یکی از سامانه‌های پدافند هوایی برد کوتاه ساخت ایران که در اختیار یگان‌های پدافند هوایی کشور قرار دارد، سامانه یازهراست. توسعه این سامانه سابقه‌ای نسبتاً طولانی در ایران دارد و در واقع نقطه آغازین آشنایی نیرو‌های نظامی ایران با آن به سال‌های دفاع مقدس بازمی‌گردد. سال‌های جنگ تحمیلی تجارب گرانبهایی برای نیرو‌های مسلح کشورمان به ارمغان آورد و آشنایی با جدیدترین سلاح‌هایی که غرب و شرق در اختیار رژیم بعث عراق قرار داده بودند، یکی از این موارد است.
کروتِیل در خدمت عراق
کمی پس از شروع جنگ، بعثی‌ها برای دفع حملات هواپیما‌های جنگنده بمب‌افکن نیروی هوایی ارتش کشورمان به مراکز حیاتی خود دست به دامان غرب شدند و با دریافت دو نمونه سامانه پدافند هوایی کوتاه‌برد تمام متحرک از فرانسه کار عملیات‌های نفوذ به عمق خاک دشمن را برای نیروی هوایی کشورمان سخت کردند. این دو سامانه کروتِیل ساخت فرانسه و رولند ساخت مشترک آلمان و فرانسه بودند. سرعت واکنش بالا و توانایی درگیری با اهدافی در ارتفاع پروازی کم از ویژگی‌های این سامانه‌ها بود که دقیقاً به مقابله با تاکتیک‌های متهورانه نهاجا می‌پرداخت.
سامانه کروتِیل ابتدا به سفارش آفریقای‌جنوبی توسط فرانسه توسعه یافت، بعد‌ها در دو نوع زمین‌پایه و دریاپایه در خود فرانسه هم به کار گرفته، در امریکا ساخته و در چین نیز به صورت مهندسی معکوس با نام FM- ۸۰ تولید شد.
این سامانه‌ها به صورت نیمه‌متحرک و تمام‌متحرک بودند و به سرعت هدف را ردگیری و با احتمال بسیار بالایی به آن اصابت می‌کردند. کارایی این سامانه‌ها به حدی بود که کشورمان چند وقتی عملیات‌های نفوذ هوایی ارتفاع پایین و ضربتی در خاک عراق را متوقف کرد تا نهاجا عملکرد این سامانه‌ها را بررسی کند، ولی نهایتاً با وجود اتخاذ طرح و روش‌های جدید حمله باز هم با پذیرش احتمال آسیب دیدن جنگنده‌های شرکت‌کننده در عملیات مجدداً حملات خود را به قلب عراق از سر گرفت. همچنین در پی عملیات‌های موفقیت‌آمیز در جبهه‌های جنوب نمونه‌هایی از این سامانه‌ها به غنیمت رزمندگان اسلام درآمد.
پس از پایان جنگ و در راستای برطرف کردن نقاط ضعف و نبود برخی تجهیزات در نیرو‌های مسلح، موشک کروتِیل به دست آمده از عراق مورد مطالعه قرار گرفت و پس از ساخت به صورت بومی در دهه ۱۳۷۰ با نام «شهاب ثاقب» معرفی شد.
سابقه برنامه یازهرا و موشک آن
اولین محصول این پروژه که با نام «یا زهرا» خوانده می‌شد، در اوایل خرداد سال ۱۳۷۷ در نمایشگاهی از دستاورد‌های دفاعی در منطقه پارچین مورد بازدید فرماندهی کل قوا قرار گرفت که شامل موشک شهاب ثاقب و کپسول حمل و پرتاب آن بود.
بنا بر اطلاعات اعلام شده، این سامانه برای کشف هدف از رادار تک‌پالس سامانه توپخانه‌ای «اسکای گارد» که کار هدفیابی برای توپ‌های ۳۵ میلیمتری اورلیکن را در جنگ تحمیلی با موفقیت انجام می‌داد، استفاده می‌کرد که برد آن به ۲/۱۹ کیلومتر رسیده و همزمان ۳۰ هدف را کشف و ۱۲ مورد را ردگیری می‌کند. هر چند برد این رادار کمی کمتر از نمونه اصلی ساخت شرکت «تامسون» با برد ۲۰کیلومتر است که در سامانه کروتِیل به کار رفته است، اما برای رفع نیاز‌های موشک این سامانه همچنان کافی بود.
موشک ساخته‌شده در قالب پروژه یازهرا، یعنی شهاب ثاقب دارای مشخصاتی از قبیل طول ۹۳/۲ متر، قطر ۱۵۴میلیمتر، وزن ۸۴کیلوگرم، سرعت ۷۴۰متر بر ثانیه، برد ۵۰۰ تا ۸ هزارو ۶۰۰ متر در برابر اهدافی با سرعت ۴۰۰متر بر ثانیه (۱۷/۱ ماخ در ارتفاع پایین و دمای ۲۵ درجه سانتیگراد)، ۱۰کیلومتر در برابر اهدافی با سرعت ۳۰۰متر بر ثانیه (۸۸/۰ ماخ در شرایط فوق) و ۱۱کیلومتر در برابر بالگردهاست. این موشک با اهدافی تا سقف پرواز ۵ هزارو ۵۰۰ متر و بیشینه سرعت ۴۴۰متر بر ثانیه (۳/۱ ماخ) درگیر می‌شود.
همچنین بیشترین سرعت هدف معادل ۳/۱ ماخ، طیف بسیار زیادی از اهداف را دربر می‌گیرد و حتی عمده هواپیما‌های رزمی در حالت بارگیری شده در ارتفاع پایین به این سرعت نمی‌رسند و در صورت پرواز در ارتفاعات بالاتر نیز در تور سایر سامانه‌های پدافندی خواهند بود.
به طور کلی احتمال برخورد موشک شهاب ثاقب به هدف در صورت شلیک یک موشک ۸۶ تا ۹۰درصد و در صورت شلیک دو موشک ۹۶درصد عنوان شده است؛ چیزی که رزمندگان ایرانی عملاً زخم آن را توسط نمونه فرانسوی در جنگ تحمیلی تجربه کرده بودند.
این موشک از فیوز مجاورتی مادون قرمز یا IR بهره‌مند بود که نشان می‌داد موشک‌های غنیمتی ایران از انواع بهسازی‌شده کروتِیل بوده‌اند نه انواع پایه. این سامانه دارای یک پنجره شیشه‌ای در ناحیه‌ای نزدیک به دماغه است که پرتو‌های مادون قرمز شدید را حذف می‌کند و مقادیر معمول را به حسگر عبور می‌دهد.
آشکارساز موجود در حسگر با دریافت اثرات حرارتی هدف، آن را تبدیل به ولتاژ می‌کند و با رسیدن این ولتاژ به حد خاصی که متناسب با نزدیک شدن به هدف و افزایش اثرات حرارتی است، دستور انفجار سرجنگی برای بیشترین تأثیرگذاری روی هدف حتی در صورت مانور دادن به صورت خودکار داده می‌شود.
میزان سرجنگی موشک شهاب ثاقب ۵/۱۳ تا ۱۴کیلوگرم از نوع انفجاری شدید اعلام شده است. این موشک دارای بدنه استوانه‌ای با قطر ۴/۱۵ سانتیمتر، سامانه کنترلی از نوع «کانارد» یا «پیشبال» و بال‌هایی به فرم ذوزنقه بریده در انتهای بدنه است. وجود پیشبال سبب افزایش سرعت پاسخ موشک به فرامین اعمال‌شده می‌شود که برای یک موشک پدافند هوایی بسیار مطلوب است. بخشی از بال عقبی موشک جمع‌شونده است تا به کپسول حمل و پرتاب با قطر کوچک‌تری نیاز باشد.
این موشک تا ۲۵ برابر شتاب جاذبه قابلیت مانور دارد که برای درگیر شدن با هر هواپیمای جنگنده عادی کاملاً کافی است. در واقع ترکیب این میزان توانایی مانور با قابلیت‌های فیوز مجاورتی منجر به رسیدن به بیشینه میزان تأثیر سرجنگی روی هدف در صورت عدم‌برخورد خواهد شد. فیوز‌های فروسرخ موجود که از پدیده داپلر برای ردگیری بهتر و دقیق‌تر حرکت‌های هدف استفاده می‌کنند، امکان درگیر شدن با اهدافی تا ارتفاع چند‌متری سطح آب را نیز فراهم می‌سازند.
طبق اطلاعات موجود موتور راکتی سوخت جامد تک‌مرحله‌ای موشک کروتِیل ۲/۲ تا ۷/۲ ثانیه می‌سوزد و موشک ۵ درصد زمان پرواز خود را در سرعت‌های مادون صوت، ۵۰ درصد زمان پرواز را در ناحیه گذر صوت (ماخ۸/۰ تا بیش از یک) و ۴۵درصد زمان را در ناحیه مافوق صوت تا ۲/۲ ماخ طی می‌کند که احتمالاً در شهاب ثاقب هم همین رویه وجود دارد، این در حالی است که کل زمان پرواز این موشک برای رسیدن به برد هشت کیلومتر حدود ۱۰ ثانیه است. از این رو شکل بدنه این موشک برای کم بودن نیروی مقاوم (پسا) در سرعت‌های مافوق صوت بهینه‌شده که شاخصه‌های آن نسبت لاغری (طول به قطر بدنه) بالا، انتخاب شعاع دماغه نزدیک به دماغه‌های نوک تیز، استفاده از بدنه باریک‌شونده در انتها (دم قایقی) و پروفیل گوه‌ای برای بالک‌های جلویی و خمیده متقارن برای بال عقبی است.
گرین (سوخت جامد) مورد استفاده در این موشک بدون دود است که به دیده نشدن مسیر آن توسط دشمن و در نتیجه غافلگیر شدن و کاهش زمان وی برای واکنش نشان دادن منجر می‌شود.
مشخصات هدایت و کنترل
سامانه موشکی کروتِیل و نوادگان آن برای دفاع هوایی ارتفاع پست ساخته شده‌اند که باید دارای قابلیت‌های ویژه‌ای از جمله سرعت بالا در ردگیری هدف و فراهم شدن سریع مقدمات شلیک، سرعت بالا در رسیدن به هدف، دقت و احتمال اصابت بالا به هدف باشند.
این مشخصات هر چند برای تمام سامانه‌های موشکی دفاع هوایی مطلوب هستند، اما در سامانه‌ای که وظیفه فراهم کردن دفاع لایه آخر از یک منطقه راهبردی را بر عهده دارد، بسیار مهم‌تر است. سرعت واکنش بسیار بالا خصوصاً در برابر اهدافی که دیر آشکار می‌شوند، از جمله موشک‌های کروز اهمیتی دوچندان دارند. این ویژگی‌های مطلوب در مجموع از قابلیت‌های سامانه‌های هدایت و کنترل ناشی می‌شوند.
سامانه کروتِیل با استفاده از «هدایت دستوری» با روش «در خط دید خودکار» به سمت هدف می‌رود. در این روش هم موشک و هم هدف توسط سامانه آشکارساز تحت نظر قرار گرفته، میزان انحراف موشک از خط دید هدف محاسبه شده و فرامین تصحیح مسیر با یک آنتن مجزا به گیرنده‌های موجود در انتهای موشک در بخش بال فرستاده می‌شود.
آشکارساز‌های مورد استفاده در این سامانه شامل ترکیب راداری/تصویری/حرارتی برای ارتفاع پایین و راداری/حرارتی برای ارتفاع متوسط است. کپسول حمل و پرتاب موشک‌ها که شامل دو پرتابگر دوتایی هستند، در طرفین این آشکارساز‌ها روی یک سکو با دو درجه آزادی برای چرخش در سمت و بلندا نصب شده‌اند.
به طور کلی یک رادار اولیه کار کشف هدف و ردگیری آن را بر عهده دارد، سپس کار رهگیری توسط رادار تعقیب هدف که به همراه پرتابگر‌ها روی یک سکو قرار دارد، انجام می‌شود. در نتیجه هنگامی که رادار تعقیب به سمت هدف می‌چرخد در واقع موشک‌ها نیز به سمت آن نشانه‌گیری شده‌اند.
بهسازی‌های بومی
ایران در دوران بازسازی‌های پس از جنگ سامانه‌های پدافندی مختلفی را خریداری کرد که FM- ۸۰ چینی که در واقع نسخه‌ای از کروتیل فرانسوی بود یک نمونه از آنهاست. نمونه بهسازی شده FM- ۸۰ که در آبان سال ۱۳۸۹ و در رزمایش مدافعان آسمان ولایت-۳ مورد آزمایش قرار گرفت، توسط متخصصان داخلی بهسازی شد و به قابلیت درگیری با اهداف ارتفاع بسیار پایین از جمله موشک‌های کروز رسید. به علاوه خود سامانه اسکای گارد به عنوان رادار کشف اولیه مورد استفاده در این سامانه نیز در ایران مورد بازسازی و بهسازی گسترده قرار گرفته است که این هم تسلط نیرو‌های بومی بر فناوری‌های مرتبط را نشان می‌دهد. اما این بهسازی‌ها به صورتی گسترده‌تر روی نسخه بومی یعنی یازهرا هم اعمال شد.
یازهرا-۳
خط تولید سامانه یازهرا-۳ که کامل‌ترین سامانه‌های جانبی تصویری، حرارتی و لیزری را در رده خود دارد، در بهمن ۱۳۹۱ آغاز به کار کرد. در این سامانه تفاوت‌های متعددی با نمونه فرانسوی و چینی قابل مشاهده است که نشان از توسعه و بهسازی بومی آن دارد.
نمونه رونمایی‌شده از یازهرا دارای پرتابگر نیمه متحرک (کششی) است که رادار تعقیب هدف، آنتن ارسال فرامین به موشک و چندین سامانه اپتیکی، حرارتی و لیزری روی آن دیده می‌شود. این پرتابگر اتاقک کوچک‌تری برای خدمه و سامانه‌های پردازشی نسبت به نمونه‌های چینی و فرانسوی دارد که احتمالاً به دلیل استفاده حداکثری از سامانه‌های پردازش و نمایش دیجیتال در کابین آن است. در این سامانه علاوه بر حسگر‌های ردگیری تصویری و حرارتی، مسافت‌یاب لیزری نیز به کار گرفته شده است که مجموعه این امکانات موجب می‌شود در زمان عدم‌امکان استفاده از سامانه راداری، اجرای عملیات محدود به روز و آب و هوای خوب نشود و در شرایط جوی متنوع بتوان از این سامانه کارایی بالا گرفت. برد این سامانه‌های جانبی همچون رادار بیشتر از برد نهایی موشک یعنی ۱۱ تا ۱۲کیلومتر است تا زمان کافی برای آماده‌سازی مقدمات شلیک فراهم و همچنین موشک تا بیشترین برد ممکن هدایت شود.
سامانه یازهرا-۳ امکان درگیر شدن با حداقل دو هدف را به طور همزمان دارد که نسبت به نسل‌های قبلی خود بهتر بود. به طور کلی قابلیت درگیری با چند هدف، تأثیر مهمی بر افزایش توان پدافندی دارد، زیرا با تعداد کمتری سامانه امکان درگیری با تعداد هدف مشخص در یک منطقه فراهم شده و سامانه‌های اضافی امکان استقرار در نواحی دیگر و گسترش پوشش پدافندی را می‌یابند. به علاوه هزینه‌ها و زحمات عملیاتی برای برقراری میزان مشخصی از پوشش هوایی، ایجاد امنیت مواضع پدافندی کاهش می‌یابد و درگیری با حجم حملات گسترده‌تری ممکن می‌شود.
حرز نهم
نمونه تماماً متحرک از سامانه یازهرا با نام حرز نهم در اردیبهشت ۱۳۹۲ معرفی شد که در آن مجموعه رادار و پرتابگر روی یک کامیون مستقر شده است. به واسطه استقرار مجموعه روی کامیون، مدت‌زمان مورد نیاز برای آماده‌سازی سامانه برای عملیات یا تبدیل سامانه به حالت آماده به راه از شرایط عملیاتی بسیار کاهش یافته است. حرز نهم در تصاویر منتشرشده در زمان رونمایی، تنها به دو موشک مجهز بود. با استقرار سامانه روی خودرو تحرک کامل این سامانه تضمین می‌شود. تحرک، مزیت‌های بسیار مهمی برای یک سامانه دفاع هوایی ایجاد می‌کند، از جمله سرعت بالا در استقرار و خروج از یک منطقه، حمل‌ونقل هوایی سریع‌تر توسط هواپیما‌های ترابری، امکان جابه‌جایی در حوالی منطقه تحت پوشش در زمان‌های مختلف که باعث کاهش احتمال کشف موقعیت آن توسط واحد‌های شناسایی هوایی یا تیم‌های ضربت دشمن می‌شود و امکان همراهی واحد‌های نیرو‌های زمینی توسط این سامانه در پیشروی‌ها و عقب‌نشینی‌ها و حضور مؤثر در صحنه عملیات.
کمین ۲
در رژه روز ارتش در ۲۹ فروردین ۱۳۹۷ سامانه متحرک دیگری که با بهره‌گیری از سوابق سامانه یازهرا توسعه یافته بود، رونمایی شد. این سامانه به نام کمین ۲ دارای چهار موشک شهاب ثاقب بود، اما در آن اتاق کنترل به خارج از مجموعه پرتابگر انتقال داده شده است. احتمالاً این سامانه قابلیت استفاده به صورت کنترل از راه دور را دارد. کل مجموعه پرتابگر روی یک کامیون معمولی و تجاری سوار شده که در قیاس با سامانه حرز نهم علاوه بر داشتن دو موشک بیشتر، از استتار بهتری هم برخوردار خواهد بود.
خانواده سامانه‌های پدافند هوایی استفاده‌کننده از موشک شهاب ثاقب مانند یازهرا و حرز نهم به واسطه اعمال تغییرات و بهسازی‌های متعدد هم به قابلیت درگیری مؤثر با موشک‌های کروز رسیدند و هم کم‌و‌کیف جزئیات تغییرات آن‌ها برای دشمن ناشناخته بود. با ساخت این سامانه در یک بازه بیش از ۱۰ ساله و در دورانی که هنوز سامانه‌های پیشرفته عمودپرتاب مثل دزفول و نواب در کشور ساخته نشده بود و همچنین سامانه خارجی تور- ام‌یک هم به تعداد کافی برای کل کشور وجود نداشت، گام مهمی برای پوشش‌دهی به مناطق صنعتی و اقتصادی، سد‌ها و نیروگاه‌ها در تمام کشور برداشته شد.
