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.

هواپیماهای شگفت انگیز: بمب افکن بی 29

تالیف: اصغر ناصری 

مقدمه 

مجموعه مقالات هواپیماهای شگفت انگیز به معرفی مهمترین هواپیماهای جنگی تاریخ نبردهای هوایی می پردازد که علاوه بر دستاوردهای تکنولوژیکی مهم نقش موثری در تغییر شرایط تاریخ جنگها داشته اند. از این مجموعه تاکنون مقالات زیر در این وبلاگ منتشر شده است: 

1.  

2.  

3.  

4.  

5.   

6. هواپیماهای شگفت انگیز: میگ 15

این مقالات با بهره گیری از منابع معتبر تالیف شده است. خواهشمند است در صورت استفاده منبع اصلی آن یعنی وبلاگ دنیای علم و تکنولوژی را ذکر فرمایید.  

----------------------------------------------------------------------------------------------------- 

اهمیت بمب افکن های استراتژیک که قادر به نابودی تاسیسات زیربنایی در عمق خاک دشمن باشند ازدیرباز بر برنامه ریزان نظامی آشکار شده بود. در دسامبر 1939 سپاه هوایی ارتش آمریکا (که بعدها با استقلال از ارتش نام نیروی هوایی ایالات متحده را به خود گرفت) درخواستی رسمی را برای یک ابربمب افکن که قادر به حمل 9100 کیلوگرم بمب تا فاصله 4300 کیلومتری باشد صادر کرد. 

در پاسخ به این استعلام شرکت های هواپیماسازی بوئینگ با مدل 345، کانسولیدیتد با مدل B-32، لاکهید با مدل XB-30 و داگلاس با مدل XB-31 وارد عرصه رقابت شدند. داگلاس و لاکهید خیلی زود ازمیدان رقابت پا پس کشیدند. اما کانسولیدیتد و بوئینگ به توسعه مدلهای خود ادامه دادند و بزودی بوئینگ باطراحی خود به نام B-29 Superfortress از رقیب خود پیشی گرفت. 

بوئینگ بی29 بزودی به بزرگترین وگرانترین پروژه آمریکا در جنگ جهانی دوم بدل شد که حتی ازپروژه مانهاتان برای ساخت بمب اتمی نیز بزرگتر بود. تا پیش از آن هیچگاه این همه ایده های جدید به یکجا در یک هواپیمای جنگی گرد هم نیامده بودند. بسیاری از نوآوری های انجام شده در طراحی این هواپیما قبل از پرواز اولین مدل هیچگاه فرصت آزمایش نیافتند. 

مهمترین نوآوریهای بکار رفته در این طراحی جدید را می توان بشرح زیر خلاصه کرد: 

1. اتاقک تحت فشار (Pressurized cabin) که خلبانان و خدمه را قادر می ساخت بدون لباس مخصوص و ماسک اکسیژن در ارتفاعات بالا به کار خود ادامه دهند. اینکار با ورود هوای فشرده بطور  مداوم به کابین های استقرار خدمه صورت می پذیرفت. در هواپیماهای فاقد اتاقک تحت فشار، خدمه باید در ارتفاعات بالا از لباس مخصوص و ماسک اکسیژن استفاده کنند. 

 برش بدنه بی 29 - به دو مخزن بمب در جلو و عقب بال توجه کنید.  

2. سیستم کنترل آتش مرکزی که چهار برجک مسلح به تیربار دو لول براونینگ M2 دوازده میلیمتری را از راه دور کنترل میکرد. برای نشانه روی این مسلسل ها از ایستگاه های دیده بانی در دماغه، دم و پهلوهای هواپیما استفاده می شد. شکل زیر یکی از پنجره های دیده بانی پهلوی بی 29 را نشان می دهد. مسلسل چی می توانست با دستگاه کنترل از راه دور کنترل یک یا دو تا از برجک های مسلسل را در دست بگیرد و بسوی هدف شلیک کند. 

 

3. تونل رابط میان کابین جلویی و عقبی. برای اینکه رها شدن بمب ها باعث تخلیه فشار درون کابین نشود، اتاقک های جلویی و عقبی توسط یک تونل که از درون مخزن های بمب می گذشت به یکدیگر متصل می شدند. در اتاقک عقبی محلی برای استراحت خدمه در پروازهای طولانی وجود داشت. پنج کامپیوتر آنالوگ جنرال الکتریک با محاسبه فاکتورهایی مانند سرعت باد، جاذبه ثقلی، دما و رطوبت باعث افزایش دقت شلیک ها می شد. این کامپیوترها بر توزیع کنترل آتشبارها میان مسلسل چی ها نیز نظارت می کرد.

۴. سیستم نشانه روی راداری. بمب افکن های دیگر بیشتر بر سیستم های نشانه روی چشمی تکیه داشتند اما بی 29 با استفاده از سیستم نشانه روی راداری دقت بالاتری در بمباران اهداف داشت. 

بوئینگ بی ٢٩ سوپرفورترس یک بمب افکن سنگین مجهز به چهار موتور ملخی بود که در ٨ می ١٩٤٤ وارد خدمت نیروی هوایی آمریکا شد و تا جنگ کره به خدمت ادامه داد. تعداد ٣٩٧٠ فروند از این بمب افکن های سنگین تولید شدند و نقش مهمی در تعیین مسیر جنگ جهانی دوم و جنگ کره ایفا کردند.   

بی ٢٩ مدرنترین هواپیمای زمان خود بشمار می رفت. برای تولید آن از چهار کارخانه بزرگ استفاده شد. بی ٢٩ می توانست تا ارتفاع ١٢٠٠٠ متری صعود کند. بدین ترتیب اکثر جنگنده های ژاپنی قادر به صعود تا ارتفاع پروازی بی ٢٩ نبودند.  هم چنین می توانست با سرعت ٥٣٠ کیلومتر در ساعت به مدت طولانی پرواز کند. فقط تعداد کمی جنگنده بودند که قادر به تعقیب این بمب افکن سریع السیر می شدند. برد عملیاتی آن نیز حدود ٦٠٠٠ کیلومتر بود. این برد طولانی نیروی هوایی امریکا را قادر به بمباران دورترین نقاط خاک ژاپن می نمود.  

در طی جنگ جهانی دوم بمب افکن های بی ٢٩ از پایگاه هایی در جنوب هند و جنوب چین به پرواز در می آمدند تا خاک ژاپن را بمباران کنند. سوخت و مهمات مورد نیاز برای این بمب افکن ها از فراز کوه های هیمالیا حمل می شد که عملیاتی بسیار پر خطر بود. در اواخر جنگ پایگا ه هایی در جزایر ماریانا برپا شد که اجازه می داد بی ٢٩ ها از مسافتی نزدیکتر به ژاپن به پرواز در آیند. 

حمله هوایی ٩ تا ١٠ مارس ١٩٤٥ به توکیو یکی از مرگبارترین بمباران‌های هوایی در طول تاریخ بوده است. تعداد ٣٣٥ بمب افکن بی ٢٩ در این حمله شرکت داشتند و ١٧٠٠ تن بمب آتش زا بر سر این شهر ریختند. ١٤ بمب افکن در این حمله سرنگون شدند. حدود ٤٠ کیلومتر مربع از شهر توکیو در این حمله کاملا ویران شد و بیش از ١٠٠ هزار نفر از مردم در نتیجه آتش سوزی های ناشی از بمباران کشته شدند. حدود یک میلیون نفر از مردم نیز خانه های خود را از دست دادند.   

مدتها قبل از بمباران شهرهای ژاپن، ایالات متحده در حال ساخت بمب اتمی بود. پروژه سری منهتن در خلال سالهای ١٩٤٣ و ١٩٤٤ به ابداع دو نوع از چنین بمبهایی انجامید: یک بمب پلوتونیومی به نام Fat Man و یک بمب اورانیومی به نام Little Boy. پس از اعلامیه ٢٦ جولای ١٩٤٥ پست دام که در آن متفقین هشدار شدیدالحنی را به ژاپن برای دست کشیدن از جنگ ارسال کردند، پرزیدنت هری ترومن دستور بمباران اتمی ژاپن را صادر کرد. در ٦ آگوست ١٩٤٥ لیتل بوی توسط یک بمب افکن B-29 بر روی هیروشیما انداخته شد. ٧٥٠٠٠ نفر از سکنه این شهر در دم کشته شده و بیش از ٥٠٠٠٠ ساختمان ویران گردید. 

متفقین انتظار تسلیم سریع ژاپن را داشتند. لیکن حکومت ژاپن بسرعت پاسخی ارسال نکرد. شاید دلیل این امر این بود که به دلیل قطع تمامی ارتباطات، مقامات دولتی از فاجعه‌ای که در هیروشیما رخ داده بود، دیر آگاه شدند. سه روز بعد، دومین بمب بر روی ناگازاکی فرو افتاد. در ١٥ آگوست ١٩٤٥ امپراطور ژاپن تسلیم کشور خود را اعلام کرد و جنگ جهانی دوم پایان یافت. 

 

قارچ اتمی بر فراز هیروشیما

بمب افکن بی 29 تنها بمب افکن جنگ جهانی دوم بود که تا مدتها بعد نیز و حتی در عصر جت به خدمت ادامه داد. این بمب افکن نقش مهمی در جنگ کره ایفا کرد و پس از 1953 نیز در نقش شناسایی و سنجش آب و هوا خدمت کرد. شوروی با کپی سازی از روی این بمب افکن توپولف تی یو 4 اولین بمب افکن استراتژیک خود را ساخت. هم اکنون یک عدد از این بمب افکن ها موجود است که قابلیت پرواز دارد و 22 فروند نیز در نمایشگاه های مختلف دنیا آرام و قرار گرفته اند. بمب‌ افکن بی 29 براستی نقش مهمی در تغیر سرنوشت چندین جنگ بزرگ دنیا داشته است. 

 

سه بمب افکن ردیف آخر: بی 17، بی 29 و بی 36