جت جنگنده Grumman X-29 ؛ هواپیمایی به شدت عجیب با بال هایی متمایل به داخل

هیچ هواپیمایی در طول تاریخ پرواز شبیه Grumman X-29 ساخته نشده است. بال های مایل به جلو این هواپیما اما تنها یکی از نوآوری های متهورانه به کار گرفته شده در آن بودند. جت جنگنده Grumman X-29 در اوج دوران جنگ سرد توسط اتحادی از غول های عرصه هوافضا یعنی ناسا، نیروی هوایی ایالات متحده، مردان سیاهپوش آژانس پروژه های تحقیقات پیشرفته دفاعی (دارپا) و کمپانی هواپیماسازی Grumman در سال ۱۹۸۴ اولین پرواز خود را به عنوان پیش درآمدی برای ساخت یک جت جنگنده بسیار پیشرفته و بی بدیل تجربه کرد. اما طراحی بسیار آزمایشی آن باعث شد Grumman X-29 بی ثبات ترین هواپیمای ساخته شده تاریخ از لحاط آیرودینامیکی باشد.

کریستین گلزر، تاریخ نگار ارشد در مرکز تحقیقات پرواز آرمسترانگ در ناسا در جنوب کالیفرنیا (همانجایی که هواپیمای مذکور برای اولین بار تست شد) در این باره می گوید :«در واقع این هواپیما بدون داشتن کامپیوتر دیجیتالی غیرقابل پرواز بود، دستگاهی که مسیر پرواز را در هر ثانیه ۴۰ بار تصحیح می کرد. مهندسان به این نتیجه رسیدند که اگر تمامی سه کامپیوتر پرواز با هم از کار بیفتند، هواپیما پیش از آن که خلبان شانسی برای بیرون پریدن داشته باشد از هم خواهد پاشید».

مانورهای باورنکردنی

هواپیماهایی که با بال های رو به جلو ساخته می شوند، که شکل قرار گیری آن ها درست برعکس هواپیماهای رایج است، به ندرت وجود دارند اما X-29 اولین هواپیمایی نبود که این تکنولوژی را به کار می گرفت. بمب افکن آلمانی Junkers Ju 287 یک نمونه اولیه موفق با طراحی مشابه بود که اولین بار در سال ۱۹۴۴ به پرواز درآمد. هانس ووک، کسی که این بمب افکن را طراحی کرده بود، بعدها دانش خود را در ساخت یک جت تجاری کوچک به نام Hansa HBF 320 به کار گرفت که در سال ۱۹۶۴ به پرواز درآمد. تعداد اندکی از این هواپیما ساخته شده و برخی از آن ها هنوز هم در حال پرواز هستند اما این تنها هواپیمای تجاری بود که با بال های رو به جلو ساخته شد. در جت Hansa اما شکل غیرمتداول قرار گرفتن بال ها برای این بود که فضای بیشتری برای مسافران ایجاد شود زیرا این حالت امکان قرار گرفتن بال ها در قسمت عقب بدنه را فراهم می کرد.

بال های جت Hansa تنها چند درجه به سمت جلو خم شده بودند در حالی که میزان خم شدن بال هواپیمای X-29 به جلو بیش از ۳۳ درجه بود. چنین تغییر شدید و رادیکالی بدین معنا بود که ثبات فدای قدرت مانور بالا شده است زیرا برای مانور سریع تر، هواپیما باید ذاتاً در آغاز کار بی ثبات باشد. گلزر در این باره می گوید: «در یک جت جنگنده F-18 فاکتور بی ثباتی تنها ۵ درصد ازت. در سوی دیگر اما X-29 دارای فاکتور بی ثباتی ۳۵ درصد بود». اما منتقل کردن بال ها به سمت عقب تر هواپیما یک اثر فوری دیگر نیز داشت. بال های کوچک متحرک هواپیما که بخشی حیاتی از بال ها برای کنترل هواپیما هستند به سمت نوک بال اصلی برده شده اند. وقتی یک هواپیمای معمولی لیفت خود را از دست می دهد که می تواند منجر به سقوط شود، این باله های کوچک، اولین بخش های هواپیما هستند که از کار می افتند زیرا از بین رفتن لیفت به سبب شکل جریان هوا روی بال، از نوک این بال های کوچک آغاز می شود و این به معنای از دست رفتن کنترل در یک شرایط از قبل خطرناک است.

بال های رو به جلو اما باعث می شوند که هوا در مسیر مخالف جریان داشته و از نوک بال ها به سمت داخل بال ها برود. از این رو ایستایی یا همان از دست دادن لیفت در نزدیکی بدنه آغاز می شود و باله های کوچک برای مدت بیشتری به کارکرد خود ادامه می دهند که به خلبان امکان می دهد فرصت بیشتری برای به کنترل درآوردن هواپیما داشته باشد. گلزر در این باره می گوید: «بعد از ایستایی، برخی جت های جنگنده نظامی به پرواز ادامه می دهند در حالی که در واقع دیگر نباید پرواز کنند، پروازی که در اثر مقدار بالای پیشرانه تولید شده توسط موتورها امکان پذیر است. مسئله این است که آیا در این شرایط می توانید هواپیما را کنترل کنید؟ تا زمانی که X-29 ساخته شد نه. این هواپیما تنها هواپیمایی است که دارای بال های مایل به جلو بوده و این فضای پساایستایی را تجربه کرده بود. در آن دوران، این قدرت مانور برای برتری جنگنده بسیار حیاتی به نظر می رسید. اگر هواپیمای شما قبل از هواپیمای من به حالت ایستایی برسد، من می توانم در کسری از ثانیه شما را در آسمان ساقط کنم».

وقتی پنهانکاری از راه رسید

شکل غیرمعمول بال ها یک مشکل دیگر برای مهندسان X-29 ایجاد می کرد: وزن. بال های رو به داخل باعث ایجاد یک نیروی شدید پیچشی می شد که می توانست آن ها را خرد کند، از این رو باید مستحکم سازی می شدند. اما بال های Grumman X-29 در صورت ساخته شدن از فلز وزن بسیار زیادی پیدا می کردند. به جای این کار، با استفاده از کامپوزیت های پیشرفته، وزن این بال ها پایین باقی می ماند، تکنولوژی که اکنون در هواپیماهای نظامی و تجاری یک استاندارد پذیرفته شده است. هواپیمای Grumman X-29 همچنین دارای یک سیستم دیجیتالی پرواز با سیم پیچیده و پیشرو بود که از یک رابط بصری الکترونیکی به جای کنترل های دستی سنتی برای هدایت پرواز استفاده می کرد، یک قابلیت خلاقانه جدید در آن زمان که امروزه در صنعت هوانوردی یک استاندارد معمول است.

دو فروند جت جنگنده Grumman X-29 توسط کمپانی سازنده ساخته شده، همان پیمانکار دفاعی که جنگنده موفق F-14 Tomcat و ماژول تاریخی Apollo Lunar Module را ساخت. کمپانی Grumman به لطف استفاده از تکنولوژی های جدیدی که از هزینه ها می کاست- مانند استفاده از قطعات جت های جنگنده موجود مانند F-5A و F-16 Falcon- در نهایت برنده مزایده ایت شد که آن زمان ۸۷ میلیون دلار (۲۴۵ میلیون دلار به ارزش امروزی) ارزش داشت. بین سال های ۱۹۸۴ تا ۱۹۹۲ جت جنگنده Grumman X-29 در ۴۲۲ عملیات تحقیقاتی به پرواز درآمد اما در نهایت عجیب ترین ویژگی های آن در تاریخ به جای گذاشته شد. گلزر در این باره می گوید: «نقاط قوت نتوانست نقاط ضعف را پوشش دهد. همچنین تکنولوژی پنهانکاری از راه رسید و به حیاتی ترین قابلیت در یک جت جنگنده تبدیل شد». قابلیت پنهانکاری به هواپیماها امکان می داد برای رادارها غیرقابل شناسایی باشند و چنان مزایایی را در پی داشت که بسیاری از جنگنده های امروزی حتی برای نبردهای هوایی یا همان جنگ سگ ها که بسیار نادر شده است، نیز بهینه سازی نمی شوند.

بال های با زاویه رو به جلو با کنترل جهتی پیشرانه نیز دیگر منسوخ شدند، تکنولوژی جدیدی که باعث می شود با تغییر فیزیکی موتور، مسیر پیشرانه نیز کنترل شده و در صورت ایستایی نیز قدرت مانور تضمین شود. گلزر تصریح می کند: «در یک F-22 با قدرت آیرودینامیک مدرن و کنترل جهتی نیروی پیشرانه، هر آنچه که یک X-29 انجام می داد امکانپذیر است».

کلون روسی؟

هواپیمای X-29 تنها مورد در نوع خود نبود. در ۲۵ سپتامبر ۱۹۹۷، پنج سال پس از آخرین ماموریت X-29، نیروی هوایی روسیه Sukhoi Su-47 را به پرواز درآورد که نمونه خاص این کشور از یک جت جنگنده با بال های متمایل به سمت جلو بود. هواپیمایی که Berkut نام گرفت (در زبان روسی به معنای عقاب طلایی)، نتیجه پروژه ای بود که در سال ۱۹۸۳ در دوران اتحاد جماهیر شوروی آغاز شده بود. شباهت ها در طراحی و زمانبندی آغاز تحقیقات این باور را ایجاد کرده بود که این هواپیمای روسی به شکلی مستقیم از X-29 الهام گرفته شده بود. اما Su-47 تقریباً دو برابر X-29 حجم داشته و بیشتر شبیه یک جنگنده کامل بود تا یک بستر آزمایشی. اما علیرغم این قابلیت، نمونه روسی هیچگاه وارد تولید انبوه نشده و تنها یک نمونه اولیه از آن ساخته شد. در سال ۲۰۱۵ روسیه شروع به آزمایش یک جت جنگنده کوچک با بال های رو به داخل به نام SR-10 کرد که قرار بود در اختیار نیروی هوایی روسیه قرار گیرد.

بیشتر بخوانید: بمب افکن B-2 Spirit؛ بال پرنده ۲ میلیارد دلاری و گران‌ترین هواپیمای نظامی جهان