"Hypersonic Missiles" ขีปนาวุธแห่งอนาคต
มาทำความรู้จักกับมิสไซส์ความเร็วสูงกว่า 5 เท่าความเร็วเสียง ที่สามารถบินร่อนหลบหลีกก่อนวิ่งเข้าหาเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ
จรวดมิสไซส์นำวิถีความเร็วสูงเหล่านี้สามารถบรรทุกหัวรบนิวเคลียร์และนำมันไปยังเป้าหมายทั่วโลกได้ภายในเวลาไม่กี่นาทีเท่านั้น
นี่คือหนึ่งในอาวุธมหาประลัยแห่งโลกอนาคตที่กำลังจะมีใช้กันในประเทศมหาอำนาจต่าง ๆ อีกไม่นาน
ด้วยความเร็วสูงขั้นต่ำ 5 เท่าของความเร็วเสียง เป็นขีปนาวุธนำวิถีและสามารถบรรทุกหัวรบได้หลากหลายรวมถึงหัวรบนิวเคลียร์ พวกมันจึงอันตรายมาก ๆ
หลังจากที่เมื่อวานนี้เราได้ทราบประวัติของชายผู้พัฒนาจรวด V2 ที่ถือได้ว่าเป็นพ่อของขีปนาวุธในปัจจุบัน วันนี้เราจะไปยังอนาคตของขีปนาวุธที่กำลังจะเป็นจริงในเร็ววันนี้
ขั้นแรกเรามาทำความรู้จักประเภทของขีปนาวุธในปัจจุบันก่อน ซึ่งจะแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่
- Cruise Missile หรือขีปนาวุธบินร่อน ตัวอย่างที่คุ้นหูกันมากที่สุดก็คือขีปนาวุธโทมาฮอค์ก ที่อเมริกาใช้ในสงครามอ่าว ขีปนาวุธประเภทนี้จะมีเครื่องยนต์ในตัวและมีหางเสือเพื่อบังคับทิศทางตามระบบนำวิถีก่อนพุ่งเข้าสู่เป้าหมาย
ขีปนาวุธโทมาฮอค์ก
- Ballistic Missile หรือขีปนาวุธประเภททิ้งตัว ที่บอกทิ้งตัวก็คือขีปนาวุธประเภทนี้จะใช้การปล่อยตัวขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศระดับสูงด้วยเครื่องยนต์จรวด ก่อนที่จะทิ้งตัวเอาส่วนหัวรบที่ได้มีการปรับทิศทางไปยังเป้าหมายที่ต้องการ
ด้วยการอาศัยแรงโน้มถ่วงทำหน้าที่ในการเร่งความเร็วตกเข้าสู่เป้าหมาย ยิ่งยิงขึ้นสูงมากก็ยิ่งตกกลับสู่เป้าหมายด้วยความเร็วสูงมากขึ้นทำให้ยากต่อการป้องกัน แต่ทั้งนี้การบังคับทิศทางหลังการตกไม่สามารถทำได้จึงยังทำให้ฝ่ายตั้งรับยังพอจะคาดเดาจุดตกของหัวรบและทำการสกัดกั้นได้อยู่
หลักการของ Ballistic Missile
และตอนนี้ขีปนาวุธที่หลายชาติกำลังแข่งขันกันพัฒนาก็คือ Hypersonic Missiles ที่รวมข้อดีของขีปนาวุธทั้งสองแบบ นั่นคือความเร็วและความสามารถในการนำวิถีซึ่งทำให้มันเหมาะใช้เป็นทั้งอาวุธโจมตีและตั้งรับ
โดยเจ้า Hypersonic Missiles นั้นสามารถทำการปล่อยตัวแบบ Ballistic Missile ในขั้นตอนแรก หรือปล่อยจากเครื่องบินทิ้งระเบิดก็ได้ ทำให้มีความหลากหลายในการใช้งานมากขึ้น
แผนภาพของมิสไซส์ Falcon HTV-2 ที่ยิงขึ้นไปแบบ Ballistic Missile ก่อนทิ้งตัวและทำการบินร่อนแบบ Cruise Missile ด้วยความเร็วกว่า 5 เท่าของความเร็วเสียง
ซึ่งเบื้องหลังความน่ากลัวของเจ้า Hypersonic Missiles นี้มาจากเครื่องยนต์ที่เรียกว่า supersonic combustion ramjet หรือ scramjet system
กลับไปที่เครื่องยนต์ของจรวดโทมาฮอค์กก่อนหน้านี้ จะเป็นเครื่องยนต์ที่เรียกว่า Turbo fan jet engine หรือเครื่องยนต์เจ็ทในเครื่องบินที่เรารู้จักกันนั่นเอง
ส่วนประกอบของเครื่องยนต์เจ็ท
โดยเครื่องยนต์ประเภทนี้จะใช้การอัดอากาศเข้าห้องเผาไหม้ด้วยใบพัดอัดอากาศที่เรียกว่าคอมเพรสเซอร์ ก่อนจุดระเบิดและเผาไหม้เชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้และปล่อยไอก๊าซร้อนออกที่ส่วนเทอร์ไบน์เพื่อสร้างแรงขับและการหมุนของเพลาเครื่องยนต์
ซึ่งเครื่องยนต์แบบนี้หากเอาเพลาต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเราก็จะสามารถใช้ผลิตไฟฟ้าได้ ซึ่งก็จะกลายเป็นเครื่องยนต์ Gas Turbine ที่มีใช้อยู่ในโรงไฟฟ้าความร้อนร่วม (Combine Cycle power plant)
ต่อมาก็ได้มีการพัฒนาเครื่องยนต์สำหรับขีปนาวุธและอากาศยานความเร็วเหนือเสียงนั่นก็คือเครื่องยนต์ประเภทที่เรียกว่า Ramjet
แผนภาพหลักการทำงานของเครื่องยนต์ Ramjet
ตามชื่อครับ เครื่องยนต์ประเภทนี้จะไม่มีใบพัดในส่วนอัดกาศเพื่ออัดอากาศเข้าห้องเผาไหม้ เพราะด้วยความเร็วของเครื่องยนต์มันจะไล่ฮุบอากาศและบีบอัดเข้าห้องเผาไหม้เอง
เป็นการพุ่งกระแทกและฮุบเอาอากาศที่อยู่ระหว่างเส้นทางบินเข้าไปใช้งานนั่นเอง และเมื่อเกิดการเผาไหม้แล้วไอก๊าซร้อนก็จะขยายตัวปล่อยออกทางช่องไอก๊าซร้อนระบายออกเพื่อสร้างแรงขับ
เครื่องยนต์ประเภทนี้สามารถทำความเร็วได้มัค 3 ถึงมัค 6 หรือ 3-6 เท่าของความเร็วเสียง แต่ข้อเสียของเครื่องยนต์ประเภทนี้คือต้องใช้ออกซิเจนเหลวและไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงทำให้มีน้ำหนักเชื้อเพลิงที่ต้องบรรทุกมาก (น้ำหนักออกซิเจนเหลวอยู่ที่ประมาณ 70% ของน้ำหนักเชื้อเพลิงที่ต้องบรรทุกขึ้นไป
จึงเป็นที่มาของการพัฒนาเครื่องยนต์ Scramjet ที่หลักการทำงานคล้ายกับ Ramjet แต่ด้วยการออกแบบด้านอากาศพลศาสตร์ของท่ออากาศเข้า, ส่วนรีดอากาศและท่อไอร้อนออก ทำให้สามารถอัดอากาศเข้าผสมกับเชื้อเพลิงไฮโดรเจนตรง ๆ ในห้องเผาไหม้ได้เลย
แผนภาพหลักการทำงานของเครื่องยนต์ Scramjet
ซึ่งทำให้น้ำหนักบรรทุกเชื้อเพลิงน้อยกว่าเครื่องยนต์ Ramjet มาก และทำให้สามารถทำความเร็วไปได้ถึงมัค 10 (ทางทฤษฏี)
ทั้งนี้หากอากาศยานเคลื่อนที่ผ่านอากาศด้วยความเร็วตั้งแต่มัค 3 ขึ้นไปอุปกรณ์อัดอากาศเข้าห้องเผาไหม้แบบใช้ใบพัดก็จะไม่มีความจำเป็นแล้วเพราะเครื่องยนต์จะสามารถฮุบเอาอากาศเข้าห้องเผาไหม้ได้เองด้วยความเร็วพุ่งกระแทก
ภาพเปรียบเทียบโครงสร้างของเครื่องยนต์ทั้ง 3 ประเภท
แล้วทำไมเราไม่ใช้แต่เครื่องยนต์ Scramjet ละ??
คำตอบคือขีปนาวุธหรืออากาศยานต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วขั้นต่ำ 4.5 เท่าความเร็วเสียงที่เพดานบินประมาณ 30 กิโลเมตรจากพื้นก่อนเครื่องยนต์ถึงจะทำงานได้ ดังนั้นจึงต้องมีการเร่งความเร็วด้วยเครื่องยนต์อื่นเสียก่อน
แนวทางที่ทำได้สำหรับ Hypersonic Missiles ก็คือมีเครื่องยนต์ที่ทำงานได้ 2 โหมดคือ Ramjet ในช่วงแรกเพื่อเร่งความเร็วเข้าสู่ช่วง Scramjet ก่อนที่จะสลับการทำงานมาในโหมด Scramjet
หรืออีกวิธีก็คือการยิงขึ้นไปแบบ Ballistic Missile แล้วค่อยเริ่มร่อนในช่วงทิ้งตัวที่ตัวมิสไซส์เริ่มมีความเร็วถึงที่เครื่องยนต์ Scramjet จะทำงานได้
แผนภาพด้านบนแสดงถึงช่วงความเร็วอากาศยานที่เครื่องยนต์ประเภทต่าง ๆ ทำได้ โดยเริ่มไล่จากเครื่อง GE CF6 ที่ใช้ในเครื่องบินโบอิ้ง 747 ,เครื่อง Olympus ของโรลส์ รอยซ์ ที่ใช้ในเครื่องบินคอนคอร์ดนั้นต้องมีระบบ After burner ถึงจะทำความเร็วได้ถึงมัค 2
ส่วนเครื่อง J58 ของ Pratt & Whitney ที่ใช้ในเครื่อง SR-71 Black Bird นั้นสามารถทำความเร็วได้มากกว่ามัค 3 และหลังจากนี้ก็ต้องเปลี่ยนไปใช้เครื่องยนต์ Ramjet และ Scramjet ตามลำดับ ส่วนเครื่องยนต์จรวดนั้นไม่มีข้อจำกัดไปได้สุดถ้ามีเชื้อเพลิงพอ
ปัจจุบันการพัฒนาขีปนาวุธ Hypersonic Missiles นั้นมีแข่งกันหลายชาติทั้งอเมริกา จีน รัสเซีย หรือแม้แต่อินเดีย โดยสถิติความเร็วสูงสุดที่ทดสอบสำเร็จแล้วนั้นสามารถทำความเร็วได้ถึงมัค 5 แล้ว
An X-51A WaveRider ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ที่ติดตั้งบนเครื่องบินทิ้งระเบิด B-52 ก่อนขึ้นทำการยิงทดสอบ
โดยอเมริกานั้นมีแผนการทดสอบยิง Hypersonic Missiles ในปี 2021 ในขณะที่รัสเซียและจีนนั้นอ้างว่าตนได้ถือครองเทคโนโลยีของ Hypersonic Missiles ที่พร้อมใช้งานภายในปี 2020
ซึ่งสร้างความตึงเครียดให้ชาติมหาอำนาจทั้ง 3 เพราะไม่ใช่แค่ว่าใครพัฒนาได้สำเร็จก่อนกัน แต่คำถามคือ จะป้องกันเจ้า Hypersonic Missiles ได้อย่างไร??
ปัจจุบันยังไม่มีแนวคิดที่เข้าเค้าในการรับมือกับอาวุธมหาประลัยตัวนี้ ถ้าหากมีการพัฒนาสำเร็จนั่นหมายถึงขีปนาวุธนิวเคลียร์ที่ไม่มีทางป้องกันได้และสามารถวิ่งมาถึงเป้าหมายได้ภายในเวลาไม่กี่อึดใจ
ลองนึกภาพระเบิดนิวเคลียร์ที่วิ่งด้วยความเร็ว 2 กิโลเมตรต่อวินาที คุณจะหยุดมันยังไง??
ถ้าหากมีชาติใดทำสำเร็จได้ก่อนย่อมจะส่งผลต่อสมดุลย์อำนาจทางทหารได้เลยทีเดียว ยิ่งปัจจุบันความขัดแย้งระหว่าง จีน-อเมริกา-รัสเซีย ก็ยังมีข่าวให้เห็นได้อยู่ทุกวัน
แต่จริง ๆ เครียดไปก็ทำอะไรไม่ได้ หวังว่าเขาคงไม่เอามายิงบ้านเราหรอกเนาะ 😅
Source:
- 37
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
