تحول در ناوهای هواپیمابر نیروی دریایی آمریکا با پیاده‌سازی سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی

یک سامانهٔ مبتکرانه برای پرتاب هواپیما جزء قابلیت‌های اصلی است که انتظار می‌رود به کمک آن ناوهای هواپیمابر کلاس فورد نیروی دریایی ایالات متحده طی دهه‌های آینده بر دریاها حکمرانی کنند.

ناو هواپیمابر هسته‌ای یو‌اس‌اس جرالد آر. فورد (سی‌وی‌ان-۷۸)، که اولین نمونه از این کلاس محسوب می‌شود، قرار است در سال جاری به نخستین مأموریت جهانی خود اعزام شود.

در پرتابگرهای متداول برای پرتاب هواپیما از روی عرشهٔ ناو هواپیمابر از نیروی بخار استفاده می‌شود.

سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی هواپیما (ای‌ام‌اِی‌ال‌اس)، که برای ناوهای هواپیمابر کلاس فورد مانند یو‌اس‌اس جرالد آر. فورد طراحی شده است، همان عملکرد را دارد اما در آن از به‌روزترین فناوری‌ها استفاده شده است.

در این سامانه، پرتاب هواپیما از روی عرشهٔ ناو با پرتابگری انجام می‌شود که در آن به‌جای پیستون بخار متداول، از یک موتور القایی خطی استفاده شده است.

فناوری‌های جدید، پرتاب روان‌تر

نیروی دریایی ایالات متحده در صفحهٔ ستاد فرماندهی سامانه‌های هوابرد دریایی خود گفت: «در ای‌ام‌اِی‌ال‌اس از انرژی جنبشی ذخیره‌شده و تبدیل نیروی الکتریکی حالت جامد استفاده شده است. به کمک این فناوری، سطح بالایی از کنترل، پایش و اتوماسیون رایانه‌ای میسر می‌شود.»

طبق مقاله‌ای که سال ۱۳۹۹ در نیوال پست منتشر شد، سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی «از رویکردی شبیه تفنگ ریلی الکترومغناطیسی برای شتاب دادن به شاتل نگهدارندهٔ هواپیما بهره می‌برد».

«این رویکرد باعث روان‌تر شدن پرتاب می‌شود، ضمن آنکه انرژی پتانسیل پرتاب را نیز تا ۳۰ درصد افزایش می‌دهد، که برای جنگنده‌های سنگین‌تر مناسب است.»

موتور القایی خطی سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی سرعت یک هواپیمای ۴۵٫۰۰۰ کیلوگرمی را به ۱۳۰ گره دریایی (۲۴۰ کیلومتر در ساعت) می‌رساند.

ناو هواپیمابر کلاس فورد ظرفیت حمل حداکثر ۹۰ هواپیما را دارد.

این هواپیماها شامل اف/اِی-۱۸ای/اف سوپر هورنت، هواپیمای حمله الکترونیک ای‌اِی-۱۸جی گراولر، سی-۲ گری‌هاوند، ای-۲دی هاوک‌آی، اف-۳۵سی لایتنینگ ۲، بالگردهای اس‌اچ-۶۰ سی‌هاوک و هواپیماهای جنگی بدون سرنشین است.

در نهایت نیز ممکن است از پرنده‌های دیگری مانند ام‌کیو-۲۵ استینگری استفاده شود، که اولین هواپیمای بدون سرنشین فعال در جهان به‌شمار می‌رود که مستقر روی ناو است.

مزایای سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی هواپیما

به‌گفتهٔ نیوال پست، استفاده از سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی روی عرشهٔ ناو مزایای ارزشمندی دارد.

این سامانه به فضا و سرویس و نگهداری بسیار کمتری نیاز دارد، چرا که از بیشتر لوله‌ها، پمپ‌ها، موتورها و سامانه‌های کنترلی پرتابگر بخار بی‌نیاز است.

استفاده از این سامانه باعث کاهش نیاز به فرآیند پرمصرف نمک‌زدایی در سامانه‌های بخار می‌شود.

استفاده از سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی باعث افزایش ظرفیت نیروی دریایی در نبرد هم خواهد شد.

به‌گفتهٔ ستاد فرماندهی سامانه‌های هوابرد دریایی، از جمله مزایای فراوان این سامانه افزایش قابلیت اطمینان و کارآیی، افزایش دقت در سرعت نهایی و شتاب‌گیری روان‌تر است که باعث کاهش تنش‌های وارد بر پرنده‌ها می‌شود.

سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی به‌گونه‌ای طراحی شده است که در آینده نیز امکان استفاده از یک واحد هواگرد را داشته باشد، چرا که واحد هواگرد به انرژی پرتاب بیشتر و نرخ پرواز عملیاتی بسیار بالاتری نیاز دارد.

همچنین، این سامانه ضمن وارد آوردن تنش کمتر به کشتی و هواپیما، از توانایی پرتاب طیف وسیع‌تری از هواپیماهای دریابرد برخوردار است -- که از هواپیماهای بدون سرنشین سبک‌وزن گرفته تا جنگنده‌های تهاجمی سنگین‌وزن را دربرمی‌گیرد.

به‌ بیان دیگر، ناوهای هواپیمابر مجهز به سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی از توانایی پرتاب پهپادهای کوچک، متوسط و بزرگ به‌منظور انجام عملیات‌های شناسایی، سوخت‌گیری یا حتی تهاجمی بهره‌مند خواهند شد.

این سامانه نسبت به پرتابگرهای بخار می‌تواند هواپیما را با سرعت بالاتر و شیب تندتری پرتاب کند، که باعث کاهش زمان برخاستن و ریکاوری هواپیما می‌شود. این مهم در عملیات‌هایی که با ناو هواپیمابر انجام می‌شود بسیار حیاتی است، چرا که در این عملیات‌ها هر ثانیه مهم است و توانایی پرتاب و ریکاوری سریع هواپیما به معنی تفاوت بین موفقیت و شکست است.

کنترل بیشتری که سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی روی مسیر پرتاب دارد برای هواپیماهای سنگین‌تر اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند، چرا که این هواپیماها برای پرتاب به انرژی بیشتری نیاز دارند.

سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی هواپیما به راحتی قابل اصلاح و ارتقا و هماهنگی با طراحی‌ها و فناوری‌های هواپیمایی جدید است، که همین موضوع باعث می‌شود نسبت به پرتابگرهای بخار تطبیق‌پذیری بیشتری داشته باشد و بیشتر مناسب آینده باشد.

در نتیجهٔ مزایای فراوان سامانهٔ پرتاب الکترومغناطیسی، ناوهای هواپیمابر کلاس فورد نسبت به نمونه‌های پیشین خود در کلاس نیمیتز توانمندی عملیاتی گسترده‌تری پیدا کرده‌اند و قادر به پرتاب همۀ پلتفرم‌های واحد هواگرد کنونی و آتی ناو هواپیمابر هستند.