پیشرفت بزرگ دارپا: مونتاژ X-65، هواپیمای رادارگریز نسل آینده

عصر ایران چهارشنبه 12 آذر 1404 - 01:01
هواپیمای آزمایشی X-65 که قرار است با کنار گذاشتن فلپ‌ها و سکان‌ها عصر جدیدی از کنترل پرواز را رقم بزند، در تأسیسات در ویرجینیا درحال مونتاژ است.

هواپیمای آزمایشی X-65 که توسط آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا (دارپا) طراحی شده، وسیله‌ی هوانوردی منحصربه‌فردی است که هدفش کنارگذاشتن سطوح کنترلی سنتی در هواپیماها است.

به گزارش زومیت، در هواپیماهای معمولی قطعات متحرک با بالا و پایین رفتن یا چرخش، مسیر و حالت پرواز را کنترل می‌کنند؛ اما ایکس-۶۵ قرار است بدون هیچ‌یک از این اجزا پرواز کند و درعوض، از جت‌های کوچکِ هوای فشرده استفاده کند که از دهانه‌های ریز روی بال و دم هواپیما به بیرون دمیده می‌شوند. این «پُف‌های کنترل‌شده هوا» جریان روی بدنه را تغییر می‌دهند و همان کاری را انجام می‌دهند که قبلاً سطوح متحرک انجام می‌دادند.

هدف X-65 حذف سطوح کنترلی سنتی مانند فلپ‌ها و سکان‌ها است

بدنه اصلی هواپیما هم‌اکنون ساخته شده و ظاهر کلی سازه قابل مشاهده است، اما هنوز بال‌های خاص و غیرمعمول آن نصب نشده‌اند. بال‌ها طراحی الماسی‌شکل دارند؛ یعنی لبه‌های تیز و زاویه‌دار آن‌ها برخلاف بال‌های معمولی، کاملاً صاف و چندوجهی است.

به نقل از نیواطلس، هواپیمای ایکس-۶۵ اکنون در تأسیسات شرکت اورورا، یکی از زیرمجموعه‌های بوئینگ، در شهر بریجپورت واقع در ایالت ویرجینیای غربی درحال مونتاژ است. بدنه اصلی آن کامل شده و مراحل نصب سامانه‌های پیچیده جدید و بال‌های آن درحال پیشرفت است.

ایکس-۶۵ که نام کاملش «کنترل هواگرد انقلابی X-65 با ابزارهای نوآورانه» یا CRANE است، نوعی پهپاد آزمایشی محسوب می‌شود و هدف اصلی از ساخت آن بررسی روش‌هایی برای حذف سطوح کنترلی متحرک مانند سکان، فلپ و شهپر است. این اجزا در هواپیماهای معمولی برای تغییر مسیر و کنترل حرکت ضروری‌اند، اما مشکلاتی مانند افزایش وزن، پیچیدگی مکانیکی و ایجاد پسار (درگ) دارند. وجود لولاها، شکاف‌ها و قطعات متحرک باعث می‌شود بخشی از انرژی هواپیما صرف غلبه بر نیروی مقاومت هوا شود و همین کارایی پروازی را کاهش می‌دهد.

طراحان ایکس-۶۵ تلاش کرده‌اند این اجزا را با سیستم «کنترل فعال جریان هوا» یا AFC جایگزین کنند. در این روش، ده‌ها روزنه روی بال‌ها و دم هواپیما تعبیه شده و ۱۴ نازل، جت‌های هوای تنظیم‌شده‌ای را به بیرون می‌دمند. این جت‌ها جریان هوا را روی سطح هواپیما مختل می‌کنند و در نتیجه، بخش‌هایی از بدنه به‌صورت مجازی نقش سطوح کنترلی را ایفا می‌کنند.

در سیستم کنترل فعال جریان هوای هواپیمای ایکس-۶۵، جریان هوای خروجی از نازل‌های ریز روی بال‌ها و دم به‌صورت کاملاً هدفمند و انتخابی فعال می‌شود. برای مثال، اگر نازل‌های یک سمت بال فعال شوند، جریان هوا در آن سمت افزایش یافته و نیروی بَرآ در آن منطقه بیشتر می‌شود. افزایش نیروی بَرآ باعث می‌شود هواپیما به سمت مخالف بچرخد و حرکت «رُل» یا چرخش حول محور طولی ایجاد شود.

به همین ترتیب، با تغییر جریان هوا در ناحیه عقب بدنه یا دم هواپیما، می‌توان زاویه بال یا دم را به‌طور مؤثر کنترل کرد و حرکت «گام» که بالا و پایین رفتن نوک هواپیما را تنظیم می‌کند، مدیریت شود. همچنین جریان روی لبه‌های عمودی هواپیما قابل دستکاری است تا حرکت «یاو»، یعنی چرخش هواپیما حول محور عمودی، تحت کنترل درآید.

این سیستم حتی می‌تواند جریان هوا را روی لبه جلویی بال‌ها تنظیم کند تا نیروی بَرآ به‌طور کلی افزایش یابد و هواپیما در طول پرواز بهتر عمل کند. نکته مهم دیگر اینکه به دلیل حذف سطوح متحرک سنتی مثل فلپ‌ها و سکان‌ها، هواپیما کمتر با قطعات قابل ردیابی راداری روبه‌رو است و در نتیجه، توانایی بیشتری برای پنهان‌کاری و عملکرد رادارگریز پیدا می‌کند.

ایکس-۶۵ به جای قطعات متحرک، از سیستم کنترل فعال جریان هوا با جت‌های کوچک روی بال‌ها و دم استفاده می‌کند

 بدنه هواپیمای X-65 در حال ساخت.
 بدنه هواپیمای X-65 در حال ساخت.

انتخاب طراحی بال‌های الماسی برای ایکس-۶۵ کاملاً هدفمند و از پیش برنامه‌ریزی شده است. این بال‌ها نسبت منظری پایینی دارند؛ یعنی طول بال نسبت به عرض آن کم است و لبه‌های مستقیم و زاویه‌های تیز آن‌ها باعث می‌شود جریان هوا روی سطح بال به شکل‌های متفاوت و پیچیده‌ای حرکت کند.

همین ویژگی، بال را به‌طور طبیعی مستعد جدایش جریان می‌کند؛ یعنی جریان هوا از سطح بال جدا می‌شود و الگوی حرکت آن به‌هم می‌خورد، اتفاقی که معمولاً در هواپیماهای سنتی مشکل‌ساز است و باعث کاهش کارایی پرواز می‌شود.

اما در ایکس-۶۵، این نقطه‌ضعف طبیعی به یک مزیت تبدیل شده است. سیستم کنترل فعال جریان هوا دقیقاً برای کنترل این جدایش و دستکاری جریان طراحی شده است. به عبارت دیگر، AFC از همین رفتار طبیعی جریان هوا استفاده می‌کند و آن را به گونه‌ای هدایت می‌کند که بتواند «سطوح کنترلی مجازی» ایجاد و جهت، زاویه و حرکت هواپیما را بدون نیاز به فلپ‌ها یا سکان‌های متحرک سنتی مدیریت کند. این روش، هم کنترل دقیق پرواز را ممکن می‌سازد و هم باعث کاهش وزن و پیچیدگی مکانیکی هواپیما می‌شود.

با وجود همه نوآوری‌های به‌کاررفته در ایکس-۶۵، این هواپیما هنوز پروژه‌ای آزمایشی است و برای ایمنی و اطمینان بیشتر، دارپا سطوح کنترلی سنتی مانند فلپ‌ها و سکان‌ها را نیز در طراحی آن حفظ کرده است. دارپا این اجزا را به‌عنوان «چرخ‌های کمکی» می‌نامد، زیرا در مراحل اولیه پرواز به‌عنوان پشتیبان عمل می‌کنند و ریسک آزمایش‌ها را کاهش می‌دهند.

در پروازهای اولیه، این سطوح سنتی به دارپا کمک می‌کنند تا معیار اولیه‌ای برای عملکرد هواپیما تعیین کند. این معیار به مهندسان اجازه می‌دهد در پروازهای بعدی، عملکرد سیستم نوآورانه کنترل فعال جریان هوا را دقیقاً با عملکرد سنتی مقایسه کنند و مزایا و محدودیت‌های آن را بسنجند.

در آزمایش‌ها، قرار است ایکس-۶۵ به سرعت‌های نزدیک سرعت صوت برسد. علاوه‌بر‌این، انتظار می‌رود سیستم AFC بتواند عملکرد بال‌های الماسی را در سرعت‌های پایین و زاویه‌های حمله بالا نیز بهبود دهد؛ شرایطی که معمولاً این نوع بال‌ها در آن ضعیف عمل می‌کنند و کنترل آن‌ها دشوار است. به این ترتیب، AFC به هواپیما اجازه می‌دهد دامنه پروازی وسیع‌تر و کنترل دقیق‌تری داشته باشد.

حذف سطوح متحرک سنتی باعث کاهش وزن، پیچیدگی مکانیکی و همچنین افزایش توانایی پنهانکاری رادارگریز می‌شود

پروژه ایکس-۶۵ به‌دلیل مشکلات فنی چند سال از برنامه عقب افتاده و اولین پرواز آن اکنون برای اواخر سال ۲۰۲۷ برنامه‌ریزی شده است. پس از پایان برنامه CRANE، ساختار ماژولار هواپیما امکان می‌دهد که از آن به‌عنوان بستری برای آزمایش‌های آینده استفاده شود. این ویژگی همچنین اجازه می‌دهد پیکربندی‌های مختلف نازل‌ها در طول آزمایش‌های جاری امتحان شوند.

لری ویرسینگ، معاون توسعه هواپیما در شرکت اورورا، درباره این پروژه گفته است: «از ادامه همکاری طولانی‌مدت با دارپا برای تکمیل ساخت ایکس-۶۵ و نشان دادن توانایی‌های کنترل فعال جریان در پرواز بسیار خوشحالیم. پلتفرم ایکس-۶۵ دارایی بلندمدتی برای آزمایش‌های پروازی خواهد بود و مطمئنیم طراحی‌های آینده و مأموریت‌های تحقیقاتی می‌توانند از فناوری‌ها و داده‌های آن استفاده کنند.»

پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر

منبع خبر "عصر ایران" است و موتور جستجوگر خبر تیترآنلاین در قبال محتوای آن هیچ مسئولیتی ندارد. (ادامه)
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت تیترآنلاین مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویری است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هرگونه محتوای خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.