در این سامانه علاوه بر حسگرهای ردگیری تصویری و حرارتی، مسافت یاب لیزری نیز به کار گرفته شده که این امکانات موجب می شود در زمان عدم امکان استفاده از رادار، اجرای عملیات محدود به زمان خاص نشده و در شرایط جوی متنوع بتوان از این سامانه کارایی بالا گرفت.

به گزارش گروه دفاع و امنیت مشرق، سامانه پدافند هوایی موشکی بردکوتاه «یازهرا» ساخت سازمان صنایع هوافضای وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح ایران یکی از آخرین دستاوردهای حاصله در زمینه رفع نیازهای پدافندی کشور به صورت بومی است.

اما توسعه این سامانه سابقه ای نسبتاً طولانی در ایران داشته و در واقع نقطه آغازین آن به سالهای دفاع مقدس باز می گردد. ارتش بعث عراق برای دفع حملات هواپیماهای جنگنده بمب افکن نیروی هوایی ارتش کشورمان به مراکز حیاتی خود دست به دامان غرب شده و دو سامانه کوتاه برد کروتال و رولند را خریداری کرد.

این سامانه که در ابتدا به سفارش آفریقای جنوبی توسط فرانسه توسعه یافت، بعدها در دو نوع زمین پایه و دریاپایه در خود فرانسه هم به کار گرفته، در آمریکا ساخته و در چین نیز به صورت مهندسی معکوس با نام FM-80 تولید شد.

این سامانه ها به صورت نیمه متحرک و تمام متحرک بودند و به سرعت هدف را ردگیری نموده و با احتمال بسیار بالایی به آن اصابت می کردند. کارایی این سامانه ها به حدی بود که چند وقتی عملیات های نفوذ هوایی ارتفاع پائین و ضربتی در خاک عراق را متوقف کرد تا نهاجا عملکرد این سامانه ها را بررسی کرده ولی نهایتاً با وجود اتخاذ طرح و روش های جدید حمله باز هم با پذیرش احتمال آسیب دیدن جنگنده های شرکت کننده در عملیات، مجدداً حملات خود را به قلب عراق از سر گرفت.



اما هر دوی این سامانه ها در طی جنگ تحمیلی به غنیمت رزمندگان اسلام در آمد که تصویر سامانه رولند افتاده در یک کانال از تصاویر معروف به جا مانده از آن دوران غرورآفرین به شمار می رود.

با پایان جنگ تحمیلی، عملکرد بالای سامانه کروتال، برنامه ریزان صنعت دفاعی کشور را بر آن داشت تا برای رفع نیاز دفاع هوایی نقطه ای که تا آن مقطع با سامانه انگلیسی «راپییر» تأمین می شد اقدام به مهندسی معکوس آن کنند. البته به دلیل دست نیافتن به رادار کشف هدف این سامانه در جریان به غنیمت گرفته شدن آن، باید برای پر کردن جای خالی آن هم فکری می شد.

سابقه برنامه یازهرا و موشک آن

به نظر می رسد اولین محصول این پروژه که با نام «یا زهرا» خوانده می شد در تابستان سال 1377 و در یک نمایشگاه دستاوردهای دفاعی به نمایش گذاشته شد که شامل موشک و کپسول حمل و پرتاب آن بود. از آن پس در نمایشگاه های متعددی موشک این سامانه با نام «شهاب ثاقب» در معرض دید قرار گرفت و در نمایشگاه دائمی وزارت دفاع نیز جای ثابتی به آن اختصاص داده شد.

بنابر اطلاعات اعلام شده این سامانه برای کشف هدف از رادار تک پالس سامانه توپخانه ای «اسکای گارد» که کار هدفیابی برای توپ های 35 میلیمتری اورلیکن را در جنگ تحمیلی با موفقیت انجام می داد استفاده می کرد که برد آن به 19.2 کیلومتر رسیده و همزمان 30 هدف را کشف و 12 مورد را ردگیری می کند. هر چند برد این رادار کمی کمتر از نمونه اصلی ساخت شرکت «تامسون» با برد 20 کیلومتر است که در سامانه کروتال به کار رفته اما برای رفع نیازهای موشک این سامانه همچنان کافی بود.

موشک ساخته شده در قالب پروژه یازهراء، یعنی شهاب ثاقب دارای مشخصاتی از قبیل طول 2.93 متر، جرم 84 (یا 85.1) کیلوگرم، سرعت 740 (یا750) متر بر ثانیه، برد 500 تا 8600 متر در برابر اهدافی با سرعت 400 متر بر ثانیه(1.17 ماخ در ارتفاع پائین و دمای 25 درجه سانتیگراد)، 10 کیلومتر در برابر اهدافی با سرعت 300 متر بر ثانیه(0.88 ماخ در شرایط فوق) و 11 کیلومتر در برابر بالگردها است.



گفتنی است کمترین برد موشک ها بر مبنای زمان لازم برای فعال شدن سامانه های درونی و ایجاد سرعت کافی روی سطوح آیرودینامیکی برای تولید نیرو مرتبط است.

به گزارش مشرق، این موشک با اهدافی تا سقف پرواز 5500 متر و بیشینه سرعت 440 متر بر ثانیه(1.3ماخ) درگیر می شود. کمترین ارتفاع درگیری با هدف در نمونه های اولیه سامانه کروتال در حدود 30 متر بوده که در مدل های جدیدتر به حدود 15 متر یا کمتر کاهش یافته و قابلیت این سامانه در درگیر شدن با موشک های کروز را بسیار افزایش داده است. البته کمترین ارتفاع قابل درگیری در نمونه های در اختیار ایران مشخص نیست اما به دلیل استفاده از روش مهندسی معکوس و مشابهت زیاد مشخصات عملکردی مختلف شهاب ثاقب با نمونه های خارجی منطقا باید بین همین اعداد باشد.

همچنین بیشترین سرعت هدف معادل 1.3 ماخ، طیف بسیار زیادی از اهداف را در بر می گیرد و حتی عمده هواپیماهای رزمی در حالت بارگیری شده در ارتفاع پائین به این سرعت نمی رسند و در صورت پرواز در ارتفاعات بالاتر نیز در تور سایر سامانه های پدافندی خواهند بود. گفته شده این سامانه توانایی درگیری همزمان با 3 هدف را دارد.

در آن زمان گفته می شد این موشک حتی در محیط های آلوده به ECM با رادار اسکای گارد هدایت می شود اما میزان موفقیت این روش چندان مشخص نبود. در عوض به طور کلی احتمال برخود به هدف در صورت شلیک یک موشک 86 تا 90 درصد و در صورت شلیک دو موشک 96 درصد عنوان شده بود؛ چیزی که رزمندگان ایرانی عملاً زخم آن را توسط نمونه فرانسوی در جنگ تحمیلی تجربه کرده بودند.

همچنین این موشک از فیوز مجاورتی IR(مادون قرمز) بهره مند بود که نشان می داد موشک های غنیمتی ایران از انواع بهسازی شده کروتال بوده اند نه انواع پایه. این سامانه دارای یک پنجره شیشه ای در ناحیه ای نزدیک به دماغه است که پرتوهای مادون قرمز شدید را حذف و مقادیر معمول را به حسگر عبور می دهد.

آشکارساز موجود در حسگر با دریافت اثرات حرارتی هدف، آن را تبدیل به ولتاژ نموده و با رسیدن این ولتاژ به حد خاصی که متناسب با نزدیک شدن به هدف و افزایش اثرات حرارتی است، دستور انفجار سرجنگی برای بیشترین تأثیرگذاری روی هدف حتی در صورت مانور دادن به صورت خودکار داده می شود.

میزان سرجنگی موشک شهاب ثاقب 13.5 تا 14 کیلوگرم از نوع انفجاری شدید اعلام شده است. این موشک دارای بدنه استوانه ای با قطر 15.4 سانتیمتر، سامانه کنترلی از نوع «کانارد» یا «پیشبال» و بال هایی به فرم ذوزنقه بریده در انتهای بدنه است. هم بالک و هم بال های موشک با حالت کراس(علامت ضرب) حول بدنه قرار دارند که برای کاهش اثرات تداخل آیرودینامیکی بدنه با آنها مفید است. بخشی از بال عقبی موشک جمع شونده است تا به کپسول حمل و پرتاب با قطر کوچکتری نیاز باشد.

موشک هایی که با بالک های کنترلی در جلو(کانارد) کنترل می شوند هر چند نسبت به انواع دارای سطوح کنترلی در دم(انتها) پاسخ کندتری دارند اما به دلیل اینکه انحراف سطوح کنترل آنها در جهت افزایش زاویه حمله است نیروی اعمالی روی سطح کنترلی در جهت نیروی برآی کل روی موشک خواهد بود و در نتیجه پاسخ کل موشک به فرامین اعمال شده سریعتر خواهد بود، چیزی که برای یک موشک پدافند هوایی که در لایه آخر نزدیک به نقاط حیاتی خودی فعالیت می کند بسیار مهم است.

این موشک تا 25 برابر شتاب جاذبه قابلیت مانور دارد که برای درگیر شدن با هر هواپیمای جنگنده عادی کاملاً کافی است. در واقع ترکیب این میزان توانایی مانور با قابلیت های فیوز مجاورتی منجر به رسیدن به بیشینه میزان تأثیر سرجنگی روی هدف در صورت عدم برخورد خواهد شد. فیوزهای فروسرخ موجود که از پدیده داپلر برای ردگیری بهتر و دقیق تر حرکت های هدف استفاده می کنند امکان درگیر شدن با اهدافی تا ارتفاع چند متری سطح آب را نیز فراهم می سازند.

موتور راکتی سوخت جامد تک مرحله ای موشک کروتال 2.2 تا 2.7 ثانیه می سوزد و موشک 5% زمان پرواز خود را در سرعت های مادون صوت، 50% زمان پرواز را در ناحیه گذر صوت(ماخ 0.8 تا بیش از یک) و 45 درصد زمان را در ناحیه مافوق صوت تا 2.2 ماخ طی می کند.

به گزارش مشرق، این در حالیست که کل زمان پرواز این موشک برای رسیدن به برد حدود 8 کیلومتر، 10 ثانیه است از این رو شکل بدنه این موشک برای کم بودن نیروی مقاوم(پسا) در سرعت های مافوق صوت بهینه شده که شاخصه های آن نسبت لاغری(طول به قطر بدنه) بالا، انتخاب شعاع دماغه نزدیک به دماغه های نوک تیز، استفاده از بدنه باریک شونده در انتها(دم قایقی) و پروفیل گوه ای برای بالک های جلویی و خمیده متقارن برای بال عقبی است.

گرین(سوخت جامد) مورد استفاده در این موشک بدون دود است که به دیده نشدن مسیر آن توسط دشمن و در نتیجه غافلگیر شدن و کاهش زمان وی برای واکنش نشان دادن منجر می شود.

مشخصات هدایت و کنترل

سامانه موشکی کروتال و نوادگان آن برای دفاع هوایی ارتفاع پست ساخته شده اند که بایستی دارای قابلیت های ویژه ای از جمله سرعت بالا در ردگیری هدف و فراهم شدن مقدمات شلیک، سرعت بالا در رسیدن به هدف، دقت و احتمال اصابت بالا به هدف باشند.

این مشخصات هر چند برای تمام سامانه های موشکی دفاع هوایی مطلوب هستند اما در سامانه ای که وظیفه فراهم کردن دفاع لایه آخر از یک منطقه راهبردی را بر عهده دارد بسیار مهم تر است. سرعت واکنش بسیار بالا خصوصاً در برابر اهدافی که دیر آشکار می شوند از جمله موشک های کروز اهمیت دوچندان دارند. این ویژگی های مطلوب در مجموع از قابلیت های سامانه های هدایت و کنترل ناشی می شوند.

سامانه کروتال با استفاده از «هدایت دستوری» با روش «سه نقطه ای» یا «در خط دید خودکار» به سمت هدف می رود. در این روش هم موشک و هم هدف توسط سامانه آشکارساز تحت نظر قرار گرفته، میزان انحراف موشک از خط دید هدف محاسبه شده و فرامین تصحیح مسیر با یک آنتن مجزا به گیرنده های موجود در انتهای موشک در بخش بال فرستاده می شود.

آشکارسازهای مورد استفاده در این سامانه شامل ترکیب راداری/تصویری/حرارتی برای ارتفاع پائین و راداری/حرارتی برای ارتفاع متوسط است. کپسول حمل و پرتاب موشک ها که شامل دو پرتابگر دوتایی هستند در طرفین این آشکارسازها روی یک سکو با دو درجه آزادی برای چرخش در سمت و بلندا نصب شده اند.



به طور کلی یک رادار اولیه کار کشف هدف و ردگیری آن را بر عهده دارد. سپس کار رهگیری توسط رادار تعقیب هدف که به همراه پرتابگرها روی یک سکو قرار دارد انجام می شود. در نتیجه هنگامی که رادار تعقیب به سمت هدف چرخیده در واقع موشک ها نیز به سمت آن نشانه گیری شده اند.

مدت زمان پرواز این موشک به سمت هدف را از نظر هدایت و کنترل می توان به چهار بخش کلی تقسیم کرد: ناحیه اول که هم هدایت و هم کنترل وجود نداشته و موشک مانند یک راکت حرکت می کند. در مرحله بعد سامانه خلبان خودکار فعال شده، موشک در فاز کنترل قرار گرفته و حرکت های چرخشی احتمالی و اغتشاشات پروازی خود را اصلاح می نماید. این دو مرحله در حدود 0.655 ثانیه طول می کشد.

در مرحله سوم موشک وارد حوزه دید یک ردیاب مادون قرمز(فروسرخ) شده و خطای زاویه ای آن نسبت به خط دید هدف، محاسبه و فرامین هدایتی توسط رایانه مربوطه تولید و ارسال می شود. هدف از این فاز در واقع وارد کردن موشک به داخل حوزه دید رادار است زیرا به دلیل باریک بودن پهنای پرتو رادار این سامانه، موشک از ابتدا در دید آن قرار نمی گیرد در نتیجه یک سامانه فروسرخ که پهنای دید بالاتری دارد موشک را دیده و کار اصلاح اولیه مسیر را ممکن می سازد.

در مرحله چهارم با قرارگیری موشک در دید رادار، کار هدایت موشک تا رسیدن به هدف توسط آن به انجام می رسد.

نکته قابل توجه در این فرایند چهار مرحله ای، زمان دو فاز اول است که اگر هدف تغییر جهت و سرعت نداشته باشد، موشک به آسانی قادر به تصحیح مسیر خود خواهد بود بنابراین اگر دشمن به محض شلیک موشک این سامانه تغییری در پارامترهای فوق دهد احتمال اصابت این موشک کاهش می یابد و این نکته ایست که امروزه همگان در مورد این سامانه می داند و پدیده هایی از این دست لزوم دست بردن در طراحی و تغییر فرایندهای عملکردی موشک و سامانه فوق را لازم می سازد، کاری که احتمالاً با تکمیل سامانه یازهرا به آن توجه شده است.

ارتباط چینی؟

هر چند تا مدتها از برنامه یازهرا خبری منتشر نمی شد، اما تصاویر به دست آمده در این مدت، نکات مبهمی را ایجاد می کرد. از جمله شباهت سکوی حامل موشک و تجهیزات آن با نوع چینی کروتال یعنی FM-80. خصوصاً بعدها با اعلام رسمی وجود سامانه اف-ام-80 در فهرست تجهیزات پدافند هوایی ایران، احتمال ارتباط برنامه فوق با این سامانه بیشتر شد. اما وجود شواهدی شائبه اینکه اساساً برنامه یازهرا مربوط به تولید تحت امتیاز سامانه چینی با نام ایرانی است را بسیار کمرنگ می سازد.

اول اینکه در سامانه ایرانی از رادار اسکای گارد برای کار هدفیابی و کنترل کلی مجموعه استفاده می شود(که منحصراً در نمونه ایرانی دیده شده) در حالی که اف-ام-80 چینی از یک رادار متفاوت که ظاهراً از آنتنی سهموی برخوردار است بهره می برد که روی شاسی مشابه شاسی پرتابگر موشک نصب شده است.

از سوی دیگر، نمونه بهسازی شده اف-ام-80 که چند سال پیش در رزمایش مدافعان آسمان ولایت مورد آزمایش قرار گرفت توسط متخصصان داخلی بهسازی شده و به قابلیت درگیری با اهداف ارتفاع بسیار پائین از جمله موشک های کروز رسید.

به علاوه خود سامانه اسکای گارد نیز در ایران مورد بازسازی و بهسازی گسترده قرار گرفته است که این هم تسلط نیروهای بومی بر فناوری های مرتبط را نشان می دهد. در صورت عدم وجود این توانمندی طبیعتاً باید شاهد حضور نمونه بهسازی شده چینی یعنی FM-90 در ایران می بودیم.

در نهایت رونمایی از آخرین نمونه تولید شده در برنامه یازهرا که تفاوت های بسیاری در سامانه های کمکی با نمونه های بهسازی شده چینی و فرانسوی دارد نشان دهنده بومی بودن این پروژه است هر چند که روی کاغذ همچنان احتمال کمک گرفتن از چینی ها در مراحلی از پروژه در اوائل کار خصوصاً برای شناخت ویژگی های سامانه کروتال که همه آن به غنیمت ایران در نیامده بود وجود دارد. البته شاید اساساً خرید اف-ام-80 به همین منظور بوده است.

یازهراء-3

اعلام آغاز به کار خط تولید سامانه یازهرا که کاملترین سامانه های جانبی تصویری، حرارتی و لیزری را دارد و سامانه پرتاب آن نیز تفاوت هایی با نمونه چینی دارد کمک شایانی به افزایش توان پدافند هوایی کشور و گسترش پوشش آن در مناطق مختلف می کند.



نمونه رونمایی شده از یازهرا دارای پرتابگر نیمه متحرک(کششی) است که رادار تعقیب هدف، آنتن ارسال فرامین به موشک و چندین سامانه اپتیکی، حرارتی و لیزری روی آن دیده می شود. این پرتابگر اتاقک کوچک تری برای خدمه و سامانه های پردازشی نسبت به نمونه های چینی و فرانسوی دارد که احتمالاً به دلیل استفاده حداکثری از سامانه های پردازش و نمایش دیجیتال در کابین آن است.

به گزارش مشرق، در این سامانه علاوه بر حسگرهای ردگیری تصویری و حرارتی، مسافت یاب لیزری نیز به کار گرفته شده که مجموعه این امکانات موجب می شود در زمان عدم امکان استفاده از سامانه راداری، اجرای عملیات محدود به روز و آب و هوای خوب نشده و در شرایط جوی متنوع بتوان از این سامانه کارایی بالا گرفت. برد این سامانه های جانبی همچون رادار بیشتر از برد نهایی موشک یعنی 11 تا 12 کیلومتر است تا زمان کافی برای آماده سازی مقدمات شلیک فراهم بوده و همچنین موشک تا بیشترین برد ممکن هدایت شود.

همچنین در صورت نیاز به عمل کردن سامانه به صورت پسیو یا غیرفعال که با روشن نکردن رادار ممکن می شود، سامانه های اپتیکی و لیزری جوابگوی نیاز هدفیابی و هدایت موشک خواهند بود که با مسافت یابی لیزری، بهترین زمان برای شلیک موشک و تضمین دقت بالای اصابت ایجاد می شود. البته سامانه فروسرخ از نوع دو کاناله است زیرا هم باید اطلاعات هدف وجود داشته باشد و هم موشک ردگیری شود تا فرامین اصلاحی مناسب تولید شود.

هر یک از روش های هدایتی در سامانه یازهرا امکان هدفگیری و هدایت تمام خودکار را با توجه به الگوریتم های بهبود یافته و با کمک سامانه های بومی تشخیص دوست از دشمن یا IFF دارد.

همچنین سامانه های مخابراتی و خطوط امن انتقال داده امکان بهره برداری از اطلاعات تولید شده توسط رادارهای دوربرد و برد متوسط اکتیو و پسیو موجود در شبکه پدافند هوایی کشور را به عنوان آشکارساز اولیه ممکن می سازد در نتیجه کار ردگیری هدف با اطلاع از سمت و جهت تهدیدات موجود در آسمان با سرعت بیشتری آغاز شده و با کاهش بار سامانه های پردازشی به نتیجه بهتری هم می رسد.

آنطور که در سخنان رسمی عنوان شده سامانه جدید یازهرا امکان درگیر شدن با چندین هدف را به طور همزمان دارد. این قابلیت تأثیر شگرفی بر افزایش توان پدافندی دارد زیرا با تعداد کمتری سامانه امکان درگیری با تعداد هدف مشخص در یک منطقه فراهم شده و سامانه های اضافی امکان استقرار در نواحی دیگر و گسترش پوشش پدافندی را می یابند.

به علاوه هزینه های و زحمات عملیاتی برای برقراری میزان مشخصی از پوشش هوایی، ایجاد امنیت مواضع پدافندی کاهش یافته و درگیری با حجم حملات گسترده تری ممکن می شود. باید گفت این توانمندی تنها به مدد بهره مندی از سامانه های پردازشی قدرتمند و هوشمند و الگوریتم های هوشمند اکتساب هدف میسر می شود.



هر چند تا کنون تمام مراکز حیاتی توسط سامانه های متعدد از جمله تور-ام-1 برای لایه آخر تحت پوشش قرار گرفته اند اما تولید یک سامانه بومی هر چند که تمام توان سامانه تور را ندارد گام مهمی برای پوشش دهی به مناطق صنعتی و اقتصادی، سدها، نیروگاه ها و ... در تمام کشور دارد.

این سامانه هم به دلیل تولید بومی و هم به دلیل استفاده از روش های هدایتی نچندان پیچیده یعنی فرمان به خط دید خودکار به جای استقرار یک سامانه تمام خودکار راداری در خود موشک از قیمت تمام شده کمتری برخوردار بوده و امکان به کارگیری تعداد بالایی از آن با بودجه های مثال زدنی این روزها فراهم می شود.

به علاوه با به کارگیری یازهرا، بار کاری سامانه تور در اماکن فعلی کاهش یافته و امکان استقرار آن در نواحی لازم جدید یا افزودن به تراکم آن در نواحی حساس فراهم می شود. در واقع این سامانه در کنار تور-ام-1 می تواند فاصله عملیاتی تسلیحات توپخانه ای را با سامانه هایی با برد متوسط رو به پائین نظیر سام-6 به خوبی پوشش دهد.

همچنین تولید انبوه این سامانه کمک می کند تا در بخش های بیشتری از خطوط مقدم و نقاط کور، پوشش دفاع هوایی موشکی قابل اطمینان فراهم شده و از این رو عملیات های پشتیبانی هوایی و نیز مأموریت های نفوذی و ضربتی هواگردهای دشمن با مشکلی اساسی و آینده ای مرگبار رو به رو شود.

آخرین نکته ای که به آن اشاره می کنیم، اعمال تغییرات بومی و ناشناخته برای دشمن در آخرین نمونه سامانه یازهرا است. با توجه به حضور سامانه کروتال در اختیار دشمنان ایران بدیهی است تمام مشخصات عملکردی آن برای آنها شناخته شده بوده که به یک نمونه از آنها در مورد فاز بدون هدایت موشک اشاره شد.

از این رو دستکم تغییرات در سامانه های هدفگیری و کنترل موشک کمک به حفظ یا حتی ارتقاء ارزش عملیاتی این سامانه برای سالهای آینده و در برابر تهدیدات روز خواهد بود. در حالی که جمهوری اسلامی ایران انواع موشک ها با مأموریت های مختلف را تولید می کند بنابراین احتمال به کارگیری موشک بهسازی شده با مشخصات عملکردی بالاتر از قبل در این سامانه جدید دور از انتظار نیست.

در پایان شایان ذکر است نمونه های دریاپایه کروتال فرانسوی و اف-ام-80 چینی به طور گسترده در ناوهای رزمی ساخت این دو کشور مورد استفاده قرار گرفته اند بنابراین می توان انتظار داشت انشاالله به زودی نمونه ای از سامانه یازهرا نیز روی ناوشکن های کشورمان به کار گرفته شده و وظیفه یک پدافند موشکی کارامد لایه آخر را برای آنها اجرا کند