زعنفة الشبكة

الزعانف الشبكية (أو الزعانف المتشابكة ) هي نوع من أسطح التحكم في الطيران تُستخدم في الصواريخ والقنابل ، وأحيانًا بدلاً من أسطح التحكم التقليدية، مثل الزعانف المستوية . طُوّرت هذه الزعانف في خمسينيات القرن الماضي على يد فريق بقيادة سيرجي بيلوتسيركوفسكي ^{[ 1 ]} ، واستُخدمت منذ سبعينيات القرن الماضي في تصاميم صواريخ باليستية سوفيتية مختلفة ، مثل SS-12 سكيلبورد ، وSS-20 سيبر ، وSS-21 سكاراب ، و SS-23 سبايدر ، و SS-25 سيكل ، بالإضافة إلى الصاروخ N-1 (الصاروخ المُعدّ لبرنامج الفضاء السوفيتي ). ولذلك، يُشار إليها في روسيا غالبًا باسم زعانف بيلوتسيركوفسكي الشبكية.

كما تم استخدام الزعانف الشبكية في الصواريخ والقنابل التقليدية مثل صاروخ Vympel R-77 جو-جو ؛ وعائلة صواريخ كروز 3M-54 Klub (SS-N-27 Sizzler) ؛ والقنبلة الأمريكية التقليدية ذات القوة التدميرية الهائلة MOAB، وفي أجهزة متخصصة مثل نظام التسليم Quick-MEDS وكجزء من نظام الهروب من الإطلاق لمركبة الفضاء سويوز .

في عام 2014، اختبرت شركة SpaceX زعانف شبكية على مركبة اختبار تجريبية للمرحلة الأولى من صاروخها القابل لإعادة الاستخدام Falcon 9 ، ^{[ 2 ]} وفي 21 ديسمبر 2015 تم استخدامها خلال الجزء الجوي عالي السرعة من إعادة الدخول للمساعدة في توجيه المرحلة الأولى التجارية من صاروخ Falcon 9 للعودة إلى الأرض لأول هبوط ناجح لمعزز مداري في تاريخ رحلات الفضاء .

ظهرت المرحلة الأولى من صاروخ هايبربولا-1 التابع لشركة i-Space الصينية الخاصة في 25 يوليو 2019 مزودة بزعانف شبكية قابلة للتوجيه للتحكم في الوضع.

في 25 يوليو 2019، أطلقت الصين نسخة معدلة من صاروخ لونغ مارش 2 سي، والتي تميزت بزعانف شبكية أعلى المرحلة الأولى لإعادة دخول المرحلة الصاروخية المستهلكة بشكل متحكم فيه بعيدًا عن السكان في المدن والبلدات المجاورة. ^{[ 3 ]}

تتخذ الزعانف المسطحة التقليدية شكل أجنحة مصغرة . في المقابل، تتكون الزعانف الشبكية من شبكة من الأسطح الديناميكية الهوائية الأصغر حجماً مرتبة داخل صندوق. وقد أدى مظهرها أحياناً إلى تشبيهها بهراسة البطاطس أو مكاوي الوافل .

يمكن طي الزعانف الشبكية، ودفعها للأمام (أو للخلف)، على جسم الصاروخ الأسطواني بشكل مباشر ومُحكم أكثر من الزعانف المستوية، مما يسمح بتخزين السلاح بشكل أكثر إحكامًا؛ وهذا أمر بالغ الأهمية عند إطلاق الأسلحة من أنبوب أو للمركبات التي تخزن الأسلحة في حجرات داخلية، مثل الطائرات الشبحية . وعمومًا، تميل الزعانف الشبكية للأمام/للخلف بعيدًا عن جسم الصاروخ بعد فترة وجيزة من ابتعاده عن المركبة المُطلقة.

تتميز الزعانف الشبكية بوتر أقصر بكثير (المسافة بين الحافة الأمامية والخلفية للسطح) مقارنةً بالزعانف المستوية، لأنها في الواقع عبارة عن مجموعة من الزعانف القصيرة المثبتة بشكل متوازٍ. ويؤدي قصر الوتر إلى تقليل عزم الدوران المؤثر على آلية التوجيه بفعل تدفق الهواء عالي السرعة، مما يسمح باستخدام مشغلات زعانف أصغر ، وتجميع ذيل أصغر بشكل عام.

تؤدي الزعانف الشبكية أداءً ممتازًا عند السرعات دون الصوتية وفوق الصوتية، لكنها تُظهر أداءً ضعيفًا عند السرعات الانتقالية ؛ إذ يتسبب التدفق في تكوّن موجة صدمية عمودية داخل الشبكة، مما يؤدي إلى مرور جزء كبير من تدفق الهواء حول الزعنفة بدلًا من المرور عبرها، وبالتالي توليد مقاومة موجية كبيرة. عند أرقام ماخ العالية ، تتدفق الزعانف الشبكية بسرعة تفوق سرعة الصوت تمامًا، مما يوفر مقاومة أقل وقدرة أكبر على المناورة مقارنةً بالزعانف المستوية.

تُستخدم الزعانف الشبكية في صاروخ فالكون 9 التابع لشركة سبيس إكس لزيادة دقة التحكم في موقع هبوط المركبات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام . وبذلك، تُساعد هذه الزعانف الصاروخ على الهبوط بدقة عالية على منصة الهبوط أو على سفينة الإنزال الفضائي ذاتية التشغيل . ويُعدّ تطوير الزعانف الشبكية جزءًا من برنامج تطوير أنظمة الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام التابع لشركة سبيس إكس، والذي بدأ العمل به منذ عام 2012. أُجري أول اختبار طيران فائق السرعة باستخدام الزعانف الشبكية في فبراير 2015، ثم استُخدمت هذه الزعانف لاحقًا في جميع عمليات الهبوط التجريبية لصاروخ فالكون 9 القابل لإعادة الاستخدام، وفي نهاية المطاف، بعد ديسمبر 2015، في عدد متزايد من عمليات الهبوط والاستعادة الناجحة للمرحلة الأولى.

استمر تطوير تصميم زعانف فالكون 9 الشبكية حتى عام 2017. أعلن إيلون ماسك، الرئيس التنفيذي لشركة سبيس إكس، في أوائل عام 2017 أن نسخة جديدة من زعانف فالكون 9 الشبكية ستُحسّن من إمكانية إعادة استخدام مركبات الشركة. وقد قدّمت فالكون 9 بلوك 5 زعانف شبكية جديدة من التيتانيوم مصبوبة ومقطوعة ^{[ 4 ]} . وكان ماسك قد أشار إلى أن زعانف فالكون 9 الأصلية كانت مصنوعة من الألومنيوم . وتتعرض هذه الزعانف لدرجات حرارة تقترب من حدود قدرتها القصوى على التحمل أثناء دخول الغلاف الجوي والهبوط، ولذلك طُليت زعانف الألومنيوم بنظام حماية حرارية قابل للتآكل. وقد اشتعلت النيران في بعض زعانف الألومنيوم الشبكية أثناء عملية الدخول والهبوط. وتم استبدال هذه الزعانف بأخرى من التيتانيوم، مما مكّن من تحسين التحكم في الصاروخ وزيادة قدرة الحمولة على الوصول إلى المدار، وذلك بالسماح لفالكون 9 بالتحليق بزاوية هجوم أعلى . ^{[ 5 ]} تم ترك زعانف شبكة التيتانيوم الأكبر حجمًا والأكثر متانة بدون طلاء وتم اختبارها لأول مرة في يونيو 2017. وهي تستخدم في جميع المراحل الأولى القابلة لإعادة الاستخدام من طراز Block 5 Falcon 9 منذ أواخر عام 2017. ^{[ 6 ]}

• 
  الزعانف الشبكية (المطوية هنا مقابل غطاء الحمولة ) هي جزء من نظام الهروب من الإطلاق لمركبة سويوز الفضائية .
• 
  زعانف شبكية مطوية على مركبة لونغ مارش 2F مصممة لنقل مركبة شنتشو الفضائية المأهولة .
• 
  زعانف شبكية مخزنة على قاعدة صاروخ باليستي من طراز SS-20
• 
  زعانف شبكية على صاروخ فالكون 9 التابع لشركة سبيس إكس. وهي توجه المرحلة الأولى من الصاروخ أثناء الهبوط.
• 
  أول اختبار للزعانف الشبكية بواسطة شركة سبيس إكس خلال اختبار الهبوط المتحكم به لصاروخ فالكون 9 في 11 فبراير 2015.
• 
  تم نشر زعانف الشبكة في قسم المعزز الثقيل للغاية من مركبة ستار شيب التابعة لشركة سبيس إكس

• زعانف شبكية للصواريخ، Aerospaceweb.org
• مجموعة تكنولوجيا الأسلحة التقليدية، مركز المعلومات التقنية للدفاع
• "إنها الضربة الكبرى"، مجلة أسبوع الطيران، مؤرشفة بتاريخ 27 سبتمبر 2007 على موقع Wayback Machine
• كلوب (SS-N-27) ASCM، Bharat-Rakshak.com
• قنبلة ذكية صغيرة ذات مدى موسع، مختبر أبحاث القوات الجوية
• صاروخ طبي جاهز للإطلاق، DefenseTech.org
• الاستقرار المرن الهوائي لنظام خرطوم التزود بالوقود الجوي المزود بزعانف شبكية ديناميكية هوائية