جدیدترین پرنده بدون سرنشین سپاه چه ویژگی‌هایی دارد؟/ جهش چند پله‌ای با «پهپاد غزه»

گروه دفاعی خبرگزاری تسنیم– روز ۳۱ اردیبهشت ۱۴۰۰ و در آستانه سالروز آزادسازی خرمشهر در دوران دفاع مقدس سه دستاورد مهم توسط نیروی هوافضای سپاه رونمایی شد: رادار قدس، سامانه پدافند هوایی موشکی ۹ دی و پهپاد فوق سنگین و پهن پیکر غزه که به نظر می‌رسد همان پهپاد شاهد۱۴۹ باشد.

برای اولین بار محمد طاهری خبرنگار دفاعی تسنیم در اسفند ۱۳۹۸ از وجود پهپادی به نام شاهد-۱۴۹ که بزرگتر از پهپادهای موجود تا آن زمان بوده و به موتور توربوپراپ مجهز است خبر داد. بعدتر در مصاحبه فرمانده یگان پهپادی نیروی زمینی سپاه با تسنیم به این پهپاد اشاره شد و گمانه‌زنی‌هایی از نزدیک بودن رده عملیاتی این پهپاد به MQ-9 ریپر ساخت آمریکا صورت گرفت.

در سال‌های گذشته نیز سردار سلامی به طور ضمنی از وجود پهپادی با برد ۳۰۰۰ کیلومتر خبر داده بود که برخی آن را به نمونه‌ای غیر از شاهد-۱۲۹ یا نمونه ای با اصلاحات زیاد از آن نسبت می دادند. امروز می توان گفت که پهپاد غزه به احتمال زیاد همان پهپاد مدنظر فرمانده کل سپاه بوده است.

پهپاد فوق سنگین و پهن پیکر غزه

در رونمایی از این پهپاد که مقارن با پیروزی انتفاضه جدید فلسطینیان بود نام غزه برای این پهپاد جدید عنوان شد تا یادگاری از پیروزی مقاومت بر دشمن باشد. این پهپاد تراز صنعتی و عملیاتی کشور را در عرصه پهپادی با چند پله صعود به مرز پهپادهایی با مداومت و ارتفاع پروازی بالا یا HALE و قطعاً بالاتر از پهپادهای ارتفاع متوسط و مداومت زیاد یا MALE ارتقاء داد.

به این ترتیب نیروهای مسلح ایران به مفهوم سکوی هواپایه ارتفاع بالا نیز تا حدودی نزدیک شده‌اند که از ترکیب یک وسیله با مداومت و سقف پروازی بالا و حسگرهایی با برد بلند پدید می‌آید.

مشابه همین اتفاق در سال ۱۳۹۱ و رونمایی از پهپاد شاهد-۱۲۹ هم توسط نیروی هوافضای سپاه صورت گرفت و در آن دوران شاهد-۱۲۹ توانست سطح توان پهپادی کشور را از نمونه‌هایی همچون مهاجر-۴ و ابابیل-۳ به صورت جهشی بهبود دهد.

شاهد-۱۲۹ به سرعت به صحنه رزم مقاومت علیه تروریست های چند ملیتی در سوریه و عراق اعزام شد که با ثبت بیش از ۵۰ هزار ساعت پرواز فقط تا مهر ۱۳۹۹ به تجربه گرانبهایی برای عرصه پهپادی کشور تبدیل شده است.

پهپاد غزه در مقایسه با پهپاد شاهد-۱۲۹

همین رویه افزایش جهشی توان کشور با مشابه سازی پهپاد جاسوسی و پنهانکار غنیمت گرفته شده RQ-170 تحت یک خانواده از پهپادهای بال پرنده در نیروی هوافضای سپاه دنبال شد. این بار متخصصان هوافضای سپاه با استفاده از مطالعات خود روی پهپاد غنیمتی MQ-9 آمریکایی که بعداً با نگاهی به پهپاد RQ-4 گلوبال هاوک ساقط شده با سامانه پدافندی ساخت سپاه نیز تکمیل شد موفق به ساخت بزرگترین پهپاد ایرانی و یکی از بزرگترین پهپادهای ساخته شده در دنیا شده‌اند.

اما پهپاد غزه چه ویژگی هایی دارد که سبب قرارگیری آن در سطحی بالاتر از لحاظ فنی و عملیاتی نسبت به تمام پهپادهای دیگر ساخت ایران می شود؟

مشخصات کلی

پهپاد غزه دارای ۲۱ متر دهانه بال و ۳۱۰۰ کیلوگرم جرم برخاست است. مداومت پروازی آن ۳۵ ساعت، ارتفاع پروازی حدود ۱۰۶۶۸ متر معادل ۳۵۰۰۰ پا و سرعت پروازی آن ۳۵۰ کیلومتر بر ساعت عنوان شده است. میزان محموله قابل حمل توسط غزه نیز دستکم ۵۰۰ کیلوگرم بیان شده. تا همینجا می توان میزان افزایش قابلیت ها را به خوبی نسبت به شاهد-۱۲۹ دریافت کرد. ۴۴ درصد افزایش ارتفاع پروازی، ۴۶ درصد افزایش مداومت پروازی، بیش از ۲ برابر شدن سرعت و بیش از ۲ برابر شدن محموله قابل حمل تفاوت هایی است که به واسطه ۴۰ درصد افزایش دهانه بال و حدود ۲٫۵ برابر شدن وزن برخاست و البته استفاده از موتور توربوپراپ به جای پیستونی حاصل شده است.

این نوع موتور به واسطه قابلیت‌های ذاتی خود امکان کار تا ارتفاعات بیشتری را نسبت به موتورهای پیستونی داشته و البته توان و رانش بیشتری نیز در اختیار قرار می دهد.

پهپاد غزه

پیکربندی غزه همانند شاهد-۱۲۹ است که شامل بالهایی عمود بر محور طولی بدنه، دم دوگانه V شکل، موتور ملخی دارای چهار پرّه در انتهای بدنه البته از نوع توربوپراپ به جای پیستونی دارای سه پرّه و ارابه های فرود جمع شونده است.

همچون آخرین گونه شاهد-۱۲۹، غزه هم از محل برجستگی بالای دماغه برای قرارگیری آنتن ارتباط ماهواره ای برخوردار است. ارابه های فرود غزه با توجه به وزن بسیار بیشتر آن نسبت به شاهد-۱۲۹ بسیار کامل‌تر و مجهزتر هستند.

محل اتصال بال به بدنه در پهپاد غزه

جزئیات طراحی غزه نشان می دهد که کار بسیار سنگین تری در عرصه طراحی و تحلیل نسبت به شاهد-۱۲۹ برای غزه صورت گرفته است. زوایای لبه حمله و فرار بال که نسبت باریک شوندگی نوک نسبت به ریشه را سبب می شوند، افزودن یک سطح واسط بین ریشه بال و محل اتصال به بدنه برای کمینه کردن پسای تداخلی بال و بدنه، طراحی بدنه با سطوح جانبی زاویه دار به جای یک مقطع استوانه ای ثابت (در شاهد-۱۲۹) و استفاده از فلپ چند تکه اما سرتاسری در بال از دیگر ویژگی های طراحی پهپاد بزرگ غزه است. استفاده از فلپ سرتاسری سبب کاستن از طول باند مورد نیاز برای نشست و برخاست و کمتر شدن سرعت واماندگی یا استال می شود.

لبه فرار بال پهپاد غزه تقریباً در تمامی طول خود به سطوح متحرک مجهز است

بدنه غیر استوانه ای به کار رفته در غزه پیچیدگی و هزینه بیشتری در ساخت دارد اما سبب کاهش بازتاب راداری در برخی باندهای فرکانسی از زوایای جانبی می شود. به علاوه سطح جانبی شیبدار این بدنه می تواند محل نصب برخی از انواع حسگرهای شناسایی مانند آنتن‌های مسطح رادار باشد. یک سطح ثابت عمودی زیر بدنه که نقش پایدارسازی جانبی را برای این پهپاد بر عهده دارد نیز در غزه به کار گرفته شده است که در گزارش پهپاد کمان۲۲ به کارکرد آن پرداخته شد.

نمای جانبی بدنه پهپاد غزه

بخش انتهای بدنه پهپاد غزه و بالک تثبیت کننده عمودی زیر موتور

همانطور که شاهد-۱۲۹ برای اولین بار توان علمی و فنی کشور را در طراحی و ساخت بال با دهانه ۱۵ تا ۱۶ متر نشان داد، غزه نیز این بار نشان دهنده چالش پذیری بالای متخصصان سپاه در ساخت بالی با دهانه ۲۱ متر برای اولین بار در ایران است. این عدد حتی یک متر از دهانه بال نمونه اول پهپاد MQ-9 هم بیشتر است.

پهپاد آمریکایی MQ-9 ریپر

چالش های فنی

هر چند متخصصان هوافضای سپاه و سایر بخش های مرتبط پژوهشی و فنی کمک کننده در مسیر رسیدن به پهپاد غزه از تجربیات قبلی برخوردار بوده اند اما توسعه یک محصول جدید با قابلیت‌هایی که بعضاً چند برابر نمونه قبلی است قطعاً چالش‌های خاص خود را دارد. این چالش ها از موارد ساده طراحی تا مسائل ساخت و مونتاژ و آزمایش کسب استاندارد تا مسائلی مانند قابلیت استارت مجدد موتور و یخ زدایی بال و مقاومت در برابر تابش های خورشیدی در پرواز طولانی مدت در ارتفاع بالاتر از متوسط و انبوهی از موارد دیگر را شامل می شود.

یکی از این چالش‌ها ساخت سازه جدید و مقاوم خصوصاً در قسمت بال است. بال پهپاد در واقع تیرکی یک سر آزاد است که طبیعتاً هرچه به طول آن افزوده می شود دشواری های مربوط به حفظ سازه در حد استاندارد طراحی در مراحل پرواز و دوره عمر بیشتر می شود.

چالش طراحی و ساخت بال به نحوی که تغییر شکل های کاهنده بازدهی آیرودینامیکی در طول حدوداً ده متری هر بال پهپاد رخ ندهد، از ارتعاشات خارج از محدوده مجاز جلوگیری شود و در عین حال کمترین وزن ممکن را داشته باشد با ازدیاد هر مقدار به دهانه بال، افزایش می یابد. به بیان دقیقتر در هر سانتیمتر مربع از بال و بدنه پهپاد باید محاسبات لازم برای جلوگیری از اشکال یا failure و در عین حال بهینه بودن وزن و حفظ شکل آیرودینامیکی صورت پذیرد در غیر اینصورت آنچه ساخته می شود با آنچه در رایانه طراحی شده و مطلوب نیروی کاربر بوده متفاوت و البته ضعیفتر خواهد شد.

به واسطه دهانه بال بزرگ این پهپاد لزوم تحلیل ایروالاستیک (Aeroelastic) در تمام طول بال و نیز بدنه و سطوح دم در حلقه های طراحی امری لازم بوده است.

تحلیل ایروالاستیک به بررسی توامان اثرات بارهای آیرودینامیکی و پروازی روی تغییر شکل سازه و اثر متقابل این تغییر شکل روی متفاوت شدن نیروهای آیرودینامیکی می پردازد.

در واقع لازم است که طراح تمام تغییرات احتمالی را بررسی کرده و متناسب با آنچه در شرایط پروازی رخ خواهد داد، حلقه طراحی را تثبیت کند. در شکل زیر دو پهپاد آزمایشی ناسا مشاهده می شود که تغییر شکل زیاد در بال آنها رخ داده که منظور از محاسبات فوق، اطلاع از رخدادن همین موارد و در نظر گرفتن آن در محاسبه کارایی پهپاد است.

پهپاد التوس؛ به میزان خمیدگی بال به سمت بالا توجه کنید

پهپاد التیر؛ طراحی بال برای تحمل خمیدگی زیاد به سمت بالا

آنچه از فیلم مونتاژ بال های پهپاد غزه قابل مشاهده است استفاده از دو تیرک اصلی به طور همزمان بوده که تیرک جلویی پیش از ناحیه بیشینه ضخامت مقطع بال و تیرک عقبی اندکی پیش از انتهای بال که محل نصب سطوح متحرک بال مانند فلپ است قرار داده شده اند. در نتیجه فضای کافی در ناحیه بیشترین ضخامت مقطع برای جایدهی سوخت بیشتر وجود دارد.

نصب بال پهپاد غزه

دو تیرک اصلی حامل بار در بال پهپاد غزه مشهود است

چیدمان نوعی سازه داخل بال هواپیما

حداقل ۷ گروه کاری در طراحی بال، بدنه، دم، ارابه فرود، مسائل مربوط به موتور، سامانه های کنترل پرواز و محموله های مختلف به صورت به هم پیوسته و در ارتباط با یکدیگر در حال کار هستند تا تمامی موارد لازم محاسبه شده و پهپاد به نزدیکترین حالت ممکن به طرح تثبیت شده در مراحل طراحی رسیده و از عدول از طراحی ها به خاطر مشکلات یک بخش یا تداخل گروه های کاری و … جلوگیری شود.

محل های مرسوم چینش تجهیزات در یک پهپاد با مداومت و ارتفاع پروازی بالا

از دیگر چالش های توسعه پهپادی در تراز غزه باید به لزوم به حداکثر رساندن قابلیت اطمینان پهپاد اشاره کرد. بدیهی است که پهپادی همانند غزه قیمت تمام شده بالاتری در مرحله ساخت و تولید و نیز هزینه بیشتر برای هر ساعت پروازی نسبت به نمونه های کوچکتر مانند شاهد-۱۲۹ دارد. در نتیجه باید قابلیت اطمینان آن نیز تا حد امکان بالا باشد تا هم از سوانح احتمالی پیشگیری شود و هم در معادله هزینه-فایده اثر مثبت ایجاد شود.

محل قرارگیری و سایر اجزای مرتبط با موتور توربوپراپ پهپاد غزه

لازم به ذکر است که هرچه ساعت کاری مداوم پهپاد بیشتر باشد، موتور مورد استفاده در آن نیز گرانتر و تا حدودی سنگین‌تر می‌شود زیرا قابلیت اطمینان موتوری که چند ده ساعت کار مداوم را تجربه می کند هم باید بالاتر از موتورهای دیگر باشد.

نگاهی به محدوده قدرت و وزن موتورهای توربوپراپ مناسب برای پهپادی مانند غزه نشان می دهد که این موتور دستکم ۱۲۰ تا ۱۵۰ کیلوگرم جرم و حداقل در حدود ۶۵۰ تا ۷۵۰ اسب بخار توان دارد. مقایسه جرم این موتورها با محموله قابل حمل در پهپاد شاهد-۱۲۹ جالب توجه است.

تجهیزات و قابلیت‌های عملیاتی

تجربه به کارگیری پهپادها در چند دهه اخیر نشان داده با افزایش مداومت پروازی پهپاد، تمایل کاربران به افزایش قابلیت پوشش منطقه ای توسط آن نیز بیشتر می شود. وجود مجهزترین و کاملترین مجموعه الکترواپتیک دو درجه آزادی پایدار شده که تاکنون در پهپادهای ایرانی مشاهده شده روی پهپاد غزه نشانی بر همان تمایل است.

این سامانه علاوه بر دوربین دید در روز با قدرت زوم حداقل ۱۰۰ تا ۱۲۰ برابر، از دوربین حرارتی تصویرساز و مسافت یاب لیزری نیز برخوردار است. احتمالاً دوربینی در طیف‌های دیگر نوری نیز روی این سکوی پیشرفته نصب شده است. تسنیم در گزارشهای پیشین خود مفصلاً در مورد جهش های خیره کننده سامانه‌های الکترواپتیک ساخت ایران که بعضاً قابلیت کشف هدف پرنده در مسافت ۱۵۰ تا ۳۰۰ کیلومتری را دارند گزارش داده بود.

 

سکوی پایدار شده تجهیزات الکترواپتیک پهپاد غزه

انواع قدیمی سامانه های الکترواپتیک هواپایه ساخت ایران برای پهپادهای کوچک تا بزرگ

به گفته سردار حاجی زاده فرمانده نیروی هوافضای سپاه، پهپاد غزه قابلیت حمل ۱۳ بمب را دارد. از آرایش تسلیحاتی این پهپاد اطلاعات بیشتری منتشر نشده اما وجود فضای خالی در ناحیه زیر بدنه پهپاد غزه که از فیلم های منتشر شده قابل رویت است و نیز دیده شدن یک وسیله مشابه با جایگاه چرخان حمل سلاح که در بمب افکن های دارای محفظه داخلی استفاده می شود این گمانه را ایجاد کرده است که احتمالاً پهپاد غزه بیشتر به محفظه داخلی خود برای حمل سلاح متکی است. حجیم‌تر بودن بدنه نسبت به پهپاد آمریکایی و همرده MQ-9 خصوصاً در پشت برجستگی دماغه می تواند تأییدی بر همین گمانه باشد.

محفظه خالی داخل بدنه پهپاد غزه که محل نصب تسلیحات یا تجهیزات است؛ وسیله‌ای شبیه به سامانه نگهدارنده و رهاکننده چرخان بمب در کادر زرد رنگ که همراه پهپاد غزه مشاهده شده است

در شرایطی که طراح، هزینه نیروی پسا یا درگ ناشی از برجستگی دماغه را از پیش پرداخت کرده است افزایش مقطعی حجم بدنه پشت این ناحیه ضرر محسوسی از جهت نیروی پسا نداشته و پذیرش افزایش جزئی وزن به واسطه این حجم اضافه نیز با مزیت از بین رفتن نیروی درگ ناشی از حمل سلاح و آویزگاه آن در زیر بال و البته لزوم تقویت سازه بال در محل نصب سلاح قابل قبول می شود. البته تحلیل نهایی در این زمینه منوط به اطلاع از وضعیت آویزگاه های نصب سلاح یا تجهیزات در بدنه یا زیر بالها است. زیرا ممکن است غزه قابلیت حمل بمب های بزرگتر مانند بمب لیزری ۲۲۵ کیلوگرمی را نیز داشت باشد که در اینصورت به جایگاه زیر بال هم متکی خواهد بود. انواع بمب ها و موشک های نقطه زن و “شلیک کن-فراموش کن” سدید با رده وزنی تا ۳۳ کیلوگرم که ۱۳ تیر از آنها به عدد ۴۲۹ کیلوگرم می رسد می تواند از انواع تسلیحات قابل حمل با پهپاد غزه باشد.

مقایسه نمای جانبی پهپاد غزه و شاهد-۱۲۹ مجهز به آنتن ستکام

فرمانده نیروی هوافضای سپاه نکته بسیار مهم دیگری را نیز ذکر کرد و آن اینکه پهپاد غزه قابلیت حمل ۵۰۰ کیلوگرم تجهیزات الکترونیکی برای مأموریت پایش محیطی دارد که به واسطه آنها می‌تواند منطقه‌ای به قطر ۱۰۰۰ کیلومتر یعنی در حدود تمام طول مرز درگیر جنگ تحمیلی از سوی رژیم بعث عراق به ایران در سال‌های دفاع مقدس را تحت پوشش قرار دهد. این به خودی خود یک تحول بزرگ در توانمندی پهپادی کشور محسوب می شود. علاوه بر وزن بالای تجهیزات الکترونیکی قابل حمل، به واسطه حجم بالای بدنه، تنوع تجهیزاتی قابل به کارگیری با پهپاد غزه هم نسبت به پهپادهای قبلی بالاتر خواهد بود.

علاوه بر سامانه الکترواپتیکی که توصیف مختصری از آن صورت گرفت، نیروی هوافضای سپاه قبلتر رادار روزنه مصنوعی یا سار را هم به روی شاهد-۱۲۹ نصب کرده و به کار گرفته بود. نمونه‌ای از این رادارها در نمایشگاه دائمی دستاوردهای این نیرو در معرض دید قرار گرفته است.

این رادارها می‌توانند با امواج خود تصویری از هدف ایجاد کنند در حالی که هم فاصله قابل توجهی نسبت به محدوده هدف دارند و هم نیاز به دید عمود بر آن ندارند. برای مطالعه بیشتر در زمینه رادارهای سار مرور گزارش تسنیم در این زمینه توصیه می شود.

 

رادار سار در نمایشگاه دائمی دستاوردهای نیروی هوافضای سپاه

با توجه به دستیابی نیروی هوافضای سپاه به اجزای مختلف پهپاد آمریکایی از خانواده گلوبال هاوک که توسط سامانه سوم خرداد در خرداد ۱۳۹۸ ساقط شد که رادار سار پهلو نگر با وسعت پوشش بالا هم از آن موارد بود ممکن است در پهپاد غزه از چنین راداری هم استفاده شود.

همانطور که اشاره شد پهپاد غزه به آنتن های ارتباط ماهواره ای مجهز است. قبلاً در یکی از گونه‌های شاهد-۱۲۹ این نوع آنتن ها برای ارتباطات و دریافت فرامین و ارسال داده ها خصوصاً از نوع تصویری با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته بود. در واقع عمده چالش‌های مخابرات و ارتباطات با پهپاد در بردهای بسیار بالا نسبت به ایستگاه زمینی تا برد ۲۰۰۰ کیلومتر قبلاً در شاهد-۱۲۹ برطرف شده بود.

آنتن ارتباط ماهواره ای آزمایش شده روی پهپاد شاهد-۱۲۹ (تصویر متعلق به نمایشگاه اقتدار۴۰ در بهمن ۱۳۹۷ است)

لازم به ذکر است که محاسبات سرانگشتی نشان می دهد که پهپاد غزه قابلیت پرواز به بردهای بیشتری را نیز نسبت به ۲۰۰۰ کیلومتر اعلام شده دارد. با توجه به مداومت اعلام شده برابر ۳۵ ساعت، اگر ۱۲ ساعت از این مدت برای گشت زنی در منطقه مورد نظر صرف شود و باقی زمان به طور مساوی برای رفت و برگشت منظور شود، با سرعت پیمایشی اعلام شده ۳۵۰ کیلومتر بر ساعت، پهپاد غزه شعاع عملیاتی معادل ۴۰۰۰ کیلومتر خواهد داشت.

به واسطه وجود قابلیت ارتباط ماهواره ای و نیز مداومت و سقف پرواز بالای پهپاد غزه و نیز توان حمل چند صد کیلوگرم تجهیزات این پرنده به وسیله ای مطلوب برای ایفای نقش گره ارتباطی در کنار مأموریت های مرسوم خود نیز قابل مطرح شدن است. خصوصاً برای نیروی دریایی ارتش که در حال عملیات در فواصل ۲۵۰۰ کیلومتری از سواحل جمهوری اسلامی ایران است وجود پهپادهای این چنینی برای ایفای نقش پوشش هوایی و گره ارتباطی بسیار اهمیت دارد هر چند که از نظر هزینه و لزوم دور از تیررس دشمن بودن هم ممکن است پهپاد غزه نیاز به توجه بیشتری برای این کاربری داشته باشد.

قرار است تا آزمایش های لازم برای عملیاتی سازی پهپاد غزه در سال جاری شروع شده و در سال ۱۴۰۱ این پهپاد به یگان عملیات پهپادی نیروی هوافضای سپاه تحویل داده شود.

توانمندی پهپادی سپاه که با مهاجر-۱ در دهه ۱۳۶۰ شروع شد به نمونه هایی همچون شاهد-۱۲۱ در دهه ۱۳۸۰ و شاهد-۱۲۹ در دهه ۱۳۹۰ رسیده در ابتدای قرن جدید به پهپاد غزه می رسد

انتهای پیام/