- إنضم
- 16 مارس 2008
- المشاركات
- 1,869
- التفاعل
قذائف الطاقة الحركية APFSDS .... ماذا تعرف عنها ؟؟
قذائف الطاقة الحركية APFSDS (Armor Piercing Fin-stabilized Discarding Sabot) هي نوع من الذخائر المضادة للدبابات و تتميز بأنها لا تستخدم أي مواد متفجرة لاختراق الدرع و إنما تعتمد على طاقتها الحركية Kinetic Energy لتنفيذ عملية الإختراق .
يمكن تقسيم قذيفة الطاقة الحركية إلى أربعة أجزاء أساسية :
1- الخارق Penetrator
2- الكعب Sabot
3- المتتبع Tracer / Marker
4- الشحنة الدافعة Propulsion
- الخارق Penetrator -
لا شك أن الخارق Penetrator هو أهم الأجزاء في قذيفة الطاقة الحركية حيث يقع على عاتقه وحيداً القيام بعملية الاختراق ( و إن كان مدى نجاح هذه العملية منوط بمجموعة من العوامل ) لهذا سيتم التركيز عليه بالشرح محاولين الإحاطة بكل ما يهمنا معرفته عن الخوارق في هذا النوع من القذائف .
يستخدم في صناعة خوارق الطاقة الحركية KE Penetrators معدنين أحد هذين المعدنين و هما اليورانيوم المستنفذ Depleted Uranium (DU) و التنغستن Tungsten (W) و يشترك كلا المعدنين بأنهما ذو كثافة عالية و يعد اليورانيوم المستنفذ و بالرغم من مخاطره الصحية الأكثر استخداماً في حين يأتي التنغستن في المرتبة الثانية و السبب من وراء نيل اليورانيوم المستنفذ الأولوية هو امتلاكه مجموعة من الخصائص الفيزيائية تجعله أكثر كفاءة باختراق الدروع حيث تملك خوارق اليورانيوم المستنفذ قدرة اختراق تزيد بنسبة عشرة بالمئة عم مثيلاتها المصنوعة من التنغستن .... و هذه الخصائص هي :
1- التشوه القصي Adiabatic Shear : إن أهم الخصائص التي تميز اليورانيوم المستنفذ هي آلية تشوهه أثناء عملية الاختراق و الذي يطلق عليها إسم التشوه القصي و الذي تعني أن التشوه يحصل دائماً باتجاه القوة المسلطة على رأس الخارق Tip of the penetrator ما يؤدي إلى حدوث عملية شحذ ذاتي للرأس Self Sharpening و النتيجة عدم تأثر قدرة الإختراق بشكل كبير في حين أن آلية تشوه خوارق التنغستن تفتقر ميزة الشحذ الذاتي حيث أن تشوه خوارق التنغستن يؤدي إلى زيادة في قطر راس الخارق في ظاهرة تسمى Mushrooming فتزداد مساحة احتكاك الخارق بالدرع ما يؤدي إلى انخفاض في قدرة الاختراق .
2-الاشتعال الذاتي Pyrophoric : من خصائص اليورانيوم المستنفذ أيضاً أنه يشتعل Ignite تلقائياً عند درجة الحرارة 500 سيليزية مولداً باشتعاله حرارة تزيد عن 2000 درجة سيليزية لهذا فإن تشظي الحارق أثناء عملية الاختراق و اشتعال الشظايا بفعل الحرارة و الاحتكاك بالهواء يخلق جزيئات حارقة Incendiary Particles تكون ذات تأثير مدمر على الهدف فهي كفيلة بتفجير الذخائر الموجودة في الدبابة بالإضافة إلى اشعال الوقود ما يؤدي إلى أضرار جسيمة بالهدف .
3- سهولة التصنيع و التشكيل Easier to manufacture : يتصف اليورانيوم المستنفذ بسهولة أكبر من حيث التصنيع و التشكيل مقارنةً بالتنغستن الذي تبلغ درجة انصهاره 3422 درجة سيليزية في حين تبلغ درجة انصهار اليورانيوم المستنفذ 1132 درجة سيليزية بالإضافة إلى أن اليورانيوم المستنفذ متوفر بشكل أكبر من معدن التنغستن حيث أن أكثر من 99% بالمئة من مخلفات عمليات تخصيب اليورانيوم هي من اليورانيوم المستنفذ U-238 حيث تقدر مخزونات العالم من اليورانيوم المستنفذ بأكثر من مليون طن .
و بالمقابل يمتلك التنغستن ميزتين يتفوق بهما على اليورانيوم المستنفذ :
1- أكثر كثافة Denser : يتصف معدن التنغستن بكثافة أعلى من كثافة اليورانيوم المستنفذ حيث تبلغ كثافة التنغستن 19.25غ / سم3 و بالمقابل تبلغ كثافة اليورانيوم المستنفذ 19.05غ / سم3 .
2- أكثر قساوة Harder : تعد قساوة التنغستن ميزة هامة لهذا المعدن إذ يتصف التنغستن بقساوة أكبر بمرة و ثلاثة أرباع المرة مقارنة باليورانيوم المستنفذ .
و لتصميم الخارق دور كبير في تحديد أداؤه و لهذا يراعى في تصميم خوارق الطاقة الحركية مجموعة من المبادئ ذات الأهمية بالنسبة لأداء الخارق و فاعليته :
أن يكون طول الخارق كبير نسبةً لقطره High length to diameter ratio : إن لتحديد هذه العلاقة بين طول الخارق و قطره دور كبيرر في تحديد مدى فاعلية الخارق و قدرته على الاختراق حيث أن كل زيادة في التباين بين طول الخارق و قطره يعني زيادة في تركيز Concentration الطاقة المحررة على سطح الدرع و بالتالي زيادة في قدرة الاختراق مع الإشارة إلى أن هذه الزيادة في قدرة الإختراق تكون بمعدل متناقص .
إلا أن زيادة التباين بين طول الخارق و قطره تصطدم بمجموعة من العوائق أهمها :
- الاستقرار الديناميكي للخارق Aerodynamic Stabilization أثناء التحليق إذ ما أن يصبح طول الخارق 7 – 8 أضعاف القطر يبدأ بفقدان هذا الاستقرار و يتحول إلى جسم غير مستقر ديناميكياً Dynamically unstable و لأن نسبة الطول للقطر ( L
) في خوارق الطاقة الحركية الموجودة حالياً و صل إلى 20 ضعف تقريباً تم تزويد الخوارق بزعانف استقرار Stability Finsيتم تثبيتها عند مؤخرة الخارق لتمنع الخارق من فقدان اتزانه و استقراره .- العائق الآخر الذي تصطدم به محاولات زيادة التباين بين طول الخارق و قطره هو المخاوف من انكسار الخارق عند اصطدامه بالدرع بسبب صغر قطره نسبةً لطوله بحيث لا يحتمل الاصطدام العنيف بالدرع ما يؤدي إلى انكساره خصوصاً و أن نسبة الطول للقطر قد ترتفع إلى 30 ضعف في الأجيال القادمة من خوارق الطاقة الحركية و هذا يعني زيادة الجهد Stress بنسبة 50% تقريباً على جسم الخارق .
و هنا تظهر إيجابية جديدة لاستخدام اليورانيوم المستنفذ تؤكد أفضليته على التنغستن إذ يبدي اليورانيوم المستنفذ قدرة أكبر على تحمل هذا النوع من الإجهادات بفضل بنيته البللورية Crystalline Structure .
- الكعب Sabot -
إن مهمة الكعب الأساسية هي تعويض الفارق في القطر بين الخارق و مدفع الدباباة إذ في حين يبلغ قطر الخارق 20-30 مم تبلغ عيارات مدافع الدبابات الحديثة 120-125مم لهذا كان لابد من وجود الكعب لتعويض هذا الاختلاف .
و يستخدم لصناعة الكعب مواد مركبة Composite Materials تتم معالجتها بأساليب خاصة كأن يتم تعريضها لدرجات حرارة معينة لفترات محددة بهدف الحصول على مواد متينة و خفيفة بنفس الوقت و من المواد التي تستخدم في صناعة الكعب في قذائف الطاقة الحركية الغرافيت Graphite و الذي تبلغ كثافته 2.1 غ/سم3 و تستخدم أيضاً معززات اللدائن كألياف الكربون Carbon Fibers و الراتينجات الإبوكسية Epoxy resins .
و لا بد من مجموعة مبادئ يجب أن يتم أخذها في الحسبان أثناء تصميم الكعب :
1- أن يتصف الكعب بالحد الأدنى من الكتلة Minimum massإذ لكتلة الكعب أهمية كبيرة بعملية إنفصاله عن الخارق بالإضافة إلى أن كعب ذو كتلة و كثافة منخفضة لا يحتفظ بالطاقة و يقوم بتمريرها إلى الخارق Transmit acceleration force و هذا أمر مهم خصوصاً و أن الكعب هو الذي يتلقى الجزء الاكبر من هذه الطاقة أثناء عملية التسارع داخل السبطانة .
2- التقليل من القوة اللازمة لفصل الكعب عن الخارق Minimize separation force إذ يتم تصميم الكعب بحيث ينفصل عن الخارق فور خروجه من فوهة السبطانة بفعل قوى الإعاقة كمقاومة الهواء و بالاعتماد على القصور الذاتي للكعب حيث أن انخفاض كتلته Low mass تفيد بأن يكون قصوره الذاتي منخفض أيضاً .
3- أن يكون الكعب على درجة من المتانة يكون من خلالها قادر على تحمل إجهاد التسارع Acceleration force الواقع على الكعب و الناشئ عن تحريك الكعب من حالة السكون إلى سرعات عالية جداً Hypervelocity خلال فترة زمنية قصيرة إذ قد تصل سرعة الخارق و الكعب عند الخروج من فوهة السبطانة Muzzle velocity إلى أكثر من 1800 م/ث (متر بالثانية) .
و لا يقتصر الأمر على إجهاد التسارع فقط بل على الكعب أن يتحمل ضغوط عالية داخل مدفع الدبابة in bore pressure و التي تصل إلى اكثر من 7000 psi (باوند بالإنش المربع) .
- المتتبع Tracer/marker -
إن مهمة هذا الجزء من القذيفة هو تمكين الرامي Gunner أو قائد الدبابة Commander من تتبع خط سير الخراق إلى الهدف و هو عبارة عن كبسولة تثبت بقاعدة الخارق يستخدم بصناعتها مواد ذات ضيائية كيميائية Chemiluminescent materials كنترات الباريوم مثلاً Barium nitrate إذ تشتعل (تحترق) هذه الكبسولة عند إطلاق القذيفة مولدةً توهجاً Glow يمكن الزامي أو القائد من تحديد مكان الخارق أثناء توجهه إلى الهدف .
و يشار إلى المتتبع Tracer بالحرف T ملحقاً بالاختصار APFSDS-T و يظن البعض أن الحرف T يشير إلى أن القذيفة تستخدم خارق من التنغستن و هذا خاطئ فهو يشير إلى المتتبع Tracer/marker في حين يشار إلى القذائف التي تستخدم خوارق التنغستن بـ APFSDS-TS .
- مواد الدفع Propellant -
إن للشحنة الدافعة دور أساسي في تحديد مدى فاعلية قذائف الطاقة الحركية حيث يقع على عاتقها (إلى جانب عوامل اخرى( تحديد سرعة خروج الخارق من الفوهة Muzzle velocity و لهذا يسعى مطوروا الذخائر إلى إنتاج مواد دفع ذات كفاءة عالية High efficiencyبحيث تكون هذه المواد قادرة عند اشتعالها على توليد قوة دفع أكبر Higher propulsive force .
و طور الأمريكيين مؤخراً لقذيفتهم الأحدث M829A3 مواد دفع ذات كفاءة عالية أسموها RPD-380 و من خلالها استطاعوا أن يحصلوا على قوة دفع اكبر بنسبة 10- 15 % و حققت سرعة خروج من الفوهة لخارق القذيفة الجديدة تبلغ 1555 م/ث .
التعديل الأخير بواسطة المشرف:
