گزارش تسنیم از خط سیر نهاجا در حوزه پهپاد/ از «شاهین» تا «کمان۲۲» طی ۱۰ سال

گروه دفاعی خبرگزاری تسنیم- طی روزهای گذشته مهمترین پهپاد نیروی هوایی ارتش با نام «کمان 22» رونمایی شد. این پهپاد یکی از بزرگترین و پهن‌پیکرترین پهپادهای ایران است که می‌تواند هم در حوزه مراقبت و شناسایی و هم رزمی به انجام عملیات بپردازد.

جدیدترین خبرها و تحلیل‌های ایران و جهان را در کانال تلگرامی تسنیم بخوانید. (کلیک کنید)

جدیدترین خبرها و تحلیل‌های ایران و جهان را در صفحه اینستاگرامی تسنیم بخوانید. (کلیک کنید)

«کمان 22» با مداومت پروازی بیش از 24 ساعت، بردی در حدود 3هزار کیلومتر دارد.

گروه دفاعی تسنیم در دو گزارش مجزا به پیشینه برنامه‌های نهاجا در حوزه هواپیماهای بدون سرنشین و نیز معرفی کامل پهپاد جدید «کمان22» خواهد پرداخت.

گزارش اول را در ادمه بخوانید:

قبل از پیروزی انقلاب اسلامی دو نمونه پهپاد هدف برای تمرین‌های مختلف توسط نیروی هوایی ارتش خریداری شده و در این نیرو وجود داشت. تا یک دهه پیش نیز نهاجا به عنوان کاربر اصلی هواپیماهای سرنشین‌دار، بخش اعظم مأموریت‌های خود را با این نوع از وسایل انجام می داد اما در کنار آن، طرح‌های پهپادی مختلفی در این نیرو دنبال می‌شد مانند پهپاد «سفره ماهی» و چند نمونه دیگر که نشان می‌داد توجه ویژه‌ای به طراحی‌های جدید و البته توانایی ساخت این دست از طراحی‌ها در این نیرو وجود دارد.

در اواخر دهه 1380، نیروی هوایی ارتش تصمیم به گسترش یگان پهپادی خود و انتقال بخشی از مأموریت‌های پرنده‌های سرنشین‌دار خصوصاً در زمینه شناسایی به پهپادها گرفت و به موازات آن، شروع به طراحی‌های اختصاصی خود برای پهپادها در رده مختلف کرد.

بر اساس اطلاعات منتشر شده توسط نیروی هوایی ارتش، پهپاد «مهاجر-4» در سال 1389، «ابابیل-3» در سال 1390، «مهاجر-2 نوین» در سال 1394 و «کرار» در سال 1397 به ناوگان پهپادی نهاجا ملحق شدند.

گونه‌ای از پهپادهای ابابیل-3 در بازدید فرمانده نهاجا از پایگاه بوشهر در سال 1399

پهپاد «ابابیل-3» به عنوان یکی از محبوب‌ترین نمونه‌ها در بین نیروهای مختلف، در نهاجا به دوربین‌های عمودنگر با قدرت تفکیک (رزولوشن) بسیار بالا مجهز شده و در رزمایشی در سال 1392 در پایگاه هوایی چابهار دیده شد و قاعدتاً عملکرد مطلوب آن بوده که سبب گسترش این پهپاد در پایگاه‌های مختلف نیروی هوایی شد.

امروزه نمونه‌های مسلح این پهپاد نیز در اختیار نیروی هوایی ارتش قرار دارد که امکان رها کردن بمب‌های هوشمند و نقطه‌زن «قائم» (دارای چند گونه مختلف) و موشک شلیک کن-فراموش کن «الماس» با برد 8 کیلومتر را دارند.

پهپاد ابابیل-3 مجهز به دوربین عمودنگر در جلوی سامانه الکترواپتیک در سال 1392

پهپاد ابابیل-3 مسلح به بمب اپتیکی قائم در مراسم تحویل دهی پهپادها به نهاجا در سال 1399

پهپاد «کرار» هم هرچند دیر به ناوگان نهاجا پیوست، اما غنای کم نظیر این نیرو در تجربیات نبردهای هواپایه و عمق دانش و فناوری بومی شده در این نیرو سبب شد تا خیلی زود به جایگاه مناسبی رسیده و انواع مهمات معمولی و هدایت شونده نیز با آن هماهنگ شوند. از جمله بمب هدایت لیزری GBU-12 که سلاح پراستفاده جنگنده‌های اف-4 فانتوم نهاجا است.

پهپادهای کرار مجهز به گستره وسیعی از مهمات هوا به سطح شده‌اند: بمب سیمرغ (کادر مشکی و سفید)، انواع قدیم و جدید بمب بالابان (کادر زرد)، بمب هدایت لیزری 500 پوندی (کادر قرمز)

از آخرین پهپادهای ملحق شده به یگان‌های نهاجا، پهپاد انتحاری «آرش» است که دارای یک نمونه ضدرادار نیز بوده و برد آن به 2000 کیلومتر می‌رسد.

این پهپاد در رزمایش مشترک پهپادی ارتش در نیمه دی 1399 موفق شد با پرواز در مسافت بیش از 1300 کیلومتری، با دقت به هدف خود اصابت کند.

پهپادهای آرش از روی نمونه‌های کیان-2 که نمونه بزرگتر در تصویر فوق است با موتور ملخی توسعه یافته‌اند

در اواخر دهه 1380، در چند مراسم رژه و برای اولین بار در 29 فروردین 1389 دو پهپاد با ابعاد کوچک برخوردار از موتور جت به نمایش گذاشته شد. نام یکی از آنها «سفره ماهی» بیان شد و نمونه دیگر هرگز معرفی نشد. تصویر یا فیلم‌هایی از پرواز هر دو نمونه به صورت پراکنده دیده شده است و در مصاحبه‌های مسئولین وقت نهاجا گفته شد که توسعه پهپاد «سفره ماهی» در نمونه بزرگتر نیز در دست اقدام بوده و درحال گذراندن آزمایش‌ها است و در این راستا اقدام به پرتاب بمب نیز با آن شده که عملکرد این آزمایش موفق بوده است.

پهپاد سفره ماهی و پهپاد همراه آن در رژه 29 فرودین 1389

هر دو پهپاد مذکور دو موتوره بوده و رعایت اصول پنهان‌کاری راداری در طراحی بدنه و فرم بال‌های آنها و هماهنگی زوایای بال و دم قابل مشاهده بود.

این طرح‌ها که جزو طراحی‌های اختصاصی نهاجا به شمار می‌روند در زمانی که بسیاری از کشورهای مدعی امروز، آرزوی توسعه پهپادهای موتور ملخی را داشتند، توسط نهاجا در حال آزمایش‌های پروازی و رزمی بودند.

در پهپاد «سفره ماهی»، بال مثلثی کاملاً یکپارچه شده با بدنه و ریشه بال امتداد یافته تا نوک دماغه، دم V شکل با فاصله از هم و عدم استفاده از سطوح افقی کنترلی در دم از ویژگی های ظاهری آن بود.

استفاده از سطوح V شکل به جای هر دو سطح سکان عمودی و افقی پیچیدگی‌های بیشتری از نظر معادلات کنترلی دارد که متخصصان نهاجا در آن زمان بر آن غلبه کردند. البته در مورد بال «سفره ماهی»، زاویه جلوآمدگی (sweep forward) لبه فرار یا همان لبه انتهای بال ویژگی متمایز آن نسبت به پیکربندی بال دلتای مرسوم در هواپیماها و پهپادها بود که نشان از عدم الزام به دنباله‌روی از الگوهای مرسوم در ذهن طراحان نیروی هوایی ارتش داشت.

تصاویر گرافیکی از پهپاد سفره ماهی و نمونه همراه آن در رژه‌ها

پهپاد دیگر که همراه «سفره ماهی» به نمایش در آمد، بیشتر شبیه پیکربندی مرسوم جنگنده‌های نسل پنجم بود و همانند «سفره ماهی» در انتهای خود فقط از دم V شکل فاصله دار بهره می‌برد.

وجود برجستگی شبیه به کانوپی روی آن که مشخص‌تر از نمونه مشابه روی سفره ماهی بود این گمانه را ایجاد کرد که این دو پهپاد نمونه‌های مقیاس کوچکی از طرح‌های آینده هواپیماهای سرنشین‌دار نهاجا هستند.

یک نکته دیگر در مورد این دو پهپاد، محل قرارگیری ورودی هوای آنها بود. در «سفره ماهی» ورودی هوا در بخش زیرین بدنه و در پهپاد دیگر در بخش روی بدنه و پشت برجستگی شبیه به کانوپی قرار داده شده بودند.

نمای جانبی دو پهپاد موتور جت نهاجا در اواخر دهه 1380؛ در تصویر فوق پهپاد سفره ماهی در داخل کادر زرد رنگ قرار دارد

اینطور به نظر می‌رسد که پژوهشگران پهپادی نهاجا در جهاد خودکفایی این نیرو علاوه بر انتخاب دو پیکربندی کاملاً متفاوت در این دو پهپاد قصد آزمودن مزایا و معایب دو محل ورودی هوا را نیز داشته‌اند.

در هر صورت تا به امروز اطلاعات بیشتری از این طرح‌ها و توسعه پرنده‌های دیگری بر اساس دانش و تجربیات کسب شده از آزمایش‌های آنها منتشر نشده است.

سفره ماهی و پهپاد همراه آن دو پیکربندی کاملاً متمایز را در معرض آزمون قرار دادند

از دیگر طرح‌های پهپادی نیروی هوایی ارتش با هدف توسعه فناوری، می‌توان به بدون سرنشین کردن هواپیمای آموزشی «تی-33» اشاره کرد که محصول این پروژه پژوهشی با نام پهپاد «خودکار» در نمایشگاه دهه فجر 1397 به نمایش در آمد.

متخصصان نهاجا در این پروژه علاوه بر حذف کابین و کلیه متعلقات مربوط به سرنشین‌ها، تجهیزات هدایت خودکار و هدایت از راه دور را به این پهپاد اضافه کردند.

چند تغییر دیگر که به نوبه خود پژوهش‌هایی برای کاربردهای آتی هم محسوب می‌شوند در پروژه پهپاد «خودکار» به ثمر رسید. از جمله افزودن تجهیزات و امکانات مختلفی به ارابه فرود جلو و ارابه‌های فرود اصلی این پرنده شامل قابلیت کنترل و فرمان از داخل اتاق کنترل پهپاد توسط پدال، قابلیت کوپل شدن با سطوح کنترلی پرنده، حسگر خودکار محدود کننده زاویه حرکتی، قابلیت تنظیم پارامترهای مختلف کنترلی در فاز نشست و برخاست برای ارابه فرود جلو و تجهیز به سامانه ضد قفل و ضد سرش، طراحی و تعبیه یک ترمز اضطراری با محفظه نیوماتیکی مجزا و نمایش پارامترهای مختلف سامانه اصلی و اضطراری و قابلیت تغییر با نظر کاربر (اپراتور) برای ارابه‌های فرود اصلی.

پهپاد خودکار که نمونه بدون سرنشین شده از جت آموزشی تی-33 است

همچنین در این پروژه و احتمالاً برای اولین بار برخی ساخت قطعات و اتصالات مورد استفاده برای تغییر کاربری با روش ساخت سریع با پرینتر سه بعدی و با مواد غیرفلزی صورت گرفت.

این روش ساخت و تولید هزینه و زمان کم و دقت بسیار بالایی در انطباق با طراحی رایانه ای انجام شده دارد و در کشورهای پیشروی صنعتی در حال گسترش است.

به علاوه با توجه به حذف اجزای مرتبط با خلبانان و افزودن اجزای مرتبط با هدایت از دور و خودکار و نیز تعویض موتور (که در ادامه بیان می‌شود) و لزوم تنظیم مرکز جرم به علت این تغییرات، یک مخزن سوخت مرکزی جدید برای داخل بدنه طراحی و ساخته شد و سامانه و نرم افزار مدیریت انتقال سوخت از مخازن دیگر به مخزن مذکور طراحی و با موفقیت راه اندازی شد.

همچنین با حذف میله بندی و سیم کشی‌های مربوط به فرامین کنترل خلبان، مخازن سوخت داخل بال هم بازطراحی شد. با حذف تجهیزات مکانیکی کنترل فرامین پروازی، می‌توان پروژه پهپاد «خودکار» را به نوعی اولین تجربه در ایران در زمینه سامانه پرواز با سیم در رده پرنده‌های سرنشین‌دار نیز محسوب کرد.

یک اتفاق مهم دیگر که تجربه مهمی برای متخصصان و مهندسان جهاد خودکفایی نیروی هوایی ارتش نیز محسوب می‌شود، تعویض موتور هواپیمای مذکور با موتور بسیار سبکتر J-85 متعلق به جنگنده‌های اف-5 تایگر بود.

این موتور با وجود رانش کمتر در حدود یک سوم موتور قدیمی وزن دارد. برای این منظور متخصصان اقدام به ساخت قاب (فریم) جدید برای بخش‌های مختلف محل نصب و نیز ریل جدید برای نصب موتور کردند. نصب حسگرهای مختلف برای موتور و نمایش کلیه پارامترهای عملکردی در اتاق کنترل پهپاد، نصب لایه‌های سپر حرارتی در بدنه اطراف قسمت‌های داغ موتور و مجاور خروجی موتور جت و نصب عملگرهای لازم برای کنترل نیروی رانش توسط کاربر از دیگر فعالیت‌های انجام شده برای تعویض موتور بوده است.

با توجه به قطر کمتر موتور J-85 نسبت به موتور قبلی تعویض موتور نیازمند طراحی قاب و دالان جدید نصب موتور بوده است

یک اقدام بسیار مهم دیگر، تغییر در طراحی ورودی هوا و مسیر هوادهی به موتور جدید بوده است. با توجه به طول کمتر موتور J-85 باید مسیر هوادهی طولانی‌تر می‌شد. به علاوه دو ورودی هوا به شکل مقطع مستطیلی باید در ضمن تبدیل به یک مسیر به شکل دایروی نیز تغییر داده می‌شد بدون اینکه افت رانش پدید آید و میزان هوای کافی تأمین شود.

برای این منظور، علاوه بر تغییرات لازم در ورودی هوا، یک مسیر هوادهی جدید طراحی و تعبیه شد که تمام قطعات و اجزای جدید از جنس کامپوزیت‌های غیرفلزی هستند.

طراحی مسیر جدید نیازمند محاسبات بسیار پیچیده آیرودینامیکی برای پرهیز از ایجاد جریان‌های هوایی نامطلوب در طی مسیر هوادهی بوده است که این امر نیز توسط متخصصان کشورمان صورت پذیرفته است.

مسیر هوادهی جدید با تغییر نوع مقطع از مستطیلی در ورودی به دایروی در جلوی موتور

اما چندین طرح و پروژه پهپادی دارای موتور ملخی در رده‌های مختلف نیز توسط متخصصان نیروی هوایی ارتش به ثمر نشسته است. این طرح‌ها در رژه نیروهای مسلح یا نمایشگاه های مناسبتی توسط این نیرو به نمایش گذاشته شده. بر این اساس می‌توان خط سیری بین چند محصول معرفی شده توسط این نیرو یافت.

به نظر می‌رسد نهاجا طی چهار حرکت از پهپاد «شاهین» به «مهاجم92» و «کمان12» و امروزه به «کمان22» رسیده است. می‌توان نتیجه گرفت که این چهار پهپاد، خط سیر اصلی طراحی‌های اختصاصی نهاجا برای پهپادهای رده شناسایی با موتور ملخی و سرعت پائین بوده برای مأموریت‌های آموزشی و شناسایی و رزمی است.

اولین نمونه پهپادهای طراحی شده در نهاجا که به وضوح سرمایه‌گذاری روی بهینه سازی شکل آیرودینامیکی و عدم پرهیز از رفتن به سمت مقاطع پیچیده‌تر برای بدنه در آن مشهود بود، در رژه روز ارتش در 29 فروردین 1390 آشکار شد.

این پهپاد به نام «شاهین» با طول 2.2 و دهانه بال 2.6 متر و یک موتور 10 اسب بخار، قابلیت حمل 10 کیلوگرم بار و ظرفیت 10 لیتر سوخت، تنها 30 کیلوگرم جرم داشته و به سرعت کروز 160 کیلومتر بر ساعت و مداومت پروازی 4 ساعت، سقف پرواز 12000 پا (حدود 3650 متر) و شعاع عملیاتی 200 کیلومتر دست می‌یافت.

پهپاد شاهین در رژه فرودین 1390

امکان بلند شدن با چرخ، با راکت و پرتابگر ریلی نیوماتیکی نیز برای شاهین دیده شده و روش بازیابی عادی آن با فرود به واسطه چرخ روی باند و در شرایط اضطراری با چتر است.

پرواز با برنامه از پیش تعیین شده و یا با مدیریت ایستگاه زمینی و امکان نصب چند حسگر مختلف روی این پهپاد وجود داشت. این موارد نشان می‌داد که نهاجا برخی امکانات یک پهپاد حرفه‌ای را روی این پرنده نسبتاً کوچک ایجاد کرده تا بیشتر مسیر اکتساب فناوری و نیز رسیدن به یک پهپاد آموزشی حرفه‌ای را طی کند. خصوصاً طراحی پهپاد شاهین برخلاف پهپادهای هم رده داخلی، ساده نبوده و شکل بدنه غیر استوانه‌ای، بال دو تکه که یک بخش بال مستطیلی و یک بخش در ریشه بال به شکل مثلثی و ضخیم و امتداد یافته به سمت نوک پرنده و دم عمودی و افقی یکپارچه به شکل عدد 8، بالچه‌های کوچک زیر دم عمودی و فرم انحنادار نوک بال برای کاهش پسای القایی نشان از به کار بستن چندین راهکار آیرودینامیکی برای بهینه شدن این پرنده داشت.

در گام بعدی، پهپاد «مهاجم92» در نمایشگاه هفته دفاع مقدس در سال 1394 و به صورت بی سر و صدا به نمایش گذاشته شد. با وجود ویژگی‌های جالب و متفاوت این پهپاد نسبت به نمونه‌های هم رده، مهاجم92 از سوی نهاجا مطرح نشد که بعدها مشخص شد این هم یک گام میانی برای توسعه فناوری‌های پهپادی خصوصاً طراحی‌های جدید بوده است.

در «مهاجم92» برخی ویژگی‌های شاهین همانند بال دو تکه و نشست و برخاست از باند به واسطه ارابه فرود حفظ شده اما به جای دم به شکل 8 از یک دم دوگانه مرسوم استفاده شده بود.

پهپاد مهاجم92

ویژگی متفاوت «مهاجم92» وجود برجستگی در دماغه بود که در هیچ یک از پهپادهای هم رده مشاهده نمی‌شود و بیشتر به محل قرارگیری آنتن ارتباط ماهواره‌ای در پهپادهای بزرگ شبیه بود. البته بنا بر تصاویر در نمونه مشاهده شده در نمایشگاه، محل چتر بازیابی اضطراری در بخشی از برجستگی مذکور قرار داد. همچنین فرم بدنه این پهپاد در ناحیه دماغه دارای ظرافت‌هایی در طراحی آیرودینامیکی بود که در پهپادهایی همچون «مهاجر-2 و 4» و انواع «ابابیل» وجود نداشت. ارابه فرود این پهپاد در دماغه هم نسبت به نمونه‌های هم رده پیچیده‌تر بود.

یک جایگاه زیر هر بال «مهاجم92» برای نصب تجهیزات بیرونی هم مشاهده شده بود. فرم بدنه بعد از دماغه نیز به میزان زیادی تلفیق با بخش مثلثی بال را نشان می‌داد که خود یکی از جنبه‌های پیشرفته طراحی آیرودینامیکی است.

عدم اتصال ساده بال به بدنه و اجرای طراحی‌های تلفیقی سبب کاهش نیروی پسای تداخلی بال و بدنه می‌شود که به بهبود عملکرد پرنده می‌انجامد.

«مهاجم92» به مداومت پروازی 6 ساعت، سقف پرواز 15000 پا (حدود 4570 متر)، سرعت بیشینه 200 کیلومتر بر ساعت و شعاع عملیاتی 500 کیلومتر رسیده و با جرم نهایی 80 کیلوگرمی خود، بدون استفاده از فلپ در مسافت 140 متر به سرعت مناسب پروازی می‌رسید. زاویه حمله بحرانی برای این پرنده 15 درجه و سرعت واماندگی (استال) آن نیز 70 کیلومتر بر ساعت بود.

گام بعدی نیروی هوایی ارتش هم در یک نمایشگاه خاص به مناسبت چهلمین سالگرد پیروزی انقلاب اسلامی یعنی نمایشگاه اقتدار40 در بهمن 1397 رونمایی شد.

این پهپاد به نام «کمان12» به وضوح طرح توسعه یافته‌ای از «مهاجم92» بود. در واقع به کار بستن تجربیات کسب شده در «مهاجم92» با تغییرات لازم برای حرکت به سمت یک رده بالاتر از نظر برد و مدامت پروازی به کمان12 منتج شد.

بال دو تکه، بدنه غیر دایروی، دماغه برجسته و شکل دم عقب شباهت‌های قابل توجهی به «مهاجم92» داشت اما با حدود دو برابر شدن ابعاد.

در «کمان» از بالچه‌های نوک بال استفاده شده که سبب کاهش پسای القایی و اثر مثبت روی پایداری جانبی می‌شود. بخش خارجی بال که به شکل مستطیلی است، دارای شکلی تقریباً ثابت بوده و از این نظر هم مشابه با «مهاجم92» است.

المان‌های مشابه در پهپادهای شاهین و مهاجم92 و کمان12 قابل تشخیص است

«کمان12» پهپادی با مقیاس متوسط با مداومت پروازی تا 12 ساعت و قابلیت پرواز تا ارتفاع 18000 پا یعنی حدود 5500 متر با موتور ملخی پیستونی با توان 60 اسب بخار است. دهانه بال حدود 10 و طول کلی 5.4 متر، سرعت بیشینه 200، سرعت کروز 160 و سرعت واماندگی 90 کیلومتر بر ساعت، 100 کیلوگرم محموله، جرم خالی 220 و جرم نهایی 450 کیلوگرم و شعاع عملیاتی 1000 کیلومتر از دیگر ویژگی‌های پهپاد کمان12 است.

نمای جانبی پهپاد کمان12؛ کشیدگی ریشه بال به سمت دماغه، بالچه نوک بال و تیغه عمودی زیر دم در این تصویر مشهود است

این پهپاد در چند رزمایش ارتش در سال جاری شرکت داشته و در آخرین مورد مجهز به چهار بمب هوشمند «قائم» در دو جایگاه زیر هر بال مشاهده شده است.

همچنین اعلام شد که این پهپاد عملیات مشترک با جنگنده‌های نیروی هوایی ارتش به انجام رسانده که احتمالاً کار هدف‌یابی و انتقال اطلاعات با خطوط امن داده به جنگنده‌ها را صورت داده است. این پهپاد بدون استفاده از فلپ به طول باند 400 متر برای برخاستن نیاز دارد.

پهپاد کمان12 با دو بمب قائم زیر هر بال و غلاف جنگ الکترونیک به رنگ سفید؛ گونه‌ای از پهپاد مهاجم92 در جلوی تصویر قابل مشاهده است

اما در گام بعدی نیروی هوایی ارتش با یک جهش دیگر موفق به ساخت پهپاد «کمان22» شده است که در روزهای گذشته مورد بازدید فرمانده این نیرو در پایگاه یکم شکاری مهرآباد قرار گرفت. «کمان22» مداومت پروازی پهپادهای ساخت این نیرو را به بیش از 2 برابر یعنی بیش از 24 ساعت افزایش داده است.

پهپاد جدید کمان22 ساخت نیروی هوایی ارتش و تجهیزات و تسلیحات مختلف قابل استفاده همراه آن

برد این پهپاد جدید نیز 3000 کیلومتر عنوان شده که البته مشخص نیست برد عبوری یک طرفه است یا شعاع عملیاتی. در صورتی که عدد مذکور شعاع عملیاتی باشد عملاً این کمیت نسبت به «کمان12» سه برابر شده است. در صورتی که عدد مذکور برد عبوری باشد شعاع عملیاتی «کمان22» برابر 1500 کیلومتر بوده و 50 درصد افزایش نسبت به «کمان12» را نشان می‌دهد.

در قسمت بعدی این گزارش به مرور ویژگی‌های مشهود پهپاد «کمان22» از نظر طراحی، مأموریت‌ها، تسلیحات و تجهیزات خواهیم پرداخت.

انتهای پیام/