گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
پهپاد تهاجمی اکسکالیبور مارک 44 یک طرح نوین از هواپیماهای بدون سرنشین است که به منظور مقابله با موشک‌های بالستیک در دست ساخت است.
این هواپیمای بدون سرنشین که توسط کمپانی هوافضا انگلیسی اکسکالیبور (Excalibur) برای آژانس دفاع موشکی آمریکا ساخته می‌شود، قرار است با استفاده از توپ لیزری، در مدت زمانی بسیار کوتاه، موشک‌های بالستیک مهاجم را سریعا نابود کند. البته این پهپاد تنها نقش پاد بالستیک نداشته و می‌توان از آن در نقش تهاجمی و… نیز استفاده کرد. سازندگان همچنین نمونه سرنشین‌دار این هواپیما را پیشنهاد داده‌اند که به عنوان یک جنگنده نسل +5 شناخته می‌شود.
سپر موشکی چند لایه
کره شمالی، روسیه و چین از کشورهایی‌اند که دارای شمار زیادی موشک بالستیک هستند و یا در این زمینه سرمایه‌گذرای بالایی کرده‌اند. در آن سو نیز آیالات متحده آمریکا دارای سپر موشکی چند لایه متشکل از طیف گسترده‌ای از سامانه‌های پدافند پاد بالستیک همچون GMD، تاد (THAAD)، MIM-104F پاتریوت پک 3 (Patriot PAC-3)، RIM-161 استاندارد 3 (SM-3)، RIM-174 استاندارد 6 (SM-6) و چندین سامانه پدافندی دیگر است که برای مقابله با موشک‌های بالستیک تاکتیکی و کوتاه برد تا بالستیک قاره‌پیما هستند.
سیستم پدافند پاد بالستیک هواپایه YAL-1 ساخت آمریکا
اما صنایع هوافضا اکسکالیبور راهکاری متفاوت در نظر دارند. گرچه به‌کارگیری روش انرژی مستقیم و استفاده از توپ لیزری هوابرد علیه موشک‌های بالستیک روشی قدیمی است و آمریکا پیشتر در سال 2002 آن را آزمایش کرده بود، اما اکسکالیبور با استفاده از پهپاد و توپ لیزری نوین، قصد دارد این روش را به گونه‌ای متفاوت ارائه دهد.
تصویری کامپیوتری مفهومی از اکسکالیبور مارک 44
پهپاد تهاجمی اکسکالیبور مارک 44 پیوستگی پروازی بالایی دارد تا بتواند در کوتاه‌ترین زمان ممکن خود را به منطقه مورد نظر رسانده و موشک مهاجم را رهگیری و سرنگون کند. این هواپیما همچنین بسیار پنهانکاری و رادارگریزی است و سرعت و ارتفاع پروازی بسیار بالایی نیز دارد و به لطف این ویژگی‌ها می‌تواند برای مدت طولانی به پرواز در منطقه غیرقابل دسترس و زیرپوشش پدافند هوایی دشمن بپردازد و در آن منطقه حتی سوخت‌گیری هوایی نیز انجام دهد! این پهپاد می‌تواند به صورت پیوسته در هر شرایط آب و هوایی به پرواز در لبه فضا بپردازد و در صورت بروز خطر سریعا با آن درگیر شود.
یک آرایه توپ لیزری
توپ لیزری 1.2 میلیون واتی که به عنوان سلاح اصلی پهپاد تهاجمی اکسکالیبور مارک 44 در نظر گرفته شده است تا سال کاملا 2020 آماده می‌شود. این توپ 1.2 میلیون واتی یک توپ لیزری آرایه فازی ترکیبی دوگانه از نوع لیزر جامد/الکترون آزاد است که آزمایش‌های آن و همچنین بهسازی‌های نرم افزاری‌اش تا پیش از پایان امسال انجام می‌شوند. هدف اصلی این آزمایش‌ها بهینه‌سازی توان پرتوی لیزری، بهبود نرم افزار و همچنین مدیریت گرمای تولیدی ناشی از کارکرد توپ است.
اکسکالیبور مارک 44 دارای 4 آرایه شلیک لیزر است که یکی از آن‌ها به سمت بالا و برای هدف قراردادن موشک‌ها در فاز میانه مسیر (مید-کورس) و 3 آرایه دیگر به سمت پایین و به‌منظور سرنگونی موشک در فاز اوج گیری هستند. گرچه پهپاد می‌تواند به سادگی با یک چرخش، سوی شلیک این آرایه‌ها را عوض کند.
صنایع هوافضا اکسکالیبور قصد داد آزمایش‌های این توپ لیزری را در نواحی شمالی اقیانوس اطلس انجام دهد. زیرا آن نواحی دارای شرایط جوی نامساعد و رطوبت بالا هستند و می‌توان کارکرد توپ لیزری در اختلالات جوی، هوای ابری و شرایط بد آب و هوایی را با دقت بررسی کرد. این کار همچنین سبب می‌شود بتوان براوردی درست از چگونگی کارکرد توپ در مناطق قطبی که امروزه از نظر ژئوپلیتیکی بسیار با ارزش هستند، بدست آورد. البته اکسکالیبور مارک 44 در ارتفاع بسیار بالا که شرایط جوی تقریبا بی اثر هستند کار خواهد کرد و این آزمایش‌ها بیشتر به منظور بررسی کارکرد نرم افزار توپ برای آرایه‌های رو به پایین هستند.
همانگونه که گفته شد، این توپ لیزری دارای طراحی ترکیبی دوگانه بوده و دارای فناوری‌های لیزر الکترون آزاد با قابلیت تغییر توان پرتوی خروجی و همچنین فناوری لیزر فیبر نوری حالت جامد با سیستم خنک کننده آبی است. این ترکیب سبب دستیابی به یک توپ لیزری بسیار پرقدرت با توان شلیک طولانی مدت می‌شود که می‌تواند موشک بالستیک و هر نوع هواگرد دیگری همچون هواپیما، هلیکوپتر، پهپاد، موشک کروز و… را هدف قرار داده و نابود کند. افزایش انعطاف‌پذیری عملیاتی، اعتمادپذیری و دقت توپ لیزری نیز از دیگر مزایای ترکیب این تکنولوژی‌ها است.
یکی دیگر از مزایای فناوری الکترون آزاد که در این توپ لیزری گنجانده شده این است که سریعا قادر به تغییر توان و همچنین فرکانس پرتوی لیزر خروجی است، بدین ترتیب می‌تواند هر نوع پوشش آینه‌ای و براقی که به منظور محافظت از موشک بالستیک در برابر توپ‌های لیزری روی بدنه موشک می‌زنند را نابود کند.
البته اکسکالیبور مارک 44 برای درگیری با اهداف تنها متکی به توپ لیزری نیست. این پهپاد دو جایگاه داخلی حمل مهمات دارد و می‌تواند در حالت استاندارد بیش از 4 تن مهمات در آن حمل کند. این مهمات می‌تواند نمونه هوا پرتاب از موشک‌های پاد بالستیک پاتریوت پک 3 و یا آستر 30 بلاک 2 (Aster 30 Block II) اروپایی، موشک‌های هوا به هوا و… باشد. این پهپاد در حالت بارگذاری سنگین نیز می‌تواند بیش از 8.6 تن بار و مهمات همراه خود حمل کند.
یک تصویری کامپیوتری مفهومی دیگر از اکسکالیبور مارک 44
اکسکالیبور مارک 44 دارای ساختار بدون دم و مشابه بال پرنده است. یعنی روی بنده آن پایدارکننده عمودی و دم وجود ندارد. این ویژگی سبب کاهش سطح مقطع راداری آن و افزایش رادارگریزی هواپیما می‌شود. اکسکالیبور مارک 44 همچنین از قاعده پنهانکار چند طیفی پیروی میکند، به این معنی که ضمن داشتن سطح مقطع راداری پایین که با طراحی هندسی خاص و استفاده از مواد جذب کننده امواج رادار قابل دستیابی است و همچنین پنهان بودن از چشم انسان، پنهانکاری گرمایی نیز دارد تا توسط سامانه‌های آشکارساز فروسرخ نیز کشف نشود. پنهانکاری صوتی و بهره‌گیری از سیستم‌های رادیویی و ارتباطی پنهانکارانه نیز سبب می‌شود کشف این هواپیما شدیدا سخت باشد.
از دیگر قابلیت‌های مدرن اکسکالیبور مارک 44 می‌توان به ویژگی نبرد شبکه محور اشاره کرد. دیگر نیروها با استفاده از تجهیزات گوناگون همچون ماهواره‌ها، رادارهای پیش‌اخطار با برد هزارن کیلومتر، سنسورهای آشکارساز فروسرخ و… می‌توانند اقدام به کشف هدف کرده و این پهپاد پس از دریافت اطلاعات لازم برای رهگیری موشک، به سرعت خود را به منطقه مورد نظر رسانده و با توپ لیزری خود آن را نابود میکند. سنسورهای تصویرساز فروسرخ و تلویزیونی هواپیما نیز دارای دید کروی و سراسری پیرامون خود هستند و اگاهی محیطی کامل برای خلبان یا هدایت‌گر پهپاد فراهم می‌آورند.
هوش مصنوعی و تقلید از مغز پستاندارن نیز سبب می‌شود این پهپاد نه تنها توان یادگیری بالا و پرسرعتی داشته باشد، بلکه با سرعت بیشتری اطلاعات را پردازش کند. این پهپاد تماما خودمختار است، برای افزایش ایمنی، درگیری با هدف و شلیک به سمت آن نیازمند دریافت دستور از کاربر انسانی است.
موتور F135
پیشتر در سال جاری میلادی (2017)، صنایع هوافضا اکسکالیبور درخواست رسمی خود برای خرید 100 دستگاه موتور جت توربوفن F135 را به کمپانی هوافضا آمریکایی پرت اند ویتنی (Pratt & Whitney) ارائه داده بود. F-135 یک موتور بسیار پیشرفته و هوشمند است که برای جنگنده چندمنظوره پنهانکار و رادارگریز نسل 5 آمریکایی F-35 لایتنینگ 2 (Lightning II) طراحی و ساخته شده است. هر موتور F135 می‌تواند بیش از 191.3 هزار نیوتون رانش تولید کند. این موتور درحال حاضر قوی‌ترین موتور جت ساخته شده تا به امروز برای جنگنده است و رانش تولیدی آن بیشتر از هر موتور جت جنگنده دیگری است.
سازندگان پهپاد تهاجمی اکسکالیبور مارک 44 قصد ساخت پهپادی دو موتوره دارند، یعنی هواپیمایی مجهز به دو موتور F135! رانش تولیدی بسیار بالای این موتورها ضمن تاثیر مثبت مستقیم بر سرعت، برد و ارتفاع پروازی هواپیما، سبب افزایش توان حمل بار و همچنین افزایش توان مانور نیز می‌شود، زیرا نسبت رانش به وزن بالا می‌رود. این بدان معنی است که اکسکالیبور مارک 44 یک هواپیما با توان مانور بسیار بالا است.
نسبت رانش به وزن در این پهپاد بیش از 1.25 است که مقدار آن از مقدار نسبت رانش به وزن چابک‌ترین و مانورپذیر ترین جنگنده‌ها نیز بیشتر است! سازه هواپیما نیز می‌تواند هنگام مانور دادن فشار گرانشی بین منفی 4G تا مثبت 12G را تحمل کند که مجددا از توان تحمل هر جنگنده‌ای بیشتر است و مشابه توان تحمل موشک‌های هوا به هوا است. بد نیست بدانید موشک‌ها از هواپیماها بسیار چابک‌تر هستند. آهنگ چرخش پیوسته این هواپیما نیز 28 درجه بر ثانیه است.
خروجی متغیر 2 بعدی روی موتور F119 که در جنگنده F-22 رپتور به کار رفته است.
اما نکته جالب‌تر اینجاست که صنایع هوافضا اکسکالیبور خواهان نمونه‌ای از این موتور مجهز به خروجی متغیر 2 بعدی (تراست وکتورینگ 2 بعدی) است. خروجی متغیر با ایجاد تغییر در مسیر گازهای خروجی از موتور، سبب افزایش شدید توان مانور هواپیما می‌شود. طراحی بدنه نیز بسیار آیرودینامیک است که ضمن تاثیر مثبت در کاهش مصرف سوخت و افزایش برد، در بالا بردن توان مانور نیز دارای اثر مثبت است.
بنابر گفته سازندگان، به لطف این توان مانور و تحمل بالا، این پهپاد می‌تواند حتی در صورت کشف شدن، از موشک‌های زمین به هوای سامانه‌های پدافند هوایی پیشرفته همچون S-400 نیز فرار کند. البته ارتفاع پروازی بالای این پهپاد سبب می‌شود موشک‌های هوا به هوا و زمین به هوا، برای رسیدن به آن ارتفاع انرژی بسیاری صرف کنند که این امر سبب کاهش توان مانور موشک می‌شود و در نتیجه فرار از آن بسیار آسان‌تر است. در ارتفاع پایین نیز توان مانور بالای پهپاد می‌تواند به آن کمک بسیاری برای فرار از موشک کند.
سرعت این هواپیما بیش از 2.85 ماخ، ارتفاع پروازی آن بیش از 27 هزار متر و برد رزمی آن بیش از 4630 کیلومتر است؛ برد رزمی یعنی مسافتی که هواپیمای مسلح و سوخت‌گیری شده می‌‌پیماید تا به منطقه درگیری برسد، سپس با دشمن درگیر شده و بدون نیاز به سوخت‌گیری دوباره به پایگاه اولیه خود بازگردد. طبیعتا در صورت سوخت‌گیری هوایی، برد رزمی پهپاد تهاجمی اکسکالیبور مارک 44 بسیار بیشتر نیز می‌شود.
اما این تمام ماجرا نیست. صنایع هوافضا اکسکالیبور در نظر دارد از سال 2019 کار روی موتور دوگانه راکتی، یعنی ترکیبی از موتور جت و موتور راکتی، را نیز آغاز کند تا بدین ترتیب این پهپاد بتواند در یک نقطه از جو خارج شده و با ورود به مدار پایینی زمین، در کوتاه ترین زمان ممکن و با سرعت بسیار بالا، در نقطه‌ای دیگر از مدار خارج شده و وارد زمین شود. این قابلیت سبب می‌شود زمان لازم برای جابه‌جایی پهپاد از یک نقطه تا نقطه دیگر شدیدا کاهش یابد! به لطف این ویژگی اکسکالیبور مارک 44 می‌تواند در کمتر از 1 ساعت، به دورترین نقطه ممکن از قلمرو ناتو سفر کرده و پس از نابودی خطر، دوباره به سلامت به پایگاه خود بازگردد.
اکسکالیبرو مارک 44 ابعادی در اندازه یک جنگنده دارد. دارازی این هواپیما 23 متر و فاصله بین دو سر بال‌هایش از یکدیگر (دهانه بال) 17.3 متر است. بیشینه وزن هواپیما هنگام برخاستن نیز 38.5 تن است که حتی بیشتر از بیشینه وزن برخاست یک جنگنده دو موتوره بزرگ و سنگین همچون جنگنده‌های چندمنظوره نسل 4.5 F-15E استرایک ایگل (Strike Eagle) آمریکایی و سوخوی Su-35S روسی است؛ این پهپاد توان حمل بالای خود را مدیون موتورهای بسیار قدرتمند خود است.
با توجه به ویژگی‌ها و توانمندی‌های اکسکالیبور مارک 44، سازندگان تخمین می‌زنند 400 فروند از آن‌ها برای محافظت از تمام قلمرو ناتو و همچنین منطقه‌های راهبردی مهم همچون دریای جنوبی چین کافی است.