آشنایی با جنگنده سوخو-47 برکوت،عقاب طلایی روسیه / Sukhoi Su-47

Su-47

ويژگي ظاهري و چشم‏گير اين هواپيما، بالهاي رو به جلوي آن مي‏باشند كه اين جنگنده را بسيار به جنگندهء آزمايشي - مفهومي آمريكايي X-29 Firkin ساخت گرومن، شبيه مي‏نمايد. تنها نمونه هواپيماي سوخو 47 توليد شده، به عنوان اثباتگر تكنولوژي‏هاي پيشرفته انجام وظيفه مي‏نمايد و ساخت دومين نمونه آزمايشي اين هواپيما نيز كنار گذاشته شده است.

طرح اوليه سوخو 47، ابتدا به نام S-37 شناخته مي‏شد و شركت سوخو، مدتي بعد و در سال 2002، هواپيما آزمايشگر تكنولوژي‏هاي پيشرفته‏اش را به Su-47 نام‏گذاري مجدد نمود؛ ضمن اينكه با نام مستعار Berkut به معني عقاب طلايي نيز شناخته مي‏شود. سوخو 47 در اصل به عنوان بستري جهت انجام آزمايشات مهم روسها در زمينه مواد كامپوزيت و سيستم‏هاي پيچيده ديجيتال كنترل پرواز (FBW) ساخته شد. سوخو 47 با بهره‏گيري از بالهاي رو به جلو، توانمندي انجام مانورهاي بسيار عالي را دارد و قادر است در زاويه‏‎هاي حمله‏اي به اندازه 45 و بيشتر نيز اقدام به عمليات نمايد.

x-29

ايكس29 ساخت گرومن، اوّلين هواپيماي آمريكايي با طرح بالهاي رو به جلو

مؤسسه مطالعات هوايي تساگي (TsAGI) مدتها بود كه از مزيت‏هاي فراوان بالهاي رو به جلو اطلاع يافته بود. عمدهء اين دانش به واسطه به غنيمت گرفته شدن يك فروند بمب‏افكن جت يونكرس287 ساخت آلمان نازي بدست آمده بود.

Junkers Ju 287
يونكرس287 از اوّلين هواپيماهاي جت و اوّلين هواپيما با بالهاي رو به جلو در جهان، ساخت آلمان نازي

بالهاي رو به جلو، نسبت به اغلب طرح بالهاي سنتي، باعث كسب بيشترين ميزان نيروي كشش شده، لحظات خميدگي بالها را كم كرده و زمان وقوع واماندگي يا استال را به تأخير مي‏اندازند. در زاويه‏هاي حملهء بالا، نوك بالها در وضعيت غير واماندگي باقي مي‏مانند و بدين جهت هواپيما قادر مي‎‏شود كنترل خود را با استفاده از سطوح متحرك حفظ نمايد. بدبختانه بالهاي رو به جلو، نيروي زيادي جهت از هم گسيختن (واگرايي) بالهايي كه از مواد معمولي ساخته شده‏اند توليد مي‏كنند. به تازگي كه استفاده از مواد كامپوزيت در ساخت بدنه هواپيما رواج يافته است، امكان طراحي هواپيمايي با بالهاي رو به جلو را ميسر مي‏‎سازد.

همانند همتاي غربي خود، يعني جت ايكس-29 ساخت گرومن، سوخو 47 نيز يك طرح مفهومي اثباتگر تكنولوژي مي‏باشد و قرار است به عنوان بستري جهت پايه‏گذاري نسل آيندهء جنگنده‏هاي روسي به كار گرفته شود. چنين هواپيمايي نه تنها بايد همانند اف22 پيشرفته باشد، بلكه بايد به عنوان بستري جهت استفاده از تكنولوژي‏هاي نوين در جنگنده‏اي چون ميگ 1.44 باشد. با تمام اين اوضاع، كمپاني سوخوي اكنون تلاش دارد تا سوخو 47 را به نيروي هوايي روسيه و ساير مشتريان خارجي به صورت جنگنده‏اي مطابق نيازشان، بفروشد.

Sukhoi20SU-4720berkut

طراحي
سوخو 47 از نظر اندازه‎ها، بسيار به طرح جنگنده‏هاي بزرگ ساخت سوخو نظير سوخو 35 شباهت دارد. به منظور كاهش هزينه‏هاي طراحي، قسمت جلويي بدنه، دم و ارابه‏هاي فرود سوخو 47، از جنگنده‏هاي خانوادهء سوخو 27 بدست آمده است. با اين حال، در طراحي هواپيما، به كاهش اثر ايجاد شده روي صفحهء رادار توجه شده است. براي رسيدن به اين هدف، از مواد جذب كنندهء اشعهء رادار، محفظهء دروني نصب جنگ‏افزار و فضايي جداگانه ويژهء نصب يك رادار پيشرفته استفاده شده است.
با وجود آنكه طرح هواپيماي ايكس-29 آمريكايي، يك جنگندهء مفهومي و تحقيقاتي در دهه 1980 به شمار مي‏رفت، سوخو 47 با اندازه‏اي برابر دو برابر ايكس-29، در قياس با رقيب آمريكايي خود، بسيار به يك جنگندهء رزمي و عملياتي شباهت نزديك پيدا مي‎كند.

به منظور رفع مشكل پيچش حول محور افقي در بالهاي رو به جلو (wing-twisting)، در ساخت بالهاي سوخو 47، به طور گسترده و با دقت فراوان از مواد كامپوزيت استفاده شده است تا به هنگام انجام مانورهاي سنگين يا پرواز در زاويه‎‏هاي بالا، ساختمان بال به هنگام پيچش، مقاومت كافي از خود نشان دهد و الگوي آيروديناميكي را خود حفظ نمايد. با توجه به مساحت زياد بالها در سوخو 47، در اين هواپيما مي‏توان سيستم تا شدن براي بالها تعبيه نمود تا هواپيما درون آشيانه‏هاي نيروي هوايي روسيه قابل جاي‏گيري باشد. همانند نمونه پيشين يعني سوخو 37، سوخو 47 به دليل بهره‏مندي از يك جفت كانارد، در طبقه‏بندي هواپيماهاي سه باله (triplane) قرار مي‏گيرد. موضوع جالبتر اينكه در قسمت دوم سوخو 47، دو زائده تيرك‏مانند غيرهم‏اندازه تعبيه شده است كه در يكي رادار عقب‏نگر و در ديگري چتر ترمز تعبيه مي‎شود.

su-47

مانورپذيري
سوخو 47 به طور گسترده و چشمگيري در انجام مانور در سرعتهاي زيرصوت بسيار توانمند است؛ سوخو 47، ضمن حفظ توانايي مانورپذيري خود در سرعتهاي زيرصوت، به راحتي و با سرعتي باورنكردني، قادر است زاويه حمله و مسير پروازي خود را تغيير دهد. اين هواپيما داراي حداكثر سرعتي برابر 1.6 ماخ در ارتفاع بالا و حد تحمل فشار گرانشي در حدود 9 برابر مي‏باشد. ميزان تندي گردش هواپيما، بيشينه و كمينه سرعت جهت رهاسازي جنگ‏افزارها، از ويژگيهاي حياتي و بسيار مهمي جهت كسب برتري در رزم قلمداد مي‎شوند.

سوخو 47 ضمن دارا بودن شاخص‏هاي بسيار قوي مانورپذيري، قادر است به راحتي استواري پروازي خود را حفظ نمايد و در زاويهء حملهء بالا، كنترل‏پذير باشد. ميزان تندي گردش به هنگام نبردهاي نزديك هوايي و همچنين نبردهاي متوسط و دور، شاخص بسيار مهمي به شمار مي‏آيد، زيرا امكان دارد حين انجام يك ماموريت رزمي، هواپيما ناچار شود با اهداف متعدد و پراكنده شده در قسمتهاي مختلف آسمان درگير شود. ميزان تندي بالاي گردش در سوخو 47، به خلبان اين امكان را مي‏دهد تا هواپيمايش را به سرعت به سمت هدف بعدي بچرخاند تا فرصت شليك اول را حفظ نمايد.

مقايسهء هواپيمايي مجهز به بالهاي رو به جلو، با هواپيمايي داراي بالهاي رو به عقب در همان اندازه، برتري‏هاي به شرح زير براي مدل رو به جلو را آشكار مي‎سازد:
* نسبت بيشتر عدد برا به پسا
* ظرفيت و توانمندي بالاتر به هنگام انجام مانور در نبردهاي داگ فايت (نزديك)
* برد پروازي بيشتر در سرعتهاي زير صوت
* بهبود شاخص واماندگي (Stall) و ضدچرخش به دور خود (anti-spin)
* بقاپذيري بيشتر در زاويهء حملهء بالا
* امكان پرواز در سرعتهاي كمتر از كمينهء موجود براي مدل بال به عقب
* فاصلهء كمتر جهت برخاست و فرود

بدنه
از نماي كنار، بدنهء سوخو 47 تخم‏مرغي شكل است و با استفاده از آلياژهاي آلومينيم و تيتانيوم ساخته شده است؛ ضمن اينكه 13 درصد از وزن بدنه با استفاده از مواد كامپوزيتي شكل گرفته است. پوشش روي دماغه در قسمت جلو، تا حدي مسطح است و داراي يك لبهء افقي مي‏باشد تا شاخص ضدچرخشي هواپيما بهبود پيدا كند.

بالها
بالهاي وسط بدنه نصب شده و رو به جلو، نماي غيرمتعارف و ناآشناي سوخو 47 را تشكيل مي‎دهند. قسمت قابل توجهي از نيروي برا، به واسطهء بالهاي رو به جلو و در قسمت مياني بالها فراهم مي‎گردد. اين نيروي كشش هيچگاه به واسطهء واماندگي نقاط نوك بالها از دست نمي‎‏رود. شهپرها (سطوح كنترلي بالها)، همچنان در زوايه‎هاي حملهء بالا موثر باقي مي‏مانند و كنترل ‏‏پذيري هواپيما را به هنگام عبور جريان هوا از قسمتهاي متحرك روي بالها حفظ مي‏نمايند.

بيش از 90 درصد سازه پوششي روي بالها را مواد كامپوزيتي تشكيل مي‏دهند. بالهاي رو به جلو، بيشترين مقدار سطح ظاهري يا Aspect Ratio را فراهم مي‏آورند كه اين امر، باعث افزايش مداومت پروازي هواپيما مي‏‎گردد. زائده‏هاي متحرك كنترلي جلوي بالها (LEX) به نرمي با سطح بالها همسان مي‎شوند. اين زائده‏ها (LEX) با سطوح فلپها، شهپرها و لبه‏هاي متحرك انتهاي هواپيما هماهنگ ساخته شده‏اند. تمامي سطوح متحرك و كاناردهاي مثلثي شكل به زائده‏هاي توسعه‏يافته (LEX) متصل هستند. قسمت داخلي چنين بالي مي‏بايست از مواد بسيار قوي ساخته شود تا در برابر نيروهاي پيچشي كه سعي در چرخاندن و شكستن بالها را دارند، به ويژه در سرعتهاي بالا، مقاومت نمايد. ناگزيري نيروهاي پيچشي، باعث شده است تا به منظور افزايش استحكام بال، در ساخت آن، به ميزان قابل توجهي از مواد كامپوزيتي استفاده گردد. به همين دليل، حداكثر سرعت قابل دست‏يابي به 1.6 ماخ محدود مي‏شود، به همين دليل مهندسين سعي دارند با انجام تغييراتي، از اين سقف سرعت فراتر روند، اما تاكنون سقف سرعت جديد مشخص نشده است.

تغيير بردار رانش
اگرچه استفاده از سيستم تغيير بردار رانش يا خروجي‏هاي متحرك اگزوز هواپيما، موضوعي جديد و انقلابي محسوب نمي‎‏شود، اما قدرت تغيير بردار رانش به ميزان 20 + تا 20 – در زاويهء حملهء 30 درجه بر ثانيه، به هنگام چرخش حول محور عمودي يا عرضي و گردش به اطراف، به ميزان بسيار زيادي، چالاكي حاصل از بالهاي رو به جلو را افزايش مي‏دهد.

كابين
طراحي كابين، به طور عمده حول ايجاد حداكثر آسايش و راحتي خلبان قرار گرفته است، ضمن اينكه چيدمان كابين به نحوي است كه خلبان قادر باشد به هنگام انجام مانورهاي سنگين و وارد آمدن فشار گرانشي سنگين، بتواند هواپيما را كنترل نمايد. سوخو 47 به يك مجموعه صندلي پرتاب شوندهء جديد و «سيستم پشتيباني زندگي» (life support system) مجهز شده است. شكل هندسي متغير صندلي پرتاب شوند، اين امكان را مي‏دهد تا در زاويه‏اي به ميزان 60 درجه، ميزان فشار گرانشي ناشي از جاذبهء زمين، كاهش يابد و فشار كمتري به خلبان وارد آيد.

شكل صندلي خلبان، امكان درگير شدن در داگ فايت و انجام مانورهاي فرار از موشكها را حتا به هنگام وارد آمدن فشارهاي گرانشي سنگين به راحتي فراهم مي‎سازد.

در سوخوي47، اهرم هدايت اصلي هواپيما در قسمت كنار تعبيه شده و داراي حساسيت بالا مي‏باشد؛ ضمن اينكه بر اساس استاندارد متريك تنظيم گشته است. استفاده از صندلي متمايل به عقب، براي اوّلين بار در جنگنده اف-16 به كار گرفته شد، اما به دليل دارا بودن فايده‏هاي اندك، در هيچ هواپيماي آمريكايي ديگري مورد استفاده قرار نگرفت.

sukhoi_s47_berkut1

سوخو 47: آزمايشگاه پرنده
در اوايل سال 2003، شرکت «سوخوي»، برندهء مناقصهء ساخت جنگندهء شكاري نسل پنجم شد. زمان اولين پرواز سال 2006 مي‏باشد. اما هواپيماي «سوخو 47» يا به عبارت ديگر «برکوت»، که الگوي جنگنده‏هاي شكاري جديد محسوب مي‎شد و داراي بالهاي با جهت مخالف بود (متمايل به جلو) هواپيماي نسل پنجم نيست.

در دفتر طراحي و تجربي «سوخو »، مهندسين معتقدند که اين هواپيما بيشتر يک آزمايشگاه پرنده است که بر مبناي آن، تكنولوژي‏ها و مواد جديد مورد آزمايش قرار مي‏گيرند. ولي نهايتن جنگنده نسل پنجم چه شکلي خواهد بود؟ ظاهر آن هنوز در حال شکل‎گيري است (طبق اطلاعات موجود در دفتر طراحي - تجربي «سوخو »، 5 نمونه وجود دارد که در حال گذارندن مراحل آزمايشي خود از لحاظ قابليت آئروديناميکي مي‎باشند).

مشکل اينجاست که طراحان و نظاميان، هنوز بر سر نوع جنگندهء جديد بحث مي کنند كه اين هواپيما چه مشخصه‎هايي بايد داشته باشد؟ آيا بايد شبيه هواپيماي نامرئي اما در عين حال داراي قابليت مانور کم همانند F-117 بوده که قادر باشد به مقصد برسد و پس از شليک تمام موشکها و بمبهاي خود، به پايگاه برگردد؟ آيا بايد يک جنگندهء نامرئي همانند F-22 باشد که نه تنها قادر به بمباران دقيق بوده بلکه بتواند در جنگهاي نزديک و رودرو نيز فعاليت کند؟

از سوي ديگر، طراحان مي‎گويند که در مرحلهء اول بايد مشکلات موجود به ويژه در زمينهء فني را حل نمود. براي مثال ميدان حرارتي هواپيما را بايد کاهش داد. بايد بر روي دريچه‎هاي هوايي و موتور سرپوشهاي نصب شود که در صورت شناسايي هواپيما از طريق رادارهاي دشمن و يا اگر به سمت آن موشکي با كلاهك حساس به حرارت شليک شود، اين سرپوشها بسته شود. يا اين مشکل را بايد از طريق پراکندن هوا حل نمود.

sukhoi_s47_berkut_l2

ويژگي هاي «سوخوي47 بركوت»

ويژگيهاي عمومي
كشور سازنده: روسيه
كمپاني:سوخوي
خدمه: يك نفر
طول: 22.6 متر = 74 فوت و 2 اينچ
گستردگي: 15.16 متر = 49 فوت و 9 اينچ تا 54 فوت و 9 اينچ
ارتفاع: 6.3 متر = 20 فوت و 8 اينچ
سطح بالها: 666 فوت مربع = 61.87 متر مربع
وزن خالي: 36100 پوند = 16375 كيلوگرم
وزن بارگذاري شده: 55115 پوند = 25000 كيلوگرم
حداكثر وزن قابل برخاست: 77162 پوند = 35000 كيلوگرم

پيشرانه
دو دستگاه موتور توربوفن AL-37FU ساخت ليولكا (Lyulka) در نمونهء آزمايشي داراي پس‏سوز مشتق شده از موتور D-30F6 مجهز به سيستم تغيير بردار رانش (در مدل تغيير يافتهء FPU)، مجهز به كنترل ديجيتال
كشش خشك: 83.4 كيلونيوتن = 18700 پاوند فيت براي هر موتور
كشش با پس‏‎سوز: 142.2 كيلونيوتن = 32000 پاوند فيت براي هر موتور

تغيير بردار رانش: 20 + تا 20- در زاويهء 30 درجه در هر ثانيه

قابليت ها
حداكثر سرعت: 1.6 ماخ = 1600 كيلومتر بر ساعت = 1056 مايل بر ساعت
حداكثر سرعت در سطح دريا = 1.34 ماخ = 1400 كيلومتر بر ساعت = 870 مايل بر ساعت

برد: 3300 كيلومتر
سقف پرواز خدمتي: 18000 متر = 59050 فوت
نرخ اوج‏گيري: 230 متر بر ثانيه = 45300 فوت در دقيقه

ميزان بارگذاري بالها: 79.4 پوند بر فوت مربع = 360 كيلوگرم بر متر مربع

جنگ‏افزارها
يك دستگاه مسلسل 30 م م از نوع GSh-30-1 با 150 تير فشنگ
14 جايگاه سخت: 2 در نوك بالها، 6 تا 8 در زير بدنه، 4 تا 6 به صورت تطبيق با بدنه در زير بدنهء اصلي جهت:
هوا به هوا: موشكهاي R-77 و R-73
هوا به زمين: X-29T، X-29L، X-59M، X-31P، X-31A، KAB-500 و KAB-1500

نظرات شما عزیزان: