جنگنده ی شفق

جنگنده پنهانکار و مافوق صوت شفق که طراحی آن از چندین سال پیش شروع شد و در سال 2004 نیز تکمیل نمونه اولیه آن گزارش شد، در سه نوع آموزشی دو نفره، جنگنده دو نفره و جنگنده یک نفره طراحی شده است. پروژه طراحی شفق توسّط وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح سرمایه گذاری شده و بوسیله مجتمع دانشگاهی هوایی (Aviation University Complex) که زیر مجموعه ای از دانشگاه صنعتی مالک اشتر می باشد طراحی شده است و لازم به ذکر است که دانشگاه بزرگ صنعتی مالک اشتر که یکی از بزرگترین مراکز علمی و طراحی ایران می باشد وابسته و زیر نظر کامل وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح جمهوری اسلامی ایران است .

بسیاری از کارشناسان شفق را از حیث توانایی و نوع طراحی با طرح هواپیمای MiG-I-2000 روسیه مقایسه کرده اند. البته لازم به ذکر است در طراحی شفق به ویژگی پنهانکاری (رادارگریزی) آن توجه زیادی شده، بویژه که طرح بدنه آن به جنگنده اف/ای-22 رپتور ساخت آمریکا که یک جنگنده پنهانکار است نیز تا اندازه ای شباهت دارد و بدنه آن از مواد جاذب امواج رادار (Radar Absorbing Materials) ساخته شده است، در واقع می توان شفق را اولین جنگنده پنهانکار ایرانی دانست. بنا به اظهارات بعضی رسانه ها طراحی نمونه نهایی شفق که شامل بسیاری اصلاحات و بهبود ها می باشد تا سال 2008 بطول خواهد انجامید.

شفق دارای هفت جایگاه برای حمل تسلیحات مختلف می باشد. نوع سازه به کار رفته به شکل مناسبی اجازه حمل انواع بمب و موشکهای هوابه هوا و هوابه زمین و همچنین انواع بمب با هدایت لیزری را به این هواپیمای توانمند می دهد. که در زیر هر بال سه جایگاه و یک جایگاه نیز در زیر بدنه قرار دارد. همچنین استفاده از نمایشگرهای چند کاره رنگی در کاکپیت آن موجب شده تا در جنگنده از نمایشگرهای آنالوگ کمتر استفاده شود. ضمنا در کاکپیت این هواپیما به راحتی خلبان توجه زیادی شده است، همچنین در شفق از صندلی های پرتاب شونده K-36D نیز استفاده شده است. وزن این جنگنده حدود 5 تن می باشد که از این لحاظ یک جنگنده سبک بحساب می آید. پیشرانه این جنگنده یک دستگاه موتور توربوجت RD-33 کلیموف یعنی همان موتور بکار رفته در جنگنده MiG-29 است. بنا به گفته بعضی رسانه ها ایران برنامه هایی نیز برای تولید موتور کلیموف RD-33 و نمایشگر های تحت امتیاز روسیه در ایران دارد.

از دیگر ویژگی های بارز شفق می توان به طراحی آیرودینامیکی و سرعت فراصوتی آن که دو تا دو ونیم برابر سرعت صوت است اشاره کرد، در طراحی شفق مساحت ریشه بالها بسیار بیشتر از نوک بال است و این امر موجب می شود تا جنگنده شفق در نبرد های هوایی تن به تن (داگ فایت) بتواند به سرعت زاویه حمله را بسوی هدف تغییر دهد، همچنین بواسطه طراحی ویژه بدنه آن توانایی پیچش، غلتش و قابلیت مانور پذیری شفق تا حد زیادی افزایش یافته و آن را به جنگنده ای برای استفاده در موقعیت های خاص تبدیل کرده است. کارشناسان در مورد شفق به گمانه زنی هایی پرداخته اند از جمله اینکه جنگنده شفق از توانایی پرواز در ارتفاع پایین نیز بخوبی برخوردار است و از لحاظ اویونیک یا سیستم های الکترونیک پروازی نیز بسیار پیشرفته می باشد. حتی بسیاری از کارشناسان ویژگی پنهانکاری شفق را حاصل ترکیب طراحی ویژه و استفاده از مواد جاذب امواج رادار دانسته و توانایی پنهانکاری شفق را با جنگنده آمریکایی F-117 Nighthawk که جنگنده ای بسیار پیشرفته می باشد مقایسه می کنند.

منابع و ماخذ: Russian Combat Aviation News (www.aeronautics.ru)

AirFleet International Magazine (www.airfleet.ru)

Century China Military Information Website (www.centurychina.com)

بال پرنده چیست؟

بال پرنده چیست؟

دو تعریف برای آن وجود دارد:

1- نوعی از هواپیما است که در آن تنها عامل اجاد کننده برا (مثبت یا منفی) بال است.

2- هواپیمایی که کلیه پارامتر های آیرودینامیکی  آن در ایرفویل بال خلاصه شده است

بانا به هریک از این تعاریف بعضی از هوا پیما ها را می توان بال پرنده به حساب آورد یا رد کرد. به عنوان مثل استفاده از دم عمودی در تعریف دوم غیر مجاز است. ما در این خصوص سخت گیری نخواهیم  کرد و بحث در این باره را برای بزرگان هوافضا میگذاریم.

بال پرنده پدیده چندان جدیدی در هوفضا نیست. اولین بال پرنده در سال 1917 میلادی توسط فردی انگلیسی با نام جان دن ساخته شد و پرواز کرد.

از  این تارخ به بعد کماکان از این پیکر بیکر بندی استفاده شد اما پیشگامان استفاده عملیاتی از این روش آلمانی ها هستند. در سال 1937 میلادی هواپیمای Ho V در این کشور ساخته شد که نخستن کار جدی در این ضمینه به حساب می آید.
در سال 1944 اولین جت جنگده بال پرنده باز هم توسط آلمان برای شرکت در جنگ جهانی دوم ساخته شد. که قبل از عملیاتی شدن آن جنگ به پایان رسید.

در طول این مدت آمریکایی ها نیز فعالیت هایی در این زمنه داشتند. عمده فعالیت آنها توسط فردی به نام جک نورثپ صورت گرفت. او در تحقیقات خود به این نتیجه رسید که افزایش بازده هواپیما با کم کردن پسای نا شی از دم با استفاده از پیکر بندی بال پرنده امکان پذیر است. در سال 1939 تا 1940 نورثپ هواپیمایی با نام N1-M طراحی کرد که منجر به تکمیل و ساخت بمب افکن بال پرنده با نام N-9M برای نیروی دریایی آمریکا شد.

پس از آن هواپیمای XB-35 برای حمله به آلمان از سواحل غربی ایالات متحده در صورت سقوط انگلستان طراحی شد. نخستین نمونه از این هواپیما در سال 1946 میلادی تکمیل شد. بیشترین وزن برخواست آن 209،000 پوند بود. بر مبنای این طرح هواپیمای YB-35 با موتور توربوجت ساخته شد. در سال 1950 با پایان جنگ این پروژه نیز پایان یافت و تا سال 1980 که شروع برنامه ساخت بمب افکن پنهان کار است تلاش قابل ملاحضه ای در این ضمینه انجام نشد.

2. کلیات بال پرنده

·        آیرودینامیک

می دانیم که اصلی ترین رکن پرواز ایجاد برا است که توسط بال ایجاد می شود. پس امکان ساخت هواپیما بدون بال ممکن نیست. از طرفی در هواپیماهای متعارف 90 تا 110 درصد برا توسط بال تولید می شود در حالی که حدود 25 درصد کل پسا مربوط به بال است.

بدهی با است صرف نظر از عمل کرد هر یک از اجزاء هواپیما در صورت حذف دوم، بدنه و اجزاء وابسته به آنها بازده هوا پیما افزایش می یا بد و مسئله پدا کردن راه کاری موثر برای پر کردن خلاء حذف این اجزاء است.

.   ضرب گشتاور و برا

مهم ترین پارامترها در طراحی بال پرنده ممان است. به دلایلی که در قسمت پایداری توضیح داده خواهد شد بال در این نوع از هواپیما باید گشتاور مثبت ایجاد کند.( در هواپیما های معمولی این گشتاور منفی است) به همین دلیل از انحنایی در قسمت انتهای بال با عنوان Reflex وجود دارد که باعث ایجاد ممان صفر یا مثبت در ایرفویل می شود. از اثرات دیگر آن کاهش CLα=0 و کاهش CLmax است. البته با کاهش برا در زاویه صفر با مساحت برابر بال زاویه حمله در سرعت سیر افزایش می یابد و باتوجه به این که بهترین نسبت های L/Dmax در زاویه حمله 4 تا 8 درجه ایجاد می شود نسبت L/D در بال پرنده با عمل کرد مشابه بیشتر است این مسئله را طراحی های حرفه ای به اسباط رسانده است.  

.     ضریب پسا

شاید مهم ترین مزیت بال پرنده کاهش پسا است. که در کارایی نقش عمده ای دارد. در زیر به برسی کاهش انواع پسا در بال پرنده می پردازیم

1.   کم شدن پسای اصتکاکی ناشی از کاهش سطح خیس شده تاشی از حذف دم وبدنه. به عنوان نمونه مقایسه C-5 و XB-35 که از نظر کلاس وزنی مشابه هستند. در این مقایسه بال پرنده 33 در صد سطح خیس شده کمتر دارد و Cd min در C-5 برابر با 023/0 و در XB-35 برابر با 012/0 است.

 

2.      کاهش پسای تداخل به دلیل   قرار گرفتن اجزاء در تلاطم سیر اجزاء

3.   در مقابل در سرعت های حدود صوت به دلیل بیشتر بودن سطح مقطع از روبه رو در هواپیما های مشابه پسای موج بیشتر است.

 

عوامل پائین آمدن بازده را می توان به شرح زیر بر شمرد:

1.      افت ناشی از پایداری که در واقع انرژی صرف شده برای پایدار ماندن هواپیما است

2.      

·        پایداری و کنترل

 می دانیم که دم در هوا پیما های معمولی وظیفه خثی کردن گشتاور بال و در صورت پایدار بودن هواپیما گشتاور ناشی از امال وزن جلوتر از cg را دارد. پس از حذف دم در صورتی که گشتاور بال همچنان مثبت باشد. در صورتی که بخواهیم یک بال پرنده بدون دم پایدار بماند یک از سه روش شناخته شده زیر را به کار می بریم.

1.      بال بدون عقیب گراد (plank)

در این سیستم نیاز به ایرفویل با ممان مثبت برای پایدری است که منجر به استفاده از ایرفویل با انحنای روبه بالای زیاد در انتهای ایرفویل دارد. این روش پایداری زیادی ایجاد نمی کند به همین دلیل در ترکیب با سایر روش های پایداری مثلا cg پائین تر از Ac به کار می رود. این شیوه معمولا در هواپیما هایی با قدرت مانور و سرعت پائین به کار می رود.

2.      عقب گراد (swept wing)

در این روش تقریبا هر نوع ایر فویل با استفاده از swept و پیچش twist مناسب قابل استفاده است. اما بری گرفت کارایی مناسب و پسای کمتر بهتر است که از ایرفویل هایی با Cm  حدود صفر استفاده شود. این روش بهترین روش ایجاد پایداری در بال پرنده است ولی در صورتی که دستیابی کارایی بالا مد نظر باشد تاحدودی پیچیده است.

3.      بال و مرکز ثقل پائین (parafoil)

این شیوه پیکر بندی بیشتر در مورد پهپاد ها کارد دارد در این پیکر بندی از ایرفویل با max camber نزدیک به لبه حمله استفاده می شود.


با توجه به گفته های فوق نشان می دهد که بال پرنده ذاتاً پایدار است.

از مزایای و معایب پایداری بال پرنده می وتوان به شرح زیر نامبرد:

1.  می توان با کم کردن پایداری استاتیکی Clmax را افزایش داد

2.  یکی از سطوح کنترلی Elevator کم می شود

3.  از آنجا که اصولا این سیستم برای هواپیما های پایدار به کار نمی رود  قدرت مانور آنها بیشتر است

معایب پایداری بال پرنده نیز به شرح زیر است:

1.  در هنگام باد کنترل هواپیما بدون سیستم کمکی کنترل مشکل است

2.  به دلیل داشتن بازوی گشتاور کمتر چرخش حول مهور عرضی به سطوح کنترل بزرگتری نیاز دارد

3.  به دلیل خلاصه شدن کنترل دو سطح کنترلی در یک سطح Elevon هدایت هواپیما پیچیده تر خواهد شد.

4.  باز گشت غیر متعارف از اسپین

5.  بازگشت سخت از لغزش در پرواز غیر معمول

البته با انتخاب سیستم کنترل مناسب و طراح صحیح بسیاری از معایب فوق قابل کنترل است.

·        سازه

خصوص سازه می توان گفت که به طور قطع در حالت کلی بال پرنده مزیای بسیاری نسبت به سایر پیکر بندی ها دارد. این مزایا در طرح های حرفه ای مانند BWB به اثبات رسیده است.

1.      پهنای  بیشتر spar به دلیل داشتن ایرفویل بلند تر و ضخیم تر

2.      راحتی ساخت نمونه واحد

3.      توازن وزن داخلی مناسب تر

4.      داشتن محفظه بار عریض تر

5.      کمتر بودن اتصالات 90 درجه که نیار به تقویت بیشتر دارند

6.      سبکتر بودن به دلیل حذف دم افقی

·        بررسی وزن و مسائل ساخت

 
در این مدل از هواپیما به دلیل داشتن سازه ساده تر وحذف دم افقی سازه هواپیما تحدودی سبکتر شده است. از طرف دیگر به دلیل کم شدن تعداد قطعات در طرح های مشابه هزینه و زمان کمتری برای ساخت صرف می شود. ولی در هواپیما های مسافر بری به دلیل سیستم حفظ فشار کابین و پهن بودن کابین این پرنده ها مشکلاتی را ایجاد می کند.

·        پیشرانه

پیشران به دلیل بازده بالاتر آیرودینامیکی سبکتر و کم قدرت تر شده است. البته بال پرنده موتور عقب در صورت عدم نصب صحیح موتور مشکلاتی در پایداری عرضی ایجاد خواهد کرد. ولی به دلیل قرار گرفتن موتور در انتها جریان آشفته آن روی هواپیما اثر نمی کند

معرفی "مرکز تحقیقات پرواز درایدن" توسط سازمان ناسا:

"مرکز تحقیقات پرواز درایدن " در کالیفرنیا واقع شده است و مرجع اصلی سازمان ناسا در تحقیقات پرواز میباشد . پروژهای "مرکز تحقیقات پرواز درایدن " در بیش از 50 سال گذشته نقش اصلی در پیشرفت و ساخت و اصلاح بسیاری از هواپیماهای غیر نظامی و نظامی داشته است .
تاریخ " مرکز تحقیقات پرواز درایدن"  داستان تحقیقات پرواز مدرن در ایالات متحده است .
"درایدن "بعد از جنگ جهانی دوم پیشگام بوده است چه با کمکهای کوچکی به مانند باند اختصاصی خلبانان تا مهندسین و کارشناسان فنی به خود جرات رقابت با صوت با اولین هواپیمای مافوق صوت "X-1" دهند . "مر کز تحقیقات پرواز درایدن" پیشتاز دانش هوانوردی در زمینه لبه( =Edge ) و اخیرا سیستمهای فضایی به مانند شاتل ها میباشد .
ما امیدواریم بازدید شما از وب سایت ما برای شما لذت بخش و مفید باشد و به درک بهتر شما از نقشی حیاتی که "مرکز تحقیقات پرواز درایدن" بعنوان پیشرو در آیرونیک وتنکولوژی فضایی ایالات متحده بر عهده دارد کمک کند .

با مطالعه مطالبی که درباره " مرکز تحقیقات پرواز درایدن" بوده شما متوجه ارزش و نقش مهم آن شده اید و اگر با دیگر به معرفی نامه سازمان ناسا از این مرکز توجه نمایید میبیند که عنوان شده است :" تاریخ " مرکز تحقیقات پرواز درایدن"  داستان تحقیقات پرواز مدرن در ایالات متحده است" که نشان بسیار مهم و تعیین کننده آن در بسیاری از پروژهای  ایالات متحده چه نظامی و چه غیر نظامی بر عهده این مرکزبوده است و میتوان "مرکز تحقیقات پرواز درایدن" را  بزرگترین و معتبرین مرکز در این زمینه در جهان است دانست .

زمینه های فعالیتها و پروژهای " مرکز تحقیقات پرواز درایدن " :

همانگونه که پیش از این نیز گفته شد این مرکز پروژهای بسیاری را انجام داده است که تعدادی از آنان به مرحله تولید و استفاده رسیدند و تعدادی دیگر نیز به بایگانی سپرده شدند ولی از نتایج این طرحها در سایر تحقیقات استفاده شد در لینک زیر شما میتوانید تمامی پروژهای این موسسه را از ابتدا تاکنون مشاهده نمایید که هواپیماهای سری X  از جالبترین آنها میباشد و هواپیماهای اف 111 و یا اف 14 و... هواپیماهای دیگر همراه با توضیحات کامل و تصاویر بسیار از آنان میباشد به شما دوستان خوبم پیشنهاد مینمایم حتی اگر به هواپیماهای تحقیقاتی که بیشتر دارای ظاهر متفاوت با سیارین نیز میباشند علاقه ندارید آن مطالب را مطالعه نمایید زیرا میتوانید به تاریخچه ساخت و پیدایش و سیر تکاملی بسیاری از وسایل پرنده نام آشنای امروزی  پی ببرید .

گالری تصاویر و شرح پروژه های موسسه تحقیقات پرواز درایدن :

در کنار معرفی هواپیماها گوناگون مشخصات شامل نام پروژه و اهداف پروژه و تاریخ آن را میتوانید مشاهده نمایید . در کنار تعدادی از آنان میتوانید عبارت تاریخی ( =Historical) را مشاهده نمایید که نشان از پایان این پروژه دارد و آنهایی که دارای این عبارت نیستند (=Historical) هم اکنون در حال انجام مراحل تحقیقاتی میباشند .
http://www.dfrc.nasa.gov/Gallery/Photo/index.html
شما میتوانید برای اطلاعات بیشتر در مورد " موسسه تحقیقات پرواز درایدن " ( =DFRC  ) به آدرس این موسسه در پایگاه اینرنت سازمان ناسا مراجعه نمایید :
http://www.nasa.gov/centers/dryden/sitemap/index.html
همچنین برای اطلاعاتی از زمینه های تحقیقاتی این موسسه و پروژهای در دست اجرا توسط این موسسه به این آدرس مراجعه نمایید :
http://www.nasa.gov/centers/dryden/research/index.html