گستره توانمندی های شکاری بمب افکن فانتوم F-4

گردآوری و تالیف: اصغر ناصری

در طول دهه 1960 سازمان فضایی ناسا به خلبان هایی نیاز داشت که بتوانند با پرواز در نزدیکی موشک های فضاپیما در ارتفاع 10 هزار متری و هنگامی که موشک از سرعت یک ماخ عبور می کند، از آن فیلم تهیه کنند. جک پتری سرهنگ خلبان بازنشسته نیروی هوایی یکی از انتخاب های آنها بود. برای پرواز در نزدیکی موشک، ابتدا به او هواپیمای F-104 پیشنهاد شد. اما او به علت بالهای کوچک این هواپیما و نبود پیشرانه کافی این پیشنهاد را رد کرد و مصممانه گفت: ترجیح من یک فانتوم F-4 است.

آنچه F-4 را به جنگنده ای برگزیده تبدیل ساخت دو موتور قدرتمند J79 بود. جک پتری پس از یک شیرجه که طی آن به سرعت 1.2 ماخ دست یافت، خود را به نزدیکی موشک عظیم تیتان 2 رساند تا در کنار خط آتش و دود عظیم آن بسوی بالا پرواز کند. در زیر هرکدام از بالهای فانتوم جک پتری یک دوربین نصب شده بود که با سرعت 900 فریم درثانیه از موشک فیلمبرداری می کرد. در طی 90 ثانیه انتهایی پرواز تیتان و قبل از اینکه موشک غول آسا وارد فضای بی انتها شود، فانتوم در کنار آن پرواز کرد و سپس از اوج گرفتن باز ایستاد. جک پتری پس از آن همواره روایتگر هیجان و لذتی بود که از پرواز در کنار این مخلوق عظیم الجثه تجربه کرده بود.

طیف وسیع سلاحهای قابل حمل توسط فانتوم اف 4

در طی چهار دهه  خدمت در ارتش آمریکا، فانتوم تمامی وظایف جنگی که بر عهده اش نهاده شد به انجام رساند و هنوز در برخی کشورهای دنیا همچون نیروی هوایی ارتش جمهوری اسلامی ایران به خدمت خود ادامه می دهد. شهید دوران از بهترین خلبانان این نوع جنگنده در دنیا محسوب می شد که قادر بود این هواپیما را در مرزهای توانایی اش به خدمت درآورد.

در سال 1954 دو شرکت هواپیمایی مک دانل و ووت (Vought) بر سر طراحی یک هواپیمای رهگیر برای دفاع از ناوگان دریایی آمریکا با یکدیگر رقابت می کردند. پیشنهاد ووت گونه ای تغییر یافته از F8U Crusader بود که رقابت را به طرح بسیار مدرنتر مک دانل F-4 باخت. جیمز اس. مک دانل بنیانگذار این شرکت ترسیمات اولیه فانتوم خود را شخصا به پنتاگون تحویل داد و نظر آنان را جلب کرد.

فانتوم اولین جنگنده دو سرنشینه بود. نخستین ایراد مشاهده شده در موتورهای جنرال الکتریک J79 دنباله دودی قابل مشاهده از فاصله 40 کیلومتری بود، دو دهه طول کشید تا این عامل آشکارساز اصلاح شود. اولین فانتوم در دسامبر 1960 با قابلیت 2 ماخ سرعت و 1000 ساعت ضمانت پرواز از خط تولید خارج شد، شاید اولین جنگنده ای که ایمن و ضمانت شده محسوب می شد. هدف اولیه ازطراحی این جنگنده، رهگیری بمب افکن های اتمی بلندپرواز دشمن بود به همین علت فانتوم پرقدرتی که مشحون از فناوری های نوین بود گسستی از سنت های طراحی دهه 1950 محسوب می گردید. رادار وستینگ هاوس، سیستم کنترل آتش ریثیون، سیستم های هدایتی پیشرفته و یک کامپیوتر آنالوگ داده های پرواز و در نهایت شبکه ای از حسگرها که از دماغه تا دم امتداد می یافتند این هواپیما را به مجموعه ای از جدیدترین تکنولوژی ها تبدیل کرده بود.

پرواز و نبرد با فانتوم نیاز به کار تیمی خلبان اصلی و افسر رادار رهگیر (RIO=Radar Intercept Office) داشت. در ابتدا خلبانان با این مدل کار تیمی آشنا نبودند. اما بتدریج دریافتند که تقسیم وظایف از فشار کاری آنها در هنگان نبردهای نزدیک هوایی می کاهد.

مشکل بزرگی که در ابتدا وجود داشت این بود که طراحان فانتوم تصور می کردند در عصر موشک های هدایت شونده دوربرد و رادارهای با قابلیت فراتر از دید خلبان (BVR=Beyond Visual Range) دیگر نیازی به توپ دماغه نیست و آنرا از مدلهای اولیه فانتوم حذف کردند. اما جنگ ویتنام و درگیری با جنگنده های سبک و تیزپرواز کره شمالی مانند میگ 17 و 19 نیاز مبرم به مسلسل یا توپ دماغه را آشکار ساخت. در فاصله نزدیک امکان قفل کردن موشک برروی هدف وجود نداشت. علاوه بر این گلوله ها ارزانتر و در فاصله نزدیک کارامد تر بودند. بویژه خلبانهای مدل شناسایی RF-4 آرزوی یک توپ در هواپیمای خود داشتند.

اولین طراحی مفهومی شرکت مک دانل دماغه قابل تعویض بود تا بسرعت بتوان یک F-4 استاندارد را به مدل شناسایی RF-4B تبدیل کرد. این مدل شناسایی به تنهایی و بدون سلاح تا عمق خاک دشمن نفوذ می کرد تا از مواضع آن تصویربرداری کند. سرعت برای این هواپیما عامل زندگی محسوب می شد. فاصله کانونی دوربین این هواپیما و پوشش مورد نیاز برای تصویربرداری یک رژیم  پروازی را بر خلبان تحمیل می کرد که مانورهای طفره و گریز جایی در آن نداشت. آنها باید در یک مسیر مستقیم در ارتفاع 1500 متری پرواز کنند. در این فاصله ویت کنگ ها با هر سلاحی که در دست داشتند در گروههای پرتعداد به شلیک بسوی هواپیما می پرداختند. در یک مورد گلوله یک مسلسل دستی سبک با کابین خلبان جک دیلی خلبان نیروی دریایی را سوراخ کرده و با فاصله کمی از نزدیکی سر او گذشت. در یک مورد دیگر موتور هواپیمای او چنان سوراخ سوراخ شده بود که می شد نور را از لابلای آن دید.

برخلاف جنگنده های گذشته که وظیفه اسکورت یا دفاع را داشتند فانتوم ها برای شکار میگ فرستاده می شدند. یکی از عیوب فانتوم این بود که در هنگام دورزدن سریع سرعت خود را از دست می داد. در نتیجه میگ های کوچکتر و چالاک تر می توانستند سریعتر دور بزنند که در هنگام نبرد نزدیک هوایی اهمیت زیادی داشت. اما موشک های حرارتی سایدویندر برتری زیادی برای فانتوم ها ایجاد می کردند. موشک هدایت راداری نیمه فعال اسپارو هنوز در مراحل اولیه توسعه خود قرار داشت و بسیار بد عمل می کرد طوری که اکثر آنها به خطا می رفتند. علت این بود که میگ های کره شمالی می توانستند با مانور سریع قفل رادار اسپارو روی خود را بشکنند.

پیش از ظهور فناوری رادارگریز (stealth) جنگنده ها از پوشش تاریکی شب برای خفیه کاری استفاده می کردند. اما بمباران در شب کاری دشوارتر بود. هراس انگیزترین کار برای حتی باتجربه ترین خلبانان آمریکایی در جنگ ویتنام اسکورت بمب افکن های B-52 بود که به هانوی پایتخت کره شمالی یورش می بردند. کره شمالی هربار صدها موشک زمین به هوای سام 2 بسوی هواپیماهای آمریکایی شلیک می کرد. بی 52 ها در ارتفاعی پرواز می کردند که نزدیک به سقف پرواز خدمتی فانتوم ها بود. آنها مایل به ساتفاده از پس سوز نبودند زیرا به آشکارسازی آنها کمک می کرد. مانور عرضی نیز برایشان امکان پذیر نبود زیرا هواپیماها بسیار نزدیک به هم پرواز می کردند.

برای منحرف کردن موشک های زمین به هوا از پرتاب نوارهای فلزی داغ (به نام چف) استفاده می شد اما اینها اثری معکوس بر فانتوم ها داشتند زیرا اپراتورهای رادار کره شمالی می دانستند در انتهای رشته ملتهب چف که روی رادارهایشان دیده می شود یک فانتوم قرار دارد. طوری که انگار یک فلش بسوی مکان قرار گرفتن فانتوم اشاره می کند.

در سال 1963 نسخه ای از فانتوم برای نیروی هوایی آمریکا با نام F-4C ساخته شد که دارای کنترل پرواز در هر دو کابین جلو و عقب بود. اما یکی از جالب توجه ترین نسخه های این هواپیما، F-4G موسوم به راسوی آبی (Wild Weasel) بود که مخصوص شکار رادارهای ضدهوایی طراحی شده بود. مهمترین سلاح این راسوها دو تا چهار موشک AGM-88 ، موشک پرسرعت ضدتشعشع  بود که می توانست پرتو ارسالی از رادار موشک های زمین به هوا را تعقیب کرده و بر مرکز آنتن رادار فرود آید. رادار F-4G از نوع AN/APR-47 با توانایی هشدار قفل شدن رادار دشمن بر روی فانتوم و ردیابی رادار بود. در طی عملیات طوفان صحرا در همان روزهای اول راسوهای آبی توانستند تمامی رادارهای موشک های زمین به هوای عراق را بر روی زمین شناسایی و نابود سازند.

فانتوم های نیروی هوایی آمریکا در طی جنگ ویتنام توانستند بیش از 215 فروند از میگ های ویتنام شمالی را سرنگون سازند. در سال 1996 این هواپیما از نیروی هوایی و دریایی ایالات متحده بازنشسته شد و تعدادی از آنها به هواپیمای بدون سرنشین کنترل از راه دور QF-4 تبدیل شدند تا به عنوان جت هدف در تمرینات هوایی خدمت کنند. شاید این ماموریت برای فانتوم هایی که روزی قهرمان نبردهای هوایی بودند حقارت آمیز بنظر رسد، لیکن سرنوشت همه قهرمانان همین است: سوختن در آتش و سقوطی پرهیبت و با شکوه.

 

پنج نسل هواپیماهای جنگنده شکاری

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

یک هواپیمای جنگنده شکاری (fighter aircraft) 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.

۴. جنگنده های نسل چهارم (دهه ۱۹۷۰ تا میانه دهه ۱۹۹۰) 

جنگنده های نسل چهارم حاصل پیشرفت در تجهیزات هدایت خودکار هواپیما و بکارگیری نظریات مربوط به افزایش قابلیت های آیرودینامیکی هواپیماهای جت بودند. در این جنگنده ها به جای تکیه صرف بر سرعت و ارتفاع پرواز، به قابلیت ایجاد تغییرات سریع در سرعت، ارتفاع و جهت پرواز تکیه شده بود. اهرم های مکانیکی بتدریج جای خود را به کنترل های الکترونیکی و دیجیتالی دادند. 

سایر پیشرفت های خیره کننده در هواپیماهای این نسل شامل رادار کنترل آتش پالس-داپلر، نمایشگرهای تمام دیجیتال بالاسری (head-up displays) و نمایشگرهای چند منظوره بود که بتدریج به ابزارهای اساسی هواپیماها تبدیل شدند. مواد کمپوزیتی به شکل المان‌های سازه ای لانه زنبوری از آلومینیوم و لایه های اپوکسی گرافیتی در سطوح کنترل پرواز و پوسته هواپیما بکار رفتند که باعث کاهش قابل ملاحظه وزن هواپیماها و افزایش قابلیت حمل بار آنها شد. 

جنگنده های این نسل از قابلیت مانور بالایی برخوردار بوده و در تعقیب وگریز هوایی بسیار برتر از نسل پیشین خود هستند. نمونه عالی یک جنگنده نسل چهارم اف ١٥ ایگل آمریکا است که دارای تمام ویژگی های یک جنگنده برتری هوایی است. نمونه دیگریاز این جنگنده به نام اف ١٥ استرایک ایگل برای ایفای نقش دوگانه جنگنده بمب افکن طراحی شده است. به اف ١٥ نام روبات پرنده لقب داده اند زیرا پرواز عملا توسط یک کامپیوتر مرکزی که فرمانهای خود را از خلبان و سایر حسگرها و منابع ورودی هواپیما می گیرد، کنترل می شود. اف ١٥ موفق ترین هواپیمای جنگی دنیا محسوب میشود، زیرا در ازای ١٠٠ مورد شکار هواپیمای دشمن درطول بکارگیری این هواپیما توسط کشورهای مختلف، حتی یک عدد از این هواپیماها نیز در جنگ سرنگون نشده است. 

یکی از خیره کننده ترین ویژگی های این گونه هواپیماها، قابلیت رادارگریزی یا stealth است که باعث می شود اثر بجای گذاشته شده توسط این هواپیماها بر روی صفحه رادار دشمن به حداقل برسد. البته قابلیت رادارگریزی کامل در جنگنده های نسل پنجم به تکامل خود رسیده است. اشکال زیر برخی از جنگنده های نسل چهارم را نشان می دهند. 

اف 15 در حال نمایش برخاست با شیب زیاد و حداکثر راندمان موتور

جنرال داینامیکز اف 16

٥. جنگنده های نسل ٤.٥

پایان جنگ سرد در سال ١٩٩١ باعث شد دولت ها به میزان زیادی بودجه نظامی خود را کاهش دهند. توسعه  پژوهش در زمینه صنایع هوایی نیز کاهش یافت. در طرف دیگر کاهش موجودی صنایع هوایی باعث تمرکز آنها بر توسعه سلاح های پیشرفته تر در کمیت های محدودتر گردید. پیشرفت تکنولوژی میکروچیپ و نیمه هادی منجر به توسعه نسلی واسطه ای از جنگنده ها به نام جنگنده های نسل چهار و نیم گردید. 

ویژگی های اصلی این زیرنسل عبارتند از سیستم های هدایت خودکار دیجیتالی پیشرفته و مواد پیشرفته هوا-فضا،‌ کاهش اثر هواپیماها بر صفحه رادار (رادارگریزی در محدوده فرکانس های رادیویی) و یکپارچگی بالا میان سیستم هدایت و آتش. تکنولوژی های کلیدی بکار رفته در سلاح‌های این جنگنده ها عبارتند از موشک های هوا به هوا با برد فراتر از دید مرئی (beyond-visual-range)، سیستم هدایت سلاح با استفاده از GPS، رادار های solid-state phased-array، دوربین های کار گذاشته شده در کلاه خلبان و لینک های داده ضد پارازیت. قابلیت thrust vectoring نیز بر قابلیت مانور هواپیماها تا حد زیادی می افزود. جنگنده های این نسل عمدتا چند منظوره هستند و برای درگیری هوایی و حمله به اهداف زمینی بطور توام ساخت شده اند.

برخی جنگنده های این نسل در اصل از ارتقای جنگنده های نسل پیشین حاصل شده اند. 

اف 18 سوپر هورنت

٦. جنگنده های نسل پنجم (٢٠٠٥ تاکنون) 

نسل پنجم جنگنده های برتری هوایی در جنگنده لاکهید مارتین/بوئینگ اف ٢٢ راپتور تجلی پیدا کرده است. این ماشین های جنگی حاصل آخرین پیشرفت ها درصنایع هوافضا و الکترونیک می‌باشند و برای عمل در یک فضای جنگی کاملا شبکه ای و با قابلیت رادارگریزی حداکثر طراحی شده‌اند. ویژگی های این نسل از جنگنده ها را می توان بشرح زیر برشمرد: 

• استفاده از رادارهای چندوظیفه‌ای AESA با پهنای باند بالا و احتمال پایین اختلال در انتقال داده ها. رادارهای AESA امواج خود را در طول باندهای فرکانسی متعددی ارسال می کنند که امکان تشخیص آنها را از نویز پس زمینه ای برای رادارهای دشمن بسیار دشوار می سازد. بدین ترتیب هاپیمای جنگنده می تواند بسیار پنهان از دید رادار بماند. 
• سیستم آگاهی موقعیتی برای جستجو و ردیابی مادون قرمز SAIRST که بطور خودکار تمامی اهداف دشمن را در اطراف هواپیما شناسایی می کند. 
• استفاده از مدارهای مجتمع بسیار سریع VHSIC با دیتاباس های پرسرعت برایپردازش اطلاعاتی که از تمامی سنسورهای هواپیما به کامپیوتر مرکزی آن ارسال می‌شوند. 
• سیستم های متمرکز سنجش سلامت هواپیما برای آسان شدن کار نگهداری و تعمیر هواپیما 
• استفاده از موتورهایی با قابلیت thrust-vectoring با نازل های خروجی متغیر که با هدایت جریان جت گاز خروجی در مسیر دلخواه بر قدرت و قابلیت مانور هواپیما می افزایند و در عین حال مسافت نشست و برخاست هواپیما را بسیار کوتاه می‌کنند. 
• قابلیت سوپرکروز که حرکت طولانی مدت با سرعت بالای صوت را بدون استفاده از سیستم پس سوز امکان پذیر می‌سازد. این امر علاوه بر کاهش مصرف سوخت و افزودن بر برد هواپیما، از خط اثر حرارتی هواپیما درنبردهای هوای شدید می کاهد.  
• رادارگریزی حداکثری که با استفاده از تکنولوژی های نوین طراحی آیرودینامیکی ومواد ویژه جاذب امواج رادار به انجام رسیده است.

تمامی این ویژگی ها به جنگنده نسل پنجم قابلیت از بین بردن هواپیمای دشمن در اولین برخورد را می دهد. 

هم اکنون تنها جنگنده نسل پنجم عملیاتی اف ٢٢ آمریکا می باشد. لیکن جنگنده های دیگری نیز توسط کشورهای مختلف در حال توسعه است.