راز تک‌موتوره بودن جنگنده F-35؛ چگونه فرود عمودی بدون موتور دوم ممکن شد؟

تصمیم مهندسان لاکهید مارتین برای تجهیز خانواده جنگنده F-35 Lightning II به تنها یک موتور، فراتر از یک انتخاب ساده فنی است؛ این رویکرد ریشه در استراتژی اقتصادی و مهندسی برای ایجاد یک پلتفرم مشترک میان نیروهای مختلف دارد.

چالش‌های طراحی پیشرانه در برنامه جنگنده ضربتی مشترک

هدف اصلی پروژه Joint Strike Fighter، ساخت خانواده‌ای از جنگنده‌ها بود که بتوانند با کمترین تفاوت در قطعات و سامانه‌ها، نیازهای سه شاخه مختلف ارتش آمریکا را پوشش دهند. این یعنی نسخه نیروی هوایی (F-35A)، نیروی دریایی (F-35C) و تفنگداران دریایی (F-35B) باید از یک هسته مهندسی واحد بهره می‌بردند.

اگر برای هر نسخه از موتورهای مجزا استفاده می‌شد، هزینه‌های تولید و نگهداری به شدت افزایش می‌یافت و اشتراک‌گذاری قطعات عملاً غیرممکن می‌شد. با این حال، نسخه F-35B به دلیل نیاز به قابلیت برخاست کوتاه و فرود عمودی (STOVL)، پیچیده‌ترین چالش را برای این معماری تک‌موتوره ایجاد کرد.

فناوری فن بالابر؛ کلید فرود عمودی با یک موتور

برای حل مشکل فرود عمودی بدون نیاز به موتور دوم، لاکهید مارتین از طرح انقلابی «فن بالابر متصل به محور موتور» استفاده کرد. در این سیستم، توان لازم برای ایجاد نیروی بالابر از طریق یک اتصال مکانیکی مستقیماً از موتور اصلی گرفته می‌شود.

در هنگام تغییر وضعیت از پرواز عادی به حالت معلق:

• درهای اطراف فن بالابر و نازل عقب باز می‌شوند.
• نازل عقب با یک ماژول چرخان حدود ۹۵ درجه به سمت پایین تغییر جهت می‌دهد.
• توان موتور F135 بین رانش رو به جلو و نیروی عمودی تقسیم می‌شود.

چرا موتور دوم حذف شد؟ نبرد میان وزن و عملکرد

یکی از بزرگ‌ترین موانع در مسیر توسعه نسخه F-35B، مدیریت وزن بود. اضافه کردن یک موتور دوم، نه تنها وزن هواپیما را به شدت بالا می‌برد، بلکه به فضای داخلی گسترده، ورودی‌های هوای بیشتر و سازه‌های تقویت‌شده نیاز دارد که با محدودیت‌های بدنه طراحی شده متناقض بود.

"بازطراحی‌های گسترده‌ای که طی آن وزن هواپیما کنترل شد، اجازه داد تا معماری تک‌موتوره حفظ شود و از هزینه‌های سرسام‌آور جلوگیری گردد."

همچنین سیستم ستون‌های غلتشی (Roll Posts) در بال‌ها، با استفاده از هوای موتور، پایداری جانبی هواپیما را در لحظات حساس انتقال از پرواز افقی به عمودی تضمین می‌کند.

آینده معماری تک‌موتوره در جنگنده F-35

اگرچه معماری فعلی باعث موفقیت در کاهش هزینه‌ها شده، اما سوالاتی درباره ظرفیت ارتقای آتی این جنگنده مطرح است. با افزایش نیاز به حسگرهای پیشرفته و توان الکتریکی بالاتر، فضای محدود بدنه و ظرفیت خنک‌کنندگی که بر پایه یک موتور طراحی شده‌اند، با چالش‌های جدیدی روبرو خواهند شد.

در نهایت، موفقیت جنگنده F-35 Lightning II در حفظ تعادل میان قدرت عملیاتی و بهره‌وری اقتصادی، مدیون همین تصمیمات مهندسی پیچیده در طراحی پیشرانه است.