تولید جنگنده ملی،از افسانه تا واقعیت

با توجه به تهدیدات موجود علیه ایران و عدم توانایی در نوسازی ناوگان هوایی، سیاست ایران بر تولید داخلی هواپیما قرار گرفت. علی رغم تلاش متخصصان داخلی متاسفانه پس از سالها صرف وقت و بودجه این سیاست دست آورد چشمگیری نداشته است و نهایتا تعدادی هواپیما با نامهای مختلف تولید شده که همگی بر پایه اف۵ با تکنولوژی ۵۰ سال پیش آمریکا می باشند. لذا در این مقاله بجای اینکه به تاریخچه تولید هواپیما و دست آوردهای آن بپردازیم، به علتهای موفق نبودن ساخت هواپیما در ایران اشاره خواهد شد. در این مقاله شرایط لازم برای ساخت یک هواپیمای نسل ۴ معادل اف۱۶ مدل ای (امروزه پاکستان درحال تولید جی.اف۱۷ است که تقریبا معادل اف۱۶ ای می باشد)، را با تکیه بر توان داخلی و زیر ساختهای صنعتی موجود بررسی می کنیم.(لازم به ذکر است که در این مقاله تنها به بخش های محدودی اشاره خواهیم کرد).

 بررسی بخش های مختلف هواپیما: 

اسکلت هواپیما،

 قطعات بدنه  درخصوص اسکلت هواپیما باید دانست که برای هواپیماهای با شرایط مختلف از چه نوع موادی استفاده می شود. در اسکلت هواپیما از فولاد با مقاومتهای مختلف، آلیاژهای مختلف آلومینیوم و تیتانیوم استفاده میشود. در این خصوص باید گفت که هرچه سرعت حداکثر هواپیما بیشتر باشد، مقدار قطعات تیتانیومی بیشتر خواهد شد. برای روشن تر شدن موضوع باید بدانیم که تقریبا کل اسکلت هواپیمای اس.آر۷۱ که نزدیک به سرعت ۳ ماخ حداکثر سرعت آن است، از تیتانیوم ساخته شده است. به این منظور کمپانی لاکهید مارتین مجبور به ساخت تجهیزات و ابزار دقیق لازم جهت فرم دهی قطعات شده بود که همین امر یکی از دلایل قیمت بسیار زیاد این پرنده بود. گفته می شود که اسکلت بدنه تا سرعت ۱٫۵ ماخ را همچنان میتوان از آلیاژهای پر مقاومت آلومینیوم و تا ۲٫۵ را از الیاژهای فولادی ساخت. (البته اعداد تقریبی است و بسته به نوع هواپیما و نیروی وارده به آن، ناشی از شکل هواپیما متغیر است). ۲٫۵ ماخ عدد بسیار خوبی است ولی استفاده از فولاد باعث سنگین شدن بدنه شده و به موتور بسیار قوی تری نیاز است همچنین باید سطح مقطع بالاها را نیز افزایش داد به نحوی که هواپیما از حالت متعارف خارج می شود و نمیتوان جنگنده چند منظوره با آن ساخت. پس می باید به سرعت حدود ۲ ماخ معادل اف۱۶ اکتفا کرد. برای این کار نیاز به آلیاژهای نرم فولاد با مقاومت حدود ۱۰۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع است تا وزن هواپیما زیاد نشود. مساله این است که ایران این نوع فولاد را تولید نمی کند و چون محل مصرف آن مشخص است شرکت های تولید کننده نیز به ایران نمی فروشند. نمونه های مشابه آن در ساخت کابلهای مورد نیاز پلهای معلق و نمونه ضعیف تر در ساخت تیغه بولدوزر به کار میرود ولی مساله این است که این نوع فولاد در صورت ذوب شدن و سرد شدن مجدد خواص خود را از دست می دهد. بر فرض تهیه فولاد لازم از بازار سیاه نیز دستگاههای فرم دهی آن در ایران موجود نیست این دستگاهها باید بتوانند به انواع منحنی و سهمی، فولاد را شکل دهند که باز چون محل مصرف انها مشخص است، نمیتوان آنها را به راحتی تهیه کرد. اگر بخواهیم بدنه را کلا از آلیاژهای آلومینیوم بسازیم (گرچه باز تولید آلیاژهای پر مقاومت در توان ما نیست ولی به فرض تهیه از بازار سیاه) امکان شکل دهی آن وجود دارد ولی مساله این است که با بدنه ضعیف نمیتوان به سرعتهای بالا رسید و احتمالا باید به کمتر از سرعت صوت یا نهایتا ۱٫۵ برابر سرعت صوت (به طور تقریبی با توجه به نوع آلیاژ بکار رفته) اکتفا کرد. از طرف دیگر، با بدنه ضعیف نمیتوان مهمات زیادی را حمل کرد یا انتظار مانورهای پیشرفته داشت. لذا باید گفت در صورتی که فقط از آلیاژهای آلومینیوم بخواهیم استفاده کنیم، نهایت هواپیمای شکاری با سرعت کم می  توانیم تولید کنیم که بسیار به اف۵ شبیه است.

وسایل اتصال قطعات اسکلت و بال به یکدیگر،

  پس از فرم دادن قطعات بال و بدنه، باید این قطعات را به نحو مناسبی به هم متصل کرد. این پروسه با جوشکاری انجام میشود به نحوی که یک اسکلت یکپارچه با شاسی بال بوجود می آید نیازمند و دقت بسیار زیاد است و این دقت برای هواپیماهایی که از فیبر کربن در بدنه آنها استفاده شده است باید بیشتر باشد. درحال حاضر ایران توان جوش کاری آلومینیوم را روی سطوح ساده دارد. اینکه آیا روی سطوح مختلف و انواع موقعیتها نیز پرسنل متخصص برای انجام جوش با کیفیت وجود دارد یا خیر مشخص نیست. بحرانی ترین قسمت در مناطقی است که شاسی آلومینیومی باید به قطعات فولادی یا تیتانیومی وصل شود ممکن است که استفاده از تیتانیوم را به عنوان شاسی در نظر نداشته باشیم ولی به هر حال جنس قطعات خاصی مخصوصا در قسمت آویزهای مخازن سوخت و موشک یا بمبهای سنگین به احتمال زیاد از جنس تیتانیوم است. در مورد امکان جوش ۲ قطعه با جنس مختلف در ایران من اطلاعات خاصی ندارم ولی خوشبین هم نیستم.  در خصوص اتصال جدار خارجی به شاسی بال وبدنه نیز این اتصال معمولا برای قسمتهای آلومینیومی با پیچ و یا پرچ انجام میشود. جنس این قطعات با توجه به بازه حرارتی و مقاومت بسیار مخصوص است و تا کنون اخباری درخصوص تولید این پیچها در ایران به گوش نرسیده است.

جدار خارجی،

 جدار خارجی هواپیما عمدتا از ورقهای آلومینیومی ساخته شده که فرم دهی به آن آسان است ولی در مورد هواپیماهای نسل ۴ روز به روز استفاده از قطعات فیبر کربن بیشتر می شود که دلیل آن مقاومت بالاتر و وزن سبک تر است. همچنین با توجه به یکپارچه ساخته شدن قطعات فیبر کربن در صورتی که مورد اصابت قرار گیرد تکه های آن در اثر فشار باد کنده نمی شود و عملکرد کلی بال بسیار بهتر است. امروزه الیاف فیبر کربن در ایران تولید می شود ولی کیفیت آن در حدی نیست که بتواند در برابر فشارهای وارده در یک جنگنده مقاومت کند. چندی پیش ایران اقدام به خرید الیاف فیبر کربن با مقاومت بالا از ژاپن کرده بود که محموله توقیف شد. نکته دیگر فرم دهی به این الیاف کربن است. گرچه تولید الیاف کربن با کیفیت بالا بسیار مهم است ولی از آن مهم تر تولید رزین پرکننده، فرم دهی و پخت مناسب آن است به نحوی که سطوح تولید شده دارای اعوجاج نباشند و بحث ایرودینامیک را مختل نکند. در صورتی که از فیبر کربن استفاده نشود وزن هواپیما افزایش یافته و به دنبال آن مصرف سوخت که در نتیجه برد هواپیما کم میشود. همچنین مانور پذیری هواپیما کمتر می شود.

سیستم های هیدرولیکی جهت قطعات متحرک

  سیستمهای هیدرولیکی جزء ساده تین سیستمها هستند و درحال حاضر ایران توان ساخت سیستمهای هیدرولیکی برای ماشین آلات سنگین را دارد اما شرایط هواپیما کلا متفاوت است. با توجه به اینکه سیستمهای هیدرولیکی هواپیما باید در بازه حرارتی +۵۰ درجه تا -۵۰ درجه سانتیگراد (برای قطعات متحرک بال و چرخ. برای قطعات متحرک موتور اطلاعی از بازه حرارتی ندارم) به خوبی فعال باشند باید از آلیاژهای خاصی در ساخت آنها استفاده شود در غیر این صورت با خروج روغن هیدرولیک، سیستم از کار خواهد افتاد. این انقباظ و انبساط خاص سیستمهای هیدرولیکی نیست و بدنه و جدار خارجی نیز در همین شرایط هستند ولی از آنجا که قابلیت پرواز و مانور دادن، به این سیستمها متکی است از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. کافی است بدانیم که عمده سقوط هواپیماها ناشی از همین ضعف در سیستم هیدرولیکی است. نکته دیگر روغن هیدرولیک مناسب است که ایران توان تولید آن را در حال حاضر ندارد. ممکن است گفته شود که از روغن هیدرولیک هواپیماهای تجاری استفاده می کنیم ولی تا جایی که من اطلاع دارم با توجه سرعت بالاتر و مانور های بیشتر روغن هیدرولیک هواپیماهای جنگنده متفاوت است (روغن ترمز ماشینهای سنگین و سبک نیز متفاوت است). خوشبختانه درصورتی وجود مواد لازم، دانش ساخت و نیروی متخصص جهت ساخت سیستم هیدرولیک وجود دارد.

نرم افزار کنترل دیجیتال هواپیما

این سیستم به استانداردی در تمام هواپیما تبدیل شده است به صورتی که تمام هواپیماهای غربی نسل ۴ مجهز به این سیستم هستند ولی هواپیماهای شرقی قدیمی مانند میگ۲۹ از این سیستم بی بهره اند. این سیستم از آنالیز اطلاعات سنسورهای مختلف هواپیما در هزاران پرواز قبلی که توسط سیستم های ذخیره اطلاعات ثبت و ضبط شده اند برای برنامه ریزی شرایط مختلف استفاده می کند تا فرامین خلبان را اصلاح کند به طوری که هواپیما دارای پایداری کافی باشد. برای ایران که به این اطلاعات پرواز دسترسی ندارد امکان تهیه نرم افزار قبل از تولید نمونه اولیه هواپیما وجود ندارد. این نرم افزار برای هواپیماهای نسل ۴ اولیه شامل تقریبا شامل یک میلیون خط برنامه نویسی است و برای هواپیماهای اف۳۵ بیش از ۸ میلیون خط که مدت زمان زیادی لازم دارد تا نوشته شود.

سیستم موقعیت یابی

 جهت هدایت هواپیما  امروزه همه ناوگان هوایی دریایی و زمینی برای اطلاع از موقعیت خود به سیستمهای جی.پی.اس آمریکایی ویا معادل روسی یا چینی آن وابسته هستند. متاسفانه ایران چنین سیستمی ندارد و امکان راه اندازی آن نیز در آینده نزدیک و میان مدت وجود ندارد. سیستمهای جی.پی.اس از ۲ فرکانس مختلف استفاده می کنند، یکی برای استفاده غیر نظامی و دیگری برای سیستمهای نظامی. در هنگام جنگ، سیستمهای غیر نظامی به صورت عمدی دچار خطا می شوند در حالی که سیستمهای نظامی دقت خود را حفظ می کنند تا به حال کیتهای جی.پی.اس نظامی هر دستگاه از سوی سازنده آن تامین شده است چرا که هر کدام کد شناسایی مخصوص دارد و حتی نمی توان جی.پی.اس نظامی تانک را به صورت یک پارچه با سایر سیستمهای ناوبری و هدایت موشکی، روی هواپیما نصب کرد چرا که باید سایر سیستم ها کد مورد نظر جی.پی.اس را بتوانند شناسایی کنند. جنگنده بدون سیستم ناوبری جنگنده کاملی نیست و استفاده از سیتمهای ژیروسکوپ سه محوری و هدایت اینرسی با توجه با مانورهای مختلف هواپیما و ابتدایی بودن آنها برای جنگنده نسل ۴ و تولید در ۱۰ سال آینده عاقلانه نیست.

سیستم نرم افزاری نمایش اطلاعات دریافت شده و پردازش شده و نمایشگر های مربوطه

  با توجه به اینکه از سیستم عامل لینوکس استفاده می شود میتوان از کارت گرافیکی های معمولی جهت نمایش اطلاعات روی صفحات نمایشگر استفاده کرد. ولی مشکل اینجاست که تولید نمایشگرهای نظامی با نمایشگر های معمولی بسیار متفاوت است حتی روسیه نیز از نمایشگر های فرانسوی در جنگنده های جدید استفاده می کند. در خصوص نمایشگر جنگنده باید دانست که، به هیچ هنوان از یک نمایشکر غیر نظامی نمی توان استفاده کرد زیرا با اندکی جنگ الکترونیک نمایشگر های غیر نظامی غیر قابل استفاده هستند. حتی شاید امواج راداری خود هواپیما یا هواپیماهای مشابه باعث از کار افتادن نمایشگر باشد. با در نظر داشتن این نکته که تمام اطلاعات سنسور های داخلی و ناوبری همچنین اطلاعات رهگیری و سیستمهای هشدار روی این نمایشگرها نشان داده می شود، اگر در شرایط جنگی این نمایشگرها از کار بیوفتد احتمالا خلبان چاره ای جز بیرون پریدن از هواپیما برای حفظ جان خود ندارد.  با توجه به عدم دسترسی به این نمایشگرها، تنها چاره استفاده از نمایشگرهای عقربه ای است. نمایشگرهای عقربه ای نیز گرچه تکنولوژی کمتری دارند ولی در زمینه دقت، مانند ساعتهای سوئیسی کار می کنند. خوشبختانه گرچه ایران نمی تواند فنرهای مورد نیاز را تولید کند ولی خرید آنها از بازار غیر نظامی ممکن نیست.

سیستم عامل جهت راه اندازی پردازشگر

  ایران توسط  ۲ مرکز انشگاهی و ۲ مرکز تحقیقاتی طی ۱۰ سال گذشته سعی کرده است که سیستم عامل ملی مبتنی بر هسته لینوکس درست کند. این سیستم عامل ها در واقع فقط یک رابط کاربری هستند و سیستم عامل اصلی لینوکس است. متاسفانه پروژه ها دست آورد مناسبی نداشتند به طوری که مردم یا دولت ترغیب به استفاده از آن شود البته خیلی هم بد نیستند من خودم از آنها استفاده کرده ام و می شود گفت قابل استفاده هستند ولی به هر حال ایران هیچ تجربه ای در ساخت هسته سیستم عامل ندارد (حتی در حد سیستم عامل موبایل های نوکیا معروف به سیمبیان). مشکل استفاده از سیستم عامل های موجود در قابلیت قابل نفوذ بودن و ناپایداری آنها است. گفته میشود که، همه سازندگان تسلیحات امکانی را در تولیدات خود قرار میدهند که درصورتی که این تسلیحات بر ضد خودشان بکار گرفته شود بتوانند آنها را از کار بیندازند. اما اینکه یک هواپیمای تولید داخل را بتوان با آلوده کردن سیستم عامل از کار انداخت خیلی فاجعه بزرگی است  جمع بندی: با توجه به تجربه ناموفق ایران در ساخت هسته سیستم عامل و زمان بر بردن این پروسه تا وقتی که اشکالات آن برطرف شود امکان تولید هسته سیستم عامل ملی وجود ندارد. باید با پذیرفتن ریسک هک شدن هواپیما از سیستم عامل لینوکس که پایدار تر است استفاده شود.

سیستمهای ذخیره اطلاعات و پردازشگر مرکزی اطلاعات

  هواپیما در هر ثانیه تعداد زیادی اطلاعات جمع آوری، پردازش و ذخیره میکند. سیستمهای ذخیره اطلاعات گرچه از اصول یکسانی با هاردهای معمولی استفاده می کنند ولی تکنولوژی ساخت آنها کاملا متفاوت است و ایران به این تکنولوژی در حال حاضر دسترسی ندارد. خوشبختانه با روشهای محافظت فیزیکی شاید بتوان از ابزارهای مبتنی بر حافظه فلش و کد گذاری مناسب آن استفاده کرد گرچه باعث به خطر افتادن اطلاعات محرمانه جنگنده می شود ولی به هر حال اطلاعات پرواز جنگنده ای معادل اف۱۶ برای ۱۰ سال آینده خیلی هم محرمانه نیست. متاسفانه وضعیت در مورد پردازشگر به آسانی سیستم ذخیره اطلاعات نیست. روسیه و آمریکا از پردازشگرهای متعارف مانند اینتل یا پردازشگرهای موبایل به عنوان پردازشگر استفاده نمی کنند. دلیل این امر این است که اصلا از سیستم عامل های معمول برای راه اندازی پردازشگر استفاده نمی کنند و سیستم عامل مخصوص خود را دارند و سعی می کنند اسرار هواپیما را محرمانه نگهدارند.  جمع بندی: ایران به هیچ وجه توان ساخت پردازنده با قدرت کافی را ندارد و یا سیستم ذخیره اطلاعات را ندارد و می باید پذیرفتن ریسک حملات سایبری، از سیستم ذخیره اطلاعات و پردازنده های غیر نظامی استفاده کند.

کیت های کامپیوتری پردازش اطلاعات و ارسال فرمان به قطعات مکانیکی

 این کیتها به صورت مدارهای مجتمع قابل برنامه ریزی (پی.ال.سی) طراحی میشوند و مجموعه دستوراتی از قبل در آنها قرار داده میشود که بنا به شرایط مختلف نیازی به پردازش مداوم توسط پردازشگر مرکزی نباشد. ایران توان تولید پی.ال.سی های ابتدایی مانند چیزی که در صنعت خودرو استفاده می شود را دارد ولی توان طراحی و ساخت انواع پیشرفته را ندارد. برای مثال می توان به پی.ای.سی های سانتریفیوژها اشاره کرد که به راحتی از کار افتاد. این قطعات وقتی قرار باشد در شرایط جنگی به کار گرفته شود باید با استاندارد های بالاتری ساخته شود که فعلا ایران این توان را ندارد. برای ارتباط بین این کیتها و قطعات مکانیکی نیز از سیمهای مسی با غلاف مخصوص یا فیبر نوری استفاده می شود تا در برابر جنگ الکترونیک آسیب پذیر نباشند.

سیستمهای رادار، گیرنده و فرستنده و دید درشب

  برخی از اخبار ناشی از این است که ایران موفق به ساخت رادار هواپیما و نصب آن روی اف۱۴ شده است. اینکه این رادار چه قابلیتهایی دارد  مثلا چند هدف را کشف و همزمان با چند هدف درگیر میشود و در عمل آیا کارایی لازم را دارد یا نه را به نتیجه تستهای آن در آینده موکول می کنیم.

دیگر موارد

با توجه به طولانی بودن مقاله،توضیح مختصری در مورد دیگر بخش ها می دهیم.قسمت هایی مانند لاستیک های اطراف بدنه،تایر،شیشه های کابین،رنگ آمیزی در سطح بالا و فیبر کربن،سیستم ترمز و مواد محافظ از جمله فناوری هایی است که ایران توانایی تولید بومی آنها را ندارد و یا حداقل زمانی برای دست یابی به آنها لازم است.در قسمت موتور که مهمترین بخش یک جنگنده است،ایران تا کنون موفق به تولید یک موتور در حد و اندازه اف-5 بوده است که به هیچ وجه نمی توان برای جنگنده های مدرن و حتی نسل 4 روی آن حساب باز کرد. شاید بهتر باشد که تا آن زمان از جنگنده های خریداری شده استفاده کرد.جنگنده هایی مانند سوخو-35 و میگ-35 حداقل جنگنده هایی هستند که نیروی هوایی ایران به آنها نیازمند است.در بخش تولید سخت افزار و نرم افزارهای کامپیوتری نیز با مشکلات جدی مواجه هستیم.همانطور که در ابتدای مطلب نیز عنوان شد،در این مقاله تنها به بخش های محدودی از ساخت و تولید یک جنگنده بومی اشاره کردیم.حداقل موارد لازم.ما برای تولید یک جنگنده ملی حداقل نسل چهارم،راه نسبتا درازی در پیش داریم.

با تشکر از جنگ آوران