جنگنده های نسل ششم

جنگنده های نسل ششم

گردآوری و تالیف: اصغر ناصری

جنگنده های نسل پنجم دارای مشخصاتی از قبیل رادارگریزی و لینک داده ها برای ارسال و دریافت سریع داده هستند. این مشخصات به جنگنده های مزبور امکان می دهد به مناطق دشمن با پوشش راداری سنگین نفوذ کرده و با دریافت داده های آگاهی موقعیتی از منابع مختلف زمینی، هوایی و ماهواره ای، از موقعیت دقیق اهداف و مخاطرات پیرامون بخوبی آگاه باشند. ابرکامپیوترهای موجود در این هواپیماها امکان می دهد نقشه دقیقی از اهداف زمینی با قدرت تفکیک بالا تهیه شده و خلبان بتواند از ارتفاع بالا اهداف زمینی متحرک را با بمب های هوشمند با دقتی بسیار بالا مورد هدف قرار دهد. توسعه جنگنده های نسل پنجم پاسخی بوده است به پیشرفت تکنولوژیکی موشک های زمین به هوا و ابداع رادارهای اسکن الکترونیکی آرایه فازی که قادرند ده ها هدف را همزمان بطور پیوسته در برد و ارتفاع زیاد مورد ردیابی قرار دهند. این پیشرفت ها فضای هوایی دشمن را برای هواپیماهای نسل چهارم مانند F-15C و F-16 بسیار خطرناک ساخته است.

ویژگی های اصلی جنگنده های نسل پنجمی را مطابق زیر می توان برشمرد:

-         شکل خاص بدنه که باعث تفرق امواج رادار و کاهش احتمال دیده شدن در رادار می شود.

-         بکار رفتن مواد جاذب امواج راداری در پوسته بدنه هواپیما که امواج رادار را بجای بازتاب، جب کرده و در خود مستهلک می کنند.

-         طراحی خاص اگزوز هواپیما برای کاهش اثرات حرارتی و احتمال ردیابی توسط حسگرهای حرارتی

-         استفاده از سیستم های کامپیوتری پیشرفته برای ترکیب داده های حاصل از رادار و تمامی حسگرهای هواپیما و بدست آوردن تصویر با کیفیت بالا از صحنه نبرد (data fusion)

-         امکان ارتباط آنلاین با هواپیماهای خودی و مبادله داده ها با استفاده از دیتا لینک های پر سرعت

-         امکان حمل سلاح در داخل بدنه برای کاهش خط اثر راداری هواپیما

-         امکان حرکت با سرعت بالای صوت بدون استفاده از پس سوز (super cruise) . این امر باعث کاهش اثر حرارتی هواپیما در سرعت های بالا و کاهش مصرف سوخت می شود.

-         استفاده از رادار با تشعشع کم برای کاهش امکان آشکارسازی فعالیت راداری هواپیما توسط دشمن

نیروی هوایی ایالات متحده تنها کشوری در جهان است که جنگنده های نسل پنجمی آماده رزم دارد. جنگنده های نسل پنجمی F-22 Raptor و F-35 Lightning II ساخت لاکهید مارتین برای ماموریت هایی مانند برتری هوایی، حمله به اهداف زمینی، شناسایی و دفاع هوایی ساخته شده اند. در سالهای اخیر، روسیه جنگنده Sukhoi Su-57 را عملیاتی کرده و چین نیز J-20 رادارگریز را وارد مراحل آزمون عملیاتی مقدماتی کرده است. کشورهای ژاپن، هند و ترکیه نیز پروژه هایی در این زمینه را دنبال می کنند. رقابت در زمینه توسعه جنگنده‌های نسل پنجم باعث شده قدرتهای بزرگ نظامی جهان به نسل جدیدی از هواپیماهای جنگی اندیشیده و در این موضوع سرمایه گذاری کنند.

        

 جنگنده های F-22 و  F-35                سوخوی Su-57

جنگنده های نسل ششم

با وجود گذشت بیست سال از طراحی F-22 Raptor، جنگنده های نسل پنجم هنوز به پلتفورم های قابل اعتمادی مانند F-15 تبدیل نشده اند. از این گذشته حمل سلاح در داخل بدنه باعث شده قابلیت حمل سلاح توسط جنگنده‌های رادارگریز محدودتر از جنگنده های قدیمی تر باشد.

به نظر می رسد روسها سرگرم مطالعه بر روی مشخصات جنگنده نسل ششم با استفاده از پلتفورم سوخوی 57 هستند. پروژه های توسعه جنگنده نسل ششم در آمریکا همچنان محرمانه باقی مانده است لیکن بنظر می رسد مشخصات اصلی این جنگنده ها بشرح زیر باشد:

-         رادارگریزی هواپیماها با حذف دم و بدنه و بال یکپارچه ارتقا یافته است.

-         هواپیما می تواند با تغییر سطوحی شکل خود را در پرواز تغییر داده و برای بهینه سازی هوشمند عملکرد خود بسته به نوع ماموریت مطابقت پیدا کند.

-         موتور هواپیما دارای جریان هوای پیرامون اتاقک احتراق است که دمای گازهای خروجی را کاهش داده و از اثرات حرارتی خروجی موتور می کاهد.

-         هواپیما قادر است مسافت های طولانی را با سرعت بالای صوت بدون استفاده از پس سوز طی کند.

-         با استفاده از مایکروالکترونیک پیشرفته و یکپارچگی تمامی حسگرها، نیاز به رادار دماغه که تشعشعات زیادی می پراکند حذف شده است.

-         هواپیما احتمالا مجهز به توپ لیزری است که می تواند به تعداد نامحدودی هدف را مورد اصابت قرار دهد.

-         هواپیما دارای امکان ارتباط با ماهواره، ایستگاه های زمینی، هواپیماهای آواکس و سایر هواپیماهای خودی و ترکیب تمامی داده های دریافتی برای دستیابی به تصاویر با کیفیت بالا از صحنه نبرد است.

-         بجای سیستم fly-by-wire از فیبر نوری برای ارتباطات داخلی هواپیما استفاده خواهد شد که علاوه بر کاهش وزن، سرعت انتقال داده ها را چندین برابر افزایش خواهد داد.

        

طرح مفهومی نورثروپ گرومن برای جنگنده نسل ششم                            طرح مفهومی بوئینگ برای جنگنده نسل ششم

در تالیف این مقاله از بخشی از منبع زیر استفاده شده است:

What the United States expects from the sixth generation fighter aircraft, Center for Air Power Studies (CAPS), 23 March 2016.

جنگنده بی نظیری که هرگز ساخته نشد

در سال 1991 شرکت لاکهید برنده رقابت طراحی و ساخت جنگنده تاکتیکی پیشرفته (ATF) امریکا شد و به توسعه جنگنده رادارگریز بی رقیب F-22 Raptor اهتمام نمود. تصور نیروی هوایی آمریکا این بود که لاکهید قادر خواهد بود پروژه ساخت جنگنده برتری هوایی آمریکا را بهتر مدیریت کرده و هزینه کمتری ایجاد کند. این تصور به کنار گذاردن یکی از پیشرفته ترین طرحهای هوافضای قرن یعنی جنگنده YF-23 شرکت نورتروپ انجامید.

در آن زمان، شرکت نورتروپ بخاطر هزینه‌های سرسام‌آوری که با طراحی و ساخت بمب افکن رادارگریز B-2 Spirit ببار آورده بود مورد غضب پنتاگون بود. این امر باعث شد از ابتدای شروع رقابت، مقامات نظر مساعدتری نسبت به شرکت رقیب لاکهید داشته باشند. امروزه می‌دانیم باوجود بی رقیب بودن F-22 در عرصه برتری هوایی، YF-23 نورتروپ از بسیاری جهات جنگنده برتری بوده است.

جنگنده YF-23 از موتور انقلابی YF120 جنرال الکتریک با چرخه متغیر بهره می‌برد. عملکرد این موتور در حالت سوپرکروز، یعنی حرکت طولانی مدت با سرعت مافوق صوت بدون استفاده از پس سوز، بسیار بهتر از موتور پرات اندویتنی YF-119 اف 22 بود. دنباله وی شکل YF-23 امکان مانور در زاویه حمله 60 درجه را معادل اف 22 ابرمانورپذیر فراهم می ساخت. لیکن مدیران شرکت نورتروپ توانایی های جنگنده خود را در آزمونهای نمایشی بخوبی نشان ندادند، در حالیکه اف 22 مانورهای محیرالعقول و چشمگیری را به معرض نمایش گذاشت.

اما برتری دیگر YF-23 رادارگریزی بیشتر آن نسبت به F-22  بود. طرح بدنه YF-23 بسیار پیشرفته‌تر و مانند جنگنده‌های فیلمهای علمی تخیلی بود. برد YF-23 نیز بیشتر از رقیب خود بود که در عرصه جنگهای اقیانوس آرام مزیت بسیار بزرگی محسوب می‌شود.

ارزش تبلیغات و روابط عمومی عامل اصلی در پیروزی شرکت لاکهید بر رقیب خود بود. در پایان می توان گفت نیروی هوایی آمریکا یکی از بهترین طرحهای نظامی را به علت عوامل غیرفنی کنار گذاشت، جنگنده ای که می توانست مابین نیروی هوایی آمریکا و کشورهای رقیب فاصله ای بسیار طولانی تر ایجاد کند.

منبع اصلی:

http://nationalinterest.org/blog/the-buzz/americas-f-23-stealth-fighter-vs-the-lethal-f-22-raptor-who-14461

عوامل موثر بر مانورپذیری هواپیما

عوامل موثر بر مانورپذیری هواپیما

تالیف: اصغر ناصری

مانورپذیری یک هواپیما به عوامل متعددی بستگی دارد لیکن یکی از مهم ترین آنها قابلیت هواپیما در دور زدن است. در یک وضعیت جنگی میان دو هواپیمای متخاصم که با سرعت یکسانی پرواز می کنند، هواپیمایی که بدون ازدست دادن ارتفاع قادر به دور زدن باشد دست بالا را خواهد داشت. در این بحث سایر عوامل مانند پایداری هواپیما، کنترل پذیری آن، تسلیحات و البته مهارت خلبان دو هواپیما را یکسان فرض کرده ایم.

در دور زدن پایدار یک هواپیما، نیروی بالابر تولید شده توسط بالها نه تنها وزن هواپیما، بلکه نیروی گریز از مرکز ایجاد شده توسط گردش هواپیما را نیز باید خنثی کند. ضریب بار (load factor) به صورت نسبت نیروی بالابر در گردش به وزن هواپیما تعریف شده و بر حسب واحد g، شتاب گرانشی تعریف می شود. بنابراین در یک گردش با شتاب 2g بال باید نیروی بالابری دوبرابر وزن هواپیما تولید کند. اندازه ضریب بار توسط زاویه گردش به پهلوی هواپیما تعریف می شود. برای مثال گردش های با شتاب 2g و 5g نیاز به گردش هواپیما به پهلو به میزان 60 و 78.5 درجه (به ترتیب) دارند. نهایتا اینکه برای یک زاویه گردش و در نتیجه ضریب بار معین، شعاع گردش با مجذور سرعت تغییر می کند. برای مثال دوبرابر ساختن سرعت هواپیما باعث می شود شعاع گردش هواپیما 4 برابر شود. البته واماندگی (stall) بال تاثیر مهمی بر قابلیت دور زدن هواپیما در سرعت و زاویه گردش به پهلوی معین دارد.

یک جنگنده سوخو 30 در حال دورزدن با زاویه حمله بزرگ

عامل مهم دیگر در قابلیت مانور دادن یک هواپیما بار روی بال (wing loading) است که به صورت بار آیرودینامیکی وارد بر سطح بال هواپیما در پرواز و بر حسب نیوتن بر متر مربع بیان می شود. هرچه بار روی بال هواپیمایی کمتر باشد، هواپیما در مانور دادن با مقاومت کمتری از سوی جریان هوا مواجه می شود. بنابراین هواپیمایی    مانند F-15 که مساحت بال زیاد و بار روی بال کمتری دارد قادر است سریعتر و آسانتر از هواپیمایی مانند F-104 با بالهای فوق العاده کوچک و بار روی بال زیاد مانور بدهد.

F-104 Starfighter                                                                                                         F-15C Eagle

قدرت موتور هواپیما عامل دیگر در مانورپذیری آن است. هرچه نسبت نیروی پیشران هواپیما به وزن آن (thrust-to-weight ratio) بیشتر باشد قدرت مانور دادن هواپیما بیشتر است و می تواند بدون از دست دادن ارتفاع با پیچ تند دور بزند.

جنگنده شکاری F-15 Eagle با بار روی بال 55 پاوند بر فوت مربع و ضریب نیروی پیشران به وزن 1.35 یکی از مانورپذیرترین جنگنده های دنیا است. ضریب نیروی پیشران به وزن بالاتر از 1 بدین معنا است که هواپیما می تواند در هنگام پروازعمودی نیز شتاب بگیرد.

جنگنده های سبک و مدرنی مانند F-16 و F-18 از گسترش ریشه بال در لبه حمله (Leading Edge Root Extension) برای ممانعت از واماندگی بال در زاویه حمله زیاد استفاده می کنند. زمانی که یک هواپیما زاویه حمله خود را یش از حد مجاز افزایش می دهد (نوک هواپیما زاویه زیادی با افق می گیرد) در بالها حات واماندگی (استال) ایجاد می شود. واماندگی حالتی است که در آن نیروی بالابر تولید شده توسط بالها به صفر می گراید و ممکن است هواپیما در این حالت کاملا از کنترل خارج شده و بدور محور عمودی خود دوران کند. گسترش ریشه بال در لبه حمله ایجاد جریانهای گردابی (Vortex) در لبه حمله می کند که به نوبه خود از واماندگی هواپیما در زوایای حمله بزرگ پیش گیری می کند. بنابراین هواپیماهای مجهز به این امکان قادرند با زاویه حمله بزرگتر مانور دهند.

F/A-18 Super Hornet

جدیدترین ابداع در زمینه مانورپذیری هواپیما، موتورهای مجهز به تغییر جهت جریان پازهای خروجی (thrust vectoring) هستند که در آنها نازل قادر به چرخش به سوی بالا و پایین یا در جهات دلخواه است. بدین ترتیب در هنگام مانور نیروی پیشران در جهت دلخواه وارد ده و هواپیما می تواند با سرعت کم مانورهای بسیار پیچیده ای انجام دهد. جنگنده Su-35 روسیه و جنگنده پیشرفته F-22 آمریکا مجهز به چنین امکانی هستند و ترکیب این امکان با طرح آیرودینامیکی ممتاز به آنها لقب هواپیماهای ابرمانورپذیر (super maneuverable) داده است.

MiG-29OVT thrust vectoring

جنگنده رادار گریز F-22 Raptor

به کمک F-22 Raptor، نیروی هوایی آمریکا برتری بلامنازعی درنبردهای هوایی خواهد یافت. جنگنده تک سرنشینه ساخت شرکت لاکهیدمارتین، خصوصیاتی مانند رادارگریزی، سوپرکروز، چابکی فوق العاده و سنسورهای نیرومند پیرامونی را با هم ترکیب کرده تا ماشینی کشنده حاصل شود. این خصوصیات به علاوه قابلیت اعتماد بالا و نیاز به تعمیر و نگهداری کم جهشی عظیم در توانایی این جنگنده برتری هوایی نسبت به F-15 eagle ایجاد کرده است. در حقیقت انتظار نمی رود حتی در آینده نزدیک هیچ جنگنده ای قابلیت رقابت با این هواپیما را داشته باشد.

اف 22 با بالهای دلتا شکل خود از مواد مرکب سبک وزن بهره می برد. موتورهای توربوفن آن نیروی پیشرانه ای بالاتر ازهر موتور جت جنگنده دیگری ایجاد می کنند و با قابلیت چرخش نازل های خروجی یا thrust vectoring، یک هواپیمای ابرمانورپذیر ساخته اند که می تواند مانورهای محیرالعقول از خود به نمایش بگذارد. طراحی آیرودینامیک ویژه همراه با قدرت بالای موتورها قابلیت سوپرکروز به آن داده است یعنی پرواز با سرعت بالای صوت بدون اسفاده از پس سوزهایی که سوخت هواپیما را بلعیده و از برد آن می کاهند. بدین ترتیب هواپیما حرارت خروجی موتورهای خود را نیز به حداقل کاهش داده تا قابلیت شناسایی کمی در حسگرهای مادون قرمز هواپیمای دشمن داشته باشد. اف 22 بسیار رادارگریز است، یعنی اثر راداری اندکی در رادارها باقی می گذارد و تقریبا تنها به اندازه یک گلوله فولادی کوچک در رادارها ظاهر می ود. بنابراین ردیابی و هدف قرار دادن آن بسیار دشواراست. رادارگریزی باعث شده اف 22 بتواند در خصمانه ترین میدان های نبرد از خود محافظت کرده و در نبردهای هوایی قبل از مشاهده شدن توسط دشمن، هواپیمای متخاصم را از بین ببرد.

اف 22 رپتور هشت موشک هوا به هوا با خود حمل می کند: شش AIM-120  با رادارفعال و دو موشک AIM-9 با حسگر مادون قرمز. علاوه بر این قادر به حمل بمبهای هدایت شونده هوشمند است و می تواند آنها را از فاصله 10 کیلومتری برسر هدف زمینی متحرک یا ساکن پرتاب کند. رادار فازی فعال و قدرت پردازش فوق العاده دو ابرکامپیوتر آن امکان تهیه تصاویری دقیق از اهداف زمینی و ردیابی آنها را از ارتفاع بسیار بالا می دهد. اف 22 می تواند با حسگرهای قدرتمند خود نقش یک آواکس کوچک را بازی کرده و سایر هواپیماها را در صحنه نبرد هدایت کند. سقف پرواز آن 20 کیلومتر یعنی در حد هواپیماهای شناسایی فوق العاده بلندپرواز است. حداکثر سرعت آن نیز به 2500 کیلومتر بر ساعت می رسد.

نقطه ضعف اصلی این هواپیما تعداد اندک آن است: وزیر دفاع وقت آمریکا رابرت گیتس که همواره مورد انتقاد مقامات نیروی هوایی آمریکا بوده است تعداد سفارشات این هواپیمای جنگی بی نظیررا به 187 فروند کاهش داد در حالی که نیروی هوایی اعلام کرده بود حداقل به 381 فروند از این هواپیما نیاز دارد.

منبع:  Air Force Magazine /August 2016

جنگنده نسل آینده: جنگنده بدون دم مجهز به لیزر

منبع: popular mechanics

ترجمه: اصغر ناصری

طراحی جنگنده نسل ششم آینده دارای ویژگی رادارگریزی، حمل سلاح لیزری و برد بسیار بلند خواهد بود، البته اگر آمریکا استطاعت مالی ساخت آن را داشته باشد.

شرکت پیشرو نورتروپ گرومن طراحی مفهومی یک جنگنده نسل ششم را منتشر کرده است. گرچه تولید جنگنده چند منظوره نسل پنجم F-35 به تازگی آغاز شده است، لیکن طراحان از هم اکنون بدنبال جایگزین پیشرفته تر آن می اندیشند. جنگنده F-35 بیش از 20 سال در دست طراحی و توسعه بوده و از آن زمان تحولات زیادی روی داده است. سلاح لیزری موجودیت واقعی یافته، فناوری رادارگریز پیشرفت زیادی داشته و فناوری مقبله با آن نیز متولد شده است. ماهیت نیروهای معارض با آمریکا نیز تغییرات زیادی پیدا کرده و چین به عنوان قدرتی بزرگ در منطقه آسیا اقیانوسیه ظاهر شده است.

طرح نورتروپ گرومن یک جنگنده بدون دم مانند بی 2 اسپیریت است. این جنگنده بسیار بزرگ است تا بتواند مسافات طولانی را با سوخت داخلی خود طی کند. اف 35 بخاطر برد کوتاه خود مورد انتقاد زیادی قرار گرفته است زیرا می تواند ناوهای هواپیمابر آمریکا را در خطر برد موشک های بالستیک ضدکشتی چین مانند DF-21 قرار دهد. مانند F-22 این جنگنده باید بتواند بدون پس سوز با سرعت بالای صوت حرکت کند اما انتظار درگیری نزدیک هوایی توام با مانورهای تند از آن نمی رود. اندازه بزرگ هواپیما بدین معناست که باید بااستفاده از رادار پرتوان و موشکهای دوربرد و نیز لیزر هوابرد خود، اهداف هوایی را از فاصله دور نابود کند. این هواپیما از ترکیب سرعت، فناوری رادارگریز و حسگرهای پیشرفته شبکه ای برای آشکارسازی سریع دشمن از فاصله دور بدون اینکه دیده شود، سود خواهد برد. سلاح لیزری آن می تواند اهداف را با پرتو کشندهای که با سرعت نور حرکت می کند نابود سازد. بدین ترتیب نیازی به توپ 20 میلیمتری ولکان نخواهد داست.

اما چالش بزرگ این است که سلاح لیزری حرارت زیادی تولید می کند و هربار که شلیک کند هواپیما برای حسگرهای مادون قرمز قابل آشکارسازی می شود. هواپیمای تجسسی SR-71 برپایه فناوری رادارگریز ساخته شده بود ولی حرکت با سرعت 3 برابرصوت چنان گرمایی تولید می کرد که آن را به نقطه ای قرمز بر روی صفحه رادار دشمن تبدیل می کرد.

البته ساخت عملی این هواپیما به چارچوب زمانی 2030 موکول شده و تا آن زمان فناوری هوافضا پیشرفت زیادی خواهد کرد.