جنگنده‌های مدرن نسبت به همتایان قدیمی‌تر خود با موتورهای پیستونی، برتری‌های زیادی دارند، اما بهره‌وری سوخت قطعاً یکی از آنها نیست. یکی از بزرگترین محدودیت‌های هر ناوگان جنگنده تاکتیکی این است که برد و مدت‌زمان پرواز در منطقهٔ درگیری آنها محدود خواهد بود. این مشکل تا حدی با استفاده از سوختگیری هوایی و تانکرهای سوخت اضافی بیرونی کاهش می‌یابد. با این حال، این محدودیت همچنان پابرجاست و یکی از مسائل اساسی برای تمام نیروهای هوایی محسوب می‌شود. بنابراین، شاید بسیاری از خود بپرسند که یک جنگنده F-15 تا چه مسافتی می‌تواند با یک گالن (۳.۷۸ لیتر) سوخت پرواز کند؟
لازم به ذکر است که در صنعت هوانوردی، برخلاف خودروها، معمولاً میزان سوخت به‌صورت پوند بیان می‌شود، نه گالن و لیتر؛ اما در این مقاله از واحد گالن استفاده شده است. خانواده جنگنده F-15 Eagle یکی از جنگنده‌های کلیدی نیروی هوایی ایالات متحده محسوب می‌شود. این هواپیما نمونه بزرگ‌تر و توانمندتری نسبت به همتای کوچک‌تر و ارزان‌تر خود یعنی F-16 Fighting Falcon است. در ابتدا، این جنگنده به‌عنوان یک جنگنده برتری هوایی طراحی شد و پیش‌درآمد غیرپنهانکار جنگنده F-22 Raptor به شمار می‌رود. در ادامه، به جزئیاتی درباره میزان مصرف سوخت جنگنده F-15 خواهیم پرداخت.
پاسخ پیچیده
پیش از آن‌که وارد بحث مقدار سوخت مصرفی یک جنگنده شویم، باید به این نکته توجه داشت که مصرف سوخت به‌شدت به عوامل مختلفی وابسته است. به‌عنوان مثال، جنگنده‌ها در سرعت‌های تراصوت (محدوده میان ۰.۸ تا ۱.۲ ماخ که هم به سرعت فراصوت و هم زیر صوت نزدیک است) از نظر مصرف سوخت بسیار کارآمدتر از زمانی هستند که در سرعت مافوق‌صوت پرواز می‌کنند. این یکی از دلایلی است که جنگنده‌ها تقریباً هیچ‌گاه در عملیات‌های رزمی با سرعت مافوق‌صوت پرواز نمی‌کنند، چراکه این کار به‌شدت مصرف سوخت را بالا برده و برد و زمان باقی‌ماندن در منطقه هدف را کاهش می‌دهد. استفاده از پس‌سوز نیز باعث ورود حجم زیادی از سوخت به موتور می‌شود و مصرف سوخت را به‌شدت افزایش می‌دهد.
عوامل دیگر موثر در میزان مصرف سوخت شامل پیکربندی جنگنده‌هاست. یک جنگنده با بار کامل تسلیحاتی، وزن بسیار بیشتری نسبت به یک هواپیمای «پاک» (یعنی بدون بار خارجی و تنها با سوخت داخلی) دارد. جنگنده‌ها همچنین می‌توانند ترکیبی از تسلیحات و مخازن سوخت خارجی را حمل کنند تا برد بیشتری پیدا کنند. جنگنده‌هایی که از مأموریت بازمی‌گردند، معمولاً بسیار سبک‌تر هستند چراکه مهمات خود را مصرف کرده‌اند و بخش زیادی از سوخت خود را نیز سوزانده‌اند.
عامل دیگری که باید در نظر گرفت، تفاوت چشمگیر مصرف سوخت جنگنده‌ها در شرایط درگیری نسبت به زمانی است که در حال فرابری یا گشت‌زنی هستند. هواپیماهایی که نیاز به انجام مانورهای شدید و تغییر مداوم ارتفاع دارند، به سوخت بیشتری نیاز خواهند داشت. همچنین ارتفاع پروازی نیز در میزان مصرف خود اهمیت دارد. پرواز در ارتفاع پایین مثلاً در مسیرهای پر پیچ‌وخم مانند دره‌ها به سبک فیلم تاپ گان: ماوریک به‌شدت مصرف سوخت را افزایش می‌دهد. این‌ها تنها برخی از عواملی هستند که هنگام محاسبه مصرف سوخت یک جنگنده مدنظر قرار گیرند.
مصرف سوخت جنگنده اف-۱۵ در سرعت‌های تراصوتی
برآوردهایی که از میزان مصرف سوخت در اینجا ارائه شده، به جای واحد معمول پوند، به گالن بیان شده‌اند و بر مبنای پرواز اف-۱۵ در ارتفاع تقریبی ۳۰٬۰۰۰ تا ۴۰٬۰۰۰ فوت هستند. وقتی اف-۱۵ در سرعت‌های نزدیک به سرعت صوت (تراصوتی) پرواز می‌کند، کارآیی بهتری دارد. با اینکه پیدا کردن اطلاعات دقیق درباره ویژگی‌های پروازی جنگنده‌ها دشوار است، ناسا مشخصاتی از اف-۱۵ و همچنین مدل قدیمی‌تر اف-۴ منتشر کرده است. در این مقاله، منظور از تراصوتی، سرعت ماخ ۰٫۹ (حدود ۹۶۵ کیلومتر بر ساعت) بدون استفاده از پس‌سوز است. بیشتر جنگنده‌ها تقریباً تمام زمان پرواز خود را در سرعت‌های زیرصوت می‌گذرانند.
وقتی اف-۱۵ در حالت «پاک» (بدون بار اضافی و فقط با سوخت داخلی) پرواز می‌کند، مقاومت هوا و وزن آن کمتر است. یک اف-۱۵ پاک به‌طور تقریبی ۹۰۰ گالن (حدود ۳٬۴۰۰ لیتر) در ساعت سوخت مصرف می‌کند و در هر کیلومتر حدود ۰٫۴ لیتر (۱٫۵ گالن در مایل) سوخت می‌سوزاند. برای مقایسه، جنگنده اف-۱۶ فایتینگ فالکن حدود ۷۵۰ گالن (۲٬۸۴۰ لیتر) در ساعت و اف-۳۵ حدود ۸۵۰ گالن (۳٬۲۱۵ لیتر) در ساعت مصرف سوخت دارند. شرکت لاکهید مارتین برخی از ویژگی‌های عملکردی اف-۳۵ را منتشر کرده است.
نوع پرواز
مصرف سوخت بر حسب ساعت (گالن → لیتر)
مصرف سوخت بر حسب کیلومتر (گالن/مایل → لیتر/کیلومتر)
تراصوتی (پاک)
۹۰۰ گالن ≈ ۳٬۴۰۰ لیتر
۱٫۵ گالن/مایل ≈ ۰٫۴ لیتر/کیلومتر
تراصوتی (با حداکثر بار)
۱٬۰۸۰ گالن ≈ ۴٬۰۹۰ لیتر
۱٫۸ گالن/مایل ≈ ۰٫۴۷ لیتر/کیلومتر
فراصوت (پاک)
۶٬۰۰۰ گالن ≈ ۲۲٬۷۰۰ لیتر
۵٫۴۵ گالن/مایل ≈ ۱٫۴۴ لیتر/کیلومتر
فراصوت (با حداکثر بار)
۷٬۲۰۰ گالن ≈ ۲۷٬۲۲۰ لیتر
۶٫۵۵ گالن/مایل ≈ ۱٫۷۳ لیتر/کیلومتر
پس‌سوز با ماخ ۲٫۵ (پاک)
۱۴٬۹۲۵ گالن ≈ ۵۶٬۴۵۰ لیتر
۹٫۰۵ گالن/مایل ≈ ۲٫۳۹ لیتر/کیلومتر
پس‌سوز با ماخ ۲٫۵ (بار کامل)
۱۷٬۹۱۰ گالن ≈ ۶۷٬۸۰۰ لیتر
۱۰٫۸۵ گالن/مایل ≈ ۲٫۸۷ لیتر/کیلومتر
وقتی اف-۱۵ با حداکثر بار پرواز می‌کند، با افزایش مقاومت هوا و وزن مواجه می‌شود. این موضوع منجر به حدود ۲۰ درصد مصرف سوخت بیشتر خواهد شد. در این حالت، جنگنده آمریکایی حدود ۱٬۰۸۰ گالن (۴٬۰۹۰ لیتر) در ساعت سوخت مصرف می‌کند، که برابر است با ۰٫۴۷ لیتر در هر کیلومتر (۱٫۸ گالن/مایل). ظرفیت داخلی سوخت اف-۱۵ حدود ۲٬۰۰۰ گالن (حدود ۷٬۵۷۰ لیتر) است، اما این میزان می‌تواند با مخازن خارجی و سوختگیری هوایی افزایش یابد. نیروی هوایی آمریکا درباره F-15E Strike Eagle اعلام کرده: «هر یک از مخازن سوخت کم اصطکاک منطبق با بدنه که به بدنه اف-۱۵ای چسبیده‌اند، می‌توانند ۷۵۰ گالن (حدود ۲٬۸۴۰ لیتر) سوخت حمل کنند.»
مصرف سوخت اف-۱۵ در سرعت‌های فراصوت
هر جنگنده‌ای که با سرعت فراصوت پرواز کند، نشانگر سوختش به‌شدت کاهش پیدا خواهد کرد. در اینجا، سرعت فراصوت معادل ماخ ۱٫۵ (حدود ۱٬۷۷۰ کیلومتر بر ساعت) با پس‌سوز جزئی در نظر گرفته شده است. در حالت پاک، مصرف سوخت اف-۱۵ از ۶۰۰ گالن به ۶٬۰۰۰ گالن (حدود ۲۲٬۷۰۰ لیتر) در ساعت می‌رسد؛ ده برابر بیشتر از حالت پرواز تراصوتی. سرعت‌های فراصوت چیزی نیست که هیچ جنگنده‌ای بتواند برای مدت طولانی حفظ کند. این مقدار مصرف سوخت به ۵٫۴۵ گالن/مایل (حدود ۱٫۴۴ لیتر در هر کیلومتر) می‌رسد یا به عبارت دیگر، یک گالن برای هر ۰٫۱۸ مایل (حدود ۲۹۰ متر) یا هر ۱٬۰۰۰ فوت.
پرواز با حداکثر بار، مصرف سوخت اف-۱۵ را به ۷٬۲۰۰ گالن (۲۷٬۲۰۰ لیتر) در ساعت و ۶٫۵۵ گالن (۲٫۴۸ لیتر) در هر مایل افزایش می‌دهد. جنگنده‌های اف-۱۶ در این سرعت در زمینه مصرف سوخت بهتر عمل می‌کنند و در حالت پاک (بدون بار اضافی) حدود ۳٬۰۰۰ مایل به ازای هر گالن (حدود ۷۶۲ کیلومتر به ازای هر لیتر) را طی می‌کنند. اف-۳۵ها برای پنهانکاری طراحی شده‌اند، نه برای سرعت. آنها بیشتر با فلسفه‌ای به نام “نمی‌توانی فرار کنی، اما می‌توانی پنهان شوی” طراحی شده‌اند. در فرآیند توسعه اف-۳۵ سرعت حداکثری آن از ماخ ۱٫۸ به ماخ ۱٫۶ کاهش یافت. در حالتی که در ماخ ۱٫۲ پرواز کند، اف-۳۵ حدود ۱٬۷۰۰ گالن (۶٬۴۰۵ لیتر) در ساعت سوخت مصرف می‌کند. یکی از دلایل طراحی اف-۳۵ برای سرعت پایین‌تر، حفظ ویژگی پنهانکاری آن است، چرا که اصطکاک باد باعث گرم شدن بدنه هواپیما می‌شود و شناسایی آن را برای سیستم‌های راداری دشمن ساده‌تر می‌کند.
یک محدودیت عمده پرواز جنگنده‌ها در سرعت‌های فراصوت این است که هرچه سریع‌تر پرواز کنند، مانورپذیری آنها کمتر می‌شود. هنگامی که جنگنده‌ها درگیر می‌شوند، حتی سریع‌ترین آنها نمی‌توانند با سرعت یک موشک رقابت کنند. به عنوان مثال، سیستم موشکی پاتریوت که برای مقابله با موشک‌های سطح به هوا طراحی شده، طیف وسیعی از موشک‌ها را شلیک می‌کند. برخی از این موشک‌ها برای رهگیری جنگنده‌ها و برخی دیگر برای رهگیری موشک‌های بالستیک بهینه شده‌اند. موشک MIM-104A “Standard” با سرعت ماخ ۲ پرواز می‌کند، در حالی که بر اساس گزارش‌ها، موشک‌های پاتریوت MIM-104D/E PAC-2 با سرعت ماخ ۳٫۵ پرواز می‌کنند. سرعت موشک رهگیر SkyCeptor (PAAC-4) در سامانه پاتریوت تا ماخ ۵٫۵ می‌رسد. سرعت‌های بالای ماخ ۵ معمولاً به عنوان سرعت‌های مافوق‌صوت در نظر گرفته می‌شوند.
مصرف سوخت اف-۱۵ با پس‌سوز
پس‌سوز ممکن است به جنگنده‌ها کمک کند که سریع‌تر به منطقه درگیری برسند، اما باید این منطقه فاصله زیادی نداشته باشد و جنگنده در این حالت، احتمالاً فقط زمانی محدود برای انداختن مهمات و سپس برگشتن به پایگاه خواهد داشت. این سناریو به پرواز کامل با پس‌سوز در حداکثر سرعت ماخ ۲٫۵ اشاره دارند، که توسط نیروی هوایی آمریکا نیز تأیید شده است، به همراه برد آن. وقتی که اف-۱۵ در حالت پاک پرواز می‌کند، حدود ۱۴٬۹۲۵ گالن (۵۶٬۴۵۰ لیتر) در ساعت سوخت مصرف خواهد کرد، یا چیزی بیشتر از ۹ گالن (۳۴ لیتر) در هر مایل.
با فرض ۲۰ درصد اضافه مصرف برای بار کامل، این مصرف سوخت به حدود ۱۷٬۹۱۰ گالن (۶۷٬۸۰۰ لیتر) در ساعت و ۱۰٫۸۵ گالن (۴۱ لیتر) در هر مایل می‌رسد. پس‌سوزها عمدتاً محدود به هواپیماهای نظامی هستند. آنها برای تأمین نیروی رانش بیشتر، معمولاً برای پروازهای فراصوت، برخاستن یا برخی شرایط نبرد استفاده می‌شوند.
پس‌سوزها با تزریق سوخت اضافی به لوله جت پس از توربین عمل می‌کنند. این کار باعث افزایش قابل توجهی در نیروی رانش می‌شود. با این حال، همانطور که قبلاً گفته شد، در صورت استفاده از پس‌سوز، مصرف سوخت به شدت بالا می‌رود. استفاده از پس‌سوزها معمولاً فقط برای مدت‌های کوتاه قابل قبول است.
بزرگترین ناوگان هواپیماهای سوخت‌رسان جهان
با توجه به فشارهای فیزیکی که جنگنده‌ها با آن مواجه هستند و مصرف بالای سوخت در آنها، تعجبی ندارد که نیروی هوایی ایالات متحده سرمایه‌گذاری زیادی روی ناوگان هواپیماهای سوخت‌رسان خود کرده است تا این جنگنده‌ها را در هوا نگه دارد. پس از بازنشستگی ناوگان KC-10 Extender در سال ۲۰۲۴، سوخت‌رسان‌های اصلی ایالات متحده، هواپیماهایKC-135 Stratotanker و KC-46A Pegasus هستند.
بر اساس گزارش FlightGlobal’s 2025 World Air Forces، ایالات متحده ۷۵ درصد از کل هواپیماهای سوخت‌رسان در حال خدمت جهان را در اختیار دارد. ایالات متحده مجموعاً ۶۰۵ فروند هواپیمای سوخت‌رسان دارد که شامل هواپیماهای دیگری مانند هواپیماهای C-130J Super Hercules (MC-130Js) نیز می‌شود که برای سوختگیری هواگردهایی مانند هلیکوپترها استفاده می‌شوند. بقیه ناوگان هواپیماهای سوخت‌رسان در سراسر جهان پراکنده است، به طوری که عربستان سعودی ۲۲ فروند، روسیه ۱۹ فروند، فرانسه ۱۶ فروند، اسرائیل ۱۴ فروند، سنگاپور ۱۱ فروند و چین ۱۰ فروند در اختیار دارد. بریتانیا نیز با ۹ فروند در این فهرست قرار دارد، اما این تعداد پس از احتساب هواپیماهای قراردادی Airbus Voyager افزایش می‌یابد.
پنج نیروی هوایی برتر در زمینه ناوگان هواپیماهای سوخت‌رسان
نیروی هوایی
تعداد هواپیماهای سوخت‌رسان (فروند)
نیروی هوایی ایالات متحده
۶۰۵
عربستان سعودی
۲۲
روسیه
۱۹
فرانسه
۱۶
اسرائیل/بریتانیا
۱۴
با توجه به اینکه سایر کشورها تعداد زیادی هواپیمای سوخت‌رسان ندارند، همه نیروی هوایی‌ها به شدت در توانایی خود برای نشان دادن قدرت در مسافت‌های طولانی با جنگنده‌های خود محدود هستند. بیشتر کشورها نیازی به هواپیمای سوخت‌رسان زیادی ندارند چرا که بیشتر نگران حفاظت از مرزهای خود هستند تا اعمال قدرت در سرزمین‌های دور از سرزمین اصلی خود. کشورهایی مانند فرانسه، بریتانیا و اسرائیل تنها قادر به پشتیبانی از تعداد محدودی جنگنده در هر زمان هستند.
یک پرنده تشنه
پیشرانه خانواده جنگنده‌های F-15 Eagle توسط موتورهای پس‌سوز Pratt & Whitney F100 یا General Electric F110 تأمین می‌شود. موتور Pratt & Whitney F100 اولین بار در دهه ۱۹۶۰ توسعه داده شد و از آن زمان به طور پیوسته بهبود یافته است. انواع مختلف این موتور مسئولیت تامین پیشرانه جنگنده‌های خانواده F-15 Eagle اورجینال، F-15E Strike Eagle و F-16 Fighting Falcon را بر عهده دارند.
نکته قابل توجه این است که جنگنده اف-۱۵ دو موتوره است، در حالی که F-16 تنها یک موتور دارد. در F-15E، موتورهای F100-PW-220 می‌توانند ۵۰٬۰۰۰ پوند ( هر کدام ۲۵٬۰۰۰ پوند) نیروی رانش تولید کنند، در حالی که این عدد در موتورهای F100-PW-229 حدود ۵۸٬۰۰۰ پوند (۲۹٬۰۰۰ پوند در هرکدام) نیروی پیشرانه است. این خانواده (از جمله اف-۱۶) به طور متناوب به موتور F110 از General Electric نیز مجهز می‌شود. همچنین GE F110 موتور F-14 Tomcat افسانه‌ای بوده است.
جدیدترین مدل خانواده اف-۱۵، F-15EX II، به موتور توربوفن F110-GE-129 پس‌سوز ساخت کمپانی General Electric تجهیز شده است. واقعیت این است که جنگنده‌ها بسیار تشنه سوخت بوده و مصرف بسیار بالایی دارند. در حالی که این جنگنده‌ها برای سرعت‌های فراصوت و با پس‌سوز طراحی شده‌اند، راندمان سوخت ضعیف آنها باعث می‌شود که تنها در موارد ضروری از آنها استفاده شود.
بدون نظر