مرحبا بك في منتدى الشرق الأوسط للعلوم العسكرية

[Mohamed M78]

هل ستكون الكهرومغناطيسية هي المسحوق الأسود للقرن الحادي والعشرين؟​

من فضلك, تسجيل الدخول أو تسجيل لعرض المحتوي!

أدى وصول مسحوق أسود من أوروبا ، وهو خليط شديد الانفجار وطارد للحرارة من الكبريت ونترات البوتاسيوم (نترات البوتاسيوم) والفحم ، الذي أدخله المغول في القرن الثالث عشر ولكنه استخدم في الصين منذ القرن السابع ، إلى ثورة سريعة وعميقة في البلاد. التقنيات العسكرية ، وكذلك في التكتيكات والاستراتيجيات.

سرعان ما تم استبدال Ballistas و Scorpions بالمدافع والقنابل ، حيث استبدل الجنود الأقواس والأقواس بأول أسلحة نارية محمولة ، مما أدى إلى أكثر من 2000 عام من التكنولوجيا العسكرية إلى نهايتها في قرنين فقط.
بعد 800 عام ، لا يزال البارود في قلب الاشتباكات الحديثة ، ويشكل جزءًا من جميع المعدات القتالية تقريبًا ، بدءًا من بندقية المشاة الهجومية أو المدفع على متن الطائرات المقاتلة ، وأنظمة المدفعية ، سواء البحرية أو البرية. لكن التقدم الذي تم إحرازه في السنوات الأخيرة فيما يتعلق بإتقان القوة الكهرومغناطيسية يمكن أن يكون ثوريًا تمامًا مثل وصول البارود أو محرك الاحتراق الداخلي أو الترانزستور الأول.

أدى وصول الأفواه الأولى أو إطلاق النار إلى أوروبا إلى إحداث ثورة عميقة في الإستراتيجية والتقنيات العسكرية.
الكهرومغناطيسية هي أحد التفاعلات الأولية الأربعة التي حددتها الفيزياء الحديثة ، مع التفاعل القوي الذي يسمح بوجود المادة ، والتفاعل الضعيف الذي يولد النشاط الإشعاعي وأشعة بيتا ، والجاذبية المعروفة من الجميع. وهي أيضًا واحدة من أقوىها ، لأنها إذا كانت أضعف 100 مرة من التفاعل القوي ، فإنها تظل أقوى 1000 مرة من التفاعل الضعيف ، و 10 (قوة) 36 أقوى من الجاذبية.
يعتمد على التفاعلات والقوى التي تنطبق بين الجسيمات المشحونة كهربائيًا. بدون الخوض في التفاصيل ، هذه القوة هي ، من بين أمور أخرى ، في قلب جميع المحركات أو المولدات الكهربائية ، ولكن أيضًا في موجات الراديو أو الضوء أو تشغيل البوصلات.

إن التقدم التكنولوجي والنظري الذي تم إحرازه في السنوات الأخيرة يجعل من الممكن الآن اتخاذ خطوة جديدة ، وفتح الطريق أمام تطبيقات عسكرية جديدة قادرة على إحداث تحولات عميقة ودائمة في المعدات والعقائد.

المدافع الكهرومغناطيسية​

مبدأ المدفع الكهرومغناطيسي بسيط نسبيًا: فبدلاً من دفع القذيفة عن طريق زيادة الضغط الناتج عن احتراق البارود في فوهة البندقية ، يتم تسريع القذيفة بواسطة مجال كهرومغناطيسي قوي جدًا. لا توجد في الواقع تقنية واحدة ، بل تقنيتان للمدفع الكهرومغناطيسي:

• le مدفع مغناطيسي، أو مدفع غاوس ، يستخدم المجال المغناطيسي الناتج عن الملفات المحيطة بالبراميل لتسريع قذيفة مشحونة كهربائيًا ، إما عن طريق الجذب أو التنافر. تم تجربة هذه التكنولوجيا منذ بداية القرن ، ولكن لها العديد من القيود. من ناحية أخرى ، إنها تقنية مشابهة تُستخدم في المقاليع الكهرومغناطيسية EMALS لحاملة الطائرات الأمريكية يو إس إس جيرالد فورد.
• Le مدفع كهربائي، أو المدفع الكهرومغناطيسي ، يستخدم قانون لابلاس من خلال استغلال القوة الناتجة عن المجال المغناطيسي على موصل كهربائي. يُنشئ قضيبان مجالات مغناطيسية متعارضة ، ويدفعان الموصل الذي يكمل الدائرة بين الدائرتين. أولئك الذين أجروا BAC علميًا سيتذكرون القوة الموجهة وفقًا للمجالات المغناطيسية واتجاه التيار ، والممثلة بـ "أصابع اليد اليمنى الثلاثة" الشهيرة.

من الواضح أن المدفع الكهربائي هو الذي يركز على معظم البحث اليوم. وهكذا ، فإن اختبارات البحرية الأمريكية خلال 2010s ، جعلت من الممكن الوصول إلى سرعة خروج كمامة أكبر من Mach 7 للوصول إلى هدف 5m2 عند 160 كم ، ويقدر المهندسون أنه من خلال الوصول إلى سرعة Mach 10 ، سيكون من الممكن الوصول إلى أهداف بعيدة من المروج بطول 400 كم. جاءت الصين كمفاجأة في عام 2018 عندما تم تسريب صور لمدفع كهرومغناطيسي مثبت على سفينة نقل دبابات.
في وقت لاحق ، أكدت بكين أن الأمر يتعلق بالفعل باختبار نموذج Railgun الخاص بها ، وأن الوحدات البحرية الأولى المجهزة بهذا السلاح ، وربما الجيل الثاني من طرادات Type 055 ، ستدخل الخدمة في عام 2025.

النموذج الأولي للبحرية الأمريكية Railgun
بالإضافة إلى نطاقه الكبير ، فإن Railgun يؤدي أيضًا إلى إطلاق كبير جدًا للطاقة الحركية عند الاصطدام ، مما يجعل من الممكن إحداث ضرر كبير جدًا على الهدف دون استخدام المتفجرات. من ناحية أخرى ، فإن سرعته الأولية العالية تجعله سلاحًا مناسبًا للحرب المضادة للصواريخ ، حتى لمواجهة الصواريخ التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. ومع ذلك ، لا تزال التكنولوجيا لها عيوب.
أولاً ، يتطلب قدرًا كبيرًا جدًا من الطاقة الكهربائية ، مما يعيق بشكل طبيعي استخدامها في ناقلات غير المباني السطحية الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يطلق الكثير من الحرارة ، مما يسبب إجهادًا هيكليًا كبيرًا للبرميل ، ولكنه أيضًا ينبعث منه قدرًا ضئيلًا جدًا من حرية التصرف ، خاصةً ضد أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء التي أصبحت الآن وفيرة.

فاجأ ظهور أول رايل غون صيني في عام 2018 حتى كبار المتخصصين الدفاعيين في البلاد
ومع ذلك ، ربما تمثل Railgun اليوم أفضل بديل لزيادة عدد الصواريخ على متن سفينة قتالية. بفضل القوة النارية الكبيرة المقترنة بالدقة العالية والقدرة العالية على حمل الذخيرة بتكلفة أقل ، فإنها تشكل مسارًا تكنولوجيًا مهمًا لمواجهة أنظمة منع الوصول. الصين ليست مخطئة هناك ، وهي تطور بنشاط مدفعها الكهرومغناطيسي الخاص بها ، تمامًا مثل روسيا أو تركيا أو اليابان. تمول فرنسا المرتبطة بألمانيا برنامجًا في هذا المجال ، دون الإعلان عن جهد كبير لاكتساب كل المعرفة.

البلازما الواقية​

البلازما عبارة عن سائل شديد التأين (غازي أو سائل) ، وبالتالي فهي قادرة على التفاعل بقوة مع بلازما أخرى ، أو جزيئات مشحونة كهربائيًا. بناءً على هذه الملاحظة ، طور المهندسون الأمريكيون تقنية حماية البلازما ، القادرة على تحييد البلازما النفاثة المكونة من المعدن المنصهر والغازات شديدة الحرارة الناتجة عن انفجار شحنة مشكلة ، مصممة لاختراق الدروع.

على عكس بلاطات الدروع التفاعلية التي تزود الآن غالبية المركبات المدرعة الثقيلة ، والتي تحيد الشحنة المجوفة عن طريق خلق ضغط زائد وموجة صدمة معاكسة لطائرة البلازما ، تتيح هذه التقنية تغطية مساحات كبيرة دون زيادة كبيرة في وزن الناقل. بالإضافة إلى ذلك ، حيث يتم الآن مواجهة الطوب التفاعلي برؤوس حربية ذات شحنة ترادفية ، والتي تطلق شحنة ثانية بمجرد إزالة الطوب التفاعلي ، يكون استخدام حماية البلازما فعالاً بغض النظر عن عدد الاصطدام ، على الأقل من الناحية النظرية.
لسوء الحظ ، كما هو الحال في كثير من الأحيان مع الكهرومغناطيسية ، تتطلب هذه التقنية طاقة كهربائية كبيرة ، أكبر من أن تُستخدم في مركبة مصفحة. بالإضافة إلى ذلك ، يفترض أنه يحتوي على البلازما الدفاعية بين قوقعتين ، وقشرة خارجية مصممة لتكون "مثقوبة" ، وقشرة داخلية مصممة للحماية ، وكلاهما ضروري لاحتواء البلازما الدفاعية نفسها. ولكن إذا كان هذا القيد يلغي ، في الوقت الحالي على الأقل ، المركبات المدرعة ، فإنه يتوافق تمامًا مع التصميم الحالي للسفن الحربية ، ولا سيما للحماية من الطوربيدات باستخدام الرؤوس الحربية ذات الشحنة المشكلة بدقة. وهكذا تم تصميم DAPS ، لنظام حماية الدرع الديناميكي ، والذي يجهز الفئة الجديدة من حاملة الطائرات جيرالد فورد التابعة للبحرية الأمريكية.

تقوم حاملة الطائرات النووية جيرالد فورد بتنفيذ درع حماية من البلازما لمواجهة الطوربيدات المجهزة بشحنات مشكلة
في حين أنه من المحتمل أن تستفيد السفن الأخرى في المستقبل القريب ، سواء أكانت أمريكية أم لا ، من هذا النوع من حماية البلازما ، إلا أن الأبحاث جارية لتوسيع نطاق استخدامها. وهكذا ، في عام 2015 ،

من فضلك, تسجيل الدخول أو تسجيل لعرض المحتوي!

التي يمكن تركيبها على الطائرات أو المركبات الأرضية.

الدفع الكهرومغناطيسي​

من بين أكثر التطبيقات المنتظرة والواعدة فيما يتعلق بالكهرومغناطيسية ، تلك المتعلقة بالدفع هي التي توفر أكبر قدر من القدرات التخريبية ، لدرجة القدرة على خلق عصر تكنولوجي جديد بمفردها. يمكن أن يعتمد استغلال القوى الكهرومغناطيسية لدفع المركبات على العديد من التقنيات ، ولكن فيما يتعلق بالتطبيقات الدفاعية ، فإن اثنتين منها تمثلان أعظم الإمكانات: محرك EMDrive ومسرع MHD.

نظام EMDrive ، الكأس المقدسة لغزو الفضاء​

إن محرك EMDrive هو قبل كل شيء إقرار باستحالة مادية. وفقًا لقانون الحفاظ على الزخم ، من المستحيل أن تتسارع المادة الصلبة من تلقاء نفسها (بدون مساعدة من قوة خارجية) دون أن تتناقص كتلتها. هذا هو السبب في أن الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية تستخدم نفاثات من الغاز أو البلازما لتعديل مسارها. وهذا القانون له عيوب كثيرة ، لا سيما فيما يتعلق بغزو الفضاء ، لأن المركبة يمكنها فقط ، بشكل تخطيطي ، أن تتطور ، أو تتسارع ، بما يتناسب مع احتياطياتها من المادة ، وغالبًا ما تكون غازًا ، ليتم طردها. لكن مع EMDrive ، الأمور مختلفة تمامًا.

رسم تخطيطي لتشغيل محرك EMDrive وفقًا لوكالة ناسا
في الواقع ، فإن Emdrive ، وهو اختصار لـ ElectroMagnetic Drive ، يخلق دفعة ، ضعيفة ولكنها حقيقية ، والتي قد تنتج عن مجال مغناطيسي قوي للغاية ، دون الحاجة إلى إضافة مادة إليه. لذلك انتهت مشكلة نقل الغاز أو البلازما. ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا تجعل من الممكن الآن إنتاج الطاقة الكهربائية بسهولة ، لا سيما باستخدام مفاعل نووي. في الواقع ، من خلال إتقان تقنية EMDrive ، سيكون من الممكن إنشاء محرك قادر على تسريع المركبات الفضائية إلى سرعات أكبر بكثير من تلك التي يمكن الوصول إليها اليوم ، ووضع القمر على بعد 3 ساعات فقط من الأرض ، مقابل 3 أيام اليوم ، ومارس في 3 أيام مقابل أكثر من 3 أشهر. بعبارة أخرى ، سيفتح نظام EMDrive مجالًا جديدًا تمامًا من الاستكشاف ، ولكن أيضًا للتطبيق ، لأولئك الذين يتقنونه ، مما يجعل النظام الشمسي بأكمله في متناول الأرض في وقت قصير جدًا.

كما كان من قبل ، احتلت دولتان زمام المبادرة في هذه التكنولوجيا ، وهما الولايات المتحدة والصين. أعلن كلاهما عن عرض تشغيل EMDrive ، وحتى أنهما طورا أول محرك تجريبي. لكن في الوقت الحالي ، لم يتم العثور على تطبيق لهذا البحث. ومع ذلك ، فمن المحتمل أنه في العقد القادم ، سيشكل محرك EMDrive تحديًا تقنيًا واستراتيجيًا كبيرًا لغزو الفضاء.

مسرع MHD ، البديل المأمول​

إذا فتح محرك EMDrive الأبواب لغزو جديد للفضاء ، فإن المسرع الديناميكي المغنطيسي يفتح إمكانيات هائلة للعديد من المجالات الواقعية. تتيح هذه التقنية تسريع مائع موصل ، سواء كان غازيًا على شكل بلازما ، أو سائلًا مثل ماء البحر ، تحت تأثير مجال مغناطيسي قوي. إذا كان هذا يذكرك بغواصة أكتوبر الروائية Tom Clancy's Red October ، فهذا متوقع ، لأنها بالضبط أحد تطبيقات مسرع MHD.

ولكن هناك العديد من الأشياء الأخرى ، بدءًا من دفع المركبات الفضائية مثل الدفع الأيوني الكهروستاتيكي أو دفع البلازما الكهرومغناطيسي ، الذي تستخدمه بالفعل بعض مجسات الاستكشاف ، إلى كسر الجدار الحراري للمركبات الهوائية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت.

أكتوبر الأحمر ، الذي تخيله الروائي توم كلانسي ، كان عبارة عن غواصة نووية مزودة بنظام هيدروغناطيسي تحت سقف يسمى "كاتربيلر" ، أو كاتربيلر ، مما يجعل الغواصة عمليا غير قابلة للكشف.
على عكس محرك EMDrive ، الذي لا يتطلب تسريع تشغيل أي مادة ، يعتمد مسرع MHD على هذه المادة ، في شكل سائل ، والذي يُعرف بأنه متوفر بكثرة على الأرض. في الواقع ، تعد تطبيقات هذه التكنولوجيا قبل كل شيء واعدة جدًا لتحسين تقنيات النقل الجوي والبحري ، والتي من الواضح أن لها آثارًا استراتيجية من وجهة نظر عسكرية.

هذا على وجه الخصوص هو بديل لمحركات الاحتراق الحالية ، والتي من المعروف أنها ملوثة للغاية. ولكن كما هو الحال مع جميع التقنيات الكهرومغناطيسية ، يتطلب مسرع MHD مجالًا كهرومغناطيسيًا قويًا ، وبالتالي احتياطيًا كبيرًا من الطاقة الكهربائية. التقدم المحرز في تصغير المفاعلات النووية ، أو في مجال البطاريات ، يجعل التطبيقات الضخمة الأولى لهذه التكنولوجيا أقرب في كل مرة.

أسلحة النبض الكهرومغناطيسي​

لننهي هذه النظرة العامة على التطبيقات التكنولوجية للكهرومغناطيسية باستخدام أشهر سلاح يستخدم هذه القوة ، ألا وهو أسلحة النبضات الكهرومغناطيسية. مبدأهم بسيط ، ومعروف منذ عدة عقود: إنشاء مجال كهرومغناطيسي قوي في الغلاف الجوي يضر وغالباً ما يدمر المعدات الكهربائية والإلكترونية داخل محيط التأثير. بدون قتل أي شخص بشكل مباشر ، من المحتمل أن يؤدي سلاح النبض الكهرومغناطيسي إلى إلحاق أضرار جسيمة بالاقتصاد والتنظيم الاجتماعي لمدينة كبيرة ، أو حتى دولة من خلال استهداف منشآت حيوية معينة.

ومع ذلك ، فإن أسلحة النبض الكهرومغناطيسي تعاني من العديد من الإعاقات. أولاً ، تتناقص قوة النبضة الكهرومغناطيسية بسرعة كبيرة أثناء تحركها بعيدًا عن النبضة الأولية ، وفقًا لمربع المسافة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون قوة المجال الكهرومغناطيسي قوية بشكل خاص لإتلاف المعدات الإلكترونية أو الكهربائية.
تذكر أن غالبية المعدات الحالية تولد مجالات كهرومغناطيسية منخفضة الطاقة ، والتي لا تؤثر على تشغيل المعدات الأخرى ، إلا إذا كانت قريبة جدًا. وبالتالي ، يمكن أن يتداخل مجفف الشعر البسيط مع استقبال جهاز البلوتوث إذا كان قريبًا جدًا وقويًا بشكل خاص ، ولكن من المحتمل أنه سيتعارض قبل كل شيء مع استخدامه بسبب الضوضاء ...

لا تزال أسلحة النبضات الكهرومغناطيسية تعتمد بشكل أساسي على استخدام تفجير نووي عالي القدرة في الطبقات العالية جدًا من الغلاف الجوي.
أخيرًا ، يتطلب توليد مثل هذا المجال الكهرومغناطيسي ، حتى في شكل نبضة ، كمية كبيرة جدًا من الطاقة. إذا كانت الذخيرة الصغيرة تحمل شحنات كهرومغناطيسية ، على سبيل المثال ، لتدمير المعدات الإلكترونية في دائرة نصف قطرها بضع عشرات من الأمتار ، فإن السلاح الوحيد القادر على خلق موجة كهرومغناطيسية قوية بما يكفي لتحييد الأنظمة الإلكترونية في مدينة كبيرة هو سلاح نووي.
والواقع أن الاعتبارات المتعلقة بالاستخدام تتجاوز بكثير الإطار البسيط للأسلحة التقليدية. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن عدة دول أعلنت أنها أطلقت برامج تهدف إلى تطوير أسلحة قوية غير نووية من النبضات الكهرومغناطيسية ، مع رغبة واضحة في الحصول على بديل استراتيجي للأسلحة النووية.

في الختام​

كما نرى ، تشكل التطبيقات التكنولوجية المختلفة للكهرومغناطيسية اليوم قضايا إستراتيجية رئيسية في السباق التكنولوجي الجديد بين الدول الكبرى. يبدو أن هناك دولتان تقودان السباق في جميع مجالات التطبيق تقريبًا ، الولايات المتحدة والصين. وإذا حاولت بعض الدول البقاء على اتصال ، فيمكننا فقط ملاحظة الوجود الضعيف للغاية للأوروبيين في هذه المناطق.
من وجهة نظر عسكرية ، يجدون تطبيقات في الركائز الثلاث الرئيسية للعمل المسلح: الهجوم بمسدسات RailGuns وأسلحة النبضات الكهرومغناطيسية ، والدفاع ببلازما الحماية ، والحركة باستخدام EMDrive ومسرع MHD. بعبارة أخرى ، إذا ابتعد الأوروبيون عن هذه المناطق الاستراتيجية ، فلن يكون تخفيض رتبة القوات المسلحة مهمًا فحسب ، بل سيكون هائلاً ، ومعهم ، هو مستوى الدول الأوروبية نفسها.

كما قررت فرنسا ، في الخمسينيات من القرن الماضي ، تطوير قوة ردع نووية مستقلة من أجل الحفاظ على استقلالها الاستراتيجي وثقلها الدولي ، يبدو أنه من المحتمل ، بعيدًا عن الذكاء الاصطناعي أو شبكات الاتصال ، أن الكهرومغناطيسية هي التي ستشكل بالفعل حجر الزاوية في التسلسل الهرمي التكنولوجي للدول بحلول نهاية القرن.

من فضلك, تسجيل الدخول أو تسجيل لعرض المحتوي!