Project Mayhem؛ پروژه ایالات متحده برای طراحی دیجیتالی بمب افکن هایپرسونیک

مهندسی سلاح ها و سیستم های دفاعی نسل جدید، علمی است که حول محور سرعت ساخته شده است. در سال ۲۰۱۸، روسیه خبرساز شد وقتی ولادیمیر پوتین در ویدیویی شبیه سازی شده که نشان می دد موشک هایپرسونیک این کشور سواحل فلوریدا را هدف قرار می دهد از موشک Kh-47M2 Kinzhal رونمایی کرد. اگر چه این ویدیو به اندازه ویدیو رونمایی آیفون های جدید باشکوه و پرزرق و برق نبود اما پیام آن کاملاً واضح بود: دوره سلاح های هایپرسونیک یا مافوق صوت فرا رسیده است.

چیزی که این سلاح ها را چنین مرگبار می سازد این است که طوری طراحی شده اند که توان مقابله را از سیستم های دفاع هوایی مدرن می گیرند و این تهدید مافوق صوت از زمان رونمایی از کینژال در پنج سال پیش همچنان رو به افزایش است. وقتی پای رقابت تسلیحاتی در زمینه موشک های هایپرسونیک به میان می آید، به نظر می رسد که ایالات متحده از روسیه و حتی چین عقب افتاده است. اما شاید این عقب افتادگی به این دلیل باشد که ارتش ایالات متحده به دنبال یک جایزه بزرگتر است: یک بمب افکن هایپرسونیک.

اکنون زمان آشنایی با بمب افکن هایپرسونیک سری نیروی هوایی ایالات متحده فرا رسیده است: برنامه قابل توسعه هواپیمای چندمنظوره هایپرسونیک جاسوسی، نظارت و گردآوری اطلاعات و تهاجمی که به اختصار Project Mayhem نامیده می شود. این بمب افکن قدرتمند برتری های متعددی روی همتایان موشکی خود دارد اما بزرگ ترین آن ها کارآیی آن است. در حالی که موشک هایی مانند نمونه های روسی  Kinzhal و Zircon و نمونه چینی Dongfeng-17 هر کدام بسیار گرانقیمت هستند (هر موشک حدود ۱۰۰ میلیون دلار)، یک هواپیمای مافوق صوت با سرعت بیش از ۵ ماخ- بر اساس گزارش ها، سرعت بمب افکن Project Mayhem بیش از ۱۰ ماخ خواهد بود- را می توان بارها و بارها استفاده کرد.

ایده بمب افکن مافوق صوت به دوران رقابت فضایی باز می گردد که رکوردشکنی هواپیمای North American X-15A-2 با گذشتن از رکورد ۶.۷ ماخ سرعت در سال ۱۹۶۷ را در پی داشت. پیشرفت های بعدی در حوزه هوافضا باعث خلق ماشین های پرنده حیرت انگیزی مانند SR-71 سوپرسونیک شد. به احتمال فراوان، بمب افکن Project Mayhem از یک سیستم پیشرانه چند سیکلی استفاده کرده، یک موتور جت را برای رسیدن به سرعت ۳ ماخ به کار گرفته و سپس برای رسیدن به سرعت های مافوق صوت به سراغ یک اسکرمجت هواتنفسی خواهد رفت.

اما طراحی یک هواپیمای هایپرسونیک با قابلیت استفاده چندباره در چنین سرعت بالایی با محدودیت های جدی همراه است. در سرعت ۵ ماخ و فراتر از آن، همه چیز به شدت داغ می شود، اتفاقی که در اثر اصطکاک و مقاومت هوا رخ می دهد، از این رو هر هواپیمایی که قصد دارد به این سرعت برسد و زنده بماند باید از مواد پیشرفته ای در بدنه اش استفاده شود که هنوز اختراع نشده اند. همچنین قدرت مانور در چنین سرعت هایی خود یک معضل مهندسی بزرگ است و اینکه ترکیب یک موتور جت متعارف با یک اسکرمجت هرگز موفقیت آمیز نبوده است.

به خاطر این محیط عملیاتی منحصربفرد و ضرورت طراحی حساس به دقت بالا، Project Mayhem به سراغ مهندسی مدل-پایه (MBE) رفته تا همه سیستم های روی این هواپیمای تئوریک را به شکل دیجیتالی طراحی کند. فرانک سرنا، مدیر ارشد سیستم های استراتژیک نیروی هوایی در Draper در این باره گفته است: «عنصر کلیدی توسعه هایپرسونیک ها اجرای مهندسی مدل-پایه به عنوان یک روش مقرون به صرفه برای ارزیابی طرح های مفهومی قبل از شروع به ساخت نمونه اولیه است». کمپانی Draper که در طراحی سیستم های هدایت فضاپیمای آپولو شرکت داشته، دهه هاست که روی سیستم های هایپرسونیک کار می کند. روز چهارشنبه گذشته، Draper اعلام کرد که در همکاری با کمپانی مهندسی Leidos، قراردادی به ارزش ۳۳۴ میلیون دلار را با نیروی هوایی ایالات متحده به منظور شروع کار روی طراحی دیجیتالی بمب افکن مافوق صوت سری این کشور منعقد کرده است. Project Mayhem به احتمال فراوان شامل شبیه سازی بسیار دقیق شرایط دشوار پرواز مافوق صوت در مقابله با گرما و سرعت است که با عنوان پرواز هایپرسونیک شناخته می شود. رویایی یک هواپیمای هایپرسونیک در زرادخانه نیروی هوایی ایالات متحده از آن رویاهایی است که تاریخچه آن به دهه ها قبل باز می گردد و اکنون به نظر می رسد که مهندسان و دانشمندان سخت در تلاشند تا این رویا را به واقعیت بدل کنند.