آشنایی با هواپیمای جنگنده اف ۳۵؛ پیروز میدان نبرد در لبه‌ فناوری

جنگنده‌ی اف-35 را که با نام کامل اف-35 لایتنینگ شناخته می‌شود، باید چیزی بیش از یک جت رادارگریز دانست و در حقیقت این لبه‌ی فناوری است که در آسمان اوج می‌گیرد و میدان نبرد را در تسخیر خود درمی‌آورد.

اف-35 یک سامانه‌ی جنگی شبکه‌ای و داده‌محور است که شیوه‌ی جنگیدن، هم‌رسانی اطلاعات و بقا در آسمان‌های پرتنش نیروهای هوایی مدرن را دگرگون کرده است. این هواپیمای نمادین که توسط «لاکهید مارتین» (Lockheed Martin) و تحت برنامه‌ی «جنگنده‌ی تهاجمی مشترک» (JSF) توسعه یافته است، اوج طراحی جنگنده‌ی نسل پنجم را نشان می‌دهد که رادارگریزی، ادغام حسگرها، اویونیک پیشرفته و قابلیت تعامل با دیگر جنگ‌افزارها را در یک هواپیمای چندمنظوره ترکیب می‌کند.

‌
برای دیدن خلاصه این مقاله با هوش مصنوعی کلیک کنید!

پیشینه و فلسفه‌ی طراحی

داستان F-35 از دهه‌ی 1990 میلادی آغاز شد؛ زمانی که وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا به دنبال یک پلتفرم مشترک برای جایگزینی طیف وسیعی از جنگنده‌های قدیمی مانند جنگنده‌ی F-16، هواپیمای A/V-8B Harrier و جنگنده‌ی F/A-18C/D بود. آن‌ها هدفی بلندپروازانه را دنبال می‌کردند: ساخت یک هواپیما که با نیازهای نیروی هوایی، نیروی دریایی و تفنگداران دریایی سازگار باشد و در عین حال، امکان عرضه‌ی انواع مناسب برای کشورهای متحد هم وجود داشته باشد.

طرح لاکهید مارتین در سال 2001 در رقابت برای توسعه‌ی جنگنده‌ی تهاجمی مشترک برنده شد که در نهایت به نخستین پرواز آن در سال 2006 انجامید. این مفهوم بر انعطاف‌پذیری چندمنظوره متمرکز بود که شامل برتری هوایی، مأموریت‌های تهاجمی، جنگ الکترونیک، جمع‌آوری اطلاعات و شناسایی، همه در یک بسته‌ی رادارگریز و پنهان‌کار می‌شود.

انواع: یک جنگنده، سه مأموریت

هواپیمای F-35 فقط شامل یک مدل نمی‌شود، بلکه سه نسخه‌ی جداگانه ساخته شده است که هر کدام برای یک محیط عملیاتی خاص طراحی شده‌اند. با این حال حدود 70 درصد از سیستم‌های آن‌ها مشترک است.

اف 35 ای (F-35A) که برای برخاستن و فرود عادی طراحی شده است و توسط نیروی هوایی آمریکا و اغلب کشورهای هم‌پیمان آن استفاده می‌شود. پرواز این هواپیما از روی باندهای استاندارد انجام می‌شود و سبک‌ترین، سریع‌ترین و کم‌هزینه‌ترین نوع به شمار می‌رود.

اف 35 بی (F-35B) که برای برخاستن کوتاه و فرود عمودی طراحی شده و در اختیار تفنگداران دریایی آمریکا و نیروهای دریایی با عرشه‌های کوچک‌تر است. سیستم پیشرفته‌ی فن بالابر «پرت اند ویتنی» (Pratt & Whitney LiftFan) به آن این توانایی را می‌دهد که در هوا معلق بماند یا از باندهای کوتاه بلند شود و یک شگفتی در فناوری هوایی محسوب می‌شود.

پرواز عمودی اف 35
Credit: Lockheed Martin

این تطبیق‌پذیری به خانواده‌ی F-35 امکان می‌دهد تا در پایگاه‌های زمینی، کشتی‌های آبی-خاکی و ناوهای هواپیمابر تسلط داشته باشند. قابلیتی منحصربه‌فرد که با هیچ جنگنده‌ی مدرن دیگری قابل مقایسه نیست.

اف 35 سی (F-35C) که برای ناو هواپیمابر طراحی شده و در ناوهای هواپیمابر نیروی دریایی آمریکا حضور دارد، از بال‌های بزرگ‌تر با نوک تاشو و ارابه‌های فرود تقویت شده برای نشست و برخاست با منجنیق و قلاب بهره می‌برد.

اف 35 در روند تولید
Credit: Lockheed Martin

ابعاد و طراحی آیرودینامیک

در حالی که پنهان‌کاری بر طراحی بصری این جنگنده غالب است، تناسبات F-35 هم تنوع ماموریت آن را نشان می‌دهد.

طراحی پنهان‌کار این هواپیما، لبه‌های هم‌تراز و محفظه‌های داخلی سلاح بسیار به کاهش سطح مقطع راداری آن کمک می‌کند. حتی طراحی کانوپی (پوشش کابین خلبان) و فن موتور هم به طور خاص برای پنهان‌کاری بهینه شده‌اند. این ویژگی‌های آیرودینامیکی، در عین حفظ پنهان‌کاری کامل، چابکی بالایی را ممکن می‌سازند؛ ترکیبی که جنگنده‌های نسل پنجم را تعریف می‌کند.

اویونیک و یکپارچگی حسگرها: مغز دیجیتال F-35

در حالی که جنگنده‌های قدیمی‌تر به رادارهای جداگانه و نمایشگرهای فروسرخ متکی بودند، اف 35 داده‌ها را از منابع مختلف در یک تصویر واحد و یکپارچه برای خلبان ادغام می‌کند. این فناوری امضای F-35 محسوب می‌شود.

نمایی از سیستم‌های الکترونیک درون کابین اف 35
Credit: Viper Wing

سیستم‌های کلیدی این هواپیما شامل موارد زیر می‌شود.

• رادار AN/APG-81 AESA: ردیابی همزمان هوا به هوا و هوا به زمین، نقشه‌برداری دیافراگم مصنوعی و عملکردهای جنگ الکترونیک را فراهم می‌کند.
• دیافراگم توزیع‌شده (DAS): شش دوربین فروسرخ، پوشش 360 درجه‌ی کامل از اطراف جنگنده را فراهم و به طور خودکار، موشک‌ها و هواپیماها را حتی از میان ابرها یا در شب، شناسایی می‌کنند.
• هدف‌گیری الکترواپتیکی (EOTS): در دماغه‌ی هواپیما تعبیه شده است و هدف‌گیری لیزری و تصویربرداری فروسرخ را با هم ترکیب می‌کند و در عین حال هواپیما را در حالت پنهان‌کاری نگه می‌دارد.
• نمایشگر کلاه ایمنی (HMDS): تمام داده‌های مأموریت را مستقیما روی شیشه‌ی جلوی خلبان نمایش می‌دهد و عملا جایگزین نمایشگر سنتی کابین خلبان می‌شود. خلبان حتی می‌تواند با استفاده از فید DAS، که نخستین نمونه‌ی جهان در هوانوردی رزمی است، هواپیما را ببیند.

همه‌ی این تجهیزات و تسلط کامل خلبان بر وضعیت محیطی خود باعث شده که خلبانان پرواز با اف 35 را به عنوان «پوشیدن جت» توصیف کنند. آگاهی موقعیتی در آن بی‌نظیر است و به اپراتورها این توانایی را می‌دهد که قبل از شناسایی شدن، تهدیدات را شناسایی، ردیابی و نابود کنند.

پیشرانه و عملکرد

در قلب جنگنده‌ی اف 35، موتور توربوفن پس‌سوز پرت اند ویتنی F135 قرار دارد. این قدرتمندترین موتوری است که تاکنون روی یک جنگنده‌ی تک موتوره نصب شده و تا 43,000 پوند (حدود 191 هزار نیوتن) نیروی رانش تولید می‌کند. با وجود پنهان‌کاری، F-35 می‌تواند به سرعت ماخ 1.6 (Mach 1.6) برسد و مانورهای G بالا را با محموله‌های داخلی یا خارجی تا 8 هزار کیلوگرم انجام دهد.

محل قرارگیری موتور اف 35
Credit: GE Aerospace

این موتور در نسخه‌های مختلف F-35 متناسب با مأموریت بهینه‌سازی شده است. در نسخه‌ی A برای عملیات متعارف و سوخت‌گیری هوایی کاربرد دارد. در مدل B یک فن بالابر همراه با خروجی چرخان، به نشست و برخاست عمودی کمک می‌کنند و در مدل C برای مأموریت‌های استقامتی و برد بلند از ناو هواپیمابر بهینه شده‌اند.

تولید، اپراتورها و ساعت پرواز

از زمان آغاز تولید اف 35 در سال 2006، بیش از 1000 فروند از آن در سراسر جهان تحویل داده شده است. تا سال 2025 ناوگان جهانی آن از یک میلیون ساعت پرواز فراتر رفته و با بیش از 20 اپراتور، برای نیروهای کشورهای مختلف از جمله ایالات متحده آمریکا، بریتانیا، ایتالیا، ژاپن، اسرائیل، استرالیا، نروژ و موارد دیگر، خدمات‌رسانی کرده است.

پرواز هماهنگ دو اف 35 در آسمان
Credit: Tech. Sgt. Alex Fox Echols III

این برنامه یکی از گسترده‌ترین مشارکت‌های صنعتی در تاریخ دفاعی را شکل داده است که هزاران تأمین‌کننده در سراسر آمریکای شمالی، اروپا و آسیا را درگیر می‌کند. وجود این شبکه‌ی بین‌المللی به استانداردسازی قابلیت‌های نبرد هوایی متحدان کمک می‌کند که یک مزیت استراتژیک در عملیات مشترک محسوب می‌شود.

قیمت و هزینه‌ی برنامه‌ی مشترک اف 35

هزینه‌ی سنگین F-35 از زمان آغاز به کار آن همیشه موضوع بحث بوده است. با این حال، با افزایش تولید، قیمت واحد به طور قابل توجهی کاهش یافته است که به ترتیب حدود 82 میلیون دلار برای مدل A، حدود 108 میلیون دلار برای مدل B و حدود 102 میلیون دلار برای مدل C می‌شود.

اف 35 پس از سوخت‌گیری هوایی
Credit: Staff Sgt. Christopher Drzazgows

کل هزینه‌ی برنامه اما که شامل تعمیر و نگهداری و ارتقای آن هم هست، در طول عمر آن بیش از 1.5 تریلیون دلار تخمین زده می‌شود. انتقادهایی در زمینه‌ی پیچیدگی تعمیر و نگهداری، تأخیر در ادغام نرم‌افزار و چالش‌های آمادگی عملیاتی وجود دارد اما پیشرفت‌های مداوم با بلوک‌های تولیدی جدیدتر باعث توجیه‌پذیر بودن برنامه‌ی این جنگنده‌ی مدرن شده است.

پنهان‌کاری و قابلیت بقا

فناوری رؤیت‌پذیری کم (LO) در اف 35، سطح مقطع راداری آن را به شدت کاهش می‌دهد تا جایی که گفته می‌شود به اندازه‌ی یک توپ گلف است. مواد کامپوزیتی پیشرفته، پوشش‌های جاذب رادار و طراحی پنل‌های دندانه‌دار، حداقل بازتاب از سطح هواپیما را تضمین می‌کنند. این فناوری، همراه با اقدامات متقابل الکترونیکی فعال و سرکوب طیف فروسرخ، برای این جت جنگنده، بقاپذیری بی‌نظیری را در محیط‌های پرخطر تحت سلطه‌ی موشک‌های هدایت‌شونده با رادار فراهم می‌کند.

در طراحی اف 35 هدف پنهان‌کاری آن بوده است.
Credit: Lockheed Martin

استقرار و اثرگذاری در دنیای واقعی

جنگنده‌ی F-35 تا کنون در چندین کشور از جمله خود آمریکا به خدمت نیروهای نظامی درآمده است. فراتر از نبرد، قابلیت‌های اشتراک‌گذاری داده‌ها، آن را به یک گره مرکزی در جنگ چند دامنه‌ای تبدیل می‌کند که قادر به ارائه‌ی داده‌های هدف‌گیری به نیروهای زمینی، کشتی‌های دریایی یا سایر هواپیماها در لحظه است. بدین ترتیب اف 35 را به همان اندازه که یک سیستم تسلیحاتی است، یک مرکز حسگر پروازی هم به شمار می‌رود.

میراث نوآوری و چشم‌انداز آینده

اف-35 پیوسته با به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری که با نام‌های «نوسازی فناوری 3» (Technology Refresh 3) یا TR-3 و «بلوک 4» (Block 4) شناخته می‌شوند، در حال رشد و تکامل است. این به‌روزآوری‌ها قدرت پردازش جنگنده را افزایش می‌دهند، سلاح‌های تازه‌ای مانند موشک AIM-260 JATM را آماده‌ی بهره‌برداری می‌کنند و برد حسگرها و سیستم‌های نمایش را بهبود می‌بخشند.

نمای جلویی اف 35
Credit: Darin Russell, Lockheed Martin

علاوه بر این، فناوری‌های استفاده شده در اف 35 به نسل بعدی هم توسعه پیدا می‌کند و فلسفه‌ی طراحی دیجیتال و یکپارچگی شبکه‌ای آن، برنامه‌های آینده مانند جنگنده‌های نسل بعدی برتری هوایی (NGAD) و Tempest را شکل خواهد داد.

جمع‌بندی

جنگنده‌ی لاکهید مارتین اف-35 لایتنینگ 2، یک همگرایی فناوری در زمینه‌های پنهان‌کاری، اویونیک دیجیتال، ادغام داده‌ها و انعطاف‌پذیری چندمنظوره، در یک پلتفرم سراسری واحد است. در حالی که هزینه‌ها و پیچیدگی‌های آن زیاد است و بحث‌هایی را هم ایجاد کرده اما هیچ جنگنده‌ی دیگری در حال حاضر قابلیت‌های رادارگریزی، حسگرهای متنوع و جنگ اطلاعاتی را به این شکل با هم ترکیب نمی‌کند و به سادگی در اختیار نیروها قرار نمی‌دهد. تا جایی که برای بسیاری از نیروهای هوایی، این فقط یک هواپیما نیست، بلکه ستون فقرات دیجیتال قدرت هوایی در قرن بیست و یکم به شمار می‌رود.

منابع: F35, Reuters, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Collins Aerospace, Aviation Today