به نام خدا بالگردهای ترکیبی سرعت بالا پروژه X-49 بالگردها در کنار تمامی مزایا و برتریهایی که در اجرای برخی ماموریتهای محوله نسبت به هواپیماها دارند، یک ایراد اساسی دارند و آن هم پایین بودن حداکثر سرعت پیمایشی میباشد که باعث افزایش خطر پذیری این وسیله پرنده در برابر خطراتی مثل دوش پرتابها و تسلیحات کالیبر دشمن که به وفور حتی در اختیار گروههای شبه نظامی میباشند، میشود. در سال 2000 نیروی دریایی آمریکا مناقصه ای را بمنظور طراحی و ساخت بالگردهای ترکیبی با سرعت بالا برگزار کرد. شرکت هواپیمایی پیازکی آمریکا Piasecki Aircraft Corporation Or PiAC با ارئه طرح بالگرد VTDP: Vectored Thrust Ducted Propeller یا همان بالگرد ترکیبی که بجای ملخ دمی دارای سیستم پروانه داخل یک مجرا و دارای بردار رانش میباشد، موفق شد تا در این مناقصه پیروز شود. این شرکت در زمینه طراحی وسایل پرنده فعالیت دارد. این شرکت دارای 50 نفر کارمند میباشد که 20 نفر از آنهای مهندسین در رشته های مختلف هستند. این شرکت از سال 1960 فعالیت خود را آغاز کرده است. برای ساخت این بالگرد ترکیبی، قرار بر این بود تا با ایجاد اصلاح در بالگرد سیکورسکی مدل UH-60 یا همان بالگرد بلک هاوک این پروژه به تولید برسد. سرمایه گزار اصلی این پروژه موسسه تحقیقاتی نیروی دریایی آمریکا بود و سناریوی پیش بینی شده برای این پروژه تولید محصول اثباتگر تکنولوژی در زمینه بهبود سرعت، برد، بقاپذیری و کاهش هزینه های پروازی بالگرد با استفاده از تکنولوژی VTDP بود. این بالگرد ترکیبی توانست به تمام اهداف در نظر گرفته شده برای پروژه دست پیدا کند. تغییرات کلی اجرا شده در پروژه عبارت بودند از: اضافه کردن بالهای جانبی به بالگرد و هچنین نصب کانال پروانه دار در انتهای دم بالگرد بود. این تغییرات باعث بهبود عملکرد و کاهش هزینه ها نسبت به خرید بالگرد نوساز میشد. بنا به گفته مسیولین این پروژه، این بالگرد دارای سرعت پیمایشی بالاتر، برد عملیاتی بیشتر، قدرت مانور بالاتر و قیمت کمتر میباشد. در این طراحی نیروی وارد شده به بالگرد هنگام حرکت از ملخهای اصلی به بالهای جانبی منتقل شده و باعث بالارفتن قدرت حمل بار توسط بالگرد میشود. همچنین وظیف حفظ پایداری بالگرد نیز به بالهای جانبی منتقل شده و این عامل در کنار نیروی محرکه کمک ناشی از سوار شدن کانال پروانه دار دارای بردار رانش (VTDP) یه انتهای دم بالگرد باعث دستیابی به سرعتهای بالا در این بالگرد شده است. به سیستم VTDP، حلقه دمی (Ring Tail) نیز گفته میشود. نتیجه ترکیب VTDP به همراه بالهای جانبی، موجب دستیابی به سرعتهای بالای 370 کیلومتر بر ساعت در کنار قدرت مانور بالاتر و کاهش لرزشهای وراده به بدنه بالگرد و در نتیجه کاهش استهلاک و فرسودگی بالگرد بود. چند ارتقای اساسی در این بالگرد به وقوع پیوسته است، یکی از مهمترین این ارتقاها کاهش هزینه های مربوط به عملیاتی نگهداشتن بالگرد میباشد، که این مهم از طریق کاهش لرزشهای وارده بر بدنه بالگرد و در نتیجه کاهش فرسودگی و استهلاک بالگرد میسر شده است. همچنین این تکنولوژی امکان دستیابی به سرعتهای بالای 400 کیلومتر بر ساعت را نیز امکان پذیر کرده است. بنا به گفته مسئولین این پروژه، سپاه تفنگداران دریایی آمریکا یکی از اصلی ترین نیروهای بکارگیرنده بالگردهای ترکیبی خواهند بود. گرچه این نیروها از تیلت روتور وی-22 به عنوان پلتفرم اصلی عملیات هوایی استفاده میکنند ولی این نیروها همچنان به بالگردهای دارای طراحی متداول مثل کبرا وهیوی اعتماد بیشتری دارند. پروژه بالگرد ترکیبی میتواند باعث بهبود عملکرد بالگردهای قدیمی تر شده و نقاط ضعف عملکردی آنها را در مقایسه با تیلت روتورها اصلاح کند. پروژه بالگرد ترکیبی VTDP توسط نیروی دریایی تحت پروژه اثباتگر تکنولوژی FY00 انتخاب شد. هدف این برنامه انتخاب، تست و توسعه پروژه ای با ریسک بالا بود که درصورت موفقیت احتیاجات مورد نیاز این نیرو برای جنگ افزارهای آینده را تعیین کند. بودجه در نظر گرفته شده برا تحقیق و توسعه این پروژه و تستهای زمینی آن 16.1 میلیون دلار بود. بنا به گفته جان پیازکی مدیرعامل شرکت مجری این پروژه، نتایج تستهای زمینی از پیش بینی ها بهتر صورت پذیرفت . همه مشکلات گلوگاهی برای ورود به تستهای پروازی حل شده و شرایط آماده ورود به فاز تستهای پروازی بود. تستهای پروازی این پروژه در سال 2003 با همکاری گردان تست نیروی دریایی انجام پذیرفت. پروژه بالگرد ترکیبی VTDP از سوی دپارتمان دفاعی به عنوان الگوی نشان دهنده موارد مورد نیاز برای ارتقاء و عمردهی به بالگردهای دارای یک ملخ اصلی که در ناوگان هوایی موجود هستند، مطرح شده است. دپارتمان دفاعی آمریکا قصد دارد مبلغ 41 میلیارد دلار را برای ارتقاء و عمردهی به ناوگان بالگردهای کبرا AH-1W، آپاچی و سیکورسکی مدل H-60 تا پیش از جایگزینی با بالگرد مشترک در سال 2025 اختصاص دهد. نیروی هوایی پلتفرم بالگرد ترکیبی H-60/VTDP را به عنوان جایگزین و یا بسته ارتقایی برای ناوگان قدیمی بالگردهای پشتیبانی سیکورسکی H-60G انتخاب کرد. ارتش آمریکا همچنین قراردادی را بمنظور ارتقای بالگردهای سوپرکبرا AH-1W و آپاچی AH-64 به الگوی VTDP در نظر گرفته است. اهداف در نظر گرفته شده برای این پروژه برای هر دو بالگرد، دستیابی به سرعت بالای 370 کیلومتر بر ساعت، بهبود پنجاه درصدی ویژگیهای صعود بالگرد و همچنین بهبود ویژگیهای هدایتی بالگرد میباشد. گفته میشود میتوان بالگردهای CH-53E استالیون را نیز میتوان بصورت بالگردهای ترکیبی ارتقا داد ولی در این ارتقا دو رینگ به ناحیه دمی بالگرد باید افزوده شود. شبیه سازیهای صورت گرفته تایید کننده برتری بالگرد ترکیبی نسبت به نمونه استاندارد بالگردهای آپاچی و سوپرکبرا بود. نیروی دریایی پروژه بالگرد ترکیبی بالگرد AH-1W که دارای ملخ چهارپره است را در دستور کار قرار داد. این پروژه به اختصار 4BW/VTDP نامیده میشود. مدل گرافیکی بالگرد تهاجمی 4BW/VTDP مدل گرافیکی بالگرد آپاچی VTDP طرح گرافیکی از بالگرد استالیون VTDP گرچه این پروژه درصورت موفقیت بطور چشمگیری باعث ارتقا در زمینه های سرعت، برد عملیاتی و هدایت پذیری بالگردهای موجود میشد ولی نیاز به تهیه دستورالعملها و استانداردهای پروازی جدید باعث شده بود تا پروژه در خطر کنار گذاشته شدن قرار بگیرد. درصورتی که تصمیم بر این گرفته میشد که پروژه به گونه ای طراحی شود تا تغییرات صورت گرفته نیازمند بازطراحی دستورالعملهای پروازی جدید نباشند، این احتمال وجود داشت تا هزینه های لازم برای اجرای پروژه بالاتر رفته و در نتیجه پروژه با بودجه در نظر گرفته شده به شکست میانجامید. نمونه پایه بالگرد ترکیبی که با ارتقای بالگرد SH-60 تولید شد مربوط میشود دو پروژه 16H-1 و 16H-1A در دهه 1960 توانستند با پرواز تا سرعت 360 کیلومتر بر ساعت توانایی خود را در زمینه ارتقاء چشمگیر در سرعت پروازی اثبات کرده بود و منتظر تستهای بعدی بود. به گفته مدیرعامل شرکت پیازکی، ارتقاء بالگردهای موجود در ناوگان هوایی به نوع بالگرد ترکیبی علاوه بر افزیش سرعت این بالگردها ، باعث ارتقاء عملکردی این بالگردها نیز خواهد شد. بدلیل اینکه بالهای جانبی در بالگردهای ترکیبی مانع از تحت فشار قرار گرفتن ملخ اصلی میشود مشکل واماندگی ملخ اصلی که در بالگردهای با طراحی متداول در سرعتهای بالای 277 کیلومتر بر ساعت رخ میدهد، در بالگردهای ترکیبی تا سرعت 444 افزایش یافته است. عامل دوم برای افزایش سرعت در بالگردهای ترکیبیی، Ring Tail یا حلقه دمی میباشد. نمونه اولیه حلقه دمی که در سال 1960 مورد استفاده قرار گرفته بود شامل یک پروانه رو به عقب بود که در داخل یک محور قرار گرفته بود و وظیفه تامین نیروی تراست بر عهده داشت به علاوه یک سیستم تعبیه شده از هواکش هایی عمودی و افقی که بمنظور هدایت نیروی تولید شده توسط پروانه کاربرد داشت. کنترل حرکت yaw یا همان حرکت به سمت طرفین توسط مجموعه ای از پوسته های تو در تو است که به صورت یک نیم کره در قسمتهای انتهایی دم قرار دارند. بنا به گفته مدیرعامل شرکت پیازکی، این مکانیسم باعث کاهش نیروی مورد نیاز باگرد برای قرارگیری در حالت ایستا را خواهد داشت. برای مقایسه میزان ارتقای سرعت بالگردهای ترکیبی مدیر این پروژه اعلام کرد که بالگرد سیکورسکی H-60 در سرعتهای بالای 270 کیلومتر بر ساعت در حرکت رو به جلو با محدودیت روبرو میشود در حالیکه همین بالگرد در حالت استفاده از الگوی بالگرد ترکیبی در نسخه دریایی در سرعت بالای 383 کیلومتر بر ساعت و درنسخه مربوط به نیروی هوایی در سرعتهای بالای 405 کیلومتر بر ساعت با محدودیت حرکت رو به جلو روبرو میشود. بمنظور ارزیابی مزایای افزایش سرعت و چابکی بالگرد، ارتش و سپاه تفنگداران دریایی آمریکا در اواسط دهه 1990 در آزمایشگاه شبیه سازی پرواز متعلق به شرکت بوئینگ، واقع در ایالت فیلادلفیا، مقایسه ای را بین بالگرد آپاچی اصلاح شده و بالگرد کبرای فعلی انجام دادند. طبق نتایج بدست آمده از این مقایسه، بالگرد اصلاح شده در سرعت پروازی، بقاپذیری در میدان نبرد و کنترل پذیری نتایج چشمگیری را به خود اختصاص داد. طبق نتایج منتشر شده از این مقایسه، بالگرد اصلاح شده قابلیت پرواز در سرعتهای 25% بالاتر وهمچنین پرواز به میزان 17% پایین تر از بالگردهای غیرترکیبی را کسب کرد. پس از این مقایسه، یکی از خلبان های نیروی دریایی آمریکا گفته بود که بالگرد کبرای اصلاح شده باید بتواند در عملیاتهای هوا به هوا هم عملکرد بهتری را از خود نشان دهد چون سرعت، پایداری و کنترل پذیری برتری را به خود اختصاص خواهد داد. طبق این اظهارات بالگرد کبرا هنگام حرکات گردشی عملکرد خوبی دارد ولی در حیت حرکت دچار کاهش سرعت و ارتفاع میشود در حالیکه در بالگرد اصلاح شده میتوان از حالت هاور و همچنین هنگامی که دماغه بالگرد 21 درجه به سمت بالا و یا 10 درجه به سمت پایین هست، نیز چنین حرکتی را انجام داد که این حالت برای تیراندازی درحالت هاور بسیار مناسب خواهد بود. افزایش سرعت در بالگردهای ترکیبی علاوه بر ارتقای توان رزمی نقشی حیاتی در بالگردهای گروهای امدادی و بالگردهای نجات در حوادث غیرمترقبه ایفا خواهد کرد. اطلاعات منتشر شده از سوی واحدهای رسکیوی نیروی هوایی نشان میدهد، احتمال انجام عملیات نجات موفق چنانچه این عمایات در بازه زمانی یک ساعته پس از وقوع حادثه انجام شود، تا 45% افزیش پیدا میکند. این احتمال با گدشت زمان به شدت کاهش پیدا خواهد کرد. یکی دیگر از ویژگیهای بالگردهای ترکیبی این است که با رتحمل شده توسط ملخ اصلی هنگام لیفت به میزان 50% به بالهای جانبی بالگرد منتقل میشود، که در نتیجه باعث افزایش حداکثر وزن هنگام برخاستن از سطح زمین خواهد شد. این افزایش حداکثر وزن پروازی تا چند هزار پوند هم میرسد که میتوان این وزن اضافی را صرف حمل نیرو، تجهیزات و سوخت اضافی کرد که در صورت حمل سوخت اضافی، شعاع عملیاتی بالگرد نیز افزایش خواهد یافت. به عنوان مثال یکی ار نمونه های تولید شده از بالگرد سیکورسکی H-60 اصلاح شده، توانست 1412 کیلومتر را بدون سوختگیری مجدد بپیماید و شعاع عملیاتی نیز به بیش از 700 کیلومتر ارتقا پیدا کرد. در صورت استفاده از تکنولوژی بالگرد ترکیبی میزان لرزشهای بالگرد و در نتیجه میزان فرسودگی تا 50% کاهش پیدا خواهد کرد که ان عامل مستقیما باعث افزایش ایمنی و همچنین کاهش هزینه های لازم برای تعمیر و نگهداری ناوگان بالگردی خواهد شد. نکته بعدی در زمینه افزایش ایمنی این بالگردها این است که درصورت آسیب دیدن رینگ تیل بالگرد، کنترل بالگرد اماکن پذیر خواهد بود و شانس نجات بالگرد بیشتر میباشد. گرچه استفاده از الگوی بالگرد ترکیبی باعث افزایش میزان حداکثر وزن پروازی خواهد شد، در عوض یکی ار معایب این بالگردها این است که افزودن رینگ تیل و بالهای جانبی به بالگرد خود باعث افزایش وزن خالی بالگرد میشود که در صرت طراحی بالگرد جدید این دو را میتوان مدنظر قرار داد.برای حل این مشکل پیشنهاد شد تا یک پیشران کمکی به طرح افزوده شود تا در مواقع مورد نیاز نیروی اضافی را به مجموع پیشران بالگرد اضافه کند. در سال 1992 شرکت مجری این پروژه، یک رینگ تیل نسل دوم به قطر 1.6 متر را در تونل بادی متعلق به شرکت بوئینگ واقع در ایالت فیلادلفیا، در سرعتهای بالای 350 کیلومتر بر ساعت مورد تست و ارزیابی قرار داد و این تستها پایه ای شد برای توسعه قوانین کنترل پرواز این سیستم. همچنین این شرکت در اواخر سال 2000 تستهاس مشابهی را برای رینگ نسل دومی دیگری با قطر 2.4 متر انجام داد. این تستها بر نحوه کنترل و بهبود عملکرد پروازی متمرکز شده بودند و نتایج آن مورد استفاده نیروی دریایی قرار گرفته تا تشخیص داده شود که این پروژه وارد مرحله تولید نمونه پروازی اثباتگر تکنولوژی بشود یا خیر؟! این شرکت در حال حاضر کار ساخت نمونه رینگ تیل با قطر 2.4 متر را به اتمام رسانده است که شامل نمونه اثباتگر تکنولوژی رینگ تیل به علاوه پروانه دارای 5 پره میباشد. تستهای استاتیک بدون رینگ تیل هم توسط شرکت پیازکی و شرکن کامان در ایالت کانکتیکوت در حال توسعه میباشند. بنا به گفته مجری پروژه یکی از فاکتورهایی که ادامه این پروژه را با خطر روبرو میکند عامل قیمت میبشاد چون پرواز در سرعتهای بالا نیازمند موتور قویتر و در نتیجه قیمت بالاتر خواهد بود. پروژه اصلاح و به روز رسانی نمونه اثباتگر تکنولوژیی بالگرد SH-60 شامل موارد زیر میباشد: افزودن بالهای پروازی بوده که این بالها از یک جت تجاری تهیه شده است، افزودن رینگ تیل و اصلاح پیشران بمنظور همگام سازی با تکنولوژی VTDP. بمنظور کاهش بار کاری خلبان ابزار کنترلی و کاکپیت بالگرد نیز نیازمند تغییر میباشد. یکی از بارزترین تغییرات ایجاد شده در کاکپیت، افزودن ابزار کنترلی جدید روی کالکتیو بمنظور کنترل رینگ تیل میباشد. بنا به گفته مدیر این پروژه، وزن افزوده شده به نمونه اثباتگر تکنولوژی حدود 750 کیلوگرم میباشد ولی در صورت همگام سازی سیستمها و بخشهای مختلف بالگرد میتوان وزن بالگرد را تا حدود زیادی کاهش داد. مجریان این پروژه امیدوار هستند که دپارتمان دفاعی آمریکا این مدل بالگرد را در برنامه هواگردهای بالگردان ترکیبی مورد توجه قرار دهد. مدافعان این پروژه میگویند، هم اکنون بهترین زمان برای بازتعریف این تکنولوژی به عنوان یک محصول ارزان قیمت در قیاس با خرید بالگردهای جدید بوده و بهترین راه حل برای ارتقای توان رزمی ناوگان بالگردی میبشاد. بالگرد ترکیبی اصلاح یک بالگرد با طراحی متداول میباشد که یک سیستم رانش کمکی به منظور ایجاد تراست اضافی در حرکت رو به جلو با هدف کاهش بار وارد شده برم ملخهای اصلی که در حالت عادی وظیفه ایجاد تراست را بر عهده دارند و همچنین افزایش سرعت حرکت رو به جلوی بالگرد میباشد. تنها مدل از بالگردهای ترکیبی که توسط دپارتمان دفاعی آمریکا در حال پیگیری است همین پروژه VTDP میباشد که از طریق اصلاح یک بالگرد سیکورسکی مدل H-60 به تولید رسیده است. نمونه اثابتگر تکنولوژی این محصول توسط مرکز تحقیقات دریایی در حال پیگیری میباشد. شرکت پیازکی برای اجرای پروژه VTDP روی این بالگرد در اکتبر 2000 مبلغ 26.1 میلیون دلار را دریافت کرد. پروژه VTDP دارای بالهای ثاب و یک مجرای پروانه که روی دم بالگرد سوار شده است میباشد که توسط شرکت پیازکی طراحی و ساخته شده است. بنا به گفته یکی از مدیران این شرکت این پروژه یک قدم تکاملی در تاریخ توسعه بالگرد خواهد بود. مجرای پروانه دار سوار شده بر روی دم بالگرد که رینگ تیل نامیده میشود باعث ایجاد تراست افقی شده و همچنین در کنترل پرواز بالگرد در حرکت رو به جلو نقش ایفا میکند. در بالگردهای با طراحی متداول ملخ دمی فاقد قابلیت ایجاد تراست افقی میباشد ولی دربالگردهای ترکیبی بدلیل ایجاد تراست افقی توسط رینگ تیل میزان بار وارده بر ملخ اصلی به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا میکند. عامل دوم در جهت کاهش بار وارد شده بر ملخ اصلی در بالگردهای ترکیبی VTDP، داشتن بالهای جانبی در این بالگردها میباشد که هماهنگ با رینگ تیل بار وراد شده بر ملخ اصلی را در هنگام لیفت کاهش میدهد. این دو عامل در کنار هم باعث جلوگیری از واماندگی ملخ اصلی در سرعتهای بالا میشوند. بالهای بالگرد قابلیت تا شدن و حذف شدن بسته به شرایط مورد نیاز را دارند. بیشینه طرح بالگرد ترکیبی به سال 1960 برمیگردد، هنگامیکه شرکت لاکهید بالگرد AH-56A معروف به Cheyenne را تولید کرد. Cheyenne نام گروهی از سرخپوستان در آمریکا بود. این بالگرد مورد توجه دپارتمان دفاعی آمریکا قرار گرفت و در سال 1966 توانست در یک رقابت که توسط ارتش آمریکا که برای دستیابی به یک محصول با قابلیت پشتیبانی آتش هوایی طراحی شده بود، پیروز شود. 10 فروند از این بالگرد ساخته شد و انتظار میرفت تا ارتش 375 فروند دیگر از این بالگرد را سفارش دهد، اما ارتش تصمیم گرفت تا بالگرد کبرا جایگزین این پروژه کند و این پروژه در سال 1969 ملغی شد. بنا به گفته مجریان پروژه VTDP، اداره تحقیقات دریایی، در نظر دارد از این پلتفرم محصولی با قابلیت شکار مین های دریایی، توسعه دهد. گرچه برخی مقامات نیروی دریایی هنوز متقاعد به استفاده از بالگردهای ترکیبی برای عملیات مین روبی نیستند و اعتقاد دارند که بالگردهای فعلی MH-60S برای انجام ماموریت خورد عملکرد خوبی دارند. گرچه برای کاربردهای دیگر نیازمند استفاده از تکنولوژی بالگرد ترکیبی هستند. بنا به گفته مقامات ارتش، توانایی بالگردهای ترکیبی VTDP در پیمایش مسافتهای طولانی با سرعتهای بالای 400 کیلومتر بر ساعت، گزینه مناسبی در جهت ارتقای بالگرهای بلک هاوک موجود در ناوگان بالگردی ارتش میتواند باشد. مقامات OSD یا همان مرکز تجهیزات دفاعی سری تاکید دارند، از آنجایی که پروژه بالگردهای ترکیبی چند دهه قبل رها شده است، بازگشت دوباره به این طرح را اقدامی اشتباه دانستند و دلیل این ادعا را عدم امکان تبدیل بالگردهای قدیمی به طرح VTDP و نیاز به جایگزینی بالگردهای جدید به جای ارتقای ناوگان فعلی و در نتیجه بالابودن هزینه این طرح دانستند. "جو هورن" یکی از کارشناسان در زمینه بالگرد از دانشگاه پنسیلوانیا، طرح بالگرد ترکیبی VTDP را گزینه ارزان قیمت و مناسبی برای جایگزینی با ناوگان تیلت روتور فعلی میداند. بنا به گفته او، وزن اضافه شده در بالگرد ترکیبی باعث بروز مشکلاتی در پرواز ایستا و پرواز با سرعت کم برای این بالگردها خواهد شد در حالیکه در پرواز با سرعت بالا پنین مشکلی وجود نخواهد داشت. مقامات NAVAIR یا همان مرکز تجهیزات دریایی هواپایه، معتقدند که بالگردهای ترکیبی VTDP ارتقای قابل توجهی در سرعت و شعاع عملیاتی برای ناوگان فعلی فراهم میکنند. گرچه بحث قیمت، وزن و پیچیدگی را از معایب این طرح میتوان به شمار آورد. مجریان این پروژه امیدوار هستند که نیروهای ویژه ارتش طرح بالگرد ترکیبی را برای ارتقای بالگردهای بلک هاوک مورد توجه قرار دهند. همچنین این شرکت طرحی را به نیروی هوایی به منظور ارتقای بالگردهای سیکورسکی H-60 پیشنهاد داده است. گرچه احتمال این که بالگردها طبق جدول زمانی مورد نظر نیروی هوایی CSAR یا همان تحقیقات مربوط به تجهیزات تهاجمی و پشتیبانی و نجات، آماده نشوند وجود دارد. ادامه دارد...