مركبة تجريبية لتكنولوجيا فرط صوتية

الطائرة التجريبية HSTDV هي طائرة بدون طيار تعمل بمحرك نفاث فرط صوتي، مصممة للتحليق بسرعة تفوق سرعة الصوت . يجري تطويرها لتكون مركبة حاملة للصواريخ فرط الصوتية وصواريخ كروز بعيدة المدى، وستكون لها تطبيقات مدنية متعددة، بما في ذلك إطلاق الأقمار الصناعية الصغيرة بتكلفة منخفضة. يُشرف على برنامج HSTDV منظمة البحث والتطوير الدفاعية (DRDO). [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

مقدمة

تمضي الهند قدماً في تطوير معدات الاختبار الأرضية والجوية كجزء من خطة طموحة لصاروخ كروز فرط صوتي . [ 4 ]

يهدف مشروع مركبة العرض التوضيحي لتكنولوجيا فرط الصوت (HSTDV) التابع لمختبر أبحاث وتطوير الدفاع إلى تحقيق طيران ذاتي بمحرك نفاث فرط صوتي لمدة 20 ثانية، باستخدام معزز إطلاق صاروخي يعمل بالوقود الصلب. كما ستساهم هذه الأبحاث في تعزيز اهتمام الهند بمركبات الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام. ويتمثل الهدف النهائي في الوصول إلى سرعة 6 ماخ على ارتفاع 32.5  كيلومترًا (20  ميلًا). [ 2 ] [ 5 ]

تهدف اختبارات الطيران الأولية إلى التحقق من ديناميكيات الهواء للمركبة الجوية، بالإضافة إلى خصائصها الحرارية وأداء محركها النفاث فائق السرعة (سكرمجت). عُرض نموذج أولي للمركبة HSTDV في معرض Aero India في بنغالورو في فبراير (انظر الصورة)، ويقول إس. بانيرسيلفام، مدير مشروع DRDO، إن المهندسين يهدفون إلى بدء اختبارات طيران نموذج كامل الحجم يعمل بمحرك نفاث فائق السرعة بقوة دفع 1300 رطل في المستقبل القريب. [ 6 ]

التصميم والتطوير

صورة تخيلية لمركبة رحلات بحرية من طراز HSTDV.

تم الانتهاء من تصميم تركيب هيكل الطائرة مع المحرك في عام 2004. [ 7 ]

في مايو 2008، قال الدكتور سارسوات:

مشروع HSTDV، الذي نهدف من خلاله إلى إثبات كفاءة محرك سكرام-جت على ارتفاع يتراوح بين 15 و20 كيلومترًا، لا يزال قيد التنفيذ. في إطار هذا المشروع، نعمل على تطوير مركبة فرط صوتية تعمل بمحرك سكرام-جت. تُعد هذه التقنية ذات استخدام مزدوج، إذ ستُستخدم عند تطويرها في تطبيقات مدنية متعددة. يمكن استخدامها لإطلاق الأقمار الصناعية بتكلفة منخفضة، كما ستكون متاحة لصواريخ كروز بعيدة المدى في المستقبل. [ 1 ]

قدمت إسرائيل بعض المساعدات في برنامج HSTDV، بما في ذلك اختبارات نفق الرياح، وكذلك فعلت جامعة كرانفيلد البريطانية. كما تُقدم دولة ثالثة لم يُكشف عن اسمها المساعدة أيضًا. ووفقًا لتقرير، قدمت روسيا دعمًا بالغ الأهمية في المشروع. وتُعد روسيا الشريك الرئيسي للهند في الصناعات الدفاعية، حيث أجرت أبحاثًا مكثفة في مجال الدفع فائق السرعة.

تتميز المركبة الجوية قيد الإنشاء، والتي يبلغ وزنها طنًا متريًا واحدًا وطولها 5.6 ​​متر (18 قدمًا) ، بمقطع عرضي ثماني الأضلاع مسطح، وأجنحة قصيرة في منتصف جسمها، وزعانف ذيل مائلة، ومدخل هواء مستطيل الشكل بطول 3.7 متر. يقع محرك سكرامجت أسفل منتصف جسم المركبة، بينما يعمل الجزء الخلفي منها كجزء من فوهة العادم. ويجري العمل حاليًا على تطوير المحرك. 

يهدف حاجزان متوازيان في مقدمة الطائرة إلى تقليل التسرب وزيادة قوة الدفع. كما زُودت الطائرة برفارف جزئية عند الحافة الخلفية للأجنحة للتحكم في الدوران. ويمكن لغطاء فوهة قابل للانحناء عند طرف غرفة الاحتراق أن ينحرف حتى 25 درجة لضمان أداء مُرضٍ أثناء مرحلتي إيقاف التشغيل وتشغيله.

أسطح الجزء السفلي من هيكل الطائرة، والأجنحة، والذيل مصنوعة من سبيكة التيتانيوم، بينما يتكون السطح العلوي من سبيكة الألومنيوم. أما السطح الداخلي للمحرك ذي الجدار المزدوج فهو مصنوع من سبيكة النيوبيوم، بينما السطح الخارجي مصنوع من سبيكة النيمونيك.

نظراً لعدم توفر المواد اللازمة لمحرك سكرامجت، تم إطلاق برنامج جديد وتطوير المواد داخلياً. وقد أدى ذلك إلى الاكتفاء الذاتي في هذا المجال، وتم اختبار محرك سكرامجت أرضياً بنجاح لمدة 20 ثانية بدلاً من 3 ثوانٍ كما كان في البداية.

في اختبار 12 يونيو 2019، تم تركيب مركبة الرحلة على محرك صاروخي صلب من طراز أغني-1 لنقلها إلى الارتفاع المطلوب. بعد الوصول إلى الارتفاع المطلوب وتحقيق سرعة ماخ، تم إطلاق مركبة الرحلة من مركبة الإطلاق. [ 8 ] في الجو، تم إشعال محرك سكرامجت تلقائيًا، مما دفع مركبة الرحلة بسرعة ماخ 6. [ 9 ] أنفقت منظمة البحث والتطوير الدفاعية (DRDO) 30 مليون دولار خلال مرحلة التصميم والتطوير، بينما تم إنفاق 4.5 مليون دولار على تطوير النموذج الأولي لمركبة الرحلة عالية السرعة (HSTDV). [ 10 ]

الاختبار

اختبار نفق الرياح

تم اختبار نموذج مصغر للمركبة بمقياس 1:16 في نفق رياح فائق السرعة تديره شركة صناعات الفضاء الإسرائيلية. كما تم اختبار مدخل الهواء المعزول في نفق رياح ثلاثي السرعة في المختبر الوطني الهندي للفضاء (NAL) في بنغالور . وخلال الاختبارات المعملية، تم اختبار محرك سكرامجت مرتين لمدة 20 ثانية. ويتطلب الأمر إجراء ما بين خمسة إلى ستة اختبارات قبل الرحلة التجريبية. وكان من المتوقع أن تتم الرحلة التجريبية بحلول نهاية عام 2010. [ 11 ]

في نوفمبر 2010، صرّح مسؤولون في منظمة البحث والتطوير الدفاعية (DRDO) للصحافة بأنهم بصدد افتتاح أربعة مرافق متطورة داخل مدينة حيدر آباد وفي محيطها، بتكلفة تتجاوز 10 مليارات روبية (104 ملايين دولار أمريكي ) على مدى السنوات الخمس المقبلة. وذكرت التقارير أنهم سيستثمرون ما بين 3 و4 مليارات روبية (ما بين 66 و88 مليون دولار أمريكي) لإنشاء نفق رياح فرط صوتي بالغ الأهمية في مجمع حيدر آباد للصواريخ. [ 12 ] وقد تم تشغيل مرفق اختبار نفق الرياح الفرط صوتي المتطور (HWT) أخيرًا في مجمع الدكتور إيه بي جيه عبد الكلام للصواريخ في 20 ديسمبر 2020. [ 13 ]  

يُسهّل هذا المرفق اختبار مختلف معايير مركبة تطوير تكنولوجيا فرط الصوت (HSTDV)، بما في ذلك أداء المحرك. [ 12 ]

"من الأهمية بمكان اختبار [HSTDV] في نطاق يصل إلى 12 ماخ . سيكون هذا تركيبًا فريدًا من نوعه في الهند"، صرح ساراسوات لمجلة AW&ST في 22 نوفمبر 2010. [ 12 ]

حتى ديسمبر 2011، أثبت العلماء جدوى تقنيات الديناميكا الهوائية ، والديناميكا الحرارية الهوائية، والمحركات، والهياكل الساخنة من خلال التصميم والاختبارات الأرضية. وذكرت مصادر: "قبل الإطلاق، سيتعين علينا الآن التركيز على التكامل الميكانيكي والكهربائي، ونظام التحكم والتوجيه، بالإضافة إلى تغليفها، ونظام الفحص، ومحاكاة الأجهزة في الحلقة (HILS)، والاستعداد للإطلاق". [ 14 ]

اختبار الطيران

في عام 2016، تم الإعلان عن أن السيارة ستخضع للاختبار بحلول ديسمبر 2016. [ 15 ] في أوائل عام 2019، تمت الموافقة على السيارة للاختبارات وكان من المتوقع أن يتم اختبارها في نفس العام.

في 12 يونيو 2019، أجرت منظمة البحث والتطوير الدفاعية اختبارًا للصاروخ من جزيرة عبد الكلام . وبفضل محركه النفاث فائق السرعة، تصل سرعته إلى 6 ماخ. أُجري الاختبار من مجمع الإطلاق رقم 4 في ميدان الاختبار المتكامل (ITR) بجزيرة عبد الكلام في مقاطعة بالاسور بولاية أوديشا، في تمام الساعة 11:27 صباحًا بتوقيت الهند . [ 16 ] [ 17 ] ووفقًا لبعض التقارير غير المؤكدة، كان الاختبار ناجحًا جزئيًا، إذ يُزعم أن مركبة نقل الصواريخ الباليستية "أغني-1"، التي كان من المفترض أن يحصل عليها الصاروخ، لم تُكمل المهمة. ويُعزى ذلك على ما يبدو إلى "مشاكل في الوزن". [ 18 ] [ 8 ] إلا أن هذه الشائعات لم تُؤكد. ووفقًا للبيان الرسمي الصادر عن وزارة الدفاع ، "أُطلق الصاروخ بنجاح"، وسيتم تحليل البيانات التي جُمعت "للتحقق من صحة التقنيات الحيوية". [ 19 ]

في 7 سبتمبر 2020، أجرت منظمة البحث والتطوير الدفاعية (DRDO) بنجاح اختبارًا لمركبة العرض التوضيحي لتكنولوجيا فرط الصوت (HSTDV) التي تعمل بمحرك نفاث فرط صوتي. أُطلقت المركبة في تمام الساعة 11:03 بتوقيت الهند من مجمع الإطلاق الرابع في نطاق الاختبار المتكامل بجزيرة عبد الكلام ، محمولةً على صاروخ معزز يعمل بالوقود الصلب. عند ارتفاع 30 كيلومترًا (98,000 قدم ) ، انفصل غطاء الحمولة، ثم انفصلت المركبة، وانفتح مدخل الهواء، وبدأ حقن الوقود، واشتعلت النيران تلقائيًا. بعد احتراق فرط صوتي مستدام لمدة 20 ثانية، وصلت المركبة إلى سرعة تقارب 2 كيلومتر في الثانية (5.9 ماخ ) . كما تم نشر سفينة في خليج البنغال لدراسة مسار الصاروخ. وقد عمل محرك النفاث الفرط صوتي للصاروخ بكفاءة عالية. [ 20 ] أكدت رحلة الاختبار هذه صحة التكوين الديناميكي الهوائي للمركبة، واشتعال محرك النفاث الفرط صوتي واستمرار احتراقه في التدفق الفرط صوتي، وآليات الانفصال، وخصائص المواد الحرارية الهيكلية. من المقرر أن يكون نظام HSTDV بمثابة اللبنة الأساسية لصواريخ كروز فرط الصوتية من الجيل التالي. [ 21 ]    

اختبار محرك سكرامجت

اختبار أرضي لغرفة احتراق مصغرة لمحرك سكرامجت ذي تبريد نشط في أبريل 2025

طوّر مختبر أبحاث وتطوير الدفاع (DRDL) تقنيات متعددة لغرفة احتراق محرك سكرامجت ذي التبريد النشط، وذلك ضمن برنامج تطوير صواريخ كروز فرط الصوتية بالتعاون مع وزارة العلوم والتكنولوجيا والقطاع الخاص. تشمل هذه التقنيات طلاءً عازلاً حرارياً خزفياً مُحسَّناً، ووقود سكرامجت ماص للحرارة، ومحرك سكرامجت طويل الأمد. أُضيفت طريقة مبتكرة لتثبيت اللهب إلى غرفة احتراق محرك سكرامجت، تحافظ على لهب ثابت داخلها عند سرعات هواء تتجاوز 1.5  كم/ث (5400  كم/س). إضافةً إلى تحسين التبريد، يُقلل الوقود الماص للحرارة من زمن الاشتعال. وبفضل مقاومته العالية للحرارة، يمكن للطلاء العازل الحراري الخزفي المتطور العمل فوق درجة انصهار الفولاذ. [ 22 ] [ 23 ] كما صمّم مختبر أبحاث وتطوير الدفاع (DRDL) بالتعاون مع جهات صناعية ، منشأة اختبار أنابيب توصيل محرك سكرامجت (SCPT) في حيدر آباد للتحقق من صحة هذه التقنية. [ 24 ]

أجرى مختبر أبحاث وتطوير الدفاع (DRDL) اختبارًا أرضيًا لمدة 120 ثانية لغرفة احتراق مصغرة لمحرك سكرامجت ذي تبريد نشط، مُصممة خصيصًا لصواريخ الجيل القادم، وذلك في منشأة SCPT التابعة له بتاريخ 21 يناير 2025. وأظهر الاختبار احتراقًا مستقرًا واشتعالًا ناجحًا. [ 25 ] [ 26 ] وفي 25 أبريل 2025، أُجري اختبار ثانٍ للمحرك المصغر نفسه في منشأة حيدر آباد، واستمر لأكثر من 1000 ثانية. وقد أكد هذا الاختبار صلاحية النظام لإجراء اختبارات غرفة احتراق كاملة الحجم صالحة للطيران. [ 27 ]

أُجري الاختبار الأول لمحرك سكرامجت طويل الأمد ذي التبريد النشط، كامل الحجم، في 9 يناير 2026، واستمر تشغيله لأكثر من 12 دقيقة أو 700 ثانية. [ 24 ] وأُجري الاختبار الثاني لغرفة الاحتراق كاملة الحجم في 9 مايو 2026 في نفس المنشأة، واستمر تشغيلها لمدة 1200 ثانية. [ 28 ] [ 29 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 تي. إس. سوبرامانيان (9 مايو 2008). "منظمة البحث والتطوير الدفاعية تُطوّر صاروخًا فرط صوتي" . صحيفة ذا هندو . تشيناي، الهند. مؤرشف من الأصل في 13 مايو 2008. تم الاطلاع عليه في 11 مارس 2012 .
  2. 1 2 "الهند تُجري بنجاح تجربة إطلاق صاروخ كروز فرط صوتي" . livemint.com . 12 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مارس 2020 .
  3. فيليب، سنيش أليكس (12 يونيو 2019). "منظمة البحث والتطوير الدفاعية تجري تجارب إطلاق صواريخ بتقنية مستقبلية، لكن نجاحها محل شك" . ذا برينت . تاريخ الاسترجاع: 23 مارس 2020 .
  4. «منظمة البحث والتطوير الدفاعية تبدأ العمل على سلاح فرط صوتي من الجيل التالي» . صحيفة هندوستان تايمز . 20 أكتوبر 2019. تاريخ الاطلاع: 21 أكتوبر 2019 .
  5. فيليب، سنيش أليكس (12 يونيو 2019). "منظمة البحث والتطوير الدفاعية تجري تجارب إطلاق صواريخ بتقنية مستقبلية، لكن نجاحها محل شك" . ذا برينت . تاريخ الاسترجاع: 22 مارس 2020 .
  6. "منظمة البحث والتطوير الدفاعية تُطوّر صاروخًا فرط صوتي" . صحيفة ذا هندو . 9 مايو 2008. ISSN 0971-751X . تاريخ الاطلاع: 22 مارس 2020 . 
  7. "مركز أبحاث الفضاء الجوي - جامعة آنا" . www.annauniv.edu . مؤرشف من الأصل بتاريخ 19 يناير 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يوليو 2025 .
  8. 1 2 "منظمة البحث والتطوير الدفاعية تجري تجارب إطلاق صواريخ بتقنية مستقبلية، لكن نجاحها محل شك" . صحيفة ذا برينت . 12 يونيو 2019.
  9. "نجاح كبير! منظمة البحث والتطوير الدفاعية تختبر تقنيتها المستقبلية لصاروخ كروز فرط صوتي" . فاينانشيال إكسبريس . 12 يونيو 2019.
  10. مارتن، مايك يو، نايجل بيتاواي، عثمان أنصاري، فيفيك راغوفانشي، وكريس (15 مارس 2021). "الأسلحة فرط الصوتية وأسلحة الطاقة الموجهة: من يمتلكها، ومن يفوز في السباق في منطقة آسيا والمحيط الهادئ؟" . أخبار الدفاع . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مارس 2021 .{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  11. "الولايات المتحدة لا تزال تحرمنا من التكنولوجيا" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 يوليو 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يوليو 2010 .
  12. 1 2 3 "منظمة البحث والتطوير الدفاعية تُنشئ أربعة مرافق جديدة" . نوفمبر 2010. مؤرشف من الأصل في 3 فبراير 2023. تم الاطلاع عليه في 11 مارس 2012 .
  13. «افتتاح منشأة اختبار نفق الرياح فائق السرعة في منظمة البحث والتطوير الدفاعية» . صحيفة ذا هندو . 20 ديسمبر 2020. ISSN 0971-751X . تاريخ الاطلاع: 18 مارس 2021 . 
  14. "مركبة الاختبار الهندية فائقة السرعة" . ديسمبر 2011. مؤرشف من الأصل في 15 يناير 2012. تم الاطلاع عليه في 11 مارس 2012 .
  15. "يوتيوب" . يوتيوب . ١٤ فبراير ٢٠١٧. مؤرشف من الأصل في ١٤ فبراير ٢٠١٧. تم الاطلاع عليه في ٢٣ مارس ٢٠٢٠ .
  16. "الهند تختبر إطلاق مركبة تجريبية بتقنية فرط صوتية" . بزنس ستاندرد . 12 يونيو 2019.
  17. «الهند تجري بنجاح اختبار طيران لطائرة تجريبية بدون طيار تعمل بمحرك نفاث فرطي السرعة» . صحيفة تايمز أوف إنديا . ١٢ يونيو ٢٠١٩.
  18. بابي، مانو (18 يونيو 2019). "برنامج المركبات فائقة السرعة سيعود إلى مساره قريبًا" . صحيفة إيكونوميك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يونيو 2019 .
  19. "الهند تحقق نجاحاً في اختبار طائرة تجريبية تعمل بمحرك نفاث فرطي السرعة" . إنديا توداي . ١٢ يونيو ٢٠١٩.
  20. "أجرت منظمة البحث والتطوير الدفاعية (DRDO) بنجاح اختبارات طيران لمركبة تجريبية لتكنولوجيا فرط صوتية" . pib.gov.in. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 سبتمبر 2020 .
  21. «الهند تختبر بنجاح تقنية المحرك النفاث فرط الصوتي للصواريخ» . صحيفة تايمز أوف إنديا . 8 سبتمبر 2020. ISSN 0971-8257 . تاريخ الاطلاع: 17 نوفمبر 2024 . 
  22. راي، كاليان (21 يناير 2025). "منظمة البحث والتطوير الدفاعية تحقق إنجازًا هامًا في مجال محركات سكرامجت اللازمة للصواريخ فرط الصوتية" . صحيفة ديكان هيرالد . تاريخ الاطلاع: 21 يناير 2025 .
  23. شارما، شيفاني؛ نيجي، مانجيت (21 يناير 2025). "الهند تحقق إنجازًا هامًا في تكنولوجيا فرط الصوت مع نجاح أول اختبار لمحرك سكرامجت" . إنديا توداي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 يناير 2025 .
  24. ١ ٢ «أجرت منظمة البحث والتطوير الدفاعية (DRDO) بنجاح اختبارًا أرضيًا لمحرك سكرامجت طويل الأمد مبرد بالهواء، كامل الحجم، لبرنامج الصواريخ فرط الصوتية» (بيان صحفي). مكتب الإعلام الحكومي . ٩ يناير ٢٠٢٦. تاريخ الاطلاع: ٩ يناير ٢٠٢٦ .
  25. «منظمة البحث والتطوير الدفاعية تجري اختبارًا أرضيًا لمحرك سكرامجت» . مكتب الإعلام الحكومي. وزارة الدفاع، حكومة الهند. 21 يناير 2025. تاريخ الاطلاع: 21 يناير 2025 .
  26. فيليب، سنيش أليكس (21 يناير 2025). "دفعة للهند بعد نجاح منظمة البحث والتطوير الدفاعية في إجراء اختبار أرضي لمحرك سكرامجت للصواريخ فرط الصوتية" . ذا برينت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 يناير 2025 .
  27. «منظمة البحث والتطوير الدفاعية تحقق إنجازاً هاماً في تطوير محرك سكرامجت» . مكتب الإعلام الحكومي. وزارة الدفاع، حكومة الهند. 25 أبريل 2025. تاريخ الاطلاع: 25 أبريل 2025 .
  28. «إنجاز كبير في تطوير الصواريخ فرط الصوتية: منظمة البحث والتطوير الدفاعية تجري اختبارًا مكثفًا طويل الأمد لغرفة احتراق محرك سكرامجت كامل الحجم مُبرّد بشكل فعال» (بيان صحفي). مكتب الإعلام الصحفي . 9 مايو 2026. تاريخ الاطلاع: 11 مايو 2026 .
  29. "إنجازٌ في تطوير الصواريخ فرط الصوتية: منظمة البحث والتطوير الدفاعية تُجري اختبارًا طويل الأمد لغرفة احتراق محرك سكرامجت - صحيفة تايمز أوف إنديا" . صحيفة تايمز أوف إنديا . 9 مايو 2026. ISSN 0971-8257 . تاريخ الاطلاع: 11 مايو 2026 . 
  • أنشطة اختبار الطيران والاختبارات الأرضية فائقة السرعة في الهند
  • شعار ويكيميديا ​​كومنزالوسائط المتعلقة بمركبة العرض التوضيحي لتكنولوجيا فرط الصوت التابعة لمنظمة البحث والتطوير الدفاعية (DRDO) على ويكيميديا ​​كومنز