- إنضم
- 15 يونيو 2016
- المشاركات
- 7,893
- التفاعل
- الدولة
احدثكم اليوم عن طائرة من اروع ما صنعه الانسان و من اجمل الطائرات، مثلت قمة التطور الهندسي في معدات التصوير والتجسس وهندسة الطيران والطيران الالي وميكانيكا المحركات وهندسة المعادن وكيمياء الوقود وتكنولوجيا التخفي من الرادارات، طائرة التجسس الشبحية خارقة السرعة، ملكة الاجواء لم يستطع اي صاروخ الاقتراب منها لسرعتها "تم اطلاق اكثر من 4000 صاروخ على طائرات البلاك بيرد لم يصبهم اي واحد"، تطير على حافة الفضاء تحمل كاميرا تجسس من دقتها تستطيع ان تلتقط صورة للوحة الارقام المعدنية لسيارة على الارض، والطائرة تطير على ارتفاع 30 كيلومتر بسرعة اكثر من 3 اضعاف سرعة الصوت!
الطائر الاسود او كما اسميها "العنقاء" وهو طائر خرافي في ثقافة العرب يمتاز من اسمه بطول العنق "الطائرة لها فيوسلاج طويل يليه الجناح دلتا"، العنقاء المستحيلة، وكما قال فون براون مؤسس علم الصواريخ "تعلمت ان استخدم كلمة مستحيل بكثير من الحذر"!
العام 1960، الحرب الباردة بين امريكا وروسيا في اوجها، 11 مايو من نفس العام، يرتدي الطيار فرانسيس جاري باور بذلة الضغط قبل ان يطير باحدث طائرات التجسس الامريكية U2 من قاعدة بيشاور في باكستان في مهمة سرية للتجسس على روسيا، مجهزة طائرته بكاميرا تلتقط صور عالية الدقة من ارتفاع اكثر من 20 كيلومتر في طبقة الستراتوسفير في الغلاف الجوي، اعلى من قدرة صواريخ الاتحاد السوفييتي، او هكذا اعتقد الامريكان، كشفت رادارات السوفييت الطائرة وهي في عمق الاراضي الروسية قبل ان يرسل الروس طائرات للاعتراض، اطلقوا 8 صواريخ سام 2 عليه لدرجة ان احدها اصاب طائرة ميج 19 من التي ارسلت للاعتراض، اثنان اصابا طائرة يو 2 واسقطت، حاول الامريكان التحايل على الموقف وقالوا انها حادثه لطائرة عادية قبل ان يكتشفوا ان الطيار قذف نفسه وقبض عليه واعترف، زاد التوتر على الجانبين كثيرا وكادت ان تقوم الحرب.
قبل هذه الحادثه بسنتين، قامت السي اي ايه بتقديم مشروع سري لتقليل بصمة اليو 22، مشروع rainbow، قاموا بعدة محاولات باءت بالفشل ومع زيادة عدد العارفين بهذا المشروع تغير اسمه الى مشروع GUSTO يضم فقط فريق العمل وتقدمت شركة لوكهيد بمشروع A12 Oxcart وشركة كونفاير بمشروع Kingfish، فازت بالعقد لوكهيد لعدة اسباب من ضمنها تفوق التصميم الشبحي وسرعة الطائرة تفوق بسيط لكن السبب الرئيسي هو تميز لوكهيد بمشاريعها الفعالة والناجحة مثل يو 2 على عكس كونفاير التي تسبب اخر مشاريعها "طائرة hustler B 85" بتاخير التسليم وزيادة نفقات المشروع والحوادث رغم انها كانت طفرة في وقتها "بسبب العالم النازي العبقري د.الكسندر ليبسش"، فضلت الحكومة طائرة الاوكسكارت A12، هذه الطائرة تطير اعلى واسرع من اليو 2، اسمت لوكهيد المشروع Archangel او الملاك، يراس المشروع المهندس العبقري كلارينس "او كيلي اختصارا" جونسون، ويقوم بالتنفيذ مركز الابحاث المتطور في لوكهيد Skunk Works "او اعمال الظربان او الاعمال القذرة سبب التسمية في التعليقات" قُدم تصور اولي للطائرة "موديل A-10" وبعد التطوير صرح كيلي بان بصمتها الرادارية ستقل 90 بالمئة عن التصور الاولي، بعد حادثة جاري باور اصبح من المحتم التعجيل بتجارب النماذج الاولية للA12.
عام 1962 تمت تجارب طيران على A12 في صحراء نيفادا "المنطقة 511 المشهورة بقصص الكائنات الفضائية لابعاد هواة التصوير عن المناطق العسكرية" بدا العمل على 13 نسخة اثنان منهما "موديل YF-12" مسلح كل منهما ب3 صواريخ AIM-47 falcon الرادارية لكن الغي العمل على هذه الطائرة وتعتبر اكبر مقاتلة اعتراضية حجما في التاريخ، طائراتان اخرتان "موديل M-21" تحملان على ظهر كل واحدة طائرة تجسس غير ماهولة خارقة السرعة وحدثت حادثة الغت فكرة حمل طائرة غير ماهولة على الاوكسكارت وتحملها طائرات قاذفة للقنابل بدلا منها بسبب عيوب في الية قذف الاوكسكارت لطائرة التجسس، من ضمن الاعمال المقترحة للطائرة ان تكون قاذفة واطلق عليها الاسم B-71 لكن الغيت الفكرة، اصبحت الفكرة الاساسية ان تتخصص في اعمال التجسس وجمع المعلومات واعتراض الاتصالات.
حادثة طريفة: خلال احدى تجارب الطيران وعند هبوط الطائرة شوهدت من قبل مسافرين على متن طائرة مدنية، الذين استقبلهم مسؤلو المخابرات المركزية عند هبوطهم ومضوا على اقرار بالتكتم على ما شاهدوه، نشرت هذه القصة بعد احدى معارك الانتخابات بين الرئيس ليندون جونسون عندما استفزه احد المرشحين المنافسين ان السوفييت سبقوهم مرة ثانية في مجال التجسس "المره الاولى غزو الفضاء"، ما اضطر الاول ان ينشر حقيقة العمل على البلاكبيرد عام 1964، بعدها في عام 1968 صدر امر بانتاج 32 طائرة تجسس من نوع SR-71 بلاكبيرد "SR اختصار strategic reconnaissance تجسس استراتيجي".
عرض لبعض ميزات التصميم
الطائرة الجديدة التي نتجت من تطوير A12 oxcart ستكون سوداء واطلق عليها Blackbirdd بسبب نوع الطلاء الاسود اللذي يساهم بشكل كبير في الاشعاع الحراري من بدن الطائرة اي يساهم في تبريدها، الطائرة لها تصميم شبحي، عن طريق مزج الاجنحة بالفيوسلاج "بدن الطائرة الرئيسي ناقص الاجنحة" في قطعة واحدة، استخدم محرك برات اند ويتني J58 معدل خصيصا ليصبح مزيج رامجيت مع تربوجيت لتوفير قدرة طيران اكثر من 3 اضعاف الصوت "ساوضح فكرة عمله في المنشور القادم"، يحتاج المحرك لقمع شوكي spike يتحرك لتشكيل الموجة الصدمية، هذا القمع الشوكي يزيد البصمة الرادارية لكن يقللها اكثر مما يزيدها نتيجة لانه يخفي فتحة سحب الهواء ويخفي شكل ضاغط الهواء التربيني، استخدمت لوكهيد معدن التيتانيوم بنسبة اكثر من 80 بالمئة للحصول على المقاومة العالية، هذا المعدن يعتبر كابوس لمهندسين التصميم والتنفيذ لصعوبة تشكيله بالاضافة لشروخ ميكروسكوبية تؤثر على المنتج النهائي " يتم استعمال سبائكه الاسهل في التشكيل وتم ابتكار طرق تشكيل بالضغط للحفاظ على شكل جزيئاته "كريستالات المعدن" للحصول على مقاومة اعلى من التشكيل بالقطع او السباكة" حتى مياه التبريد عند عمليات quenching "تغطيس المعدن الساخن بسرعة في سائل لاكسابه خواص فيزيائية ومقاومة ميكانيكية للاجهادات" يجب ان تكون مقطره لانه سريع التفاعل مع الكلور والاكسدة، اكثر من 80 بالمئة من التيتانيوم كان يرفض بسبب الشوائب، يقال ان المخابرات الامريكية قامت بانشاء شركات وهمية لشراء التيتانيوم من الاتحاد السوفييتي بكميات كبيرة لدرء الشبهات!
القطع المُشكِلة للفيوسلاج كانت تركب بينها وبين بعضها مسافات عند الطيران بسرعة تسخن هذه القطع وتتمدد بمقدرا محسوب وتتصل "مثل فكرة مسافات قضبان السكة الحديدة" لدرجة ان خزان الوقود الخاص بها كان يسرب الوقود قبل طيران الطائرة، في الواقع الطائرة كان يمكن ان تزيد سرعتها عن ذلك لكن اقصى حد لحرارة هواء الدخول في المحرك هي 400 درجة سيليزية عند 3.2 ماخ "لا تزال السرعة القصوة لها سرية حتى الان"، الوقود مصنع خصيصا لاستخدامه في هذه الطائرة فقط، نقطة وميضة عالية "نقطة الوميض flashpoint اقل درجة حرارة يشتعل عندها بخار الوقود" يسمى الوقود الخاص JP-7، يمرر الوقود في قنوات على جوانب الفيوسلاج لتبريد الطائرة قبل اشعاله "ويقال انه يستخدم ايضا في تبريد قمرة القياده التي قد تصل حرارتها فوق 100 درجة" تزداد كفائة الوقود كلما ارتفعت حرارته قبل الاشعال، لاشعاله تستخدم مادة ثلاثي اثيل البوران التي تشتعل بمجرد التعرض للهواء، تستخدم حرارتها لاشعال الوقود، الوقود يحمل مركب يحوي عنصر السيزيوم لتقليل البصمة الرادارية الناتجة عن العادم exhaust bloom ولكن تقل بدرجة قليلة، كانت ابحاث التخفي من الرادار لازلت في بدايتها استخدموا تكتيك الالمان في الحرب العالمية الثانية "طائرة هورتون 229" في محاولة لصنع مواد مركبة لاجزاء من الelevon "هذا الجناح ابتكره الالمان في الهورتون لالغاء عمل الذيل الرأسي لتقليل البصمة الرادارية عن طريق جناح يمزج في وظيفته بين الذيل الراسي والaileron يعني vertical elevator+aileron=elevon" حاولوا صناعة مركبات مبنية على البلاستيك تمتص اشعة الرادار وبداخلها هياكل سداسية "على شكل خلية نحل" تشتت اشعة الرادار و لها القدرة على تحمل حرارة اكثر من 300 درجة سيليزية واستخدامها في اسطح التوجيه كما انها تزيد من تحمل الجناح، وتكنيك طلاء الطائرة بمركب يحوي كرات حديدية "مادة RAM او radar absorbent material" وظيفة الطلاء تشتيت المجال المغناطيسي لموجة الرادار "موجة الرادار كهرومغناطيسية عبارة عن موجة كهربية مع موجة مغناطيسية في اتجاه متعامد لها نفس الطور" عند تاثر جزيئات الحديد في الطلاء بالمجال المغناطيسي تتجاذب وتتنافر فيما بينها تحول المجال المغناطيسي لطاقة حركة، لتشتيت المجال الكهربي اقترحوا وضع كابلات على البدن لكن غير مناسبة ايروديناميكيا فالغيت الفكرة، اثبت علماء الرادار ان اكثر شكل يشتت اشعة الرادار هو الكره فقاموا بجعل الفيوسلاج اسطواني، وعمل leading edges او حواف على طول الفيوسلاج تتصل بالاجنحة "لان الطائرة اصلا كانت ستصمم بكنارد والغيت الفكرة وكانت الحواف مناسبة" استفادوا في ذلك من مشروع GUSTO من الطائرة المنافسة kingfish وبالذات من التصميم الاساسي convair FISH واللذي احتوى على حواف مماثلة، هذه الحواف تشكل تيارات دوامية حادة تولد قوى رفع تحسن من الطيران، تزيد هذه التيارات مع زيادة زاوية الهجوم ما يقلل من ظاهرة التوقف stall عند زوايا هجوم عالية، تقنيات التخفي ساهمت في تقليل البصمة الى 10 متر مربع لطائرة بهذا الحجم تعتبر شبحية "المقطع الراداري متغير للطائرة وعندما يكون 10 متر مربع اي في اسوأ الزوايا التي تعطي اعلى مقطع راداري"، اضافة لذلك تحمل الطائرة معدات تشويش على الرادار بارسال فيض كهرومغناطيسي "يسميها مهندسو الاتصالات ضوضاء noise" يعمي الرادار ويشوش عليه الى حد ما.
زجاج قمرة القيادة من الكوارتز ويتم تشكيله ومزجه مع بدن التيتانيوم بالموجات فوق الصوتيه "تقريبا يوضع اللوح على مجسم القمرة ويتم تسليط الموجات الفوق صوتيه وتشكله"، يتحمل حرارة تزيد عن 300 درجة سيليزية، عند الهبوط تكون حرارة الطائرة عالية جدا وفي بعض الموديلات توجد خطوط حمراء على سطح الطائرة من منتصفها لنهايتها لان هذا السطح رقيق وغير مدعم بهياكل من اسفله هذه الخطوط لمنع عمال الصيانه من اتلاف السطح باقدامهم "كما تفعل في ظرف الجواب تضع خط احمر على مكان الفتح لمنع الاشخاص من فتحه"، عجلات الطائرة مطعمة ببودرة المونيوم ومحاطة داخليا باسلاك معدنية لزيادة مقاومتها وتملىء بالنيتروجين لايتفاعل سريعا مثل الهواء العادي مع مواد الاطار ولا يتمدد بمعدل كبير، لان الطائرة عند الهبوط تكون بسرعة 170 عقدة حوالي 340 كم في الساعة وتحتاج لمظلات drogue shoot لايقافها.
نظام الملاحة
الطائرة في الجو مثل السفينة في البحر، بسبب عدم وجود تضاريس محددة مثل الملاحة البرية تحتاج الى طرق خاصة للملاحة قبل ظهور الجي بي اس والملاحة بالاقمار الصناعية،حتى اقمار التجسس كانت لاتزال في بداياتها، كيف يمكن للطيار على هذه السرعة العالية معرفة وجهته، نفس اسلوب السفن في استعمال النجوم في الملاحة استعمل هذا الاسلوب في الطائر الاسود، لكن النظام يجب ان يكون الي كي يُدمج مع الطيار الالي، يسمى النظام ANS اختصار astro inertial navigation او نظام ملاحة بالقصور الذاتي بمساعدة ضوء النجوم، طور هذا النظام من قبل شركة نورثروب جرومن لاستعماله في صاروخ snark موديل 1962 وهو صاروخ حوام عابر للقارات، صمم نظام معدل لاستعماله في صاروخ سكاي بولت وهو حوام ايضا يطلق من طائرات وهو عابر للقارات ولم ير النور، معروف ان انظمة ملاحة الصواريخ الحوامة مرشح ممتاز لاستعماله كنظام ملاحة طائرات، استعمل نظام سكاي بولت المعدل، طريقة عمل النظام كما نعلم نظام الملاحة بالقصور الذاتي يعتمد على منظومتي حساسات، ثلاث جيروسكوبات على المحاور الثلاثة في الفضاء وثلاث حساسات تسارع تثبت بنفس الطريقة، الجيروسكوب يقيس المسافة الزاوية "للطائرة يحدد مدى pitch-roll-yaw الحادث" حساس التسارع يتم تكامل قيمته مرتين فيعطي المسافة التي قطعتها الطائرة في الثلاث محاور، اذا تم معرفة في كل محور المسافة الطولية التي قطعتها الطائرة والمسافة الزاوية، يمكن معرفة موقع الطائرة في هذه اللحظة او attitude، يتم القياس النسبي لموقع الطائرة اللحظي وكل لحظة بالنسبة لموقع الاطلاق، مشكلة النظام في عدم دقته، بسبب نوعين من الاخطاء التراكمية التي تحدث، خطأ التكامل لحساس التسارع وطريقة حسابة لموقعه من الموقع السابق، يعني هو يحسب موقعه بالنسبة لموقع بداية الاقلاع "يعني سارت الطائرة الان مسافة 201 متر في اتجاه اكس من مسافة الاطلاق" يمكن تقليل الخطأ الاول، لكن يفضل الغاء الخطا الثاني تماما الناتج عن حساب الموقع من مكان الاقلاع الابتدائي ويتم الغاء هذا الخطأ عن طريق استعمال الملاحة بالنجوم، يعني يتم حساب الموقع اللحظي بالنسبة لموقع النجوم، تسمى الملاحة الفلكية "النظام المساعد للقصور الذاتي assisting navigation" تقوم كاميرا دقيقة مركبة خلف قمرة القيادة "تسمى blue light بسبب تغطيتها من الخارج بزجاج كوارتز مائل للزرقة" تقوم برصد مجموعة من النجوم، هذه النجوم مسجلة ضمن تقويم فلكي يتم تحديثه مع الوقت والتطوير وتخزين التقويم في كمبيوتر الملاحة النجمي، عدد النجوم بدأ ب56 ووصل الى 61 نجم مميز، يعني نظام الملاحة ينظر الى خريطة نجوم في حالة اختفى بعضها خلال رحلة الطيران، قبل الاقلاع يتم ضبط الكاميرا للاقفال وتتبع عدد معين من النجوم "تقريبا فكرة المعالجة والتحكم مشابهة لاقفال كاميرا القنابل الموجهة تلفزيونيا على هدف"، نظام الملاحة بعد ان يتم تغذيته بخط الرحلة سيقوم اليا بالتحكم في مسار الطائرة والارتفاع ما على الطيار الا التصحيح او التدخل البسيط، من دون هذا النظام لن يتمكن الطيار من معرفة مكانه في الفضاء ووفقا لشهادات الطيارين كان النظام دقيقا للغاية، حتى بالنسبة لهذا الوقت قبل ظهور انظمة تحكم متطورة او اتصال معقدة.
معدات التجسس على الطائرة
النسخة الاولية A122 او الملاك كان يقودها طيار وخلف قمرة القيادة تقع عدة كاميرات بعدسات شيئية كبيرة الى حد ما ومع النسخة SR-71 خلف الطيار يجلس ضابط انظمة الاستطلاع "يسمى RSO اختصار reconnaissance systems officer" يجلس في قمرة مخصصة له ادى ذلك الى استعمال كاميرات تصوير بقدرات اقل واصغر من الاولى لم تكن هذه مشكلة مع التطور السريع في انظمة التصوير، لكن الكاميرات الدقيقة لم تكن كل ما تحمله الطائرة.
كاميرا التصوير الضوئية: اول نوع من الكاميرات ذات البعد البؤري الطويل من نوع Itek KA-80 تسمى هذه النوعية optical bar camera نفس التي استخدمت في مشروع ابوللو لتصوير خريطة دقيقة لسطح القمر، وفي اقمار التجسس في ذلك الوقت، هذا النوع يوفر صورة بشكل عام فوق الهدف، يمكن ان تلتقط صورة بعرض افق-افق على طول خط الطيران، لتصوير منطقة بشكل خاص ودقة اعلى يستخدم نوع ثاني.
النوع الثاني: يسمى technical objective cameraa لا تلتقط صورة بحجم كبير، اقصى مساحة بزاوية 45 درجة يمينا ويسار مركز الكاميرا الاولى، في البداية لم تكن هذه الكاميرا كما ذكرت بدقة الموجودة على ِA12 لكن تطورت سريعا.
معدات التصوير والاستشعار الكهرومغناطيسي:
اول كاميرا للتصوير بالرؤية الرادارية، يستعمل رادار من نوع SLARR باختصار هو رادار يقوم بالتصوير من اسفل الطائرة وحتى زاوية تصل الى الافق والى خط التماس مع منحنى الارض، تبعث اشعة رادار تصطدم بالارض وترتد على معدات استشعار وظيفتها رسم خريطة طبوغرافية للارض، تعطي صور في غاية الوضوح بغض النظر عن حالة الطقس او الوقت، الكاميرا من صناعة شركة goodyear aerospace.
ثاني كاميرا للاستطلاع الكهرومغناطيسي او EMR "اختصار electromagnetic reconnaissance" تسمى هذه النوعية من الكاميرات في طائرات التجسس ELINT "اختصار electronic intelligence" هي ليست كاميرات بقدر ما هي معدات استشعار وحساسات لالتقاط الانبعاثات الكهرومغناطيسية، يتم تعييرها وضبطها بحيث لا تلتقط اشارات الاتصال في ارض المعركة هي تستشعر النبضات الكهرومغناطيسية من رادارات الطائرات على الارض، من رادارات انظمة الدفاع الجوي، صواريخ سام،السفن والقطع البحرية العسكرية، معدات التشويش والاعاقة وغيرها، بعد ان تصل الطائرة على الارض يتم فحص الانبعاثات المسجلة ومقارنتها بقاعدة بيانات مسجل بها نوع وحجم الانبعاثات لمعرفة حجم ونوع قوات العدو.
كاميرا حرارية دقيقة صناعة شركة HRB singerr "المملوكة حاليا من قبل رايثيون" تستعمل للاستطلاع ايضا لمعرفة نشاط القوات ومدى التعبئة وتحرك القطع العسكرية، تعمل طوال الرحلة، كاي كاميرا حرارية، تعتبر تكنولوجيا حديثة في ذلك الوقت يقال ان دقتها كانت مقبولة جدا لا تتوافر الكثير من المعلومات عن معدات التجسس في هذه الطائرة حتى الان.
معدات التشويش والاعاقة
تحمل الطائرة عددا من معدات التشويش مصنعة من قبل عدة شركات متخصصة في صناعة ُECMM، سبب العدد الكبير هو انه لا يتم تحميل الطائرة بكل هذه الانظمة مرة واحدة لكن حسب طبيعة المنطقة المراد تصويرها وتردد الرادارات المتوقع يتم استخدام نوع محدد في كل رحلة، الطائرة اصلا لم يستطع اي صاروخ ان يقترب منها في ذلك الوقت، في احد الرحلات قام الرادار المعادي بتتبع الطائرة "مثل ما حدث في حرب اكتوبر على الجبهة المصرية" قام ضابط الاستطلاع بتشغيل انظمة التشويش، ببساطة هي ترسل فيض من الاشعة الكهرومغناطيسية تعمي لفترة رادارات سام، تقريبا قام المصريون بتعديل الترددات على الرادار وتمكنوا من الاقفال عليها واطلاق عدة صواريخ، ما كان من ضابط الاستطلاع الا ان قام بما تدرب عليه اغلاق اجهزة التشويش في حالة استخدم العدو اشارته للاقفال عليه، ما على الطيار الا ان يكمل رحلته بنفس سرعته كان شيئا لم يحدث!
سمي مشروع الطائرة في البداية Oxcart اي العربة التي يجرها الثور، في البوست القادم اتكلم عن الثور الذي يجر هذه الطائرة، اي محركا برات اند ويتني J58 المصنعان بتعديل خصيصا وحصرا لهذه الطائرة.
شرح للمحركات
منقول
عباس بن فرناس
