واسرفال، نخستین سامانه دفاع هوایی موشکی واسرفال، نخستین سامانه دفاع هوایی موشکی ( WATERFALL )

[MOHAMMAD 6,333]

 

آبشار زمین به هوای آلمان!

 

واسرفال( در انگلیسی: WATERFALL به معنای آبشار) یک موشک زمین به هوای کنترل شونده از راه دور بود که در پینه مونده آلمان گسترش یافت. طرح این موشک بعدا در پروژه هرمس A-1 آمریکا و برنامه R-101 شوروی سابق و خانواده آن، استفاده گردید.واسرفال را می توان پدر بزرگ موشکهای زمین به هوا دانست.

نمونه اولیه موشک واسرفال W-1

واسرفال اساسا یک موشک V-2 بود که بصورت زمین به هوا در آمده بود و نقاط اشتراک زیادی با آن در شکل و فرم نهایی داشت. این موشک می بایست به نابودی بمب افکنهای مهاجم بپردازد پس به سر جنگی بسیار کوچکتری نسبت به وی 2 احتیاج داشت، چیزی در حدود یک چهارم آن. طرح واسرفال شامل یک ست اضافه شده بال در میانه بدنه برای افزایش قابلیت مانور پذیری موشک بود.

نمای برش خورده موشک V-2 که واسرفال طرح اولیه خود را از آن گرفته بود

برخلاف V-2 واسرفال بدین صورت طراحی شده بود تا بتواند به مدت یک ماه سوخت گیری شده و آماده به شلیک بر روی خط آتش منتظر فرمان شلیک بماند بنابراین اکسیدان فرّار اکسیژن مایع که در وی-2 استفاده شده بود برای آن نامناسب بود لذا یک موتور جدید برای آن توسط دکتروالتر تیل بر اساس ترکیب دوگانه ویزول( وینیل ایزوبوتیل اتر) و SV-STOFF یا سالپتر(شامل 90% اسید نیتریک و 10% اسید سولفوریک) برای آن طراحی شد که خاصیت خود اشتعالی داشت یعنی به محض برخورد سوخت و اکسیدان در محفظه موتور خود به خود و بدون نیاز به عوامل آتش زنه، محترق می گردید. این مواد توسط تانکهای فشرده نیتروژن به موتور موشک پمپ می شد. واسرفال از لانچرهای راکتی خاصی برای شلیک استفاده می کرد که در برابر نشت اکسیدان اسیدی آن مقاوم بودند.

نمایی از پشت موشک و موتور آن


http://gallery.military.ir/albums/userpics/wasserfal20.jpg]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_wasserfal20.jpg


واسرفال از سیستم هدایت دوگانه ای بهره می برد: یک سیستم هدایت از نوع MCLOS رادیویی که برای اجرای مأموریت بر علیه اهداف در روز استفاده می شد اما در شب که نه موشک و نه هدف به راحتی قابل رویت نبودند کارایی نداشت و سیستمی جدید که با نام راین لند شناخته می شد در حال توسعه به منظور استفاده شبانه بود. راین لند از یک واحد رادار جهت جستجوی هدف و یک دستگاه http://www.military.ir/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=11259#111115]ترانسپوندر در داخل موشک (برای موقعیت یابی آن در هر لحظه) استفاده می کرد. یک کامپیوتر آنالوگ ساده موشک را در اولین فرصت ممکن پس از شلیک به طرف امواج بازتابی از هدف توسط رادار و با استفاده از تراسپوندر برای موقعیت یابی دقیق خود موشک، هدایت می کرد. در زمان روز، اپراتور بازتاب موشک و هدف را روی صفحه نمایش ساده رادار می دید و موشک را با استفاده از یک دسته جوی استیک بهبود یافته (با نام Keh- Strassburg که قبلا در بمب هدایت شونده هنشل اچ اس 293 به کار رفته و موفقیت خوبی در برابر کشتی های متفقین در دریای مدیترانه کسب کرده بود) هدایت می کرد[آن هم موشکی با سرعت 770 متر بر ثانیه!!- م]

تصویری شماتیک از سیستم هدایت و کنترل موشک

موشک بوسیله 4 عدد سکان هدایت گرافیتی[به جهت تحمل حرارت-م] که در دهانه محفظه احتراق جاسازی شده بودند و همچنین 4 عدد سکان هدایت که بر روی بالکها[به بالهای عقبی موشکها بالک می گویند-م] تعبیه شده بود هدایت می شد.

نمایی برش خورده از موشک که قسمتهای داخلی آن را نشان می دهد

اما در جریان بهینه سازی و توسعه سیستم های موشک، سیستم هدایت دستی حذف و به جای رادار اولیه( که توان حرکت آنتن خود بر اساس موقعیت هدف را نداشت) فقط از یک رادار تکی صلیبی شکل استفاده می کرد که همراه با هدف و به طرف آن توانایی گردش داشت. همانند سیستم راین لند موشک ابتدا بوسیله ترانسپوندر موقعیت یابی و سپس به سمت پرتو بازگشتی از رادار هدایت می شد و از آنجا سعی می کرد تا هدف را در مرکز دید خود با استفاده از یک سیستم بازخورد منفی( negative feedback) که بازتاب سیستم راداری را دنبال می کرد، حفظ نماید. اگر این سیستم خاموش می شد آنوقت موشک به جای آن از یک سیستم سیگنال پیوسته تبعیت می کرد و بطور اتوماتیک خود را در محل مرکز پرتوهای بازتابی قرار می داد. با این حال سرعت فراصوت واسرفال بدان معنی بود که دقت سیستم باید بسیار بالا باشد تا بتواند موشک را به نزدیکی هدف هدایت نماید و بطور کلی طراحان دنبال آن بودند تا نوعی از سیستم هدایت آشیانه یابی مادون قرمز نیز به آن اضافه شود[ دوستان میلیتار توجه داشته باشند که آلمانی ها در بیش از 60 سال پیش به تکنولوژی آشکار سازی مادون قرمز دست یافته بودند و حتی معدودی دوربینهای دید در شب مادون قرمز نیز بوسیله آنها ساخته شده بود.-م]

تصویری برش خورده از موتور و سیستم هدایت موشک

طرح اولیه(W-1) قرار بود یک سر جنگی به وزن 100 کیلوگرم را حمل نماید اما به خاطر نگرانی ها از دقت موشک، این سر جنگی با یک نمونه بزرگتر به وزن 306 کیلوگــــــرم(نمونه W-5) که بر پایه مواد منفجره مایع ساخته شده بود جایگزین گردید.[ در نمونه نهایی یعنی W-10 وزن سرجنگی به 235 کیلوگرم تقلیل یافت-م] ایده طراحان این بود که موشک یک محدوده بزرگ و موثر انفجار در میان دسته ی بمب افکنهای دشمن بوجود بیاورد که چندین هواپیمای دشمن را بوسیله هر فروند موشک به زیر بکشد. در نمونه اولیه برای روزها اپراتور کلاهک موشک را بوسیله دستگاه ریموت کنترل منفجر می کرد اما در هنگام استفاده شبانه از نوعی فیوز مجاورتی استفاده می گردید.

دستگاه هدایت دستی و اپراتور در حال هدایت موشک

کار بر روی نمونه مفهومی طرح در سال 1941 آغاز گردید و مشخصات نهایی سیستم در 2 نوامبر 1942 تکمیل گردید. اولین نمونه در مارس 1943 آزمایش شدند اما در آگوست 1943 هنگامی که دکتر والتر تیل در جریان بمبارانهای نیروهای متفقین(عملیات هیدرا) کشته شد یک شکست عمده برای این پروژه رخ داد. اولین شلیک موفق در 8 مارس 1944 انجام شد. سه لانچر آزمایشی واسرفال تا ژوئن 1944 تکمیل گردیدند شلیک انجام شده در ژانویه 1944 به شکست انجامید چرا که موتور دچار شکاف و نشت ناخواسته گردید و موشک حتی نتواست به سرعت صوت برسد و از ارتفاع 7 کیلومتری فراتر رود. در فوریه پس از آن یک شلیک موفق انجام شد و موشک به سرعت 770 متر بر ثانیه(2800 کیلومتر بر ساعت) در پرواز عمودی خود دست یافت.

نمای برش خورده موشک

35 عدد از نمونه آزمایشی واسرفال در پینه مونده تا زمان تخلیه آن در 17 فوریه 1945 ساخته شد. هنوز این مطلب به صورت یک راز باقی مانده که چرا هیتلر از این پروژه بطور کامل پشتیبانی نکرد؟ برخی معتقدند که چون این یک سلاح دفاعی بود و نه هجومی هیتلر علاقه ای به آن نداشت.[هیتلر کلا به سلاحهای تدافعی کم علاقه بود-م] این پروژه در مراحل ابتدایی از پشتیبانی کمی برخوردار بود و هنگامی که بمبارانهای استراتژیک آلمان در سال 1943 آغاز گردید بسیار از قطعات و منبع لازم برای این موشک صرف ساخت موشک تهاجمی V-2 گردید.

ماکت مقیاس دار واسرفال در تونل باد پینه مونده

این موشک در سه گونه اصلی W-1 و W-5 و W-10 ساخته شد در مدل اولیه بالها بلندتر بوده و کمتر به عقب مایل بودند و بالهای میانی با زاویه 45 درجه نسبت به بالکهای عقبی قرار داشتند. طرح ثانویه(W-5) کمی بلندتر بود، بالها کوچکتر شده و با زاویه تندی به عقب مایل بودند. نسخه نهایی(W-10) کاملا شبیه نسخه W-5 بود اما 27 درصد از آن کوچکتر بود تا در مصرف مواد اولیه برای ساخت آن که در سالهای پایانی جنگ کمیاب بودند صرفه جویی به عمل آید.


تصویر شماتیک سه گونه موشک

هدف اولیه از طراحی و ساخت واسرفال حفاظت از تمام شهرهای آلمان با جمعیت بیش از 100000 نفر بود که می توانست با حدود 200 گردان واسرفال به انجام برسد. در صورتی که این عدد به 300 افزایش می یافت می توانست از تمام خاک اصلی آلمان در برابر بمب افکنهای دشمن دفاع نماید.البته برای تأمین موشک این تعداد گردان به حدود 5000 موشک در ماه -که ساخت هر موشک 500 نفر ساعت احتیاج داشت- نیاز بود که این اعداد و ارقام از توان آلمان درسالهای انتهایی جنگ خارج بود و ثانیا منابع نیز عموما به ساخت موشک تهاجمی وی 2 اختصاص می یافت.

هر چند که منابع مستقل این مطلب را تأیید نکرده اند اما گزارشی وجود دارد نشان می دهد یک پیروزی قطعی برای واسرفال در برابر بمب افکنهای دشمن بدست آمده است

این پروژه در تاریخ 6 فوریه 1945 ملغی گردید.

پس از جنگ نمونه های یافته شده موشک توسط آمریکایی ها پایه و اساس طراحی خانواده موشکهای زمین به هوای نایک گردیدند.

تصاویری از یکی از موشکهای منتقل شده به آمریکا در موزه آبردین مریلند

سایر مشخصات تکمیلی:

زمان تولید: مارس 1943

وزن: 3700 کیلوگرم

طول:7.85 متر در نمونه W-5 و 6.1 در نمونهW-10

فاصله دو نوک بال: 2.51 متر در نمونه W-1 و 1.9 متر در نمونه W-5 و 1.58 متر در نمونه W-10

سرجنگی: 306 کیلوگرم W-5 و 235 کیلوگرم W-10 (احتمالا)

مکانیزم انفجار: مجاورتی

نوع موتور: سوخت مایع

برد عملیاتی: 25 کیلومتر

سرعت: 770 متر بر ثانیه

لانچر: ثابت – عمودی

نکته تکمیلی: شاید در ظاهر امر این موشک یک پروژه شکست خورده به نظر برسد اما اگر کمی از حمایت سران وقت آلمان نازی برخوردار می شد قطعا به موفقیتهای زیادی دست می یافت، دانشمندان و مهندسان آلمانی در اجرای این طرح پیشرو بودند و هیچ اطلاعاتی از قبل برای استفاده آنها موجود نبود، آنها مجبور بودند راه حل تمامی مشکلات را یافته و با آنها دست و پنجه نرم کنند، این موشک راهگشای تمامی موشکهای زمین به هوای بعد از خود شد. جالبتر اینکه در بیش از 67 سال قبل مهندسین آلمانی به مزایای شلیک عمودی موشکهای زمین به هوا پی برده و تکنولوژی آن را پایه ریزی کردند. آلمانی ها برای اولین بار از کامپیوتر برای هدایت موشک بهره بردند، چیزی که در آن زمان تکنولوژی آن فقط در اختیار آلمان و آمریکا بود. آلمانی ها در این موشک از تکنولوژی انحراف گازهای خروجی برای هدایت موشک و همزمان کنترل بالک استفاده کردند چیزی که حدود 55 سال بعد توسط آمریکایی ها در موشک AIM-9X به کار گرفته شد و ثابت شد که یکی از بهترین روشهای هدایتی موشکهای ضد هواپیماست و خیلی نوآوری ها و نکات کلیدی دیگر که در ساخت این موشک به کار رفت.


مقایسه ای از ابعاد و اندازه های موشکهای زمین به هوای مهم از آغاز تا اکنون(موشک R-101 موجود در عکس همان واسرفال ساخت شوروی می باشد)

مترجم و گردآورنده: MOHAMMAD

هر گونه استفاده از این مطلب در سایتها و سایر رسانه های دیگر تنها با اجازه ادمین محترم سایت امکان پذیر است.

 

[Phantom3 61]

خسته نباشی محمد جان. واقعاً عالی بود.
در اون زمان همچین تکنولوژیی واقعاً عجیب بود. اما حیف که بسیاری از این پروژه ها در اواخر جنگ داشتند به مرحله اجرا در می امدند.

[SAEID 2,833]

فوق العاده بود محمد جان خسته نباشی.

البته اولین موشک ضدهوایی ساخت آلمان نبود و در واقع رقیب این کشور در جنگ جهانی اول (روسیه) چند مدل موشک (یک و دو) راکت ضدهوایی برای مقابله با بالنهای زیپلین طراحی کرد.

[MOHAMMAD 6,333]

در خدمتیم سعید جان.

البته همونطور که خودتون فرمودید اون دوتا راکت بودند و واسرفال یک موشک بود و قابلیت هدایت داشت.

[Babakim1 46]

[color=brown]دستت درد نکنه محمد جان. یکی از جامعترین مقالاتی بود که در ماههای اخیر دیده بودم.[/color]

[mhm 651]

MOHAMMAD دستت درد نکنه. دُز علمی سایت یه جهش مضاعفی کرد. با اجازت من چند تا عکس به مقاله شما اضافه می کنم:

موشک ها و راکت های ساخته شده توسط نازیها طی جنگ جهانی دوم. بعضی ها یعنی اکثرا فقط در حد نسخه آزمایشی بودند و زمان و منابع لازم برای تولید انبوه رو بدست نیاوردند.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/wasserfall.jpg[/img]

تصویر زیر یک نمونه از موشک های سوخت جامد! آزمایش شده آلمان نازی است
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/non-liquid.jpg[/img]

این هم برشی از دو مدل Wasserfall. مدل های W1 و W5
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/wasserfall-1.jpg[/img]

تصویری از آزمایش مدل اولیه Wasserfall در 1944
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/1944.jpg[/img]

[ColonelShak 1,001]

دستت درد نکنه محمد جان - بسیار عالی و فنی بود - استفاده کردیم .

[Waffen-SS 35]

فوق العاده بود ، دستت درد نكنه ...
تا حالا اسمشم نشنيده بودم ! ولي هدايت توسط كامپيوتر اونم در اون زمان اونم با اون روش هدايت خيلي عجيبه !
يعني جدا در اون زمان كامپيوتري بوده كه بتونه چنين محاسباتي رو با اين سرعت مورد نياز انجام بده ؟

[fath 4,687]

ممنون دوست عزیز
بعضی دوستان توجه کنن که این کار رو المانها چند سال پیش انجام دادن و تازه امریکائیها و کلا دنیا از روی این موشک بود که حالا به این پله رسیدن.
اونا چرخ رو دوباره کشف نکردن بلکه همین چرخ رو بهینه و ارتقا دادن ما هم می تونیم و درش حرفی نیست.
اذا جاء نصرالله و الفتح.....

[MOHAMMAD 6,333]

با تشکر از ابراز لطف همه دوستان گرامی.


[quote]يعني جدا در اون زمان كامپيوتري بوده كه بتونه چنين محاسباتي رو با اين سرعت مورد نياز انجام بده ؟[/quote]

بله البته من خودم هم اولش که خوندم باورم نمی شد ولی چند تا منبع رو چک کردم دیدم تایید شده هست و واقعا کار بزرگی بوده در اون زمان اونهم با اون کامپیوترهای آنالوگ.


بنده به تعدادی از نوآوری های بکار رفته در این موشک در طی مقاله اشاره کردم، واقعا اعجوبه ای بود این موشک.