سوخوي 47





سوخوي اس يو 47 بركوت، با نام روسي Cy-47 Беркут (بركوت به معني عقاب طلايي) كه در ابتداي طراحي، با نام‏هاي S-32 و S-37 نيز شناخته مي‏‎شد، يك جنگندهي فراصوت آزمايشي، طراحي شده توسط شركت هواپيماسازي سوخوي مي‏باشد. ويژگي ظاهري و چشم‏گير اين هواپيما، بالهاي رو به جلوي آن مي‏باشند كه اين جنگنده را بسيار به جنگندهي آزمايشي- مفهومي آمريكايي X-29 Firkin ساخت شركت گرومن، شبيه مي‏نمايد. تنها نمونهي هواپيماي سوخوي47 توليد شده، به عنوان اثباتگر فناوريهاي پيشرفته انجام وظيفه مي‏نمايد و ساخت دومين نمونهي آزمايشي اين هواپيما نيز كنار گذاشته شده است.



جنگندهي آزمايشي- مفهومي آمريكايي X-29 Firkin ساخت شركت گرومن

تاريخچه
طرح اوليهي سوخوي47 (Su-47)، ابتدا به نام S-37 شناخته مي‏شد و شركت سوخوي، مدتي بعد و در سال 2002، هواپيماي آزمايشگر فناوريهاي پيشرفته‏اش را به Su-47 نام‏گذاري مجدد نمود؛ ضمن اين كه با نام مستعار بركوت (Berkut) به معني عقاب طلايي نيز شناخته مي‏شود. سوخوي47 (Su-47) در اصل به عنوان بستري جهت انجام آزمايشهاي مهم روسها در زمينهي مواد كامپوزيت و سامانههاي پيچيدهي ديجيتال كنترل پرواز (FBW) ساخته شد. سوخوي47 با بهره‏گيري از بالهاي پيشگرا (رو به جلو)، توانمندي انجام مانورهاي بسيار عالي را دارد و قادر است در زاويه‏‎هاي حمله‏اي به اندازهي 45 و بيشتر نيز اقدام به عمليات نمايد.

مؤسسهي مطالعات هوايي تساگي (TsAGI) مدتها بود كه از مزيت‏هاي فراوان بالهاي پيشگرا (رو به جلو) اطلاع يافته بود. عمدهي اين دانش به واسطهي به غنيمت گرفته شدن يك فروند بمب‏افكن جت يونكرس287 ساخت آلمان نازي بدست آمده بود.



بمب‏افكن جت يونكرس287 ساخت آلمان نازي


بالهاي پيشگرا، نسبت به اغلب طرحهاي بال سنتي، باعث كسب بيشترين ميزان نيروي كشش شده، لحظات خميدگي بالها را كم كرده و زمان وقوع واماندگي (استال) را به تأخير مي‏اندازند. در زاويه‏هاي حملهي بالا، نوك بالها در وضعيت غير واماندگي باقي مي‏مانند و بدين جهت هواپيما قادر مي‎‏شود كنترل خود را با استفاده از سطوح متحرك حفظ نمايد. بدبختانه بالهاي پيشگرا، نيروي زيادي را در جهت از هم گسيختن (واگرايي) بالهايي كه از مواد معمولي ساخته شده‏اند توليد مي‏كنند. مواد كامپوزيت كه به تازگي در ساخت پيكرهي هواپيما رواج يافتهاند، امكان طراحي هواپيماهايي با بالهاي پيشگرا (رو به جلو) را ميسر مي‏‎سازد.


سوخوي47 (Su-47) به مانند همتاي آمريكايي خود، يعني ايكس-29 (X-29) شركت گرومن، يك طرح مفهومي اثباتگر فناوري مي‏باشد و قرار است به عنوان بستري جهت پايه‏گذاري نسل آيندهي جنگنده‏هاي روسي به كار گرفته شود. چنين هواپيمايي نه تنها بايد همانند اف-22 (F-22) پيشرفته باشد، بلكه بايد به عنوان بستري جهت استفاده از فناوري‏هاي نوين در جنگنده‏اي چون ميگ 1.44 باشد. در چنين شرايطي، شركت سوخوي اكنون تلاش دارد تا سوخوي47 (Su-47) را به نيروي هوايي روسيه و ساير مشتريان خارجي به صورت جنگنده‏اي مطابق نيازشان، بفروشد.


طراحي

سوخوي47 (Su-47) از نظر اندازه‎، بسيار به طرح جنگنده‏هاي بزرگ ساخت شركت سوخوي نظير سوخوي35 (Su-35) شباهت دارد. به منظور كاهش هزينه‏هاي طراحي، بخش پيشين پيكره، دم و ارابه‏ي فرود سوخوي47، از جنگنده‏هاي خانوادهي سوخوي27 (Su-27) برگرفته شدهاند. با اين حال، در طراحي اين هواپيما، به خصلت پنهانكاري (رادار گريزي) توجه شده است. براي رسيدن به اين هدف، از مواد جذب كنندهي تابش رادار، محفظهي دروني نصب جنگ‏افزار و فضايي جداگانه، ويژهي نصب يك رادار پيشرفته استفاده شده است. با وجود آن كه طرح هواپيماي آمريكايي ايكس-29 (X-29)، در دههي 1980 يك جنگندهي مفهومي و تحقيقاتي به شمار مي‏رفت، سوخوي47 (Su-47) با اندازه‏اي برابر دو برابر ايكس-29 (X-29)، در قياس با رقيب آمريكايي خود، بسيار به يك جنگندهي رزمي و عملياتي شباهت پيدا مي‎كند.

به منظور رفع مشكل پيچش بال پيشگرا حول محور افقي، در ساخت بالهاي سوخوي47 به طور گسترده و با دقت فراوان از مواد كامپوزيت استفاده شده است تا در مانورهاي سنگين يا پرواز در زاويه‎‏هاي بالا، ساختمان بال به هنگام پيچش، مقاومت كافي از خود نشان دهد و الگوي آيروديناميكي خود را حفظ نمايد. با توجه به مساحت زياد بالها در سوخوي47 (Su-47)، در اين هواپيما مي‏توان از بالها تاشو استفاده نمود تا هواپيما درون آشيانه‏هاي نيروي هوايي روسيه جاي گيرد. سوخوي47 (Su-47) به مانند هواپيماي پيشين شركت سوخوي، يعني سوخوي37 (Su-37)، به دليل بهره‏مندي از يك جفت كانارد (سطح كنترلي افقي در جلوي لبهي اصلي برا)، در طبقه‏ي هواپيماهاي سهبالهي دوپشته (Tandem Triplane) قرار مي‏گيرد. اصطلاح "سهبالهي دوپشته" (Tandem Triplane) به آن دسته از جنگندههاي امروزي اطلاق ميشود كه به منظور افزايش مانورپذيري و يا افزايش نيروي برا در هنگام خاست و فرود در فاصلهي كوتاه، علاوه بر سطوح پروازي معمول، از كانارد نيز استفاده مي كنند. به طور كلي اين جنگندهها، هواپيماي سهباله به مفهوم سنتي آن تلقي نميشوند. موضوع جالبتر اينكه در بخش دوم پيكرهي سوخوي47، دو زائدهي تيرك‏مانند غيرهم‏اندازه تعبيه شده است كه در يكي رادار پسنگر و در ديگري چتر ترمز تعبيه مي‎شود.
مانورپذيري

سوخوي47 (Su-47) به طور گسترده و چشمگيري در انجام مانور در سرعتهاي زيرصوت توانمند است. سوخوي47، ضمن حفظ توانايي مانورپذيري خود در سرعتهاي فروصوت، به راحتي و با سرعتي باورنكردني، قادر است زاويهي حمله و مسير پروازي خود را تغيير دهد. اين هواپيما داراي بيشينهي سرعتي برابر 1.6 ماخ در ارتفاع بالا و آستانهي تحمل فشار گرانشي در حدود 9جي مي‏باشد. ميزان تندي گردش هواپيما، و همچنين بيشينه و كمينهي سرعت براي رهاسازي جنگ‏افزارها، از ويژگيهاي حياتي و بسيار مهم جهت كسب برتري در رزم قلمداد مي‎شود. سوخوي47 ضمن دارا بودن شاخص‏هاي بسيار قوي مانورپذيري، قادر است به راحتي استواري پروازي خود را حفظ نمايد و در زاويهي حملهي بالا، كنترل‏پذير باشد. ميزان تندي گردش به ويژه در هنگام نبردهاي نزديك هوايي (داگفايت) و همچنين نبردهاي متوسط و دور، شاخص بسيار مهمي به شمار مي‏آيد، زيرا امكان دارد حين انجام يك مأموريت رزمي، هواپيما ناچار شود با اهداف متعدد و پراكنده در آسمان درگير شود. ميزان تندي بالاي گردش در سوخوي47، به خلبان اين امكان را مي‏دهد تا هواپيمايش را بهسرعت به سمت هدف بعدي بچرخاند و فرصت پيشدستي در شليك را حفظ نمايد.


مقايسهي هواپيمايي مجهز به بالهاي پيشگرا (رو به جلو)، با هواپيمايي داراي بالهاي پسگرا (رو به عقب) در همان اندازه، برتري‏هايي به شرح زير را براي مدل پيشگرا آشكار مي‎سازد:

- نسبت بيشتر برا به پسا

- ظرفيت و توانمندي بالاتر به هنگام انجام مانور در داگفايت (نبرد نزديك هوايي)

- برد پروازي بيشتر در سرعتهاي زير صوت

- بهبود شاخص واماندگي (Stall) و ضدچرخش به دور خود (anti-spin)

- بقاپذيري بيشتر در زاويهي حملهي بالا

- امكان پرواز در سرعتهاي كمتر از كمينهي سرعت مدل بال پسگرا

- فاصلهي كمتر براي برخاست و فرود



پيكره

از نماي كنار، پيكرهي سوخوي47 (Su-47) تخم‏مرغيشكل است. اين پيكره با استفاده از آلياژهاي آلومينيم و تيتانيوم ساخته شده است. 13 درصد از وزن پيكره با استفاده از مواد كامپوزيتي شكل گرفته است. پوشش روي دماغه در قسمت جلو، تا حدي مسطح است و داراي يك لبهي افقي مي‏باشد تا شاخص ضدچرخشي هواپيما بهبود پيدا كند.



بال

بالهاي سوخوي47 در بخش مياني پيكره نصب شده و با حالت رو به جلو، نماي نامتعارف و ناآشناي اين هواپيما را تشكيل مي‎دهند. قسمت قابل توجهي از نيروي برا، بهواسطهي بالهاي پيشگرا (رو به جلو) و در قسمت مياني آنها فراهم مي‎گردد. اين نيروي كشش هيچگاه به واسطهي واماندگي نقاط نوك بالها از دست نمي‎‏رود. شهپرها ( Aileron = سطوح كنترلي متحرك بال) همچنان در زوايه‎هاي حملهي بالا مؤثر باقي مي‏مانند و كنترل‏‏پذيري هواپيما را به هنگام عبور جريان هوا از قسمتهاي متحرك روي بالها حفظ مي‏نمايند.

بيش از 90 درصد سازهي پوششي روي بالهاي سوخوي47 را مواد كامپوزيتي تشكيل مي‏دهند.اين بالهاي پيشگرا، بيشترين مقدار سطح ظاهري (Aspect Ratio) را فراهم مي‏آورند كه اين امر، باعث افزايش مداومت پروازي هواپيما مي‏‎گردد. زائده‏هاي متحرك كنترلي جلوي بالها (LEX) به نرمي با سطح بالها همسان مي‎شوند. اين زائده‏ها (LEX) با سطوح فلپها، شهپرها و لبه‏هاي متحرك انتهاي هواپيما هماهنگ ساخته شده‏اند. تمامي سطوح متحرك و كاناردهاي مثلثيشكل به زائده‏هاي توسعه‏يافته (LEX) متصل هستند. قسمت داخلي بال پيشگرا مي‏بايست از مواد بسيار قوي ساخته شود تا در برابر نيروهاي پيچشي كه سعي در چرخاندن و شكستن بال دارند، به ويژه در سرعتهاي بالا، مقاومت نمايد. ناگزيري نيروهاي پيچشي، باعث شده است تا به منظور افزايش استحكام بال، در ساخت آن، به ميزان قابل توجهي از مواد كامپوزيتي استفاده گردد. به همين دليل، حداكثر سرعت قابل دست‏يابي به 1.6 ماخ محدود مي‏شود، به همين خاطر مهندسين سعي دارند با انجام تغييراتي، از اين حد سرعت فراتر روند، اما تاكنون حد سرعت جديد مشخص نشده است.







تغيير بردار رانش

در سوخوي47 (Su-47) از سامانهي تغيير بردار رانش استفاده شده است. اگر چه استفاده از سامانهي تغيير بردار رانش يا همان تغيير جهت خروجي‏ اگزوز هواپيما، موضوعي جديد و انقلابي محسوب نمي‎‏شود، اما قدرت تغيير بردار رانش به ميزان 20 + تا 20 – در زاويهي حملهي 30 درجه بر ثانيه، به هنگام چرخش حول محور عمودي يا عرضي و گردش به اطراف، به ميزان بسيار زيادي چالاكي حاصل از بالهاي پيشگرا را افزايش مي‏دهد.



كابين

طراحي كابين سوخوي47، به طور عمده حول ايجاد حداكثر آسايش و راحتي خلبان قرار گرفته است، ضمن اينكه چيدمان كابين به نحوي است كه خلبان قادر باشد به هنگام انجام مانورهاي سنگين و وارد آمدن فشار گرانشي سنگين، بتواند هواپيما را كنترل نمايد. سوخوي47 (سع-47) به يك مجموعه صندلي پرتاب شوندهي جديد و سامانهي پشتيباني زندگي (life support system) مجهز شده است. شكل هندسي متغير صندلي پران، اين امكان را مي‏دهد تا در زاويه‏اي به ميزان 60 درجه، ميزان فشار گرانشي ناشي از جاذبهي زمين، كاهش يابد و فشار كمتري به خلبان وارد آيد. شكل صندلي خلبان، امكان درگير شدن در داگفايت (نبرد نزديك هوايي) و انجام مانورهاي فرار از موشك را حتا به هنگام وارد آمدن فشارهاي گرانشي سنگين به راحتي فراهم مي‎سازد. در سوخوي47، دستهي هدايت اصلي هواپيما در قسمت كنار تعبيه شده و داراي حساسيت بالا مي‏باشد؛ ضمن اينكه بر اساس استاندارد متري تنظيم گشته است. استفاده از صندلي مايل به عقب، براي اوّلين بار در جنگندهي اف-16 به كار گرفته شد، اما به دليل دارا بودن فايده‏هاي اندك، در هيچ هواپيماي آمريكايي ديگري مورد استفاده قرار نگرفت.







سوخوي47، آزمايشگاه پرنده

در اوايل سال 2003، شرکت "سوخوي"، برندهي مناقصهي ساخت جنگندهي شكاري نسل پنجم روسيه شد. زمان اولين پرواز سال 2006 بود. اما هواپيماي سوخوي47 يا همان برکوت، که الگوي جنگنده‏هاي شكاري جديد محسوب مي‎شد و داراي بالهاي با جهت مخالف بود (پيشگرا) هواپيماي نسل پنجم نيست. در دفتر طراحي-تجربي "سوخوي"، مهندسين معتقدند که اين هواپيما بيشتر يک آزمايشگاه پرنده است که بر مبناي آن، فناوريها و مواد جديد مورد آزمايش قرار مي‏گيرند.



ويژگيهاي سوخوي47 بركوت

كشور سازنده: روسيه

كمپاني:سوخوي

خدمه: يك نفر

طول: 22.6 متر

گستردگي: 15.16 متر

ارتفاع: 6.3 متر

سطح بالها: 61.87 متر مربع

وزن خالي: 16375 كيلوگرم

وزن بارگذاري شده: 25000 كيلوگرم

حداكثر وزن قابل برخاست:35000 كيلوگرم

پيشرانش: دو پيشران توربوفن AL-37FU ساخت شركت ليولكا (Lyulka) كه در نمونهي آزمايشي داراي پس‏سوز مشتق شده از پيشرانD-30F6 ، داراي سامانهي تغيير بردار رانش (در مدل تغيير يافتهي FPU) و داراي كنترل ديجيتال است. اين پيشران داراي كشش خشك (پيشرانش بدون پسسوز) معادل 83.4 كيلونيوتن، كشش با پسسوز معادل 142.2 كيلونيوتن ميباشد. اين پيشران توربوفن داراي تغيير بردار رانش 20 + تا 20- در زاويهي 30 درجه در هر ثانيه است.

سرعت بيشينه: 1600 كيلومتر بر ساعت (1.6 ماخ)

برد: 3300 كيلومتر

سقف پرواز: 18000 متر (59050 پا)

نرخ اوجگيري: 230 متر بر ثانيه

نسبت وزن به مساحت بال:360 كيلوگرم بر هر متر مربع

جنگافزار:

- يك دستگاه مسلسل 30 ميليمتري از نوع GSh-30-1 با 150 تير فشنگ

- موشكهاي هوابههواي R-77 و R-73

- جنگافزار هوابهزمين X-29T، X-29L، X-59M، X-31P، X-31A،KAB-500 و KAB-1500