شهدای ایران: یکی از مهمترین طرح های رونمایی شده اخیر در جریان معرفی دستاوردهای جدید نیروی زمینی سپاه، پروژه ایجاد قابلیت هدایت تا لحظه اصابت برای راکت های ۱۲۲ میلیمتری بود. این راکت‌ها که در دنیا به نام «گراد» و در ایران به «کاتیوشا» معروف هستند، طی ۵ دهه گذشته یکی از پرکاربردترین تسلیحات توپخانه ای در بسیاری از نیروهای نظامی دنیا بوده‌اند.

راکت ۱۲۲ میلیمتری -که به واسطه قطر بدنه خود به این نام شناخته می‌شود- در نوع اصلی ساخت ایران، ۶۵ کیلوگرم جرم کل و ۱۹ کیلوگرم سرجنگی انفجاری شدید ترکشی داشته و کمترین برد آن ۱.۶ و بیشترین برد آن ۲۱ کیلومتر است.

طول این راکت، ۲۸۸۰ میلیمتر بوده و به واسطه نیروی رانش حدود ۲۳.۶ کیلونیوتنی که با سوزش کمتر از ۲ ثانیه پیشران حاصل می‌شود، به بیشترین سرعت ۷۱۰ متر بر ثانیه در طی پرواز خود دست می یابد.

پس از خاموش شدن پیشران، سرعت شروع به کاهش کرده و در عمده طول مسیر، مقداری کمتر از ۳۵۰ متر بر ثانیه دارد. این راکت در صورت شلیک با زاویه بهینه برای رسیدن به برد نهایی، تا ارتفاع حدود ۷۵۰۰ متر اوج می‌گیرد.

در ایران پس از پایان جنگ تحمیلی، تنوع تولید این راکت افزایش یافت و خانواده راکت‌های ۱۲۲ میلیمتری «آرش» با چند نوع جدید از جمله نمونه برد ۱۲ کیلومتری با ۴۴ کیلوگرم جرم و نمونه برد ۴۰ کیلومتری با ۶۷.۵ کیلوگرم جرم تکمیل شد.

راکت های ۱۲۲ میلیمتری

همچنین پرتابگرهای مختلفی برای این راکت ساخته شد. علاوه بر پرتابگرهای مرسوم ۳۰ و ۴۰ لوله ای مستقر در پشت کامیون، پرتابگر خودرویی ۸ لوله و پرتابگر دریایی ۱۶ لوله از دیگر نمونه های ساخته شده در ایران برای به کارگیری این راکت بودند.

دو نوع از پرتابگرهای ۴۰ تایی راکت ۱۲۲ میلیمتری

به طور کلی راکت‌ها پرتابه‌هایی با پیشران راکتی (سوخت جامد یا مایع که به همراه اکسید کننده در داخل بدنه قرار می‌گیرد) و بدون هدایت هستند یعنی پس از تنظیم اولیه به سمت مختصات هدف، شلیک شده و بعد از آن دیگر قابل هدایت و کنترل نبوده و در نتیجه دقت آنها عمدتاً بستگی به مراحل قبل از شلیک دارد اما موشک‌ها با برخورداری از سامانه های هدایت و کنترل و ناوبری به طور معمول تا آخرین لحظه قبل از اصابت به هدف، قابلیت تصحیح مسیر برای افزایش دقت دارند.

پرتابگر ۱۶ لوله دریایی و ۸ لوله خودرویی

پرتابگر تک لوله ۱۲۲ میلیمتری

البته برای کاهش خطای ناشی از ورودی‌های اغتشاشی در طی پرواز نظیر شرایط جوی و برای پایدارسازی راکت، از روش‌های فعال و غیرفعالی استفاده می‌شود که تعبیه بالک در انتها و یا ایجاد دوران حول محور طولی از جمله این دو روش هستند اما این روش‌ها در نهایت سبب تضمین رسیدن راکت به نقطه مختصات هدفگیری شده نیستند.

در راکت ۱۲۲ میلیمتری، از روش دوران راکت پیرامون محور طولی برای کاستن از اثرپذیری از عوامل خطای طی پرواز استفاده می‌شود. بیشترین میزان دوران این راکت در حدود ۲۲.۵ دور بر ثانیه بوده که با کاهش سرعت پرواز، کاهش می‌یابد و در عمده طول مسیر، میزان این دوران کمتر از ۱۰ دور بر ثانیه است.

بالک های مدور بازشونده از دور بدنه در راکت های توپخانه ای

در نتیجه حذف سامانه‌های پردازشگر، حسگرها و سامانه‌های هدایت و کنترل و عملگرها جدا از بحث کاهش وزن برای یک طراحی مشخص، مزیت بزرگی به نام ارزان قیمت بودن راکت و سرعت و سادگی تولید ایجاد می‌شود. در نتیجه راکت برای انهدام و آسیب زدن به اهداف غیر نقطه‌ای، آن را به سلاح مناسب و شاید ایده آلی تبدیل می‌کند که از هزینه‌های کلی درگیری با دشمن می‌کاهد ضمن اینکه دردسرها و هزینه‌های دوره انبارداری سلاح را نیز کاهش می‌دهد زیرا نیاز به بررسی سامانه‌های فوق از بین می‌رود.

اما در پرتابه‎هایی که با قوانین علم بالستیک حرکت می‌کنند، با افزایش برد به طور معمول، خطا نیز افزایش می‎یابد که باید برای جبران خطای ایجاد شده از سامانه‎های هدایت، کنترل و ناوبری استفاده شود.

افزایش خطا با افزایش برد (پرتابه بدون هدایت شماره ۱) و تثبیت محدوده مشخص خطا در تمام

بردها با سامانه های مختلف افزایش دقت (حالت ۲ و ۳)

وجود خطا در اصابت به هدف سبب ایجاد لزوم استفاده از تعداد زیادی راکت برای اجرای یک مأموریت با تسلیحات غیرهدایت شونده در مقایسه با سلاح هدایت شونده می‌شود. از این رو استفاده از مهمات هدایت شونده هر چند قیمت تمام شده هر شلیک را بالاتر می‌برد اما در تراز کلی مأموریت انهدام یک هدف مشخص، به سبب استفاده از تعداد کمتر ارزش اقتصادی نیز دارد.

یک مثال روشن در این زمینه گلوله‌های هدایت شونده توپخانه است. این گلوله‌ها مانند کراسنوپل روسی و اکسکالیبر آمریکایی قیمتی بین ۲۰ تا ۳۰ برابر گلوله معمولی ۱۵۵ میلیمتری توپخانه دارند اما ارزش عملیاتی آنها بین ۴۰ تا ۵۰ برابر بیشتر است. یعنی مثلاً برای انهدام یک هدف مشخص اگر به ۴۰ تا ۵۰ گلوله معمولی نیاز بود، با شلیک گلوله هدایت شونده تنها به یک گلوله نیاز است و این یعنی صرفه جویی قیمت ۲۰ تا ۳۰ گلوله معمولی برای انهدام آن هدف. از نظر هزینه‌ای، کاهش استهلاک سلاح شلیک کننده به میزان تعداد گلوله‌ای که کمتر شلیک می‌شود را نیز باید به صرفه جویی‌های فوق افزود.

از سوی دیگر، زمان مورد نیاز برای اجرای آتش با ۴۰ تا ۵۰ گلوله، بسیار بیشتر از زمان لازم برای شلیک یک گلوله هدایت شونده یا راکت نقطه زن است. در نتیجه در سرعت اجرای مأموریت و انهدام هدف و روند کلی عملیات نیز تأثیر شگرفی خواهد گذاشت؛ امری که در عملیات‌های سپاه در مناطق شمال غربی که از گلوله‌های هدایت شونده علیه مواضع تروریست‌ها استفاده شد، به وضوح قابل مشاهده بود.

یکی از انواع مهم و پرکاربرد سامانه‎های هدایتی موشک به نام سامانه ناوبری اینرسی (INS) است که بخش عمده‎ای از کار هدایت را آن هم به صورت داخلی و بدون اتکا به منابع داده‎ای خارج از موشک با استفاده از اجزایی همچون حسگرها و شتاب‎سنج‎ها (برای اندازه‎گیری نیروهای اغتشاشی وارد شده به موشک)، ژیروسکوپ‎ها (ایجاد مختصات مرجع برای سنجش تغییرات در محورهای فیزیکی مختلف موشک) و پردازشگر به صورت مجموعه‎ای هماهنگ به انجام رسانده و به کمک عملگرهای نصب شده در موشک خطاهای ایجاد شده را کاهش می‎دهد.

سامانه‌های مکانیابی جهانی نظیر GPS و گلوناس هم از دیگر سامانه‌هایی هستند که برای هدایت دقیق پرتابه‌ها تا رسیدن به مختصات مد نظر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برخی از زیرسامانه های مورد استفاده در افزایش دقت و هدایت پذیر کردن راکت ها (بالا سمت چپ، مربوط به راکت ۲۴۰ میلیمتری)

هر یک از منابع خطا می‎تواند سبب شود که موشک به نقطه عقب‎تر، جلوتر، یا سمت راست و چپ هدف برخورد مند. در مجموع سامانه‎های هدایت و کنترل و ناوبری تلاش می‎کنند از بروز خطای ماندگار در طی مسیر موشک (در راستاهای مختلف) جلوگیری کنند تا با اصلاح مسیر موشک، به مختصات از پیش تعیین شده هدف خود برسد.

برخی از این منابع خطا، موارد حاصل از ساخت شامل نوسانات وزنی موشک، نوسانات قطر و طول موشک، خطاهای پدید آمده در ترکیب سوخت و میزان سوخت قرار داده شده در موشک، مدت زمان سوزش پیشران و متوسط نیروی تولیدی آن، عدم تقارن بال‎ها و بالک‎ها، عدم تقارن جرمی حول محور پرواز، همراستا نبود جهت نیروی رانش با محور پرواز، عدم انطباق کامل محورهای طولی اجزای داخلی موشک پس از مونتاژ (ممان اینرسی طولی)، خطاهای ناشی از تغییرات جهت و سرعت باد نسبت به پیش‎بینی، تغییرات خواص هوا نسبت به مقادیر متعارف در ارتفاعات مختلف و... است.

برای درک بهتر میزان تأثیر عوامل خطا به چند مثال در مورد راکت ۱۲۲ میلیمتری در نمونه ۶۶ کیلوگرمی که به برد ۲۰ کیلومتر می‌رسد اشاره می‌شود که در نتایج شبیه سازی در یک پژوهش خارجی آمده است.

طبق این نتایج، یک درصد خطا در وزن این راکت، سبب تغییر حدود ۷۰ متری در برد نسبت به هدف می شود. همچنین یک درصد خطا در تنظیم زاویه شلیک، سبب بروز ۵۵ متر خطا در برد می‌شود.

حساسیت خطا در این راکت نسبت به پارامترهای مرتبط با پیشران بسیار بیشتر است. ۰.۵ درصد خطا در مقدار متوسط نیروی رانش در حدود ۱۳۵ متر خطا در برد ایجاد می‌کند. تنها ۰.۰۳ ثانیه کمتر یا بیشتر شدن زمان سوزش موتور، ۵۰۰ متر خطا در برد به بار می آورد. اینها مثال هایی از برخی منابع خطا و تأثیر آن روی راکت ۱۲۲ میلیمتری بود.

این منابع خطا همگی به فرایند تولید باز می‌گردد و با دقت در تولید، این خطاها تا حدود بسیار زیادی کاسته می‌شود اما با این وجود CEP برخی مدل‌های این راکت در حدود ۲ درصد برد است که برای برد ۲۰ کیلومتر، عدد ۴۲۰ متر را نتیجه می‌دهد.

در نتیجه این گونه سلاح ها از گذشته تا کنون تنها برای پوشش دادن یک منطقه وسیع مورد استفاده قرار می‌گرفتند. اما با استفاده از سامانه‌های هدایت و کنترل، مسیر در حال طی شدن توسط پرتابه، دائماً در حال اصلاح است تا به نقطه هدفگیری شده برسد.

متخصصان کشورمان در جهادخودکفایی نیروی زمینی و نیروی هوافضای سپاه با بهره‌گیری از تجربیات گذشته موفق شده‌اند راکت ۱۲۲ میلیمتری هدایت شونده را به دقت حدود ۷ متر برسانند که این میزان خطا رقم مطلوبی است.

در سال‌های اخیر تلاش‌های موفقی در ایران و سایر کشورهای پیشرو در عرصه موشکی برای تبدیل راکت‌ها به عنوان پرتابه غیرهدایت شونده به موشک یعنی پرتابه هدیت شونده صورت پذیرفته است.

این امر مزیت‌های خاص خود را دارد که مهمترین آنها امکان تبدیل راکت های تولید شده و موجود در انبار به سلاحی دقیق و نقطه زن است. در نتیجه نیاز به راه اندازی یک خط تولید جدید و کامل وجود نداشته و تنها زیرسامانه‌های مورد نیاز برای هدایت و کنترل و ناوبری ساخته شده و به راکت‌های موجود اضافه می‌شوند. به این ترتیب با هزینه کمتر و در زمان کوتاه تر، از راکت‌های معمولی موجود، سلاحی نقطه‌زن با تأثیرگذاری بسیار بالاتر به دست می‌آید.

با نگاهی به برنامه‌های اجرا شده در دنیا در زمینه تبدیل راکت‌های تولید شده به موشک درمی‌یابیم به طور کلی با قرار دادن یک سامانه  هدفگیری و هدایت مانند سامانه مکانیابی جهانی (GPS) یا جستجوگر تصویری یا لیزری در بخش جلویی و تعبیه بالک های آیرودینامیکی کار هدایت و کنترل راکت و در نتیجه تبدیل آن به موشک انجام می شود.

این شیوه در کشورمان پیشتر برای راکت های فجر-۴ و ۵ و نیز راکت های نازعات و زلزال با موفقیت به انجام رسیده بود. در آخرین دستاورد از این نوع، راکت ۱۲۲ میلیمتری با هدایت پذیر شدن به دقت حدود ۷ متر رسیده است.

راکت هدایت پذیر (موشک) فجر-۴

شلیک نمونه هدایت شونده از راکت فجر-۵

با این مقدار خطای کم نسبت به نسل‎های قبلی، تنوع اهداف قابل انهدام آن هم به طور دقیق بسیار بیشتر شده و جاده‎ها و پل‎های مواصلاتی مهم دشمن که از پدافند مستحکمی برخوردارند، اهدافی مانند بالگردهای فرود آمده روی زمین و ساختمان‎های نسبتاً کوچک نیز در تیررس خواهد بود.

در واقع این میزان خطای اندک در سلاح‎های نقطه زن به معنی از بین رفتن یک هدف ارزشمند دشمن با اصابت هر فروند موشک ایرانی از این نوع خواهد بود.

نمونه هدایت شونده از راکتهای نازعات

نکته بسیار مهم در مورد راکت ۱۲۲ میلیمتری این است که به علت قطر بدنه بسیار کمتر در این راکت نسبت به نمونه های نقطه زن شده قبلی مانند راکت ۲۴۰ میلیمتری فجر-۴ یا راکت ۳۳۳ میلیمتری فجر-۵ دشواری های فنی در مسیر تحقق اهداف پروژه یعنی هدایت پذیر کردن، بسیار بیشتر می شود. در ابعاد در دسترس کمتر در داخل بدنه، باید از حسگرهای کوچکتری نیز استفاده کرد که طبیعتاً قیمت بالاتری نیز دارند همچنین فضا برای طراحی و جادهی مکانیزم‌ها، عملگرها، باتری و مدارهای الکترونیکی بسیار کمتر خواهد بود. این موارد ارزش‌های فنی پروژه هدایت پذیر کردن راکت ۱۲۲ میلیمتری و رسیدن به خطای ۷ متر را بسیار بیشتر می‌کند.

راکت ۱۲۲ میلیمتری هدایت شونده ساخت نیروی زمینی سپاه

رسیدن به سطح قابل اتکایی در دقت نقطه‌زنی راکت‌ها را از سلاحی صرفاً قابل استفاده برای ضربه زدن به یک محوطه وسیع، به سلاحی با قابلیت انهدام اهداف کوچک با مساحت کم تبدیل می‌کند که اثرگذاری بسیاری در توان رزمی نیروهای زمینی در انهدام سریع و دقیق اهداف مهم دشمن در بردهای مختلف دارد. خصوصاً در مورد راکت ۱۲۲ میلیمتری با توجه به گسترش بسیار زیاد آن در یگان‌های عملیاتی با انواع مختلف پرتابگر خصوصاً صدها دستگاه از پرتابگرهای ۴۰ لوله‌ای، این تأثیرگذاری عملیاتی، بسیار بیشتر خواهد بود. البته لازم است تا پژوهش ها روی راکت ۱۲۲ میلیمتری هدایت شونده تا رسیدن به قابلیت پرتاب این راکت از همین پرتابگرهای فعلی ادامه یابد تا نیاز به ساخت پرتابگر جدید نباشد.

این نوع از راکت‌ با توجه به ابعاد و وزن کم، در سال‌های گذشته به تعداد زیاد توسط نیروهای مقاومت در منطقه علیه دشمنان استفاده شده است. حزب‌الله لبنان و همچنین مقاومت فلسطین در غزه در صورت تجهیز به راکت های هدایت شونده با خطاهای در حد چند متر، به تأثیرگذاری بسیار بالاتر در زمان کوتاه تر علیه دشمن صهیونیستی خواهند رسید.

امید می‌رود تا روند تجهیز نیروهای زمینی کشور به دستاوردهای جدید و پیشرفته با اثرگذاری بالاتر، با تجمیع توان پژوهشی و صنعتی جهادهای خودکفایی ارتش و سپاه روی تجهیزات مشترک مانند همین راکت‌ها و نفربرهای زرهی هم سرعت و هم کیفیت بالاتری به خود گرفته و در نهایت، تجمیع این فعالیت ها برای رفع نیاز مشترک، تولید انبوه محصولات را نیز برای هر دو نیرو از نظر اقتصادی به صرفه‌تر خواهد کرد.