مشاريع الطائرات الغاطسة الأمريكية

[TNTDZ]

أحد بدائل طائرة الغواصة من NSWC Carderock


لعقود عديدة ، ظهرت بانتظام العديد من المشاريع والمفاهيم الخاصة بالطائرات الغاطسة - وهي أجهزة قادرة على أداء رحلات الطيران الهوائية وغوص السكوبا بالتناوب. بسبب القيود والصعوبات الموضوعية ، لم يصل أي مشروع من هذا النوع إلى التطبيق العملي. ومع ذلك ، يستمر البحث في هذا المجال ، ويظل الدور الرائد فيها مع الولايات المتحدة. تبدي قواتهم البحرية اهتمامًا كبيرًا بمعدات من فئة غير عادية.

صعوبات موضوعية​

يواجه أي مشروع للطائرات المغمورة عددًا من الصعوبات الموضوعية. يؤدي الجمع بين وظيفتين مختلفتين جوهريًا دائمًا إلى تعقيد التصميم ، حتى فقدان القدرة على إحداهما. تظهر مضاعفات مماثلة في سياق الطائرات الشراعية ، ونظام الدفع ، وحجز البضائع ، وما إلى ذلك.

في نهاية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، أجرى قسم كارديروك التابع للبحرية الأمريكية في مركز الحرب السطحية البحرية التابع للبحرية الأمريكية عملًا بحثيًا آخر حول موضوع طائرات الغواصات. لقد شكلت النطاق الدقيق للمهام والمشكلات النموذجية لمثل هذه المشاريع ، كما أنها اقترحت خيارات لحلها بناءً على التقنيات الحالية. من المهم أن يتم تأكيد هذه المقترحات في المرحلة النهائية من هذا البحث والتطوير عن طريق اختبارات نماذج المقياس.


تخطيط الجهاز من NSWC Carderock

تحتاج الطائرة الغاطسة إلى طائرة شراعية خفيفة الوزن ومتينة يمكنها الطيران في الهواء وتحمل ضغط الماء في أعماق التشغيل. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن توفر جميع الأجهزة والمقصورات اللازمة. لذلك ، تحتاج الطائرة إلى خزانات وقود ضخمة ، وتحتاج الغواصة إلى خزانات الصابورة.

تصميم المحرك هو التحدي الرئيسي. يعد الغوص الخفي والطيران في الهواء عمليتين مختلفتين اختلافًا جوهريًا لأنظمة الدفع المختلفة. نتيجة لذلك ، يجب أن يحتوي الجهاز على محركين منفصلين أو نوع من النظام المدمج.

يجب توقع الصعوبات المعروفة عند تكوين مجموعة معقدة من المعدات الموجودة على متن الطائرة. تحتاج طائرة الغواصة إلى وسائل خاصة للملاحة والاتصال ، قادرة على العمل بالتناوب في ظروف مختلفة. يجب أيضًا أن يؤخذ هذا العامل في الاعتبار عند تكوين مجموعة من الأسلحة ، ومقصورات الشحن ، وما إلى ذلك.

قارب محلق​

الأكثر إثارة للاهتمام والأكثر تطوراً بين المشاريع الحديثة هو المفهوم الذي تم تشكيله في عام 2010 من قبل المركز الأمريكي NSWC في إطار البحث المذكور. كان الغرض من هذا العمل هو تحديد إمكانية إنشاء طائرة غاطسة قادرة على الإقلاع من منصة بحرية ، والتحليق لمسافة 400 ميل في الجو وعبور 12 ميلًا بحريًا تحت الماء ، ثم هبوط السباحين القتاليين. ثم كان مطلوبًا العودة إلى المنصة. تم تحديد مدة البقاء تحت الماء على مستوى 3 أيام.


نموذج المقياس ينطلق من الماء. صورة من تقرير NSWC Carderock

تصميم "الجناح الطائر" مع جسم كبير بارز ، واجتياح الحافة الأمامية والمحركات على الأسطح العلوية والسفلية تعتبر مثالية. تم تخصيص الجناح للخزانات والصهاريج لأغراض مختلفة. تضمن نظام الدفع زوجًا من المحركات المروحية للطائرة ودفة بمحرك كهربائي للإبحار. داخل جسم الطائرة والجناح ، كان من الممكن وضع قمرة القيادة لاثنين من أفراد الطاقم ومقصورة منفصلة لستة مظليين. تم تقديم هيكل تزلج خاص للإقلاع والهبوط.

عملت NSWC Carderock على نسختين من طائرة الغواصة. الأكبر كان له جناحيها تقريبا. 33 م بطول تقريبي. 10 م ، وبلغت كتلته المحسوبة 17.7 طنًا ، وتم تحديد سرعة الانطلاق بـ 200 ميل في الساعة في الهواء و 6 عقدة تحت الماء. يجب أن تكون المعلمات الأخرى متسقة مع المهمة الأصلية.

تم بناء العديد من النماذج الأولية وفقًا لهذه الأفكار. بمساعدتهم ، قاموا بعمل رحلة في الهواء وأنماط الإقلاع والهبوط. كما تم التحقيق في خصوصيات الغوص والعمل في الأعماق الضحلة. كانت أكبر الصعوبات ، لأسباب واضحة ، ناجمة عن قضايا الانتقال من بيئة إلى أخرى. ومع ذلك ، كان من الممكن العثور على أفضل الخيارات للمكونات والتجمعات ، وكذلك لتشكيل أكثر الطرق ملاءمة لأداء العمليات المختلفة.


فليمر في الرحلة. الصورة بواسطة NRL

بناءً على نتائج هذا العمل البحثي ، ذكرت NSWC Carderock الإمكانية الأساسية لإنشاء طائرة غاطسة لنقل البضائع على أساس التقنيات المتاحة. ومع ذلك ، بقدر ما هو معروف ، لم يتم تطوير هذا العمل البحثي ، ولم يتم استخدام المظهر المقترح في مشاريع حقيقية. ومع ذلك ، تنتشر الشائعات في الخارج حول احتمال إطلاق أعمال التصميم التجريبية ، والتي لا تزال سرية حتى الآن.

طائرة شراعية البحر​

في منتصف العشرينيات ، أظهر مكتب الأبحاث البحرية (ONR) ومختبر الأبحاث البحرية (NRL) إصدارات جديدة من طائرات الغواصات ، والتي تم تكييفها مع مهام محددة. تم اقتراح هذه المنتجات لاستخدامها في تعزيز الدفاع ضد الغواصات.

جاء أولاً Flimmer (المكون من Flyer and Swimmer) من NLR. لقد كان جهازًا عديم الذيل به جسم متطور على شكل مغزل وجناح قوي مائل مع عارضة على الأطراف. في الذيل كان هناك مروحة دافعة. في وقت لاحق ، ظهر منتج Flying Sea Glider بتصميم ديناميكي هوائي عادي بجناح مستقيم وذيل كامل. كان هذا الجهاز مخصصًا للطيران الشراعي ولم يكن به محرك.

تضمن مفهوم Flimmer / Flying Sea Glider استخدام طائرة بدون طيار كسلاح مضاد للغواصات. مثل هذا المنتج يجب أن يسقطه الناقل ويطير فوق البحر بحثًا عن هدف تحت الماء. بعد العثور عليها ، يجب أن تتناثر الطائرة بدون طيار وتذهب تحت الماء. ثم صوب على غواصة العدو وضربها برأسه الحربي. كان Flimmer من الإصدار الأول قادرًا على الطيران والإبحار بمفرده. كان من المفترض أن تعمل طائرة Flying Sea Glider على مبدأ وجود طائرة شراعية تحت الماء وتتحرك تحت الماء فقط بسبب الطاقة المتراكمة.


نسخة مبكرة من طائرة شراعية البحر الطائر. الصورة التنفيذية للحكومة الأمريكية

في 2015-18. تم اختبار نوعين مختلفين من الطائرات بدون طيار وتأكيد قدرتها على حل المهام المعينة. وتجدر الإشارة إلى أن المفهوم المقترح للطائرات بدون طيار المضادة للغواصات قد سهل بشكل كبير تطوير المشروع. مطلوب منتجين من ONR و NRL للطيران "في اتجاه واحد". لا يتم توفير الخروج من الماء والإقلاع.

دورة التبسيط​

في عام 2018 ، نشر متخصصون من جامعة نورث كارولينا معلومات عن أبحاثهم وتطويرهم حول موضوع الغواصة غير المأهولة ، بتكليف من DARPA. اجتاز جهاز تصميم الطائرة ، "المستوحى من الطيور البحرية" ، الاختبارات اللازمة وأظهر بنجاح القدرة على العمل في بيئتين والانتقال بينهما.

تم بناء هذا الجهاز وفقًا للتصميم الديناميكي الهوائي العادي مع امتداد جناح مستقيم يبلغ 1.42 مترًا ، ويبلغ طول المنتج 1.32 مترًا ، وتم وضع محرك كهربائي مزود بمروحة في مقدمة جسم الطائرة على شكل مغزل للطيران. تم إعطاء الحجم المركزي للبطاريات وأجهزة التحكم. في ذيل جسم الطائرة ، أمام الحزمة الأنبوبية ، كان هناك محرك للحركة تحت الماء. باستخدام عمود طويل ، قام بتدوير المروحة المركبة داخل وحدة الذيل.

تم الهبوط على الماء بزاوية هجوم عالية لتقليل قوة التأثير. بعد ذلك ، باستخدام أسطح التوجيه القياسية ، يمكن للطائرة بدون طيار أن تغرق. بدأ إجراء الإقلاع على عمق معين. اتخذ الجهاز وضعًا رأسيًا وبدأ في الصعود بسبب محرك المروحة. رفعت الطائرة بدون طيار أنفها فوق السطح وشغلت محرك الطيران.

طائرة بدون طيار مستوحاة من الطيور البحرية تقلع من الماء. صورة لجامعة نورث كارولينا

في مشروع جامعة نورث كارولينا و DARPA ، تم تنفيذ مخطط بسيط إلى حد ما لطائرة غواصة ، يوضح القدرات اللازمة. ومع ذلك ، لا يوجد شيء معروف عن تطور هذه الأفكار. ربما ، يمكن لمثل هذه البنية أن تظهر أداءً عاليًا فقط على نطاق صغير. سيكون إنشاء طائرة بالحجم الكامل من هذا النوع أمرًا صعبًا للغاية ومن غير المرجح أن يوفر جميع القدرات المطلوبة.

مستقبل غير واضح​

وبالتالي ، لا يفقد البنتاغون وهياكله المختلفة الاهتمام بالطائرات الغاطسة ويطلق من وقت لآخر تطوير عينات جديدة من هذا النوع. ومع ذلك ، فإن نتائج هذه البرامج لا تزال متواضعة إلى حد ما. تم تطوير واختبار العديد من مفاهيم مثل هذه الطائرات مع بعض الميزات والمزايا في الممارسة العملية ، لكن الأمور لا تمضي إلى أبعد من ذلك. لم يتطور أي من المشاريع البحثية إلى مشروع كامل مع احتياطي للتطبيق العملي في المستقبل.

يمكن اعتبار السبب الرئيسي لذلك نسبة محددة من التكاليف والفوائد المحتملة. لا يزال التطوير الشامل لطائرات الغواصات ، على الرغم من الاحتمال الأساسي ، غير مفيد. في الوقت نفسه ، يولون اهتمامًا كافيًا للبحث في هذا المجال والبحث عن حلول واعدة. بالإضافة إلى ذلك ، لا يزال المكان المحتمل للتصاميم غير العادية في سلاح الجو أو البحرية غير مؤكد. كما أن مزاياها مقارنة بالوسائل والأنظمة الأخرى ذات المظهر التقليدي مشكوك فيها.

وهكذا ، في الماضي والحاضر ، كانت النتيجة الرئيسية لجميع المشاريع الجديدة في مجال الطائرات الغاطسة هي الخبرة العلمية والتصميمية والعملية. يعتمد ما إذا كان سيتم استخدامه في مشاريع حقيقية على العميل المحتمل. حتى الآن ، مع كل الاهتمام بالتقنيات الواعدة ، تفضل البحرية والقوات الجوية الأمريكية التعامل مع الحلول التقليدية