جنگنده نسل پنجم/ویژگی های طراحی

با نگاهی به گسترش و توسعه جنگنده‌های مختلف از جنگ جهانی دوم تاكنون به این نكته پی می‌بریم كه بیشترین پیشرفتها در مورد پیكربندی هواپیماهای جنگنده در میان بلوك غرب و شرق محل قرارگیری و شكل ظاهری مدخل ورودی هوای موتور آنها می‌باشد كه هر یك از ابتدا تاكنون دست به نوآوری‌های گوناگون زده و پیكربندی‌های مختلف كه هر كدام دارای محسنات و معایبی می‌باشند را به بازار عرضه نموده‌اند.

در این میان اختلاف بین پیكربندی‌های مورد نظر اروپائی‌ها در زمینه بال دلتا و استفاده از كانارد با پیكربندی‌های روسی و آمریكائی نیز به صورت واضح علاوه بر پیكربندی‌های مختلف ورودی هوای موتور و سكان عمودی قابل مشاهده است.

در صورتی كه سیر تكاملی چگونگی و محل قرارگیری موتور و همچنین ورودی هوای انواع جنگنده‌ها را بررسی كنیم، می‌بینیم كه در ابتدا جنگنده‌ها، همانند هواپیماهای ترابری و مسافربری از موتورهای زیر بال برای نیروی جلو برنده خود استفاده می‌كردند كه این عامل از چابكی یك جنگنده می‌كاست.

پس از این نوع پیكربندی، موتور هواپیماها در داخل بدنه قرار گرفتند كه این موضوع تاكنون نیز ادامه دارد، ولی بحثی كه هنوز هم اختلاف سلیقه‌هائی بر روی آن وجود دارد، چگونگی رساندن هوای مورد نیاز موتور می‌باشد.

در اولین هواپیماهائی كه از موتورهای داخل بدنه استفاده كردند، مدخل ورودی هوای موتور در دماغه هواپیما قرار می‌گرفت و موتور هواپیما در داخل بدنه هواپیما بود.

این طرح دارای یك مشكل اساسی بود و آن اینكه فضای بسیاری از بدنه هواپیما را كه باید جهت سیستم‌های هواپیما و محل استقرار خلبان هواپیما مورد استفاده قرار می‌گرفت اشغال می‌کرد. برای حل این مشكل، ورودی را در محل خود حفظ نموده و موتور را به انتهای بدنه انتقال دادند.

این طرح تا حدودی مشكلات طرح قبلی را حل می‌نمود ولی هنوز هم فضا برای استقرار خلبان و تجهیزات كم بود. برای حل این مشكل، با حفظ موقعیت ورودی و موتور در طرح قبلی، هوای ورودی به مدخل موتور را از اطراف سیستم‌های هواپیما عبور دادند تا فضای بیشتری برای سیستم‌ها و تجهیزات هواپیما بوجود آید. پس از آن سعی شد تا هوای ورودی به موتور از كناره‌های بدنه و از دو مدخل جداگانه كه هویتی مستقل از بدنه نداشتند وارد شود كه نمونه آن هواپیمای F-80 در سال 1944 می‌باشد.

در سال 1955 و برای اولین بار در هواپیمای جنگنده F-8، وروی موتور به صورت عضوی جداگانه در زیر بدنه هواپیما قرار گرفت. در سالهای 1958 و1959 با ساخته شدن هواپیماهایF-4 وF-5، ورودی هواپیماها هویتی كاملا مستقل از بدنه پیدا كردند و بصورت عضوی جداگانه به كناره بدنه هواپیما چسبیدند.

در دهه50 كمپانی‌های اروپائی داسو و ساب، هواپیماهایی با بال دلتا شكل طراحی و عرضه نمودند و در دهه 60 بلوك شرق هواپیماهای MIG-23 را كه یك هواپیمای Variable Sweep (با قابلیت تغییر زاویه عقبگرد بال) بود عرضه نمود و پس از آن در دهه70 هواپیمای F-14 توسط آمریكائی‌ها و هواپیمای Tornado توسط اروپائی‌ها به این صورت عرضه گردیدند.

در اواسط دهه60 میلادی روسها هواپیمایMIG-25 را برخلاف روند گذشته با دو دم عمودی عرضه نمودند كه این روش توسط آمریكائی‌ها در اوائل دهه 70 میلادی در هواپیماهای  F-14وF-15  پیگیری شد. هواپیماهای F-14 و F-15 برخلاف روند گذشته هواپیماهای F-4 و F-5، دارای بال بالا بودند كه ورودی‌های موتور در زیر بال قرار داشتند.

در اواسط دهه70 میلادی، آمریكائی‌ها با عرضه هواپیمای F-16 روند ادامه‌ دار ورودی‌های جانبی زیر بال بالا را شكستند و هواپیماهای تك موتوره خود را با یك ورودی در زیر شكم هواپیما طراحی نمودند كه این مسئله خود مشكلاتی را برای جاگذاری ارابه فرود در دماغه هواپیما دربرداشت.

این پیكربندی طراحی در هواپیماهای SU-27 ، SU-30 و SU-34 نیز حفظ گـردید. دوران هواپیماهای F-16 و MIG-29، دوران شروع استفاده از بدنه‌های مركب (Hybrid) و رگه دار (Strake) در هواپیماها برای بهره‌گیری بهتر آیرودینامیكی از بدنه بود.

از دهه90 میلادی و پس از ساخت هواپیمای F-18 E/F كه كارآئی Strake در آن بصورت كاملا واضح ظهور کرد، با طرح مسائلی مانند خفیه‌كاری و كروز مافوق‌صوت، طرح‌هائی از جمله هواپیماهای F-22 وF-35 مطرح گردیدند كه در این هواپیماها بدنه (به صورت سه بعدی) و بال و دم افقی (به صورت دو بعدی) به سمت لوزی شكل شدن پیش می‌روند. همچنین در این هواپیماها از ویژگی رانش برداری برای قابلیت انجام مانور‌های سخت استفاده می‌شود. ویژگی ای كه برای اولین بار توسط هواپیمای سوخو 27 وارد بهره برداری شد و اكنون انواع جنگنده های روسی مانورهای بسیار پیچیده ای را با تركیب سیستم های هدایت و كنترل دیجیتال بسیار پیشرفته و بكارگیری همه جانبه سیستم رانش برداری خلق كرده اند.

هواپیمای F-35 با وجود یك موتور بدلیل وجود فن بزرگ برای عمود نشینی، دارای بدنة قطوری می‌باشد و در آن از دو ورودی جانبی استفاده شده است كه در زیر بال (مانند هواپیماهایF-22 ،F-18،F-14 وF-15) و یا در زیر بدنه (مانند هواپیماهای روسی) قرار ندارند بلكه به صورت خاصی در محل اتصال بال و بدنه محو گردیده‌اند و به همین دلیل هیچگونه جدایش جریان در مدخل ورودی‌ها بوجود نمی‌آید.

همچنین از ویژگی‌های خاص آن استفاده از دو دم عمودی با وجود یك اگزوز خروجی موتور می‌باشد. در این هواپیما مانند هواپیمای  F-22بدلیل سرعت مافوق صوت در رژیم كروز، ورودی‌ها به صورت خاصی جلوتر از ورودی‌های بقیه جنگنده‌ها قرار دارند تا از ورود هوا به صورت مافوق صوت به موتور جلوگیری شود. همچنین در هواپیماهای F-22 وF-35  به صورت خاصی فضای بسیار گسترده‌ای برای خلبان در نظر گرفته شده است.

ادامه دارد...

منبع: آویا