اهمیت پرواز در زاویه حمله بالا

در این مقاله دلایل تاریخی روی آوردن طراحان هواپیماهای جنگنده به ایجاد قابلیت پرواز در زوایای حمله بالا برای ساخته هایشان تشریح می گردد در نهایت روی این نتیجه تاکید می گردد که پرواز در زاوبه حمله بالا یکی از مولفه های اساسی برتری در نبرد هوایی و در نتیجه یکی از ویژگیهای الزامی برای جنگنده های نوین است

در این مقاله دلایل تاریخی روی آوردن طراحان هواپیماهای جنگنده به ایجاد قابلیت پرواز در زوایای حمله بالا برای ساخته هایشان تشریح می گردد. در نهایت روی این نتیجه تاکید می گردد که پرواز در زاوبه حمله بالا یکی از مولفه های اساسی برتری در نبرد هوایی و در نتیجه یکی از ویژگیهای الزامی برای جنگنده های نوین است.

اگر عملکرد موفقترین جنگنده های حال حاضر مورد بررسی قرار گیرد ، عموما در همه آنها قابلیت پرواز در زوایای حمله بالا یافت می شود. اساسا ضرورت پرواز در زاویه حمله بالا چیست؟ حال که زاویه حمله بالا هواپیما را به واماندگی نزدیک می سازد و آیرودینامیک را پیچیده می سازد (و همچنین محاسبات را) پس اساسا منطقی نیست که از آن دوری شود؟ این دقیقا همان تفکری است که در عصر میلاد هوانوردی بر دنیا حاکم بود.{مرجع۱} در سال ۱۹۰۸ برادران رایت یک بار به دلیل پرواز با زاویه حمله بیش از حد مجاز کنترل را از دست دادند و هواپیمایشان دچار سانحه گشت. از آن زمان تا جنگ جهانی دوم سوانح زیادی به خاطر واماندگی، از دست دادن کنترل هواپیما و یا اسپین به وقوع پیوست. حداکثر زاویه حمله قابل دسترسی در آن دوران بین ۱۲ تا ۱۷ درجه بود. طراحان هواپیما تمرکز خاصی روی پدیده اسپین و شیوه های پیش گیری از آن داشتند.

پس از جنگ جهانی دوم و تا دهه ۵۰ میلادی طراحان، به ویژه در ایالات متحده، که کشور پیشرو در طراحی جنگنده ها بود، به اهمیت پرواز با سرعت بالا و در ارتفاع حداکثر توجه نمودند؛ در حقیقت ویژگیهای فوق برای ساخت هواپیماهای رهگیر ضروری بودند. با تولید اولین موتورهای جت، طراحان توانستند سرعت حداکثر هواپیماها را بالا ببرند؛ سپس برای نخستین بار با توجه به میراث آیرودینامیکی آلمانها، عقبگرد (در برخی منابع فارسی برای این کلمه پس خمیدگی نیز به کار رفته است) به بالها داده شد و نسبت منظری بالها نوعا از حدود ۶.۵ به عددی در حدود ۳.۵ و یا کمتر کاهش یافت. این تغییرات برای پرواز مافوق صوت اجتناب ناپذیر بودند. این تغییرات باعث شد که نوعا شیب منحنی ضریب برآ کاهش یابد و در عوض زاویه واماندگی بالا برود. اما تصوری که از نبرد هوایی در آن زمان وجود داشت، این بود که هواپیماها با شلیک موشک دوربرد می توانند در خارج از گستره دید یکدیگر به نبرد بپردازند و اینچنین هرگز نبرد هوایی نزدیک و در گستره دید شکل نخواهد گرفت و به تدریج و با گذشت زمان این شکل از نبرد منسوخ خواهد شد.

به همین علت در هواپیماهایی که در آن دوره طراحی گشتند مثل F-۱۰۴، F-۱۰۵ و F-۴ برای برتری در نبرد هوایی نزدیک، چندان تلاشی صورت نگرفته بود. همزمان این تفکر که پرواز در زوایای حمله بالا خطرناک و در نتیجه نامطلوب است همچنان وجود داشت و محدود کننده های مصنوعی نظیر کنترل کننده های دسته فرمان در هواپیما تعبیه می گشتند تا در صورت غفلت خلبان زاویه حمله به طرز خودکار کاهش داده شود.

در دفاتر طراحی سراسر دنیا، یک اصل پایه این مطلب بود: "از زاویه حمله بالا بپرهیز". تا انتهای این دوره، یعنی زمانی که جنگنده های نسل سوم وجود داشتند، برتری در نبرد هوایی در گستره دید را نرخ چرخش ماندگار (d۹۶۸;/dt) تعیین می نمود. یعنی زمانی که دو هواپیما با یکدیگر مواجه می شدند، دور زدن آغاز می گشت و هر یک از آنها که موفق می شد سریعتر در پشت حریف قرار بگیرد قادر بود نخست شلیک کند و در نبرد پیروز باشد. دلیل این دور زدن این بود که موشکهای موجود از نوع Tail-Aspect بودند و فقط نسبت به پشت هواپیمای حرف حساس بودند.

در دهه های ۶۰ و ۷۰ میلادی، در تفکر طراحان انقلابی به وقوع پیوست. در حقیقت تا آن زمان تمرکز اندیشه ها روی جبران واماندگی و اسپین قرار داشت. اما این دو پدیده هر دو معلول از دست دادن کنترل به خاطر پرواز در زاویه حمله بالا بودند؛ پس طراحان به این فکر افتادند که به جای مبارزه با معلول با علت مبارزه کنند، یعنی به فکر افتادند که هواپیما را در برابر اثرات نامطلوبی که در زوایای حمله بالا رخ می دهد مقاوم سازند. از طرفی دیگر با رشد فن آوری و تجهیزات اوینیکی نظامی که امکان دفاع و فرار در مقابل شلیک موشک از راه دور را فراهم می ساختند، طراحان متوجه شدند که حتی در نبردهای آینده و بسیار پیشرفته، حرف اول را مبارزه در گستره دید خواهد زد و این تفکر درستی بود. از طرفی تجربیات عملی متعددی ثابت کرده بودند که شناسایی هواپیما از راه دور بسیاری از اوقات غیر ممکن می شود. در جنگ ویتنام، F-۴ ها بسیاری از اوقات برای شناسایی بهتر مجبور می شدند که به هواپیمای دشمن نزدیک شوند و ضعف مانور آنها در برابر Mig-۱۷ ها، که غالبا در برابر آنها قرار می گرفتند باعث سقوط بسیاری از آنها شد. Mig-۱۷ ها جثه کوچک تری داشتند و می توانستند به زاویه حمله بالاتری دست یابند. از طرفی در دور زدنها، قابلیت پرواز در زاویه حمله بالا، شعاع دور زدن را کاهش می داد و بسیاری از مانورها نظیر اوجگیری را تسهیل می نمود. به همین خاطر توجهات روی مطالعه آیرودینامیک زوایای حمله بالا و کنترل در این محدوده متمرکز گشت و اولین جنگنده ها با قابلیت پرواز در زاویه حمله بالا نظیر F-۱۴ و F-۱۵ متولد گشتند. پس از آنها F-۱۶، F/A-۱۸،

Mig-۲۹ و Su-۲۷ باز هم تکنولوژی های جدیدتری را نظیر لکس برای کنترل پدیده های نامطلوب آیرودینامیکی در زوایای حمله بالا به نمایش گذاشتند. در اواخر دهه ۸۰ و اوایل دهه ۹۰ میلادی طراحان متوجه شدند که حداکثر آهنگ دور زدن برای هواپیماها با توجه به تحمل انسان میزان تقریبا مشخص و ثابتی است و لذا برای بالا بردن سرعت مانورهای جنگی به جستجوی راههای دیگر رفتند. در حقیقت در مانورهای سریع این دوره، مستقل از محدودیتهای سازه ای بار مداوم قابل تحمل انسان میزان مشخص در زمان مشخصی بود. پس کلا طراحان و نخبگان نبرد هوایی، وارد این عرصه از تفکر شدند که به جای بار زیاد، قدرت مانور را به طرز مافوق تصوری بالا ببرند و با مانوررهای سریع دشمنان را در تیررس خود قرار دهند. در این زمینه رفتن به زوایای حمله بالا و حتی بالاتر از واماندگی، بسیار موثر می نمود. مانور هربست یا دور جی(وقتی که تغییر هدینگ غیر از ۱۸۰ درجه باشد) یکی از شیوه های جایگزین دور زدن است که سرعت این امر را بسیار بالا می برد و با اتکا به قابلیت پرواز در زاویه حمله بالا انجام می گیرد. مانور کبری در عوض یکی از مانورهای در زاویه حمله بالاست که هواپیماهای شرقی قادر به اجرای آن هستند و توسط پوگاچو پایه ریزی گشت و فرضا یکی از استفاده های آن رهاندن هواپیما از موشکهای دوربرد است و البته در نبرد در فاصله نزدیک می تواند موجب برتری گردد. از میان مانورهای دیگر با زاویه حمله بالا می توان هوکرا نام برد که در حقیقت همان کبری است فقط در حین دور زدن اجرا می گردد و در نتیجه زاویه حمله تبدیل به سرش جانبی می گردد. از میان دیگر مانورهای مشرقی می توان به "کولبیت"یا همان دور ۳۶۰ درجه حول محور y بدنه و همچنین "کالاکل" یا مانور ناقوسی شکل که نوعی ترمز با شتاب فوق العاده بالا در هوا است یاد نمود.

● نتیجه گیری

به طور کلی می توان گفت که طراحان به این باور رسیدند که قابلیت پرواز در زاویه حمله بالا، می تواند برتری نامحدودی را از لحاظ مانور و عملیات ایجاد کند. همانطور که اشاره گشت در نسلهای چهارم و سپس پنجم جنگنده ها، مولفه اصلی طراحی، برتری در نبرد هوایی در گستره دید گشت و به همین خاطر روی مولفه های اساسی زیر تمرکز انجام گرفت:

مانور پذیری که عبارتست از توانایی یک هواپیما در تغییر بردار مسیر پرواز. مانور پذیری انرژی کمیتی است مربوط به حالت پایدار که با رسم سرعت چرخش هواپیما نسبت به سرعت یا ماخ تعیین می گردد یا با رسم تراست مازاد نسبت به سرعت چرخش به دست می آید.

چابکی که توانایی تغییر وضعیت هواپیما از یک مانور به مانور دیگر است. متناسب است با عکس زمان گذار از مانوری به مانور دیگر(یا مشتق زمانی تغییر شتاب) و صرفا در ارتباط با حرکت انتقالی یک نقطه در سه درجه آزادی مطرح می گردد.

ابر مانورپذیری یعنی همان چابکی در شرایطی که زاویه حمله در حدود زاویه حمله واماندگی یا حتی بیش از آن باشد.

▪ برتری تاکتیکی در نبرد هوایی که خود مشتمل بر:

الف) رهگیری دشمن

ب) جهت گیری بدنه به گونه ای که بتوان سلاحها را روی دشمن قفل نمود

ج) بهبود مسیر شلیک و ویژگیهای تسلیحات

البته در نسل چهارم و به ویژه نسل پنجم، هواپیما اجتماعی است از تکنولوژیهای جدید در همه زمینه ها و ویژگیهای دیگری نظیر پنهانکاری، توانایی پرواز مافوق صوت طولانی مدت بدون استفاده از پس سوز و ... اما تمرکز اساسی روی موارد ۱ الی ۴ است که در بالا ذکر گشته اند.

هواپیماهای زیر برخی از هواپیماهای غربی هستند که با فلسفه قابلیت پرواز در زوایای حمله بالا طراحی شده اند : F-۱۵ STOL و .F/A-۱۸ همچنین می توان برنامه های تحقیقاتی X-۲۹ و X-۳۱ و X-۳۶ به خصوص هارو را نام برد. نمونه ای دیگر از تکنولوژی های نوین به کار گرفته در ساخت این جنگنده ها امکان تغییر امتداد اثر بردار نیروی پیشرانه است.

zekerya.m.kerymi

http://kurdspace.blogfa.com