تازه ترین فناوری ها در ساخت هواپیما

در فرآیند طراحی یک هواپیما, مراحل بسیاری طی می شود تا موجود طراحی شده به مرحله آزمایش های عملی برسد

در فرآیند طراحی یک هواپیما، مراحل بسیاری طی می‌شود تا موجود طراحی شده به مرحله آزمایش‌های عملی برسد. پس از مشخص شدن نیاز سفارش دهنده، شرکت سازنده یک طرح مفهومی را ارائه می‌کند تا با مشورت شرکت یا ارگانهای متقاضی، طرح را به اجرا در بیاورد. بیشترین هواپیماهای مفهومی نظامی و غیر نظامی را می توان در نمایشگاه های هوافضا دید.

هشتمین نمایشگاه بین‌المللی هوافضای روسیه با عنوان ماکس ۲۰۰۷ آغاز به کار کرد و ۷۲۶ شرکت فعال در زمینه های مختلف از ۴۳ کشور جهان به رقابت و نمایش قدرت خود پرداختند.

اگرچه بسیاری از طرح ها و پروژه‌های نظامی به دلیل محرمانه بودن در این نمایشگاه ها معرفی نمی شوند و تا زمان آزمایشات عملی هیچ صحبتی از آن ها نخواهد بود، اما به بهانه برگزاری ماکس ۲۰۰۷، در این نوشتار ۴ مدل مفهومی را انتخاب کرده ایم که ۲ مدل به مرحله عملی رسیده و دو مدل دیگر هنوز مراحل تحقیقاتی و محاسباتی خود را به اتمام نرسانده اند. این ۴ مدل هرکدام انقلابی در صنعت هوافضا محسوب می شوند.

● یک مایل در ثانیه

هوافضاپیمای تحقیقاتی ابر صوت «هایپرایکس» نتیجه پروژه چند ساله ناسا در زمینه موتورهای هوادم است که شروع این تحقیقات همزمان با ریاست جمهوری رونالد ریگان بود.

تاکنون حدود ۵/۲ میلیارد دلار فقط در زمینه تحقیقات تئوری هایپرایکس سرمایه‌گذاری شده و طبق اظهار مسئول سایت ناسا، حدود ۲۰ تریلر کاغذ و اطلاعات برای این طرح مورد استفاده قرار گرفته است.

پروژه هوافضاپیمای هایپرایکس برنامه مشترکی بین چند مرکز تحقیقاتی و شرکت های سازنده هواپیما است.

به عنوان مثال مسئولیت فناوری موتور هایپرایکس در مرکز تحقیقات «درایدن» انجام شد و مرکز تحقیقات «لانگلی» ناسا در هامپتون ایالت ویرجینیا، مسئولیت هدایت و برنامه‌ریزی پروژه را برعهده دارد.

پس از مدتی شرکت میکروکرافت، به رغم تجربه های بسیار ارزشمندش در زمینه گسترش و آماده سازی مدل های اولیه هواپیماها و نیز در بخش سخت افزاری و نرم افزاری هواپیما، شرکت بوئینگ و شرکت سازنده ماشین های خود کار دقیق را به کمک طلبید.

با همکاری گروهی این شرکت ها و مراکز تحقیقاتی پیشرفته هوافضا، نخستین نمونه پروازی هایپرایکس یا X-۴۳A در سال ۱۹۹۹ میلادی به نمایش گذاشته شد.

رکورد بیشترین سرعت هواپیما پیش از هایپرایکس، در هواپیمای X-۱۵ بود که توانست به سرعت ۶/۶ ماخ دست یابد و اکنون هایپرایکس برای سرعتی بین ۶ تا ۱۰ ماخ طراحی شده و آخرین قدرت بشر را در به پرواز درآوردن پرنده های مصنوعی با سرعت ابر صوت به نمایش گذاشته است.

طبق نظر دانشمندان هوا فضا، مهم ترین نکات قابل توجه در هایپرایکس، اولا تکنولوژی موتورهای اسکرم جت و ثانیا طراحی بدنه یکپارچه و منسجم آن است. مهم تر اینکه هایپرایکس با بهره گیری از تکنولوژی موتورهای اسکرم جت، هیچ‌گونه رانش ایستا تولید نمی کند.

● هواپیمای نامرئی

شرکت بوئینگ یکی دیگر از مخلوقات خود را با نام Bird of Prey در جشنی در سنت لوئیس در اکتبر ۲۰۰۲ برای اولین بار در معرض نمایش همگان گذاشت. این موجود خارق‌العاده در اصل نمایشگر سبک و شیوه جدیدی از تکنولوژی رادارگریزی است که می‌تواند قافله سالار هواپیماهای قرن آینده باشد و انقلابی در طراحی انواع هواپیماها به شمار آید.

این طرح، یکی از پروژه های بسیار سری شرکت بوئینگ بود که از سال ۱۹۹۲ برای بررسی آن شرکت بوئینگ آغاز به کار کرد و تا سال ۱۹۹۹ نیز ادامه پیدا کرد. این هواپیما در اوایل قرن جدید به نمایش گذاشته شد زیرا همانگونه که می خواستند، این طرح به استانداردهای خود رسیده بود و دیگر احتیاجی به مخفی ماندن نداشت.

بیشتر طراحی این پرنده شگفت انگیز در بخش تحقیقات و گسترش پیشرفته فانتوم وورک انجام شد. ساخت Bird of Prey در راستای چندین هدف ارزشمند در صنعت هوافضا مانند استفاده از مواد مرکب، بهترین قدرت مانور متناسب با سرعت، هزینه ساخت بسیار پایین و … بوده است.

این پروژه برای شرکت بوئینگ حدود ۶۶ میلیون دلار هزینه داشته است. اولین پرواز آزمایشی آن در سال ۱۹۹۶ انجام شد. این پرنده آهنی کوچک دارای مشخصاتی خاص چون: فاصله دو سر بال ۲۳ فوت با طول ۴۶ فوتی، وزنی معادل ۶۴۰۰ پوند است.

موتورهای آن را شرکت صنعت موتورسازی آمریکا به نام پرت و ویتنی با مدل JT۱۵D-۵C ساخته است این موتورها توربوفن هستند. بالاترین ارتفاعی که به دست آورد ۲۰ هزار پا بود و حدود سرعت آن ۴۸۱ کیلومتر در ساعت.

این اولین باری است که توسط یک موتور هوادم اسکرم جت سعی در رسیدن به سرعت های بالای ۵ ماخ می شود. البته تاکنون فضاپیماها مانند شاتل‌ها که با قدرت راکت به پرواز درمی آمدند به این سرعت ها دست یافته اند. اما چیزی که این طرح را از فضاپیماها جدا می سازد موتورهای هوادم است.

شرایط پروازی هایپر ایکس نیز بسیار ویژه است. X-۴۳A در یک راکت کمکی به نام پگاسوس تعبیه می‌شود و پگاسوس نیز توسط بمب‌افکن B -۵۲ حمل می شود. می بینید که پرواز این پرنده مشغله های زیادی دارد. راکت کمکی پگاسوس توسط شرکت اوربیتال ساینس طراحی و ساخته شده است.

با تمام این اوصاف هایپر ایکس سریعترین پرنده غیر راکتی است که تاکنون انسان ها ساخته اند و می تواند هر متیل را در یک ثانیه طی کند.

● غولی که هنوز متولد نشده است

یکی از رویاهایی که شرکت های هواپیمایی همواره در سر دارند، ساخت هواپیمای مسافربری دوربردی است که بتواند بیشتر از یک هزار مسافر را جابه جا کند. تاکنون هواپیماهای زیادی برای تحقق این رویا خلق شده، اما هنوز به آن رویای مطلوب نرسیده‌اند.

برای مثال هواپیمای بوئینگ ۷۷۷ در حال حاضر یکی از بهترین و قدرتمندترین هواپیماهای مسافربری محسوب می شود. این هواپیما، آمریکایی است و در مقابل آن، شرکت توپولف روسیه دست به ساخت هواپیمایی غول پیکر زده است که انقلابی در صحنه ساخت هواپیماهای مسافربری به حساب می‌آید؛ غولی به نام توپولف ۴۰۴.

هنگامی که شرکت توپولف تصمیم به ساخت این غول گرفت، مهندسان و متخصصان چندین طرح را ارائه کردند اما از بین تمامی آنها طرح «بال پرنده» انتخاب شد.در این طرح هواپیما با ۶ موتور ملخ دار (توربوپراپ) مجهز شده که هرکدام از موتورها، نیروی پیشرانی به اندازه ۱۸۰۰۰ کیلوگرم را مهیا می‌کنند.

همانطور که در عکس می بینیم موتورها در قسمت انتهایی هواپیما و بین دو دم Vشکل تعبیه شده اند. برای ساخت این بال پرنده نیز دو طرح مجزا در دست است. در یکی از آنها بدنه اصلی به ۶قسمت مجزا که هرکدام توانایی پذیرش تعدادی مسافر را دارد، طراحی شده است. این هواپیما ۱۲۱۴ مسافر با خود حمل می‌کند و مقدار اصلی ذخیره سوختش در بال‌های اصلی است.

طرح دیگر دومنظوره است و از دو بخش تشکیل شده است. یک قسمت برای حمل مسافر و قسمت دیگر نیز برای حمل بار و محموله های تجاری. موتورهایی که در این هواپیما به کار رفته با همکاری شرکت رولز رویس ساخته شده است که توربوفن هستند. مدل این موتورها ۴۴ـ NK است و با نام ترنت شناخته می‌شود.

حال بعد از نگاهی کوچک به مشخصات این مخلوق شگفت انگیز خود قضاوت کنید که اگر یک چنین موجودی را از نزدیک ببینید شگفت زده نمی شوید؟!

طول ۶/۸۶ متر، ارتفاع ۳/۲۶متر، وزن برخاستی۶۰۵ تنی، گنجایش ۱۲۰۰ مسافر و برد ۱۳۵۰۰۰ کیلومتری نشانگر بزرگترین هواپیمای مسافرتی برای نسل‌های آینده است.

● بمب افکن رادارگریز

با پیشرفته تر شدن رادارها بحث رادارگریزی به پیش آمد که گوشه های کوچکی از فناوری رادارگریزی را در بمب افکن های پس از B-۵۲ آمریکا به نامB-۱B ملقب به نیزه دار آسمان می‌بینیم.

ولی نهایت و کمال این فناوری را در بمب افکن B-۲ ملقب به شبح مشاهده می کنیم که هم اکنون می توان آن را بهترین هواپیمای بمب‌افکن دنیا شناخت. در ادامه این روند آمریکا به دنبال ساخت بمب‌افکنی برای ارضای تمام نیاز نیروی هوایی خود است و به تازگی پروژه ای به نام B-۳ را در دست آزمایش و تحقیق گرفته است.

در حال حاضر و تحت برنامه‌ریزی های فعلی، هواپیمای ۱- B Lancer و بمب افکن رادارگریز B-۲ حداکثر تا سال ۲۰۳۷ در شرایط پروازی نگهداری خواهند شد، سالی که قرار است نیروی هوایی آمریکا به دلیل استهلاک بمب‌افکن‌های خود تعداد آنها را به ۱۷۰ هواپیما کاهش دهد.

البته احتمال می رود که هواپیمای به روز شده B -۵۲ تا سال ۲۰۴۵ در ناوگان پروازی باقی بماند. پیش بینی های کارشناسان نظامی آمریکا این است که در آن سال، نیاز نیروی هوایی آمریکا به بمب افکن های جدید یکی از مهم‌ترین نیازهای نیروهای نظامی ایالات متحده آمریکا خواهد بود. به همین خاطر مسئولان نیروی هوایی آمریکا به فکر پرکردن این خلأ افتاده اند.

برای تعیین طرح نهایی B-۳ نتیجه مطالعات انجام شده توسط برد مشاوره ای علمی USAF نیوورلدویستا و دیگر نهادهای مطالعاتی درگیر در این پروژه به دقت بازبینی شدند و طرح نهایی ترکیبی از نقاط قوت این طرح‌ها ارایه شد.

B-۳ هواپیمایی است که انتظار می رود با سرنشین و یا بدون آن قابلیت انجام ماموریت ها در بردهای بسیار زیاد را داشته باشد. برای این منظور از تکنولوژی‌های پیشرفته رادار‌گریزی (IR ) و (RF) بهره می برد. اما کیفیت نابود کردن اهداف در این بمب‌افکن سبک، بسیار پیشرفته و جالب است.

برای این منظور از لیزر یا امواج قدرتمند مایکروویو (HPM) استفاده خواهد کرد. هواپیمای بدون سرنشین هم می تواند از HPM برای تخریب استفاده کند هم برای ایجاد اختلالات رادیویی و کاربردهای بی حس کننده استفاده کند (که کاربردهای بی حس کنندگی بیشتر در کنترل اغتشاشات کاربرد دارد).

تحقیقات B-۳ با انجام مطالعات بدنه شروع شد. در این میان سه شرکت آمریکایی کاندیدای ساخت بدنه فوق مدرنB-۳ هستند، بوئینگ، لاکهید مارتین و نورث روپ گرومن اما هنوز برنده مناقصه ساخت بدنهB-۳مشخص نشده است.

مرکز سیستم های هوانوردی نیروی هوایی آمریکا در پایگاه نیروی هوایی رایت پترسون در اوهایو زمان تحویل نهایی بمب‌افکن را محدوده زمانی ۲۰۳۰ تا ۲۰۳۵ اعلام کرده است در عین حال به شرکت های درخواست کننده شرکت در مناقصه گوشزد کرده است که احتمال دارد بر اثر فشارهای مقامات نظامی آمریکا تحویل B-۳چندسال زودتر اتفاق افتد.

در تحقیقات اولیه B-۳هواپیمایی با قابلیت تهاجمی برای استفاده در تمام نقاط دنیا با سریع ترین حالت ممکن تعریف شده بود. این هواپیما می توانست یک پرنده با سرعت ۷/۲ ماخ باشد یا هوافضاپیمایی با سرعتی بالغ بر ۱۷ ماخ.

هواپیمایی که بتواند از خاک آمریکا بدون سوخت گیری به هر نقطه از دنیا رفته و اهداف دشمن را نابود کند و با سوخت گیری مجدد به خاک آمریکا بازگردد. اما نکته مهم و اساسی این بود که B-۳تمام ماموریت های خود را در سه یا کمتر از سه ساعت انجام دهد.

در میان این شرکت ها، نورث روپ گرومن تجربیات بسیاری در فناوری رادارگریزی، اجزا و قطعات کامپوزیت، ساخت جنگنده ها، سیستم‌های الکترونیکی و هواپیماهای بدون سرنشین دارد که همگی این موارد در ساختB-۳ شدیداً مورد نیاز هستند.

شرکت نورث روپ برای ساخت پلت فورم B-۳ از فناوری جدیدی استفاده کرده است که به پلت فورم بی صدای مافوق صوت معروف است. خاصیت بارز این پلت فورم این است که با ایجاد صدای کمتر فشار برخاست پرنده را ۳/۰ پوند بر فوت مربع کاهش می دهد.

برای معرفی نوآوری‌های استفاده شده در این هواپیما نیاز به وقت و مجال مناسب تری است. چون تقریباً تمام سیستم های استفاده شده در این هواپیما (که البته به صورت مفهومی هستند) در نوع خود جدید و کم مانند هستند. به هر حال از بمب افکنی که جایگزین B-۲ می‌شود، انتظاری جز این نمی توان داشت

www.knowclub.com

rahmang

http://www.۳in۴.blogfa.com