نسل جدید باتری؛ جان تازه موشک‌ها و اژدرهای ایرانی +تصویر

به گزارش گروه وبگردی باشگاه خبرنگاران، باتری ها در اندازه های گوناگون به عنوان وسیله ای مهم و حساس برای تامین انرژی در بخش های مختلف زندگی انسان به کار می روند. شاید باتری های قلمی را بتوان به عنوان ملموس ترین نمونه برای فعالیت های این وسیله نام برد و پس از آن باتری های تلفن های همراه و یا باتری های بزرگی که در خودروها به منظور تامین بخشی از انرژی الکتریکی به کار می روند را نیز به این فهرست اضافه کرد.

اما در حوزه دفاعی نیز باتری ها حضوری پررنگ داشته و این حضور در قرن جدید بسیار پررنگ تر شده است و خوب است که بدانید، در این زمینه نیز کشورمان از معدود کشورهای تقریبا خودکفا محسوب می شود.

در عرصه نظامی تامین انرژی الکتریکی برای سامانه های رادیویی، ایجاد روشنایی، تامین نیرو در سامانه های اپتیکی موشکهایی مثل تاو و یا سری موشکهای دوش پرتاب و یا باطری های تامین کننده انرژی زیردریایی ها از جمله استفاده های اصلی از باتری ها در حوزه های مذکور است.

باتری در زبان ساده وسیله ای است که انرژی آزاد شده از یک فعل و انفعال شیمیایی را به انرژی الکتریکی بدل می کند. در مدل های قدیمی تر باتری ها از ماده "روی" با نشانه شیمیایی "Zinc" استفاده می شده است. بسیاری از باتری های امروزی نیز از این ماده به همراه "کربن" و یا "مس" برای انجام واکنش و تولید انرژی استفاده می کنند.

در دهه های قبل، در حوزه های نظامی و با توجه به نیاز به انرژی بالا از باتری های بزرگی استفاده می شد که این باتری ها بسیار بزرگ و سنگین بوده و در عین حال قابلیت شارژ مجدد را نیز نداشتند. این مسئله باعث می شد که بسیاری از ارتش های جهان سالانه هزینه های هنگفتی را به منظور ساخت و خرید باتری های جدید به منظور جایگزینی با باتری های استفاده شده متحمل شوند.

اما نسل بعدی از باتری ها که قابلیت شارژ مجدد به آنها اضافه شده بود از دو ماده نیکل و کادمیم برای تامین انرژی در باتری استفاده می کردند. این نسل از باتری ها قابلیت شارژ مجدد را داشتند اما همچنان وزن زیادی داشته، عملکرد آنها در سرما و گرمای غیرمتعارف، شدیدا کاهش پیدا می کند. نکته دیگر این که این دو ماده در کنار هم نوعی ماده سمی را تولید می کنند که نگهداری و در نهایت معدوم کردن باتری را به عملی طولانی و خطرناک بدل می کند.

گام بعدی دیگر در این حوزه که به نوعی انقلابی در صنعت باتری های نظامی ایجاد کرد بحث معرفی باتری های لیتیمی بود. این باتری ها که امروزه کاربردهای فراوانی چه در بخش نظامی و چه غیر نظامی دارند در حقیقت به عنوان پیشرفته ترین گونه از باتری هایی که هم اکنون در جهان مورد استفاده قرار می گیرند. این باتری ها از وزن کمتر و عمر بیشتری نسبت به نمونه های قبلی برخوردار بوده و از عمر بیشتری نیز برخوردار بوده و چون قابلیت شارژ مجدد را نیز دارند از توجیه مناسب اقتصادی نیز برخوردار هستند.

ليتيوم سبك ترين فلز است، بيشترين پتانسيل الكتروشيميايي را داراست و بزرگترين ظرفيت انرژي را فراهم مي كند. يعني يك چگالي انرژي فوق العاده زياد. اين باطري ها داراي بالاترين انرژي وزني (وات ساعت / كيلوگرم) ، بالاترين انرژي حجمي (وات ساعت / ليتر) بوده و يكي از بهترين ذخيره هاي انواع سيستم هاي باطري الكتروشيميايي هستند که اين مزايا دليل عمده انتخاب هاي نيروهاي نظامي براي استفاده از باطري هاي ليتيوم در مصارف گوناگون مي باشد.

برای نمونه در حال حاضر یکی از اصلی ترین باطری های مورد استفاده در ارتش ایالات متحده آمریکا باطری های لیتیومی مدل " BB2590 " است که در بخش‌هایی مثل استفاده در بی سیمهای تاکتیکی خصوصا برای گشتی های سبک پیاده کاربرد دارد. این باتری به اندازه زیادی وزن بار همراه نیروها را کاهش داده است.
 
 

تلاش جدی ایران بری خودکفایی در عرصه باتری

در جمهوری اسلامی ایران نیز چند سالی است که تلاش های گسترده ای در حوزه باتری ها به نتیجه رسیده است. متولي اصل اين بخش در صنعت دفاعي با سازمان توسعه منابع انرژی است كه تمامي فعاليت‌هاي اين شركت و صنايع تابعه آن با استفاده از فن‌آوري‌هاي روز براي تأمين نيازمندي‌هاي نيروهاي مسلح و ساير مشتريان غيرنظامي در داخل و خارج كشور تحقق مي‌يابد.

یکی از این تلاش‌ها در حوزه مربوط به باتری موشک مشهور و پر استفاده تاو است. مدل قدیمی‌تر این باتری بزرگ و سنگین بوده و پس از استفاده قابلیت شارژ نداشته است اما امروزه صنایع الکترونیک ایران گونه ای از باتری های لیتیمی را برای موشکهای تاو تولید می کند.

با مقایسه اندازه این باتری با نمونه قدیمی ساخت آمریکا که پیش از این بر روی تاوهای ایرانی استفاده می شد می توان به اهمیت این طرح پی برد.
 
 
 همچنین باتری قابل شارژ موشک دوش پرتاب سهند نیز از دیگر تولیدات ایران است که با استفاده از آن می توان بهروری این سامانه موشکی را افزایش داد و نشان می دهد که متخصصان دفاعی کشورمان برنامه ریزی دقیق و مناسبی را برای خودکفایی در تولید باتری های موشک های ضدزره یا موشکهای دوش پرتاب انجام داده اند.
 
باتری های ایرانی در زیر آب

اما یکی از بخشهای مهم دیگر که باتری ها در آن نقشی حیاتی دارند، بحث زیردریایی‌هاست. همان طوری که اکثر مخاطبین و علاقمندان این حوزه اطلاع دارند جمهوری اسلامی ایران در دهه 1370 شمسی با خرید 3 فروند زیردریایی کیلو از روسیه به جمع دارندگان شناور زیر سطحی در دنیا پیوست.

این زیردریایی ها از جمله شناورهای زیر سطحی دیزل الکتریک هستند که برای تامین بخشی از نیروی خود به باتری نیاز دارند. به طور معمول این زیردریایی ها با 2 ردیف 120 تایی از باتری مجهز شده اند که وظیفه تامین نیروی موتور الکترونیکی زیردریایی را بر عهده دارند. به گفته مسئولان نیروی دریایی ارتش، صنایع دفاعی ایران موفق شده اند تا با موفقیت این باتری ها را نیز در داخل کشور به تولید رسانده و از آنها در زیردریایی های مذکور استفاده کنند.

البته طبق معمول، این حرکت مثبت ادامه پیدا کرده و در زیردریایی های ایرانی غدیر نیز شاهد استفاده از باتری های ایرانی هستیم و به نظر می رسد زیردریایی های کلاس متوسط ایرانی نیز با همین باتری های داخلی تغذیه شوند.

 
 البته در خصوص زیر سطحی باید منتظر بود چون که بر اساس گفته های وزیر دفاع جدید کشور ، زیردریایی های فاتح به عنوان نسل جدیدی از زیردریایی های ایرانی در طی 100 روز آینده رونمایی خواهند شد.

با توجه به اینکه مسئولان نیروی دریایی ارتش پیش از این از افزایش زمان ماندگاری این زیردریایی ها نسبت به نمونه های قبلی در زیر آب خبر داده بودند، این نشانه می تواند خبری غیرمستقیم از افزایش توان باتری‌های زیرسطحی ایرانی باشد همچنان‌که امیر دریادار بیغم جانشین فرمانده نداجا در گفت‌وگو با رسانه‌ها از ماندگاری 35 روزه فاتح ایرانی در زیر آب خبر داده بود.
 
باید توجه کرد که نسل قبلی زیردریایی‌های ایرانی یعنی کلاس غدیر از جمله زیردریایی‌های سبک است که ماندگاری آنها در حدود دو هفته است و عدد 35 روز یا به عبارتی پنج هفته در دریا نشان از افزایش بیش از دو برابری میزان ماندگاری زیرسطحی‌های ایرانی است که این نیز اماره‌ای از افزایش توان باتری‌های این زیردریایی ایرانی است.

بخش دیگری از باتری های مورد نیاز برای عملیات های زیر آبی نیز با باتری های سری "VRLA " که گستره ای از 65 الی 420 آمپر را در بر می گیرد نیز در داخل تولید می شود.

به طور معمول زیردریایی های کلاس کیلو روسیه که در نیروی دریایی ارتش کشورمان نیز مورد استفاده قرار می گیرند با دو ردیف 120 تایی از باتری مجهز شده‌اند که وظیفه تأمین نیروی موتور الکترونیکی زیردریایی را بر عهده دارند و حال، صنایع دفاعی کشورمان موفق شده اند این باتری ها را نیز در داخل کشور به تولید برسانند.

 
اما تنها بحث تامین نیروی زیردریایی نیست که به مسئله باتری ارتباط دارد. اژدرها نیز به عنوان سلاح اصلی زیردریایی ها از باتری برای تأمین نیروی الکترونیک به منظور سامانه پیشران خود بهره می برند. خوشبختانه در این نیز صنایع دفاعی کشور دست پر ظاهر شده است و با تولید باتری هایی موسوم به سری "M-1" انرژی مورد نیاز اژدرهای ایرانی را تامین می کند و هر اژدر ایرانی که به هدفی سطحی یا زیرسطحی برخورد می کند، می توان نقش این سامانه کوچک اما حساس را در موفقیت آن لمس کرد.

این باتری ایرانی از ترکیب سرب و روی برای تامین انرژی استفاده کرده و می تواند جریان به توان 1000 آمپر را تولید کند.


باتری های حرارتی

نسل بعدی باتری هایی که توسط صنایع دفاعی ایران تکمیل شده است از گونه "حرارتی" می باشد. تاریخچه این باتری ها به زمان جنگ دوم جهانی و آلمان نازی برمی گردد. برای اولین بار آلمان ها از این گونه از باتری ها در دو موشک معروف وی -1 و وی -2 بهره بردند.

پیلهای حرارتی مهمترین جزء باتری حرارتی به شمار می‌آیند. باتریهای حرارتی، باتریهایی هستند که بخاطر دارا بودن یک سری ویژگیهای منحصر به فرد، برای استفاده در اهداف نظامی کاملا مناسب می‌باشند. در این مقاله پیلهای حرارتی معرفی و طبقه بندی می‌شوند. سپس اجزای پیلهای حرارتی شامل آند، کاتد و الکترولیت این پیلها و مواد تشکیل دهنده آنها معرفی می‌شود.

 باتری حرارتی یک منبع تولید کننده جریان الکتریکی است که به علت دارا بودن چگالی جریان بالا و قابلیت اطمینان زیاد و عمر طولانی ، به منظور تأمین جریان الکتریکی مورد نیاز در سلاحهای نظامی بکار می‌روند. این جریان الکتریکی بوسیله تعدادی پیل تولید می‌شود. بر حسب اینکه جریان مصرفی مورد نیاز چقدر باشد، تعداد پیلها ، نحو ه آرایش آنها به صورت سری یا موازی و نیز ابعاد الکترودها متفاوت خواهد بود.   این باطری ها در دو گونه لیتیومی و کلسیومی ساخته می شوند.

 
بعد از انتقال این تکنولوژی به آمریکا به سرعت از آن در سامانه های گوناگونی موشکی مثل موشک ضد زره تاو و موشک هوا به هوای سایدوایندر نیز استفاده شد. امروزه نیز از اینگونه از باطری ها در موشکهایی مثل سری پاتریوت و یا تام هاوک در آمریکا استفاده می شود. این گونه از باتری ها بیشتر برای تامین انرژی الکتریکی لازم برای سامانه های هدف گیری و الکترونیک به کار رفته در موشک ها استفاده می شوند.

این گونه از باتری ها همچنین انتخابی مناسب برای تامین نیروی مورد نظر سامانه های پیشران در گلوله های توپ و همچنین مهمات هدایت شونده می باشد. مزیت دیگر این گونه از باتری ها عدم نیاز آنها به نگهداری ویژه و قابلیت انبار شدن برای مدت طولانی است.

این خانواده از باتری های ایرانی توان تامین نیرو در بازه 2 تا 30 ولت و جریانی تا قدرت 20 آمپر برای مدت زمانی بین 18 تا 150 ثانیه را دارا می باشند. در باتری ایرانی از ترکیب واشرهای حرارت زا و فیتیله های تاخیری برای ذوب الکترولیت ها تامین انرژی به کار می رود.

باتری های روی – نقره

اما آخرین دستاورد صنایع دفاعی نیروهای مسلح جمهوری اسلامی ایران باتری های روی – نقره است.

در این گونه از باتری ها از نقره به عنوان الکترود مثبت و از روی به عنوان الکترود منفی استفاده می شود. این باطری ها در اندازه های گوناگون از سایز بسیار کوچک برای استفاده در وسایلی مثل ساعت های مچی و دوربین های عکاسی و فیلم برداری تا گونه های بزرگ در زیردریایی ها و یا سفینه های فضایی استفاده می شود.

زیردریایی های تهاجمی کلاس آلفا، ساخت شوروی سابق یکی از زیردریایی های بودند که از این گونه باطری در کنار راکتور هسته ای خود برای تامین نیرو بهره می بردند. امروزه در سفینه های فضایی از این باطری ها به عنوان منبع ثانویه تامین نیرو استفاده می شود.


نکته مثبت دیگر در مورد این باتری ها این است که فرایند تولید الکتریسیته در این گونه از باتری ها در بستری بر پایه آب انجام شده و احتمال آتش گرفتن این پیل ها وجود ندارد.

این نکته در حوزه ایمنی خصوص برای استفاده در وسایل حساسی مثل زیردریایی ها بسیار مهم و حیاتی می باشد. انواع اژدرها و موشک ها نیز از دیگر سخت افزارهای نظامی می باشند که می توان در آنها از باتری های سری روی – نقره استفاده کرد. در عین حال و پس از پایان عمر این باتری این امکان وجود دارد که نقره به کار رفته در این باتری ها که فلز با ارزشی محسوب می شود نیز دوباره بازیابی شده و مورد استفاده قرار بگیرد.

از سوی دیگر تجهیزات الکترونیک و مخابراتی جدیدی که نیروها مسلح کشورمان به آن دست پیدا کرده اند نیز از باتری های ایرانی بهره می برد. به عنوان مثال بیسیم دستی فدک که با 2 باند مجزا، پایداری فرکانس و با شعاع پوشش آنتن 360 درجه از جمله آخرین دستاوردهای اعلام شده نیروی زمینی ارتش است و با یک باتری می تواند قریب 10 ساعت در خدمت نقل و انتقال امن اطلاعات کاربران باشد، از باتری‌های ایرانی بهره می برد.

شاید نقش و اهمیت باتری در مقایسه با بسیاری از دستاوردهای نیروهای مسلح و متخصصان صنعت دفاعی، کوچک و ساده تر به نظر می رسد اما ورود به عرصه هایی چون تولید باتری موشک ها، زیردریایی ها و اژدرهای ایرانی، این نوید را داده است که حتی در کوچکترین و البته حساس ترین حوزه ها نیز خودکفایی و خوداتکایی امری است که هم ضرورت آن احساس شده است و هم نتیجه آن عیان.