رافال إف4، هيكل “شبحي” مُحسن بالكامل

موقع الدفاع العربي 3 نوفمبر 2024: رافال هي طائرة مقاتلة متعددة المهام فرنسية الصنع، طورتها شركة داسو للطيران (Dassault Aviation)، وتعد من الطائرات المتقدمة التي تتميز بالقدرة على القيام بعدة أنواع من المهام الحربية في وقت واحد، مثل الهجمات الجوية والبحرية وعمليات الاستطلاع.

تتوفر طائرة رافال، وهي مقاتلة متعددة الأدوار، في ثلاثة إصدارات:

• طائرة رافال سي ذات المقعد الواحد التي يتم تشغيلها من قواعد برية،
• طائرة رافال إم ذات المقعد الواحد لعمليات حاملات الطائرات،
• طائرة رافال بي ذات المقعدين التي يتم تشغيلها من قواعد برية.

تشترك الإصدارات الثلاثة في هيكل طائرة ونظام مهام مشترك، وتقتصر الاختلافات بين الإصدارات البحرية والبرية بشكل أساسي على معدات الهبوط وخطاف الإيقاف.

هيكل الطائرة – المواد – نظام التحكم في الطيران

تتميز طائرة رافال بجناح دلتا مع أجنحة كانارد مقترنة بشكل وثيق. وقد أظهرت الأبحاث الداخلية في ديناميكا السوائل الحسابية (CFD) الفوائد المحددة للاقتران الوثيق بين الأجنحة والكانارد: فهو يضمن مجموعة واسعة من مواضع مركز الجاذبية لجميع ظروف الطيران، فضلاً عن التعامل الممتاز في جميع أنحاء غلاف الطيران بالكامل.

مفهوم “flight envelope” أو “مغلف الطيران” يُشير إلى مجموعة الحدود التشغيلية الآمنة التي يمكن للطائرة أن تعمل ضمنها. يحدد هذا المغلف جميع المعايير الأساسية للطيران مثل:

1. السرعة: الحد الأدنى والأقصى للسرعة الآمنة التي يمكن للطائرة أن تطير بها.
2. الارتفاع: الحد الأدنى والأقصى للارتفاع الذي يمكن أن تصل إليه الطائرة بشكل آمن.
3. زاوية الهجوم: مدى الزاوية التي يمكن أن يتم بها توجيه الطائرة قبل أن تفقد توازنها أو تواجه مخاطر الانهيار (stall).
4. قوى التسارع: الحدود التي يمكن للطائرة أن تتحملها من قوى التسارع مثل الجاذبية (G-forces)، خصوصًا أثناء المناورات.

بمعنى آخر، المغلف الجوي يحدد الحيز الآمن الذي يمكن للطائرة أن تعمل ضمنه دون المخاطرة بسلامتها.

يعد تكوين جناح كانارد/جناح دلتا عاملاً رئيسيًا للأداء القتالي لطائرة رافال: حتى في زاوية الهجوم العالية، تظل الطائرة رشيقة تمامًا، وأداء مداها في مهام الضرب حتى في أثقل تكوينات الأسلحة لا مثيل له لمثل هذا التصميم المدمج.

يحقق نظام التحكم في الطيران في طائرة رافال مستوى عالي في سلامة الطيران من خلال الاستفادة من الخبرة الواسعة لشركة داسو للطيران في تكنولوجيا الطيران بالأسلاك: أكثر من مليون ساعة طيران بدون وقوع حادث واحد بسبب نظام التحكم في الطيران.

يسمح نظام التحكم في الطيران المتقدم في طائرة رافال بإجراء رحلة آلية في وضع تتبع التضاريس في جميع الظروف الجوية، حتى في حالة انعدام الرؤية، مما يسمح للمقاتلة بالتحليق دون أن يلاحظها أحد في المجال الجوي للخصم، وهو عامل حاسم للبقاء في بيئة عالية التهديد.

إن طائرة رافال آمنة وسهلة الطيران في جميع أنظمة الطيران، وتتميز بنفس أداء المناورة الدقيق والحميد في جميع تكوينات الحمولة في جميع أنحاء غلاف الطيران. بناءً على الخبرة الهائلة التي تتمتع بها شركة داسو للطيران في مجالات التحكم في الطيران والتتبع الآلي للتضاريس، فإن نظام AGCAS (النظام التلقائي لتجنب الاصطدام بالأرض) يحمي الطائرة والطاقم في أصعب المواقف، مما يسمح للطيار بالتركيز بالكامل على مهمته.

تم الحفاظ على المقطع العرضي الراداري (RCS) لهيكل الطائرة عند أدنى قيمة ممكنة من خلال اختيار خط القالب الخارجي “Outer Mould Line” (OML) والمواد الأكثر ملاءمة. معظم ميزات التصميم الشبحية هي سرية، ولكن بعضها مرئي بوضوح، مثل الأنماط المسننة على الحافة الخلفية للأجنحة والأجنحة الجانبية.

الـ”Outer Mould Line” (OML)، أو ما يمكن تسميته بخط القالب الخارجي، هو المصطلح الذي يُستخدم لوصف الشكل الخارجي لأية طائرة أو مركبة جوية كما يظهر من الخارج. يشير هذا الخط إلى الحدود الخارجية للهيكل التي تحدد شكله الديناميكي الهوائي.

تُعتبر الـ OML مهمة للغاية في تصميم الطائرات لأنها تؤثر على خصائص الديناميكا الهوائية (الانسيابية) للطائرة، مما يساهم في تحسين كفاءتها في استهلاك الوقود، وتحقيق الثبات والتحكم المطلوبين.

لطالما اشتهرت شركة داسو للطيران بتصميم هياكل طائرات قوية تتحمل أكثر من 30 عامًا من التشغيل دون ترقيات هيكلية ثقيلة.

بفضل الخبرة الفريدة لشركة داسو للطيران في النمذجة باستخدام العناصر النهائية، تتم مراقبة إجهاد هيكل طائرة رافال بنفس مفهوم عدم استخدام المقاييس والذي أثبت جدواه في أسطول طائرات ميراج 2000.

تُستخدم المواد المركبة على نطاق واسع في رافال وتمثل 70% من مساحتها. كما أنها مسؤولة عن زيادة بنسبة 40% في نسبة وزن الإقلاع الأقصى إلى الوزن الفارغ مقارنة بالطائرات التقليدية المبنية من الألومنيوم والتيتانيوم.

M88 – محرك مدمج وقوي

يعتبر المحرك M88-2 محرك توربوفان من الجيل الجديد يوفر نسبة دفع إلى وزن عالية مع سهولة الصيانة وموثوقية عالية في الإرسال وتكاليف تشغيل أقل.

يتضمن المحرك M88-2 تقنيات متقدمة مثل أقراص الضاغط ذات الشفرات المتكاملة (“blisks”)، واحتراق منخفض التلوث مع انبعاثات خالية من الدخان، وشفرات توربينية عالية الضغط أحادية البلورة، وطلاءات سيراميك، ومواد مركبة.

يبلغ وزن المحرك M88-2 نحو 10971 رطلاً جافًا و16620 رطلاً مع الحارق اللاحق. وهو مزود بنظام “التحكم الرقمي الكامل في المحرك” (FADEC) الذي يوفر التعامل مع المحرك دون قلق في أي مكان في نطاق الطيران: يمكن ضبط دواسة الوقود من قوة القتال إلى الخمول والعودة إلى قوة القتال مرة أخرى، في أقل من ثلاث ثوانٍ من الخمول إلى الحارق اللاحق الكامل.

تم إطلاق برنامج M88 TCO (“إجمالي تكلفة الملكية Total Cost of Ownership”) في عام 2008 بهدف تحسين متانة المحرك بشكل أكبر وخفض تكاليف الدعم. بالاستفادة من مشروع ECO، تمكنت شركة محركات الطائرات سافران (Safran) من ترقية ضاغط الضغط العالي والتوربين عالي الضغط في M88-2: تم تحسين التبريد وتم تقديم مكونات أقوى، مما أدى إلى زيادة المتانة بنسبة تصل إلى 50٪. تم توسيع متوسط ​​العمر المتوقع بين عمليات الإصلاح بشكل كبير لعدد من الوحدات، مما يساعد على تقليل تأثير الصيانة المخطط لها على توفر المحرك.

خضع M88 لتحسينات مستمرة من قبل شركة محركات الطائرات سافران، وظهر أحدث إصدار M88-4E، والذي يعتمد على برنامج TCO. هذا الإصدار، الذي يوفر عمرًا أطول للمحرك، يعمل الآن بكامل طاقته. بدأت عمليات التسليم الإنتاجية في عام 2012، والآن تخرج طائرات رافال من خط الإنتاج مزودة بمحركات M88-4E.

أبرز ميزات طائرة الرافال:

1. التصميم متعدد المهام: تم تصميم الرافال لتكون قادرة على أداء مهام متعددة، مثل التفوق الجوي، والهجوم البري، والاستطلاع، والحرب الإلكترونية، وحتى الهجوم البحري عند الحاجة.
2. السرعة والقدرة على المناورة: بفضل تصميمها الديناميكي الهوائي الممتاز ووزنها الخفيف، تستطيع الرافال تنفيذ مناورات حادة مع الاحتفاظ بسرعات عالية.
3. التكنولوجيا المتقدمة:
   • رادار AESA: تمتلك رافال رادارًا متطورًا من نوع AESA (التوجيه الإلكتروني النشط) الذي يسمح بتتبع عدة أهداف في وقت واحد بدقة عالية.
   • نظام حماية ذاتية SPECTRA: يتيح هذا النظام المتقدم حماية الطائرة من التهديدات بفضل أنظمة التشويش والتحذير من الصواريخ.
   • قمرة القيادة الرقمية: تتضمن شاشات حديثة وأنظمة التحكم الحسية التي تتيح للطيار التركيز على المهام الاستراتيجية دون تشتت.
4. القدرة على حمل أسلحة متنوعة: يمكن للرافال حمل مجموعة واسعة من الأسلحة، مثل:
   • صواريخ جو-جو مثل ميكا وميتيور.
   • صواريخ جو-أرض، مثل سكالب وأباتشي.
   • قنابل دقيقة التوجيه، بما في ذلك القنابل الليزرية والقنابل الذكية.
5. التخفي: تصميم الرافال يساعد على تقليل بصمتها الرادارية، رغم أنها ليست طائرة شبحية بالكامل.

الدول التي تستخدم الرافال:

بدأت فرنسا في استخدام الرافال منذ التسعينيات، ومنذ ذلك الحين، انضمت دول أخرى لاستخدامها، مثل مصر، الهند، قطر، واليونان، وهناك تقارير عن اهتمام دول أخرى مثل الإمارات والمغرب بطائرات الرافال.