پنج نسل هواپیماهای جنگنده شکاری

 تالیف: اصغر ناصری ([e-mail]) -- مهرماه ١٣٨٩

یک هواپیمای جنگنده شکاری (fighter aircraf) هواپیمایی نظامی است که برای درگیری هوایی با هواپیماهای دشمن طراحی شده است. در طرف مقابل هواپیماهای بمب افکن (bomber) قرار دارند که عمدتا برای حمله به اهداف زمینی توسط بمب و راکت ساخته شده اند. هدف اصلی از بکارگیری جنگنده های شکاری، دستیابی به برتری هوایی است که نقش مهمی در پیروزی در جنگ های کلاسیک دارد. 

جنگنده های شکاری جت از نظر تاریخی به پنج نسل متوالی تقسیم می شوند. تعریف رسمی و دقیقی برای این طبقه بندی وجود ندارد وبیشتر بر اساس ویژگی های کلی صورت می پذیرد. 

١. جنگنده های نسل اول (میانه دهه ١٩٤٠ تا میانه دهه ١٩٥٠)

جنگنده های جت نسل اول در اواخر جنگ جهانی دوم ظاهر شدند. یکی از انواع مشهور آنها  Messerschmitt Me 262A است که به علت مشکلات فنی هرگز به تولید انبوه نرسید. کارشناسان بر این باورند که چنانچه آلمان نازی می توانست این جنگنده را در تعداد انبوه بکارگیرد، سرنوشت جنگ در هوا تغییر می یافت. مسراشمیث ام ای ٢٦٢ از نظر سرعت و قابلیت مانور بسیار برتر از جنگنده های رایج آن زمان مجهز به موتور پیستونی بود. 

 

جنگنده های نسل اول دارای ظاهری شبیه به جنگنده های ملخی قدیمی تر بودند. سلاح غالب آنها توپ های خودکار با کالیبر بین ١٢ تا ٣٧ میلی متر بود. برخی از آنها حتی دارای بالهای راست معمولی بودند،‌ بر خلاف تمامی جنگنده های جت امروزی که بالهای به عقب برگشته دارند. سرعت همگی آنها زیر سرعت صوت (ترانسونیک) بود.

معروفترین نمونه جنگنده های جت نسل اول را می‌توان میگ ١٥ روسی دانست که ظهور آن در آسمان کره شمالی برتری هوایی آمریکا را دچار تزلزل جدی ساخت. میگ ١٥ در ارتفاعی می توانست پرواز کند که جنگنده های جت آمریکایی به آن نمی رسیدند. این جنگنده سریعترین هواپیمای جت زمان خود نیز بشمار می رفت. تنها مهارت بالاتر خلبانان آمریکایی جنگنده های F-86 Saber بود که توانست از برتری هوایی مطلق هواپیماهای کره شمالی که با ترکیبی از خلبانان روسی، چینی وکره شمالی پرواز می کردند جلوگیری کند. 

 

٢. جنگنده های نسل دوم (میانه دهه ١٩50 تا اوایل دهه ١٩٦٠) 

درس هایی که از جنگ کره آموخته شد همراه با پیشرفت های صورت گرفته در فناوری آیرودینامیک همچون بال‌های به عقب برگشته و بالهای دلتا شکل که مقاومت کمتری در برابر هوا ایجاد می‌کنند و نیز ابداع آلیاژهای سبک و محکم آلومینیوم، منجر به بروز جنگنده های جت نسل دوم گشت. این جنگنده ها با استفاده از سیستم پس سوز توانستند سرعت صوت را برای اولین بار پشت سر بگذارند و در پرواز افقی بتوانند با سرعت های بالای صوت به مدتی طولانی حرکت کنند. 

پیشرفت فناوری الکترونیک منجر به پیدایش سیستم های رادار قابل حمل توسط هواپیما گردید. بدین ترتیب این هواپیماها می توانستند فراسوی قدرت دید خلبان به رهگیری و کشف دشمن بپردازند. موشک های جستجوگر حرارتی که به دنبال حرارت ساطع شده از موتور و بدن هواپیمای هدف می‌گردند برای اولین بار ظاهر شدند. نمونه های اولیه موشک های هدایت شونده توسط رادار نیز ابداع شدند ولی چندان قابل اعتماد نبودند. در نتیجه مجهز شدن این هواپیماها به موشک های هوا به هوای هدایت شونده توسط رادار، جنگ نزدیک و تعقیب و گریز هوایی (dog fighting) از اهمیت کمتری نسبت به هواپیماهای نسل اول برخوردار بود. 

یکی از مشهورترین هواپیماهای نسل دوم، میگ ٢١ بود که در جنگ ویتنام توسط کره شمالی مورد استفاده قرار میگرفت. میگ ٢١ نیز در زمان خود پیشرفته ترین جت جنگی بشمار می رفت و رکورد سرعت را تا مدتها از آن خود کرده بود. میگ ٢١ اختصاصا برای حمله به بمب افکنهای بلندپرواز بی ٥٢ آمریکا ساخته شده بود. از سال ١٩٥٩ تا ١٩٩٠ حدود ١٢٠٠٠ عدد از این جنگنده ها در شوروی و کشورهای اقمار آن ساخته شد. بدین ترتیب این هواپیمای جنگی رکورد بیشترین میزان تولید شده را نیز در اختیار خود دارد. این جت جنگی در جنگ ایران و عراق نیز مورد استفاده عراق قرار گرفت ولی بزودی مقهور توانایی خلبانان ایرانی که در رهگیری هوایی با هواپیماهای اف ٤ فانتوم خود بسیار قابل بودند گردید.

٣. جنگنده های نسل سوم (اوایل دهه ١٩٦٠ تا دهه ١٩٧٠)  

در این جنگنده ها سیستم های هدایت آنالوگ جایگزین سیستم های قدیمی تر شده و افزایش قدرت مانور نتیجه بهبود خواص آیرودینامیکی هواپیماها بود. سیستم های رادار پیشرفته تر شده و موشک های هوا به هوای مدرنتری ظاهر گشتند. این هواپیماها دارای قابلیت حمله به اهداف زمینی توسط موشک های هوا به زمین همچون AGM-65 Maverick بودند. 

یکی ازموفقترین هواپیماهای جنگی نسل سوم فانتوم اف -٤ آمریکایی بود که بطور وسیعی در جنگ ویتنام مورد استفاده قرار گرفت. فانتوم اف - ٤ یک هواپیمای چند منظوره بود که علاوه بر چالاکی در درگیری های هوایی، می توانست به اندازه یک بمب افکن سنگین زمان جنگ جهانی دوم بمب حمل کند. در جنگ ویتنام فانتوم های اف- ٤ توانستند حدود ٢٨٠ هواپیمای ویتنام شمالی را در جنگ های هوایی سرنگون کنند.

(ادامه دارد)

جنگ کره و ظهور میگ ۱۵

در سی ام نوامبر ١٩٥٠ در ساعت ٧ و ٢٠ دقیقه به وقت محلی، در طی یک یورش به پایگاه هوایی نامسی در کره شمالی، یک بمب افکن ب ٢٩ سوپرفورترس (B-29 Superfortress) مورد اصابت آتش توپ یک هواپیمای جنگی ناشناس قرار گرفت. سرعت حمله بقدری بود که شکاری F-80C که بمب افکن غول پیکر را اسکورت می کرد فرصت هیچ واکنشی نیافت. جنگنده ناشناس بسرعت به سمت شمال شرقی رود یالو در مرز کره شمای و چین تغییر مسیر داد. خلبانان آمریکایی نتوانستند هویت هواپیمای مهاجم را تشخیص دهند لیکن برآورد آنان حاکی از یک جنگنده جت با سرعتی نزدیک به سرعت صوت بود. صدمات وارده به بمب افکن ب ٢٩ ناشی از یک توپ ٣٧ میلیمتری تشخیص داده شد. این واقعه آغاز ظهور هواپیمای جنگی فوق العاده میگ ١٥ شوروی در فضای جنگ سرد بود. 

      

F-80C Shooting Star                                           B-29 Superfortress

 میگ ١٥ درکارخانه میکویان گوروویچ شوروی با استفاده از نمونه های اولیه هواپیماهای جت آلمان در پایان جنگ جهانی دوم و موتور جت ساخت رولزرویس انگلستان ساخته شده بود. در زمان خود سریعترین و بلندپروازترین هواپیمای جنگی بشمار می رفتو از نظر قابلیت درگیری نزدیک هوایی بر تمامی هواپیماهای جنگی آمریکایی برتری داشت. میگ ۱۵ اولین نمونه موفق یک هواپیمای جت با بالهای برگشته به عقب بود که از نظر کارکرد از تمامی هواپیماهای بال مستقیم زمان خود برتر بود.  

  

MiG 15

 در سال ۱۹۵۰ نیروهای کره شمالی کمونیستی به کره جنوبی حمله برده و در عرض سه روز پایتخت سئول را تصرف کردند. شورای امنیت سازمان ملل در غیاب شوروی به کره شمالی اعلام جنگ داد و نیروهای ملل متحد به رهبری ژنرال داگلاس مک آرتور حمله عظیمی را از هوا دریا و خشکی بر علیه نیروهای کره شمالی آغاز کردند. نیروی هوایی نقش مهمی در این نبرد ایفا می کرد و بمب افکن های استراتژیک ب ۲۹ آمریکا به بمباران فرودگاه ها، جاده ها و نیروهای کره شمالی پرداختند. پس از آنکه کیم ایل سونگ رهبر کره شمالی از بمباران های بی امان تاسیسات نظامی کره شمالی توسط آمریکا به استالین شکایت برد، استالین مخفیانه دستور داد تا واحدهایی از جنگنده های جدید میگ ١٥ از طریق چین عملیاتی را بر علیه هواپیماهای جنگی آمریکا آغاز کنند. ظهور میگ ١٥ به برتری هوایی آمریکا پایان داد و تنها وارد شدن جنگنده جت F-86 Sabre بود که با بهره گیری از خلبانان تعلیم دیده و زبده آمریکایی توانست تهدید میگ ١٥ هایی که خلبانان روسی و چینی آنها را می راندند، کم اثر سازد. 

  

F-86 Sabre

برتری اصلی میگ ١٥ در سقف پرواز بالا (حدود ١٥٥٠٠ متر)، سرعت زیاد (حداکثر ١٠٧٥ کیلومتر بر ساعت در ارتفاع بالا) و سرعت صعود فوق العاده زیاد آن (٥٠ متر بر ثانیه) بود که در نبردهای عمودی دست بالا را از آن این جنگنده می ساخت. تعداد واقعی هواپیماهای جنگی سرنگون شده در جنگ کره هنوز مورد مناقشه تاریخ دانان آمریکایی و روسیه است. لیکن به نظر می رسد خلبانان آمریکایی توانستند به ازای هر هواپیمای ازدست داده، ٨ تا ١٠ میگ ١٥ را سرنگون سازند. 

 

شکل فوق یک میگ ١٥ را که در جنگ کره توسط اف ٨٦ آمریکایی مورد اصابت قرار گرفته نشان می دهد.

بلندپروازترین هواپیماهای جهان

سقف پرواز یعنی حداکثر ارتفاعی که یک هواپیما می تواند به آن دست یابد. سقف پرواز عملیاتی یا service ceiling حداکثر ارتفاعی است که هواپیما می تواند عملیات پیش بینی شده برای خود را به انجام رساند. بلندپروازترین هواپیماهایی که تاکنون ساخته شده است به قرار زیر می باشند:

1. هواپیمای ملخی پیستونی: بلندترین ارتفاعی که یک هواپیمای پیستونی ملخی به آن دست یافته در 8 می 1937 توسط ماریو پزی ایتالیایی توسط یک هواپیمای دوباله از نوع Caproni Ca.161 

بدست آمده است. در 22 اکتبر 1938 او توانست به ارتفاع 17,083 متر از سطح دریا دست یابد. 

 

2. هواپیمای جت: در 31 آگوست 1977 الکساند فدوتوف روسی توانست توسط یک جنگنده میگ 25 شوروی به ارتفاع 37,650 متری دست یابد. این بالاترین ارتفاعی بوده که یک هواپیمای جت نظامی به آن دست یافته است. 

دوربردترین هواپیماهای جهان

رکورد طولانی ترین پرواز بدون سوختگیری مجدد توسط هواپیمای وویاجر ثبت شده است که دو خلبان آن در سال ۱۹۸۳ توانستند مسافت ۴۰۲۱۲ کیلومتر را بود کره زمین پرواز کنند.   

اما این هواپیما از انواع مرسوم در صنایع هوایی نیست.  دوربردترین هواپیمای نظامی که تاکنون ساخته شده بمب افکن استراتژیک توپولف ‏Tu-95 ساخت روسیه است که می تواند مسافت ١٥٠٠٠ کیلومتر را بدون سوخت گیری طی کند. این هواپیما قادر است ١٣ ساعت مداوما پرواز کند. 

 

هم اکنون رکورد دوربردترین هواپیما در اختیار یک هواپیمای مسافربری قرار دارد:            بوئینگ 777-200ER که در سال ١٩٩٧ توانست بدون سوختگیری از سیاتل آمریکا به کوآلالامپور مالزی یعنی مسافتی در حدود ٢٠٠٠٠ کیلومتر را پرواز کند. 

منبع: http://www.aerospaceweb.org/question/performance/q0229.shtml 

نسبت نیروی پیشرانه به وزن هواپیما

 

بر هواپیمایی که در حال پرواز است چهار نیرو وارد می‌شوند: نیروی بالابر (lift) ، وزن (weight)، نیروی پیشران (thrust) و نیروی پسران (drag). حرکت هواپیما در هوا به اندازه نسبی و جهت این نیروها بستگی دارد. وزن یک هواپیما مجموع وزن بدنه، بار و سوختی است که توسط آن حمل می شود. جهت بردار وزن همواره بسوی مرکز زمین است. نیروی پیشران توسط موتورهای هواپیما تامین شده و با تنظیم میزان سوخت ورودی به موتور و دریچه های خروجی گاز توسط خلبان قابل تغییر است. نیروی پیشران همواره رو به جلو و در امتداد محور طولی هواپیماست. نیروی بالابر و پسران نیروهای آیرودینامیکی هستند که به شکل و اندازه هواپیما، شرایط باد و سرعت پرواز بستگی دارند. نیروی بالابر عمود بر مسیر پرواز  نیروی پسران در امتداد خط پرواز است. 

نسبت نیروی پیشران به وزن کمیتی است که کارایی نیروی پیش برنده هواپیما را تعیین می کند. شکل بالا نحوه محاسبه این نسبت را نشان می دهد. 

اگر این نسبت بزرگتر از یک باشد هواپیما می تواند در هنگام پرواز عمودی رو به بالا شتاب بگیرد. راکت ها باید نسبت نیروی پیشران به وزن بزرگتر از یک داشته باشند تا از نیروی جاذبه زمین بگریزند. لیکن تعداد اندکی از هواپیماهای جنگی دارای نسبت نیروی پیشران به وزن بزرگتر از یک هستند. بزرگترین مقدار این نسبت در هواپیمای جنگی F-15 Eagle وجود دارد. این هواپیما با استفاده از دو موتور بسیار پرقدرت خود می تواند در عرض مدت ١٠ ثانیه تا ارتفاع ١٠٠٠٠ متری صعود کند. شکل زیر برخاستن با زاویه تند این هواپیما از روی زمین را نشان می دهد. 

  

منبع: 

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/fwrat.html