سامانه پیشران آیرودینامیکی چین، پهپادها را به سرعت صوت می‌رساند

پژوهشگران چینی با توسعه و آزمایش موفق سامانه هدایت بردار رانش آیرودینامیکی سبک و بدون قطعات متحرک، نشان داده‌اند این فناوری می‌تواند چابکی، سرعت و برد پهپادها و هواگردها را به‌طور چشمگیری افزایش داده و طراحی نسل آینده آن‌ها را متحول کند.

به گزارش سرویس فناوری تک‌ناک، پس از نزدیک به دو دهه تحقیق و پژوهش متمرکز، یک تیم تحقیقاتی چینی سرانجام موفق شد مفهوم سامانه رانش آیرودینامیکی خود را در یک پرواز واقعی آزمایش کند. این آزمایش با استفاده از یک پهپاد پرسرعت به‌عنوان سکوی آزمایشی انجام شد.

برخلاف سامانه‌های متداول در جنگنده‌هایی مانند F-35B آمریکا یا Su-37 روسیه که متکی بر محرک‌های مکانیکی پیچیده و سنگین هستند، این فناوری نوین با بهره‌گیری از سطوح آیرودینامیکی، جریان خروجی گاز موتور را بازآرایی و هدایت می‌کند. چنین رویکردی نازل موتور را سبک‌تر و ساده‌تر کرده و در عین حال با افزایش قابلیت اطمینان، جهش محسوسی در چابکی پروازی ایجاد می‌کند.

حتما بخوانید: چینی ها پهپاد هیبریدی همه کاره ساختند

افزایش سرعت و مانورپذیری پهپادها

دانشگاه هوانوردی و فضانوردی نانجینگ ماه گذشته اعلام کرد تیمی به سرپرستی پروفسور «شو جینگ‌لی» موفق شده نازل هدایت بردار رانش آیرودینامیکی را روی یک پهپاد فعال در محدوده سرعت زیرصوت با موفقیت به پرواز درآورد.

این اتفاق نقطه عطفی مهم در مسیر توسعه این پروژه بلندمدت به‌شمار می‌رود. در سامانه رانش آیرودینامیکی، به‌جای استفاده از محرک‌های حجیم مکانیکی، افزایش مانورپذیری از طریق نازلی آیرودینامیکی و سبک‌وزن حاصل می‌شود که فاقد هرگونه قطعه متحرک است. آزمایش پروازی در یک میدان آزمایشی بیابانی در شمال‌غرب چین انجام شد؛ جایی که این فناوری روی پهپاد پرسرعت CK300 مورد ارزیابی قرار گرفت.

بیشتر بخوانید: پهپاد ۱۶ تنی  Jetank در چین به پرواز درآمد + ویدیو

این پهپاد با طولی حدود ۳.۶ متر و حداکثر وزن برخاست تقریبی ۱۴۰ کیلوگرم، قادر است تا ارتفاع ۱۳ هزار متر اوج بگیرد و به سرعتی نزدیک به ۰.۹ ماخ دست یابد؛ مشخصاتی که آن را به بستری چالش‌برانگیز برای سنجش پایداری و عملکرد طراحی نوین نازل تبدیل می‌کند. به گفته این دانشگاه، این نخستین پرواز ثبت‌شده یک پهپاد متوسط تا بزرگ در محدوده سرعت زیرصوت با سامانه رانش آیرودینامیکی محسوب می‌شود.

این سامانه افزایش محسوسی در چابکی پروازی ایجاد کرد و شعاع گردش هواگرد را به‌طور قابل‌توجهی کاهش داد؛ به‌گونه‌ای که تمامی شاخص‌های عملکردی ثبت‌شده فراتر از پیش‌بینی‌ها بود. نکته کلیدی آنکه مهندسان تنها با جایگزینی نازل موتور، بدون نیاز به اعمال تغییرات ساختاری عمده در پهپاد، موفق به دستیابی به کنترل کامل بردار رانش شدند؛ نتیجه‌ای که نشان‌دهنده سازگاری بالای این فناوری با پلتفرم‌های موجود و امکان ادغام سریع آن در نسل‌های آینده پهپادهای پرسرعت است.

فناوری سامانه رانش آیرودینامیکی

فناوری سامانه رانش آیرودینامیکی می‌تواند قواعد طراحی هواگردها را دگرگون کند. در این سامانه‌ها، موتور تنها نقش تولید نیروی پیشران را ندارد، بلکه با هدایت هدفمند گازهای خروجی، کنترل حرکات هواگرد در محورهای پیچ، انحراف و غلت را نیز بر عهده می‌گیرد؛ قابلیتی که چابکی جنگنده‌ها و هواگردهای پنهان‌کار را به‌طور چشمگیری افزایش داده، امکان گردش‌های تندتر در نبرد هوایی را فراهم می‌کند و حتی از عملیات برخاست و فرود کوتاه پشتیبانی می‌کند.

امروزه، اغلب سامانه‌های هدایت بردار رانش ماهیتی مکانیکی دارند و در جنگنده‌های پیشرفته‌ای چون F-22، F-35B، Su-35 و Su-37 مورد استفاده قرار می‌گیرند. هرچند این سامانه‌ها از نظر عملیاتی قابل‌اعتماد و کنترل‌پذیر هستند، اما وزن بالا، تعداد زیاد قطعات متحرک و واکنش کند آن‌ها نسبت به شرایط ایده‌آل، محدودیت‌هایی جدی ایجاد کرده است. در این میان، سامانه رانش آیرودینامیکی با هدف حذف این قیود، به‌جای جابه‌جایی سخت‌افزار، بر شکل‌دهی جریان هوا تکیه دارد؛ مسیری که پیاده‌سازی موفق آن در پرواز واقعی سال‌ها یکی از چالش‌های بزرگ مهندسی به شمار می‌رفت.

برای مطالعه بیشتر: پهپاد جاسوسی CH-7 چین وارد فاز عملیاتی آزمایشی شد + ویدیو

پس از سال‌ها تلاش، تیم تحت هدایت شو جینگ‌لی موفق شد موانع کلیدی، از جمله دستیابی به انحراف گسترده گازهای خروجی را برطرف کند؛ موفقیتی که به ثبت بیش از ۵۰ پتنت، دریافت جایزه دفاع ملی و شناخته‌شدن این گروه به‌عنوان پیشگام چین در این حوزه انجامید.

این پیشرفت‌ها بر پایه دستاوردهای پیشین بنا شده است؛ از جمله نوآوری سال ۲۰۱۳ که با افزودن یک مسیر داخلی جریان هوا به نازل موجود، امکان هدایت رانش بدون کاهش توان موتور فراهم شد و در سال ۲۰۱۹ به پرواز موفق یک پهپاد بدون سکان انجامید. در قیاس با سامانه‌های عملیاتی موجود، این طراحی نوین با حدود نیمی از تعداد قطعات ساخته می‌شود، بیش از ۲۰ درصد کاهش وزن دارد و هم‌زمان بهبودهای ملموسی در عملکرد ارائه می‌دهد؛ از جمله افزایش سرعت بیشینه و گسترش برد عملیاتی هواگرد مجهز به این فناوری.