ماجرای پمپ بنزین‌های سیار در آسمان / چرا سوخت‌گیری هوایی خطرناک است؟

حداکثر وزن برخاستن هر هواپیما، کاملاً مشخص است و شامل مجموع وزن بدنه، سوخت، مهمات و خدمه می‌شود. در خیلی از سناریوهای عملیاتی، اگر هواپیما بخواهد با حداکثر ظرفیت تسلیحاتی‌اش (مثل بمب‌های سنگین یا موشک‌های متعدد) از زمین بلند شود، مجبور خواهد بود تا از حجم سوختش بکاهد تا وزن کل از حد مجاز بالاتر نرود و اینجاست که نیاز به سوخت گیری هوایی مشخص می‌شود.

کد خبر: ۲۱۳۱۹۳۶

۲۷ فروردين ۱۴۰۵

به گزارش اقتصاد آنلاین به نقل از خبرآنلاین، توانایی انتقال سوخت در حین پرواز، تفاوت‌های حیرت‌انگیزی را رقم می‌زند.

چرا هواپیماها در آسمان سوخت‌گیری می‌کنند؟

داستان سوخت‌رسانی هوایی بر پایه حل یک تضاد مهندسی قدیمی بنا شده: تضاد بین «وزن برخاستن» و «برد عملیاتی».

حداکثر وزن برخاستن هر هواپیما، کاملاً مشخص است و شامل مجموع وزن بدنه، سوخت، مهمات و خدمه می‌شود. در خیلی از سناریوهای عملیاتی، اگر هواپیما بخواهد با حداکثر ظرفیت تسلیحاتی‌اش (مثل بمب‌های سنگین یا موشک‌های متعدد) از زمین بلند شود، مجبور خواهد بود تا از حجم سوختش بکاهد تا وزن کل از حد مجاز بالاتر نرود.

به همین خاطر سوخت‌رسانی هوایی این امکان را فراهم می‌کند تا هواپیما با مهمات کامل و سوخت کمی از زمین بلند شده و در ارتفاع بالا، مخازن سوختش را پر کند.

روش‌های متفاوت سوخت‌گیری در آسمان

در حال حاضر دو روش استاندارد جهانی برای انتقال سوخت وجود دارد که هرکدام فلسفه عملیاتی خاصی را دنبال می‌کند.

سیستم بوم پرنده

این سیستم، شامل یک لوله تلسکوپی صلب در انتهای تانکر (هواپیمای سوخت‌رسان) می‌شود. این لوله دارای بالک‌های کوچکی به نام «رادرواتور» (Ruddervators) است که به اپراتور اجازه می‌دهد تا بوم را در جریان باد هدایت کند.

در این سیستم نرخ انتقال سوخت بالا و بین ۲۸۰۰ تا ۴۵۰۰ لیتر در هر دقیقه است؛ کنترل‌کننده اصلی عملیات، اپراتور تانکر خواهد بود و تنها یک هواپیما درآن‌واحد قادر به سوخت‌گیری است. به دلیل صلبیت، امکان سوخت‌گیری برای هلیکوپتر وجود ندارد و هزینه و پیچیدگی این روش سوخت‌گیری بسیار بالاست.

مزیت اصلی سیستم بوم پرنده، نرخ انتقال خیره‌کننده‌اش است که برای بمب‌افکن‌های غول‌پیکر و هواپیماهای ترابری که نیاز به چندین تن سوخت دارند، حیاتی است؛ اما عیب اصلی اینجاست که تانکر سوخت‌رسان در هر نوبت فقط می‌تواند به یک فروند هواپیما سوخت بدهد.

در این سیستم، اپراتور در انتهای هواپیمای سوخت‌رسان مستقر است و مثلاً در هواپیمای KC−۱۳۵، اپراتور به‌صورت دمر در یک بخش کپسول مانند دراز کشیده یا نشسته و از طریق یک پنجره کوچک، عملیات را تماشا می‌کند؛ اما در تانکرهای مدرنی مثل A۳۳۰ MRTT، اپراتور در کابین جلو می‌نشیند و با دوربین‌های سه‌بعدی و نمایشگرهای فوق پیشرفته، عملیات را با دسته‌های کنترلی (مثل بازی‌های کامپیوتری اما با حساسیت واقعی) هدایت می‌کند.

سیستم پروب و دروگ (Probe-and-Drogue)

در این روش، تانکر سوخت‌رسان، شلنگ منعطفی را رها می‌کند که در انتهای آن یک قطعه چتر مانند به نام «دروگ» یا سبد قرار دارد. هواپیمای گیرنده میله‌ای به نام «پروب» دارد که خلبان باید با دقت آن را به داخل سبد هدایت کند. این سیستم به دلیل سادگی، توسط نیروی دریایی آمریکا، کشورهای اروپایی، روسیه و چین استفاده می‌شود.

بدین ترتیب تانکرهای سوخت‌رسان قادر خواهند بود تا با نصب پادهای سوخت‌رسانی روی نوک بال‌ها، هم‌زمان به چند جنگنده سوخت‌رسانی کنند.

در این سیستم نرخ انتقال سوخت کمتر از سیستم بوم و به‌طور متوسط ۱۵۰۰ لیتر در هر دقیقه است؛ کنترل‌کننده اصلی عملیات، خلبان هواپیمای گیرنده خواهد بود و تا سه هواپیما به‌طور هم‌زمان قادر به سوخت‌گیری هستند. درعین‌حال این روش، تنها روش ممکن برای سوخت‌گیری هلیکوپترهاست و هزینه و پیچیدگی این روش نسبتاً پایین و قابل‌نصب به‌صورت پاد است.

ناوگان تانکرها؛ پمپ‌بنزین‌های سیار

هواپیماهای سوخت‌رسان معمولاً همان هواپیماهای مسافربری پهن‌پیکر یا ترابری نظامی هستند که با تغییر کاربری، مورداستفاده قرار می‌گیرند تا بیشترین فضای ممکن را برای مخازن سوخت داشته باشند. از سوی دیگر ظرفیت سوخت یک تانکر سوخت‌رسان تعیین می‌کند که چه تعداد جنگنده می‌توانند از آن تغذیه کنند. به‌طور متوسط، یک جنگنده مدرن مثل F۱۶ در هر نوبت به حدود ۳ تا ۵ تن سوخت نیاز دارد.

تانکری که قادر است تا بیشترین میزان سوخت را حمل کند، KC-۱۰ Extender است که قادر به حمل ۱۶۰.۲ تن سوخت است. این تانکر می‌تواند یک گردان کامل از جنگنده‌ها را در یک مأموریت طولانی پشتیبانی کند.

بعد از آن نام Airbus A۳۳۰ MRTT دیده می‌شود که می‌تواند تا ۱۱۱ تن سوخت را حمل کند. در رده سوم نام KC-۴۶A Pegasus دیده می‌شود که به سیستم‌های دفاعی پیشرفته مجهز است و می‌تواند تا ۹۶.۳ تن سوخت را حمل کند.

ستون فقرات ناوگان تانکر آمریکا، KC-۱۳۵ Stratotanker است که قادر به حمل ۹۰.۷ سوخت است که با وجود قدمت، به دلیل ارتقاهای مکرر همچنان پرکاربردترین تانکر جهان است و تانکر روسی Ilyushin Il-۷۸ با قابلیت سوخت‌رسانی هم‌زمان به ۳ فروند، می‌تواند ۸۵.۷ تن سوخت حمل کند.

رقص میلی‌متری در ارتفاع بالا

خیلی از ما با دیدن تصاویر سوخت‌گیری هوایی تصور می‌کنیم که هواپیماها تقریباً به هم چسبیده‌اند. این تصور آن‌قدرها هم دور از واقعیت نیست. در حین عملیات سوخت‌گیری گاهی فاصله بدنه دو هواپیما به کمتر از ۱۵ متر می‌رسد؛ اما این تنظیم فاصله چطور انجام می‌شود و خلبانان چطور مانع از برخورد و وقوع سوانح هوایی در هنگام سوخت‌گیری می‌شوند؟

برای حفظ این فاصله در شرایطی که هر دو هواپیما با سرعتی در حدود ۸۰۰ کیلومتر بر ساعت درحرکتند، از سیستم‌های راهنمای بصری و راداری استفاده می‌شود. در زیر تانکر سوخت‌رسان، ردیفی از چراغ‌ها به نام «چراغ‌های راهنمای خلبان» (PDL) قرار دارد.

چراغ‌های عمودی: به خلبان هواپیمای گیرنده سوخت نشان می‌دهد که آیا بیش‌ازحد بالا یا پایین است.

چراغ‌های افقی: موقعیت جلو یا عقب بودن نسبت به تانکر را نشان می‌دهند.

خلبان هواپیمایی که در حال سوخت‌گیری است، باید با تمرکز مطلق، هواپیما را در یک "محدوده سوخت‌رسانی" ثابت نگه دارد. چرا که هرگونه تکان ناگهانی ناشی از تلاطم هوایی می‌تواند منجر به برخورد صاعقه آسا و نابودی هر دو پرنده شود.

چالش‌های فیزیکی: وقتی هوا علیه شماست

سوخت‌رسانی هوایی فقط یک چالش مکانیکی نیست، بلکه یک نبرد تمام‌عیار با قوانین آئرودینامیک فیزیک نیز هست که باید بر تک‌تک آن‌ها غلبه کرد.

اثر موج کمان

وقتی هواپیمای بزرگی مثل بمب‌افکن B−۵۲ یا C−۱۷ به پشت تانکر هواپیمای سوخت‌رسان نزدیک می‌شود، حجم عظیم هوای جلوی آن (موج کمان) ممکن است به بخش دنباله تانکر فشار آورده و باعث متمایل شدن دماغه تانکر به پایین شود.

درنتیجه خلبان تانکر سوخت‌رسان باید دائماً این تغییرات را پیش‌بینی و خنثی کند تا پایداری سکوی سوخت‌رسانی حفظ شود.

تلاطم بیدار

هر تانکر غول‌پیکر هم در پشت سر خودش جریان‌های چرخشی شدیدی تولید می‌کند. هواپیمای گیرنده باید دقیقاً در نقطه‌ای پرواز کند که از این گرداب‌ها در امان باشد. ورود ناگهانی به تلاطم بیدار می‌تواند باعث غلت خوردن ناگهانی جنگنده شود که در فواصل کم، فاجعه‌بار خواهد بود.

آینده سوخت‌رسانی هوایی با پهپادها و هوش مصنوعی

صنعت هوانوردی به سمتی پیش می‌رود که تدریجاً ریسک انسانی در این عملیات به حداقل ممکن رسیده و درنهایت حذف شود. در این میان، متخصصان این صنعت به سراغ راهکارهای متعددی رفته‌اند که برخی از آن‌ها عبارت‌اند از:

سیستم‌های خودکار (A۳R)

ایرباس اولین شرکتی است که توانسته برای سیستم سوخت‌رسانی هوایی کاملاً خودکار در روز روشن بر روی هواپیمای A۳۳۰ MRTT تأییدیه بگیرد. در این سیستم، اپراتور فقط نقش ناظر را دارد و هوش مصنوعی با پردازش تصویر، بوم را با دقت سانتی‌متری به محل اتصال هدایت می‌کند.

این فناوری حجم کاری خدمه را کاهش داده و ایمنی را در شرایط خستگی مفرط خلبانان افزایش می‌دهد.

پهپاد تانکر MQ-۲۵

نیروی دریایی آمریکا درحال‌توسعه پهپاد MQ−۲۵ است. این پرنده بدون سرنشین از روی ناوهای هواپیمابر برخاسته و به جنگنده‌ها سوخت‌رسانی می‌کند.بدین ترتیب جنگنده‌های سرنشین‌دار که قبلاً نقش تانکر را ایفا می‌کردند، آزاد شده و برای مأموریت‌های رزمی مورداستفاده قرار خواهند گرفت.