عظیم فناوری می‌شود.