آشنايي با شاهين شكاري F-16

[ننننننن]

آشنايي با شاهين شكاري F-16


پيدايش هواپيماي موفق شكاري - رهگير معروف F-16، واكنشي بود به نقائص و مشكلات بروز كرده در جنگنده‏هاي شركت كننده در جنگ ويتنام.

به دنبال موفقيت هواپيماي كوچك، چابك و بسيار مانورپذير F-86 Saber در جريان جنگ كره، جنگنده‏هاي ساخت ايالات متحده به شكلي تغيير يافتند تا داراي حداكثر سرعت، ارتفاع، قدرت رادار، مانورپذيري، ديد خلبان و ساير مواردي باشند كه مورد نياز نبردهاي «فاصلهء نزديك» است. اين تمايلات ويژه، در ساخت جنگندهء F-4 فانتوم توسط كارخانهء معظم مك‏دانل‏داگلاس به حد اعلا رعايت شد، به طوري كه موفقيت در طراحي بي‏نقص و بي‏نظير آن، اين جنگنده را، هم نيروي هوايي و هم نيروي دريايي در طول جنگ ويتنام به خدمت گرفتند.


F-86 Saber


F-4 در اصل به منظور رهگيري و شكار هواپيماهاي جنگي دشمن و ايجاد دفاع هوايي ساخته شد، ماموريتي كه در آن زمان از عهدهء هيچ جنگنده‏اي بر نمي‏آمد، زيرا تا آن زمان، ناوگان هوايي ايالات متحده، هيچگاه مورد تحديد جدي حملات هوايي جنگنده‎‏هاي دشمن واقع نشده بود. اما با وجود F-4 اين امر (دفاع هوايي) امكان‏پذير مي‏شد جنگندهء F-4 بدين منظور طراحي شده بود تا از ناوگان هوايي، محافظت به عمل آورده و با واكنشي سريع، ارتفاع پروازي خود را افزايش دهد، سريعن به سرعتهاي مافوق‏صوت دست يابد و به وسيلهء موشكهاي هدايت شونده توسط رادارش، جنگنده‏هاي مهاجم را در فواصل بسيار دور، ساقط نمايد.

اما F-4 در جريان جنگ ويتنام به عنوان يك هواپيماي تهاجمي به كار رفت نه يك شكاري. F-4 به هيچ وجه براي نقشي كه برايش در نظر گرفته شده بود، مناسب نبود. اما در مقابل، خلبانان بسيار كم‏تجربهء ويتنام شمالي با جنگنده‏هاي كوچك و بسيار مانورپذير ميگ21 پرواز مي‏كردند و گاهن آمار شكار جنگنده در نبردهاي هوايي 2 به 1 به نفع آنها شده بود، در حالي كه اين آمار در جنگ كره 13 به 1 (به نفع آمريكا) بود.

با طولاني شدن جنگ ويتنام و سخت‏تر شدن نبرد، اين موضوعات در مورد نقائص F-4 عمومن پذيرفته شده بود:

1- بزرگي: خلبانان F-4 اغلب مي‏توانستند هنگام نبرد، يكديگر را در فواصل دور پيدا كنند ولي آنها نمي‏توانستند جنگنده‏هاي كوچكتر ميگ21 را ببينند در حالي كه خلبانان ميگ21 آنها را به راحتي مشاهده مي‏كردند.

2- ديد ضعيف خلبان: به منظور كاهش اصطكاك هوا (پسا) در سرعتهاي بالا، F-4 و تمام جنگنده‏هايي كه قبل از F-14 ساخته شده بودند، داراي كاناپي حبابي شكل نبودند. (كاناپي = شيشه بالاي سر خلبان) كاناپي F-4 به نحوي طراحي شده بود كه خلبان تنها مي‏توانست مقابلش را ببيند و ديد پائين و اطرافش بسيار ضعيف بود و ديد عقب اصلن وجود نداشت.

3- مانورپذيري ضعيف: F-4 به هنگام گردش سريع به اطراف، متحمل فشار ثقلي معادل 7g مي‏شد، اين ميزان تحمل g در زمان خودش قابل قبول بود ولي اين گردش سريع، باعث از دست رفتن انرژي حركتي هواپيما مي‎شد. (كاهش شديد ارتفاع يا سرعت)

4- كارايي موقت: توانايي بسيار ضعيف F-4 در تغيير سريع جهت حركت (مانور) مخصوصن اين كه چرخش سريع به اطراف، باعث ايجاد فشار g بالا مي‏شد.

5- قيمت: جنگندهء بزرگ F-4 از نظر هزينه‏هاي تعمير و نگهداري، بسيار گران‏قيمت محسوب مي‎شد. اين به معناي آن بود با اختصاص بودجهء برابر، تعداد بسيار بيشتري ميگ21 قابل خريداري بود.

6- نداشتن مسلسل: F-4 جنگنده‏اي بود كه (انواع اوليهء آن) فاقد مسلسل بودند. بنابراين اين جنگنده قادر نبود در نبردهاي بسيار نزديك هوايي شركت نمايد. (تنها در مدل F-4E مسلسل نصب شده است)

7- مداومت عملياتي: برد عبوري F-4 قابل قبول بود، اما هنگام درگير شدن در انجام مانورهاي سخت، سوخت زيادي از دست مي‏داد و اين مشكل مهمي بود.


یک فروند F-4D بر فراز ویتنام جنوبی در حال انجام گشت هوایی


اما اين انبوه عظيم از مشكلات به وسيلهء قابليت يك نبرد هوايي خاص، تا حدي توجيه‏پذير مي‎شدند و آن هم اين بود كه در نبردهاي هوايي ماوراي ديد (BVR) جنگندهء F-4، از موشكهاي دوربرد هدايت شوندهء راداري خود سود مي‏جست؛ اما اين عقيده نيز در جنگ ويتنام به دو دليل مردود شد:

* اول اينكه رادار نمي‏توانست به درستي هواپيماهاي دشمن را (از خودي) شناسايي و رديابي كند. عمليات انجام شده در اين حالت، اين خطرپذيري را داشت كه يك هواپيماي خودي هدف قرار بگيرد. بنابراين خلبانان براي احتراز از شليك اشتباهي، به هدف نزديك مي‏شدند تا قبل از شليك، آن را با چشم شناسايي كنند. اين امر، تئوري موشكهاي دوربرد هدايت شوند توسط رادار را مورد ترديد قرار مي‏داد.

* دوم اينكه قابليت موشكهاي هدايت راداري اسپارو (Sparrow) در جنگ ويتنام بسيار ضعيف بود و تنها در 10% از شليكها، موفق عمل مي‏كردند.

ناخرسندي مقامات عاليرتبهء پنتاگون از اين نقائص، آنها را به سمت طراحي جنگندهء F-15A Eagle براي نيروي هوايي و F-14A Tomcat براي نيروي دريايي كشاند. تا اين مقال، تنها در مورد برنامه‏هاي نيروي هوايي (براي توليد جنگنده) بحث كرديم.


F-15A


جنگندهء F-15 داراي ديد عالي براي خلبان بود. يعني خلبان مي‏توانست 360 درجه اطرافش را به راحتي ببيند. اين جنگنده داراي قابليت مانورپذيري عالي در سرعتهاي بالا بود و يك مسلسل 20 ميلي متري نيز روي آن نصب شده بود. ضمنن براي جبران مشكل گردش هواپيماي F-4، اين جنگنده مي‏توانست بسيار سريع‏تر و در ارتفاعي بالاتر از آنچه F-4 قادر به آن بود، انجام وظيفه نمايد و به طور بي‏نظيري داراي نرخ اوج‏گيري و شتاب‏گيري بالا بود. اين جنگنده همچنين مجهز به رادار بسيار قدرتمندي شده بود كه داراي قابليت ديدپائين - شليك پائين بود. (يعني جنگنده‏هايي را كه در ارتفاع پائين‏تر پرواز مي‏كردند با رادارش شناسايي مي‏كرد و بازتابش امواج، با امواج ارسالي از سطح زمين مخلوط نشده و هواپيماي دشمن قابل شناسايي شدن مي‏گشت) ضمنن از موشك اسپارو به عنوان سلاح اصلي، سود مي‏جست.

با اين حال، گروهي گمنام كه از آنها به عنوان مافياي صنعت هواپيماهاي جنگي نام مي‏بريم، جنگندهء F-15 را به سمتي اشتباه سوق دادند. در اين مقاله از مافياي صنعت هواپيماهاي جنگي به اشخاصي مانند: پير اسپري (Pierre Sprey) به عنوان تحليل‏گر سيستم‏ها، چارلز ئي مي‏يرز (Charles E. Meyers) به عنوان سرخلبان آزمايشگر و جان بويد (John Boyd) به عنوان خلبان افسانه‏اي جنگنده، نام برده شده است.

F-15 اي كه مد نظر مافيا بود، بسيار بزرگتر و گران‏قيمت‏‎تر از F-4 تمام مي‏شد. مافيا، پولهاي بسياري را خرج افزايش سرعت F-15 به 2.5 ماخ و ارتفاع به 65000 فوت، خرج كرد و يك پرتابگر موشكي ناكارآمد را براي عمليات BVR (ماوراي ديد) حفظ نمود زيرا به وسيلهء اين پرتابگر، با افزايش سرعت F-15 يا انجام مانورهاي سنگين، موشكهاي اسپارو نمي‏توانستند به درستي عمل نمايند، زيرا اين پرتابگر، حداكثر در سرعت 1.6 ماخ و فشار ثقل 6g قابليت پرتاب اسپارو را داشت؛ ضمن اينكه در چنان سرعتي، خلبان به درستي نمي‏توانست با دشمن درگير شود و شعاع گردش هواپيما (در آن سرعت) آن قدر افزايش مي‏يافت كه خلبان نمي‏توانست هواپيماي دشمن را در سايت نشانه‏روي خود حفظ كند.


F-15A در کنار F-16A


چيزي كه مورد نياز نيروي هوايي بود، اما مافيا نمي‏‎پسنديد، هواپيمايي بود مانند جنگندهء موفق جنگ جهاني دوم P-51 (موسوم به Mustang) يا هواپيماي موفق جنگ كره يعني F-86 (موسوم به Saber): كه همگي داراي جثهء كوچك بوده و با داشتن قيمت مناسب، مي‏توانستند به تعداد زياد، خريداري شوند. البته بايد به اين نكته نيز توجه داشت كه جنگندهء F-104 در اين مقال نمي‏گنجيد، زيرا داراي نرخ اوج‎گيري و شتاب بسيار عالي اما داراي بالهايي كوچك بود كه باعث مي‏شد اين جنگنده داراي برد پروازي كم و قابليت مانورپذيري بسيار محدود باشد.


P-51 Mustang


جنگندهء جديد مي‏بايست انقلابي در زمينهء مانورپذيري به وجود آورد، مداومت پروازي داشته باشد، شتاب‏گيري‏اش سريع باشد و بتواند در سرعتهاي زيرصوت و حدودسرعت صوت، ضمن اوج‏گيري، به نبرد هوايي با جنگنده‎‏هاي دشمن بپردازد. اين جنگنده مي‏بايست داراي مسلسل بوده و اولين سلاح‏اش، موشك حرارت‏ياب سايدوايندر (Sidewinder) باشد كه پيشتر، قابليتهاي خوب آن در جنگ ويتنام به اثبات رسيده بود. در حالي كه برد موثر سايدوايندر به 3 مايل محدود بود، مافيا اصرار داشت كه شكار هواپيماهاي دشمن، بايد در هر حالتي، در مسافتي بسيار دور قابل، انجام باشد. برخي از اعضاي مافيا بر اين نكته اشاره كردند كه جنگنده‏هاي كوچك اصلن راداري نخواهند داشت و اگر داشته باشند داراي برد و ديد محدودي خواهد بود. (يعني توليد جنگنده‏هاي كوچك، مدنظر مافيا نبوده است) البته، مقامات نيروي هوايي نيز، خواهان جنگنده‎اي كوچك و بدون رادار نبودند. برآوردن خواسته‏هاي نيروي هوايي نيز از F-15 مورد انتظار بود كه اين نيز، برنامهء مورد اولويت نيروي هوايي ايالات متحده بود.



طرح مناقصهء جنگندهء سبک وزن (LWF)

اما مافياي جنگنده، سود سرشاري از نتايج جلسات كنگره و جلسات سري وزارت دفاع حاصل كرد. به سال 1971، نمايندهء ارشد وزارت دفاع – ديويد پاكارد – براي حاصل شدن نيازها (مورد توجه مافيا)، برنامهء جديدي براي مناقصهء توليد يك جنگندهء سبك‎وزن (LWF) را اعلام كرد.
LWF مخفف Lightweight Fighter

جنگندهء LWF مي‏بايست وزني حداكثر 20000 پاوندي داشته باشد (نصف وزن F-15)، قيمتي به غايت كم، جثه‏اي كوچك و داراي قابليتهاي عالي پروازي در سرعتهاي بالاي 1.6 ماخ و ارتفاع 40000 فوت باشد؛ در نهايت دو طرح براي رقابت، انتخاب شدند.
صنايع هوافضاي ايالات متحده به درستي دريافته بودند كه صرفنظر از مخالفت نيروي هوايي، گونه‏هاي محتلف LWF، توان بالقوه‏اي براي سودآوري در فروش به مشتريان خارجي خواهند داشت؛ به ويژه براي جايگزيني جنگندهء مشكل‏ساز F-104 در بين متحدين خارجي ايالات متحده.


F-104


بوئينگ، جنرال‏‏دايناميكز، لاكهيد مارتينز و راكول هركدام، طرح اوليهء يك جنگندهء تك موتوره را ارائه كردند. ولي طرح نورثروپ يك جنگندهء دو موتوره بود كه در حقيقت، پول پرداخت شدهء نيروي هوايي را، صرف طراحي يك مدل پيشرفته و توسعه يافته از جنگندهء صادراتي F-5 كرده بود. طرحهاي ارائه شده از طرف بوئينگ و جنرال‏دايناميكز، از ابتدا سرآمد بقيه بودند و طرح نورثروپ نيز ضعيف‏ترين آنها بود.
اما در ميانهء راه مناقصهء طرح، برخي مشتريان خارجي، تمايل خود را براي خريد يك جنگندهء جديد تك‏موتوره اعلام كردند، به ويژه آنكه طرح قبلي جنگندهء تك موتورهء مافوق‏صوت، يعني F-104، مشكلات فراواني را در امر ايمني پرواز به وجود آورده بود و برخي مشتريان، مايل به تكرار اين گونه مشكلات در طرح جديد نبودند.

نيروي هوايي تصميم گرفت يكي از دو طرح را كه يكي از آنها دو موتوره بود، انتخاب كند كه البته طرح دو موتورهء شركت نورثروپ يكي از برندگان احتمالي بود كه به علت برخي نقائص، احتمال كمي براي برنده شدن داشت.
هنگامي كه طرح جنرال‏دايناميكز به علت شايستگي نسبت به ساير طرحها، انتخاب شد، اين امر باعث رنجش شديد شركت بوئينگ شد زيرا طرح مورد مناقصه، در ميانه‎هاي راه، توسط نيروي هوايي دچار تغييراتي شده بود. اعتراض رسمي بوئينگ نيز، در دادگاه نتيجه‏اي دربرنداشت.

از دو طرحي كه توانستند ادامه حيات دهند، يكي طرح YF-16 متعلق به جنرال‏‎دايناميكز بود و ديگري طرح YF-17 متعلق به نورثروپ. YF-17 داراي طرح و شكلي متعارف بود كه كمي از F-5 بزرگتر بود؛ در حالي كه YF-16 طرح نو و ابتكاري بود كه تكنولوژي‏هاي جديد بسياري را به هم آميخته بود و در برخي موارد از جنگندهء گران‏‏‎قيمت F-15 برتر بود.


YF-17 Cobra




خصوصيات ويژهء YF-16 عبارت بودند از:

1- سيستم پرواز با سيم (FLY BY WIRE)
از ابتدا، YF-16 براي كنترل پرواز، هيچ ارتباط مستقيمي بين خلبان و سطوح كنترلي نداشت. به جاي آن، اهرم و سكان كنترل هواپيما به يك كامپيوتر چهارگانهء تشخيص‏دهندهء خطا متصل شده بودند كه سكانهاي افقي، عمودي و شهپرها را حركت مي‏دادند. اين امر، مزاياي فراواني نسبت به سيستم كنترلي معمولي داشت: عكس‏العمل سريع‏تر، تصحيح حركت سطوح كنترلي بر اساس وزش باد يا توده هواي گرم بدون نياز به واكنش خلبان. اين سيستم مي‏توانست براي مشكلات آئروديناميكي هواپيما برنامه‏ريزي شود و يك پرواز مطلوب را فراهم آورد. از همه مهمتر، بالا رفتن ايمني پرواز در حالات پرواز بي‏ثبات است.

2- ثبات منفي (NEGATIVE STABILITY)
تمام هواپيماهايي كه تا آن موقع طراحي شده بودند، داراي ثبات آئروديناميكي بودند. بدين معني كه مركز ثقل وارده، برابر برآيند نيروي كشش واردهء وزن و مركز فشار (پسا يا اصطكاك) قرار داشت. (نيروي كشش = نيروي وزن + اصطكاك)

a) به منظور توضيح تفاوت طراحي پايدار و ناپايدار، يك مقواي كاغذي را در نظر بگيريد. آن از لبه‏هايش گرفته و روي هوا به سرعت حركتش دهيد. آن مقوا به پشت دستهاي شما برمي‏گردد در حالي كه كاملن استوار است. اين نمونه‏اي از يك طراحي پايدار است. حال از لبه‏هاي مقوا گرفته و آن را به سمت جلو روي هوا هل دهيد. اين مقوا روي هوا به سرعت عقب و جلو مي‏رود و غيرقابل كنترل مي‏‎شود. اين هم نمونه‏اي از طرح ناپايدار است.

a) قسمت داخل يك طرح پايدار آئروديناميكي كه در هواپيماها قسمت دماغه مي‏باشد، سنگين است و تمايل به به پائين دارد. بنابراين سكان‏هاي افقي بايد به سمت پائين كج شوند تا هواپيما مماس بر سطح افق قرار گيرد. علاوه بر اينكه سعي مي‏شود نوك هواپيما مماس بر افق قرار گيرد، سكان‏هاي افقي، نيروي پساي منفي را نيز متحمل مي‏شوند تا هواپيما را در وضعيت صحيح حفظ نمايند. براي كاهش اين پساي منفي ايجاد شده، بالها بايد طوري طراحي شوند كه به قدري كافي بزرگ بوده و بتوانند نيروي كشش مثبتي ايجاد كنند، اما اين امر باعث افزايش وزن و اصطكاك شده و در نتيجه قابليت پروازي هواپيما، كاهش مي‎يابد. براي تغيير اين وضعيت كه مستلزم ايجاد تغييرات جهتي سنگين در سطوح كنترلي هواپيماست، تاثير «طرح منفي» نقش عمده‏اي را بازي مي‏كند و به مانند ماليدن كره بر روي نان در نبردهاي هوايي مي‏باشد.

c) بدين طريق، YF-16 اولين جنگندهء داراي طراحي ناپايدار آئروديناميكي در جهان شد، با مركز ثقلي كه پشت قسمت وسط هواپيما قرار داشت و بدين طريق، نوك هواپيما، تمايل داشت به سمت بالا قرار گيرد. بنابراين براي پرواز در سطح افق، مي‏بايست سكان افقي، دم هواپيما را هنگام پرواز بالا ببرد، به همين جهت، كل هواپيما به سمت بالا رفتن متمايل مي‎شد. در اين حالت سطوح كنترلي بالا برندهء هواپيما به جاي تقابل با بالها، در جهت آنها كار مي‏كنند، مساحت بالها، وزن و پسا كاهش مي‏يابد. سطوح كنترلي هواپيما نيز به طور ثابت يا به پائين متمايل هستند يا بالا. اين گرايش به سمت بالا يا پائين نيز تمامن به وسيله سيستم كامپيوتري «پرواز با سيم» بدست آمده و تصحيح مي‏شود نه به وسيلهء خلبان. اگر اين سيستم كنترلي بدست خلبان هدايت مي‏شد و خطايي بروز مي‏كرد، هواپيما فورن از هم متلاشي مي‏شد در حالي كه اين امر، هرگز (در سيستم كامپيوتري پرواز با سيم) اتفاق نمي‏افتد.


3- تحمل فشار ثقل بالا (HIGH G LOADS)
تا پيش از اين، جنگنده‏هايي كه طراحي شده بودند، حداكثر تا فشار ثقل هفت برابر (7G) را تحمل مي‏كردند زيرا تا آن موقع، عقيده بر اين بود كه خلبان، يك سقف معين براي تحمل فشار ثقل دارد كه هرگز از اين مقدار (7G) بيشتر نمي‏شود. YF-16 جنگنده‏اي بود كه مي‏توانست به جاي 13 درجهء معمول، تا 30 درجه،‏ زاويهء حملهء مداوم داشته باشد و اين به معناي افزايش توان خلبان در تحمل شتاب ثقل 9 برابر (9G) بود. به علاوه اهرم كنترل اصلي هواپيما، به جاي وسط كابين، در سمت راست نهاده شده بود و دستهء صندلي براي راحتي خلبان تعبيه شده بود تا خلبان راحت‏تر بتواند كشش 9 برابر را تاب بياورد.


4- ديد خلبان (PILOT VISION)
ديد عالي دايره‏وار و بي‏سابقه‏اي براي خلبان فراهم آورده شده و كاناپي در قسمت جلو، بدون خم‏شدگي طراحي شده بود.


5- محدوديت رشد (GROWTH PREVENTION)
نوع طراحي بدنه (در YF-16) يك ويژگي باارزش محسوب مي‏شد. به طور متوسط، با افزودن امكانات جديد، به ازاي هر روز، يك پاوند به وزن هواپيما افزون مي‏شود، قيمت تمام شده افزايش و قابليتهاي پروازي كاهش مي‏يابد. به عنوان مثال در جنگندهء F-15 حجمي برابر 15 فوت مكعب جهت افزودن ملزومات اضافي در نظر گرفته شده است. اما در طراحي YF-16 با يك ديد افراطي و به طور عمدي، فضاي خالي بسيار اندكي، معادل تنها 2 فوت مكعب، (به طور واضح جهت پيشگيري از رشد) در نظر گرفته شده است.
در يادداشت محرمانهء يك عضو «خانهء كميتهء خدمات نظامي» به دبيرخانهء نيروي هوايي، با تاكيد ذكر شده است كه تغييري در ميزان فضاي خالي طرح F-16 ايجاد نشود و از تغيير در جهت افزايش فضاي خالي عبارت «شمش حلبي با روكش طلا» نام برده است.
خانهء كميتهء خدمات نظامي = House Armed Services Committee
شمش حلبي با روكش طلا = gold-plated junk


6- شعاع عمليات رزمي و مداومت پروازي (COMBAT RADIUS AND PERSISTENCE)
جنرال‏دايناميكس براي YF-16 يك موتور توربوفن در نظر گرفت كه در اصل همان موتوري بود كه پيشتر به صورت دوتايي در F-15 به كار گرفته شده بود. به كارگيري يك موتور، از وزن كلي و اصطكاك هوا (پسا) مي‏كاست. استفاده از موتور توربوفن به جاي موتور جت معمولي (توربوجت)، به طور زيادي، باعث كاسته شدن مصرف سوخت مي‏گشت. به علاوه، طراحان YF-16 از يك بدنهء آئروديناميكي از نوع Blended (شكل آئروديناميكي كه در آن، اجزاء اصلي بدون هيچ خط يا حد و مرز مشخصي به يكديگر متصل مي‏شوند) استفاده كرده بودند كه بال به تدريج به سمت ريشه، ضخيم‏تر مي‎شد و با بدنه درهم مي‏آميخت و نقطهء اتصال با چشم قابل مشاهده نمي‏شد. فضايي كه بدين طريق (كلفت شدن تدريجي بالها به سمت ريشه) ايجاد مي‎‏شد با سوخت پر مي‏گشت. بدين طريق با ذخيرهء درصد قابل ملاحظه‏اي از سوخت مورد نياز در بالها و موتور كم‏مصرف، YF-16 قادر مي‎شد تصورهاي قبلي را مبني بر كوتاه‏برد بودن هواپيماهاي كوچك، باطل كند.


7- يكپارچگي رادار (RADAR INTEGRATION)
از آنجا كه YF-16 به هيچ نوع موشك هدايت شوندهء راداري مجهز نشده بود، تنها مي‏توانست در نبردهاي نزديك هوايي (قابل رويت) شركت كند. علاوه بر اين، حجم و فضاي كمي كه مي‏توانست رادار را در بر بگيرد، مانع نصب رادار پرقدرت مي‏‎شد و از اين رو، برد رادار محدود بود. با اين حال، رادار كوچك جديدي با تكنولوژي پيشرفته ابداع شده بود كه قدرت عالي در ديد پائين (look-down) داشت. از آن مهم‏تر، رادار جهت نبردهاي نزديك بصري (visual) سازمان‏دهي شده بود. در اين رادار، تصويري از هواپيماي هدف بر روي صفحه شيشه‏اي نمايشگر سربالا (مقابل خلبان) نمايانده مي‎شود، سپس خلبان با نگاه به هدف، آن قدر به آن نزديك مي‎شود تا هدف را با چشم بتواند ببيند.


YF-16



YF-16 و YF-17
در مقام قياس بين هواپيماي YF-17 ساخت نورثروپ كه اندكي از YF-16 بزرگتر و داراي دو موتور توربوجت كوچكتر بود، بايد گفت با آنكه از نظر قيمت، YF-17 ارزان‏تر بود، ولي برد و مداومت پروازي كمي داشت. در YF-17 از مشكل اصلي موتورهاي توربوفن به كار گرفته شده در YF-16 پرهيز شده بود و آن نيروي اوليه‏اي بود كه براي به حركت درآوردن توربين‏هاي بزرگ استفاده شده در موتور توربوفن از حالت ايستا به حالت ايجاد حداكثر قدرت نياز بود كه گاهن تا شش ثانيه هم به طول مي‏انجاميد. با كمي اغماض، در واقع پروژهء YF-17 بهتر از آني پيشرفت كرده بود كه مورد انتظار بود و اين هواپيما را در موقعيت بهتري از قبل، قرار مي‎داد. نورثروپ اينطور استدلال مي‏‎كرد كه يك طرح دو موتوره، ايمني بيشتري به همراه مي‏‎آورد و براي اثبات مدعايش، تجارب خود را با جنگندهء دو موتورهء F-5 مثال مي‎زد.

نيروي هوايي نمي‏توانست جوابي متقاعد كننده براي اين پرسش بيابد كه در يك نبرد واقعي، هواپيماي يك موتوره مناسب است يا دو موتوره و آيا احتمال بروز نقص فني در نوع دو موتوره دو برابر يك موتوره است يا خير. از نظر نيروي هوايي، کارايي بالاتر، به معناي قابليت مانور بهتر، برد پروازي بيشتر و قيمت کمتر بود، که آن روزها YF-16 واجد تمامي اين شرائط مي‏شد و بدين ترتيب به سال 1976، هواپيماي F-16 به جاي F-17انتخاب شد.

نيروي هوايي براي در اختيار گرفتن «جنگندء سبك‏وزن» در شرائط نامساعدي قرار گرفته بود زيرا جنگندهء برتري هوايي F-15 در مانورپذيري و دورپرواز بودن، داراي برتري خاصي بود. F-15، يك جنگندهء به تمام معناي مخصوص نبرد در همهء جاي دنيا بود كه متوسط سرعتش حدود 1.2 ماخ يا بيشتر بود، اما F-16 يك برگ برنده را در مقابل F-15 حفظ كرده بود؛ برخي از اين مشكلات كه باعث برتري طرح F-16 مي‎شدند، نقش اين هواپيما به عنوان يك «جنگندهء نوساني» بود كه قادر بود هم ماموريتهاي «هوا به هوا» و هم «هوا به زمين» را انجام دهد، در حالي كه F-15 يك جنگندهء اشرافي مخصوص نبردهاي هوايي بود.
جنگندهء سبك‏‎وزن = Lightweight Fighter
جنگندهء نوساني = Swing Fighter

مهمترين مسئلهء باارزش براي F-16 آن بود كه توسط يك شركت گمنام طراحي و توسعه يافت؛ دانستن اين موضوع كه هواپيمايشان هر لحظه ممكن است از پروسهء طراحي و توليد حذف شود، به طراحان جنرال‏دايناميكز الهام شده بود هر كاري كه از دستشان بر مي‏آيد در جهت اثبات توانايي طرحشان و عدم افزايش قيمت، انجام دهند. براي مثال در حالي كه 25% هواپيماي F-15 از فلز (گران‏قيمت) تيتانيوم ساخته شده بود، در F-16 استفاده از اين فلز محدود به تنها 2% شده بود. يا در مثالي ديگر، ورودي هواي موتوري كه ثابت بود نسبت به نوع متغير، باعث حفظ قيمت پائين هواپيما مي‏شد؛ هرچند ورودي‏هاي هواي متغير، باعث قابليتهاي پروازي بهتر در سرعتهاي بالاي 1.5 ماخ مي‏توانستند بشوند.
F-16 در دست‏يابي به هر نوع استانداري، موفق بود. نيروي هوايي ايالات متحده، به سختي ولي با موفقيت توانست از قابليتهاي «عمليات زميني» اين جنگنده در جريان جنگ 1991 خليج‏فارس و تمام عملياتهاي بعد از آن، بهره ببرد؛ ولي بزرگترين موفقيت در استفاده از اين جنگنده، از آن نيروي هوايي اسرائيل است.
ضد عمليات زميني = Air-to-Ground

با نگاهي مثبت به آنچه كه واقع شده، از گذشته تا به امروز (2006) و نقاط برتري، مي‏بينيم كه چگونه طرح اوليهء مفهومي YF-16، زيبا و بي‏نقص بوده است:
طرح اوليهء مفهومي = Original Concept


1- سيستم پرواز با سيم (FLY BY WIRE)
سيستم پرواز با سيم، يك موفقيت روشن به شمار مي‏رفت. امروز اين سيستم در همهء جنگنده‏هاي بال‏ثابت و تمام هواپيماهاي تجاري به كار گرفته مي‎شود.

2- ثبات منفي (NEGATIVE STABILITY)
ثبات منفي يا به حداقل‏رساني ثبات مثبت (انتقال مركز ثقل از مركز به پشت هواپيما)، بدون مشكل كار مي‏كند – تاكنون هيچ جنگندهء F-16 اي به اين دليل در آسمان متلاشي نشده است – و استفاده از اين سيستم روز به روز در حال افزايش است.

3- تحمل فشار ثقل بالا (HIGH G LOADS)
استاندار تحمل فشار ثقل 9 برابر (9G) كه به وسيلهء F-16 پايه‏‎گذاري شد، امروزه در طراحي تمام جنگنده‏ها مورد استفاده قرار مي‏گيرد، هرچند برخي خلبانان به سختي، توانسته‏اند به مقادير بيشتري نيز دست يابند.
خواص داشتن زاويهء 30 درجهء حمله، هنوز به روشني محرز نگرديده است و بسيار از خلبانان اعتقاد دارند كه با افزايش يا كاهش زاويهء حمله، در هنگام انجام مانورهاي سنگين، كنترل ساعت 6 (پشت هواپيما) بسيار دشوار مي‎شود. بنابراين بسياري از طرح‏هاي جديد در توسعهء صندلي و جايگاه خلبان، از چنين روشي الگو نمي‏گيرند.
به همين ترتيب محل دستهء كنترل هواپيما كه در سمت راست صندلي خلبان تعبيه شده است نيز به خوبي كار مي‏كند و دقيقن انتظارات طراحان را برآورده ساخته است.
يك بحث طولاني وجود دارد در مورد اينكه آيا سيستم كنترل (پرواز با سيم) مي‏تواند طوري برنامه‏ريزي شده باشد كه بتواند F-16 اي را از كنترل عادي خارج شده و فشار بيش از حد ثقل به آن وارد مي‏شود تحت كنترل درآورده و شتاب وارده را به 9G محدود كند، يا اينكه فشارهاي واردهء بيش از 9G در شرائط اضطراري مجاز هستند و به هواپيما و خلبان صدمه‏اي وارد نمي‏كنند.


Code One
سرخلبان ارشد آزمايشگر شركت جنرال‏‏دايناميكز به نام Phil Oestricher كه از وي در شركت با نام «سوپر خلبان» ياد مي‎شد و پنجاه سال سن داشت، توانست طي پروازي آزمايشي با YF-16، شتاب 9G را به مدت 45 ثانيه تحمل كند. وي موضوعي را با نام Code One در نشريهء داخلي شركت جنرال‏دايناميكز منتشر كرد. وي در اين مقاله به اين نكته اشاره كرده است كه وارد شدن فشار بيش از 9G براي بدنهء هواپيما بسيار مضر است، مخصوصن اينكه كمتر خلباني مي‏تواند در حالت وارد شدن فشار بيش از 9G، به درستي عمل نمايد.
كمي بعد، متاسفانه در يك حادثهء غم‏انگيز، اين خلبان در حين انجام مانورهاي سنگين و در حالي كه متحمل فشار بيش از 9G بود، به علت وارد شدن فشار بيش از حد، نتوانست اهرم كنترل را به بالا بكشد و هواپيمايش به زمين برخورد نمود و كشته شد.


Phil Oestricher جان خود را برسر F-16 گذارد


اين خلبان باتجربه شايد توانسته باشد با فشاري معادل 10، 11 يا 12 برابر G دسته و پنجه نرم كند، ولي آيا اين مسئله وي و هواپيمايش را نجات داد؟ آيا ايجاد فشار ثقل بالا، براي ديگران هم در آينده مشكل‏ساز نخواهد بود؟


4- ديد خلبان (PILOT VISION)
خلبانان F-16، طرح كاناپي (شيشه بالاي سر خلبان) را بسيار دوست دارند زيرا براي ديدن اطراف، نيازي به خم شدن ندارند. يك اشكال وارده اين است كه جهت جلوگيري از ديد مغشوش اطراف در كابين حبابي‏شكل، از تركيبات معمول ضخيم پلي‏كربنات براي قسمت مقابل كاناپي استفاده مي‏شود و اين به دليل ايجاد مقاومت در هنگام برخورد پرندگان با شيشهء مقابل خلبان است و از تركيبات نازك‏تر پلي‏كربنات نمي‏توان براي طراحي كاناپي استفاده كرد.

از آنجا كه در طراحي كل كاناپي F-16 تمامن از تركيبات ضخيم پلي‏كربنات استفاده شده است، هنگام استفاده از صندلي‏پران (جهت مواقع اضطراري خروج خلبان از هواپيما) صندلي خلبان به تنهايي نمي‏تواند شيشهء كاناپي را خرد كرده و صندلي را به بيرون برساند. بدين جهت، در هنگام خروج اضطراري، به علت نياز به خرد كردن كاناپي به وسيلهء خرج‏هاي انفجاري، زمان خروج اضطراري، اندكي افزايش مي‏يابد. ولي اگر بخواهيم عادلانه قضاوت كنيم، بايد اذعان كنيم كه طرح كلي كاناپي استفاده شده در F-16، بسيار موفقيت‏آميز بوده است و استفاده از اين طرح در F-22 نيز ادامه يافته است. اما از طرفي ديگر، در طرح «جنگندهء ضربتي مشترك» (F-35) نيازي به استفاده از ديد 360 درجهء اطراف احساس نشده است و بنابراين از طرح كاناپي با خم‏شدگي بيشتر (به جاي حبابي‏شكل) استفاده شده است.
جنگندهء ضربتي مشترك = Joint Strike Fighter موسوم به JSF

5- محدوديت در رشد (GROWTH PREVENTION)
مفهوم اوليهء يك جنگندهء كوچك، مخصوص عمليات در روز و هوا به هوا، قبل از ساخت اولين نمونه، از دست رفته تلقي مي‏شد. دماغهء هواپيما آن قدر كشيده طراحي شده بود كه طول مدل يك نفره به اندازهء طول مدل دو نفره به نظر مي‏رسيد، ضمن اينكه قابليت عملياتهاي «هوا به زمين» نيز بدان افزون گشته بود.
با پيشرفت برنامهء توليد، F-16 به طور فزاينده‏اي بزرگتر و سنگين‏تر شد و قادر شد توانايي‏هاي بيشتري داشته باشد: حمل و پرتاب موشكهاي هدايت‏شوندهء راداري آمرام، پرتاب كننده‏‏هاي Chaff و Flare (گمراه‏كنندهء موشكهاي ضدهوايي) و جايگاههاي خارجي بسياري براي حمل و پرتاب انواع تسليحات.
با تمام اين تفاصيل، وزن افزوده شده، بابت قابليتهاي اضافي هواپيما، هنوز در حدود نصف پاوند در روز باقي مانده بود و بنابراين نظرات اوليهء طراحان هواپيما، به هدر نرفته بود. (استاندارد افزايش قابليتهاي رزمي يك جنگنده با امكانات جديد و به روز، بر اساس افزايش يك پاوند در روز، از زمان به خدمت گرفته شدن جنگنده، درنظر گرفته مي‎شود)

6- شعاع عمل رزمي و برد پروازي (COMBAT RADIUS AND PERSISTENCE)
F-16 با بدنهء آئروديناميكي يك تكه (blended)، بسيار عالي عمل مي‏كرد هر چند كه چنين طرحي در اغلب طرح‏هاي جديد، تقليد و به كار گرفته نشد.

7- رادار يكپارچه‏سازي شده (RADAR INTEGRATION)
يكپارچه‏سازي رادار با سيستم‏هاي بصري، بسيار موفقيت‏آميز از كار درآمد و اكنون به استانداردي در طراحي جنگنده‏ها، تبديل شده است.




نتيجهء پروژهء LWF
به تاريخ ژانويهء 1972، تيم برنامه‏ريز جنگندهء سبك‏وزن (LWF)، از كارخانجات هواپيماسازي آمريكا درخواست كرد هركدام طرح مورد نظر خود را ارائه دهند. كارخانجات شركت كننده در مناقصه، به تيم سازمان دهندهء پروژه اعلام كردند كه مشخصات مورد نياز اعلام شده براي طرح LWF، اين پروژه را به سمت ساخت يك جنگندهء برتري هوايي سبك سوق مي‏دهد.
در نهايت طرح دو شركت نورثروپ و جنرال‏دايناميكز پذيرفته شد و از آنها خواسته شد كه هركدام طرح اوليه خود ساخته و ارائه دهند تا در نهايت، ارزيابي شود كه كدام طرح، مطابق الگوهاي درخواستي در مناقصه، توليد شده است.
آنها از اين دو شركت موكدن خواسته بودند كه در طرحشان، از تكنولوژي‏هاي به روز استفاده كنند. اين دو شركت در توليد طرحشان از آزادي عمل كامل برخوردار بودند تا بتوانند ديدگاه مورد نظر خود را براي توليد جنگندهء برتري هوايي سبك‏وزن، دقيقن پياده كنند و تنها در برخي موارد خاص، محدوديت داشتند.

نورثروپ جنگندهء دوموتورهء YF-17 را توليد كرد كه مطابق الگوهاي آئروديناميكي و به دو موتور پرقدرت آراسته شده بود. جنرال‏دايناميكز نيز در مقابل، جنگندهء YF-16 را توليد نمود كه از يك موتور توربوفن با نام F100 بهره مي‏برد.

هنگامي كه پروژهء ساخت جنگ سبك‏وزن در اوايل سال 1975 تكميل شد، هر دو طرح فوق‏الذكر، نشان دادند كه مطابق برنامهء درخواستي پيش رفته‏اند. هر دو نمونهء اوليهء ساخته شده بسيار خوب از آب درآمده بودند و هر دو براي خدمت در نيروهاي نظامي، انتخاب شدند.

به تاريخ 13 ژانويهء 1975، نيروي هوايي اعلام كرد كه جنگندهء YF-16 نيازهاي اين نيرو را براي «جنگندهء نبرد هوايي»، تامين مي‏كند و اين طرح را برنده اعلام نمود.
جنگندهء نبرد هوايي = Air Combat Fighter يا ACF

هر دوي اين جنگنده‏ها، نسبت به نيت اوليه‏اي كه مد نظر نيروي هوايي بود، در جهت استفادهء بيشتر از تكنولوژي‏هاي جديد، تغيير جهت داده بودند. هرچند طرح YF-16 داراي برتري‏هاي محسوسي نسبت به هواپيماي ساخت نورثروپ يعني YF-17 بود. در همان زمان، جنگندهء «طرح كوسه مانند» YF-16 ثابت كرد كه داراي قيمتي كمتر از آن است كه مورد انتظار بود: هم در مدل اوليهء توليد شده و هم براي توليد انبوه.
جنگندهء كوسه مانند = Shark-Like Fighter

F-16A متعلق به اسکادران 311 نيروي هوايي سلطنتي هلند، توانايي هاي اجراي مانور خود را در سرعتهاي کم نمايش مي دهد. مولدهاي دود در نوک بالها، تخمين زاويهء حملهء هواپيما را از فاصلهء دور، آسان تر مي سازند؛ هرچند زاويهء حمله در F-16A محدود به 30 درجه و در MiG-29A فراتر از 45 درجه مي باشد.


همچنين YF-16 ثابت كرد كه برتري‏اش تنها منحصر به استفاده از سيستم كامپيوتري «پرواز با سيم» نبوده بلكه اين برتري به اين دلائل مي‏باشد: نحوهء خاص طراحي صندلي خلبان، سيستم شفاف نمايشگر سربالا (HUD)، توانايي تحمل مانورهاي سنگين با فشار ثقل بالا و طرح خاص يك تكهء كاناپي (شيشه بالاي سر خلبان) كه ديد بسيار بهتري به خلبان مي‏دهد.
بنابراين، نيروي هوايي جنگندهء سبك‎وزن مورد نظر خود را انتخاب كرد: F-16.

F-16 در اصل يك جنگندهء سبك‏وزن براي شركت در نبردهاي هوايي در روز به شمار مي‎‏رفت. با اضافه شدن قابليتهاي عمليات عليه اهداف زميني، F-16 تبديل به يك «جنگندهء چند منظوره» شد.
جنگندهء چند منظوره = Multirole Fighter

مدل اوليهء F-16A كه از آن به نام Block 10 نام برده مي‎شود داراي وزن خالي معادل 15.600 پاوند بود. اين وزن خالي در مدل Block 50 به 19.200 پاوند رسيد.
F-16A به مدلهاي Block1 تا Block20 اطلاق مي‎شود كه طرحي يك نفره است. F-16B نوع دو نفرهء مدل A است.
مدلهاي F-16C و F-16D انواعي هستند كه پس از مدلهاي A و B ساخته شدند و كد شناسايي آنها با Block25 آغاز مي‎شود.
به زبان ساده، Block نشانگر يك دورهء زماني در سيرتكاملي F-16 هاست. در واقع عدد اعلام شده در Block مانند كيلومترشمار است. هرگاه اين عدد افزايش يابد بيانگر اين است كه يك پيكربندي جديد براي F-16 توسعه يافته است.
هيچكدام از F-16 ها كه داراي درجه‏بندي متفاوتي در شماره‏گذاري Block ها هستند مانند هم نيستند. هركدام از Block ها نيز به زيرمجموعه‏هايي تقسيم مي‏‎شوند. اين زيرمجموعه‏ها، پس از شمارهء Block داراي يك حرف بزرگ زبان انگليسي هستند. (براي مثال Block 15S).
بعد از سري 30 و 32، اعدادي كه به صفر ختم مي‎شوند، نشان‏دهندهء استفاده از موتور ساخت جنرال‏الكتريك، و اعدادي كه به 1 و 2 ختم مي‏شوند نشان‏دهندهء استفاده از موتور ساخت پرات اند ويتني هستند.


کابین قدیمی و آنالوگ YF-16



گونه‏هاي مختلف F-16

YF-16
نمونهء اوليهء هواپيماي F-16؛ ساخته شده به تعداد 2 فروند و به شماره سريالهاي 1567 – 72 و 1568 - 72


F-16A
مدلي است يك نفره كه اولين پروازش را به تاريخ دسامبر 1976 به انجام رساند. اولين مدل عملياتي F-16A به تاريخ ژانويهء 1979 تحويل اسكادران 338 ام در پايگاه هوايي Hill (يوتا) شد.


F-16B
مدلي دو نفره كه اندازه‏‎اش دقيقن برابر مدل A است و كاناپي حبابي شكل، كمي كشيده‏تر شده است تا روي كابين دوم را نيز پوشش دهد. براي ايجاد فضاي لازم جهت نفر دوم، از اندازهء مخزن سوخت تعبيه شده در محل دماغهء هواپيما و محل خالي تعبيه شده براي نصب و توسعهء سيستم‏هاي جديد الكترونيك پروازي، كاسته شد.
اين مدل براي آموزش به كار رفته و كابين جلو براي دانشجوي خلباني و كابين عقب براي استاد خلبان در نظر گرفته شده است.

Block 1 تا Block 5
اين مدلها همگي بر اساس F-16A/B بوده و براي نيروي هوايي ايالات متحده و نيروهاي هوايي كشورهاي اروپايي و در سال 1981 ساخته شدند. اغلب اين مدلها، تحت پروژه‏اي به نام Pacer Loft، به سال 1982، به سطح Block 10 ارتقاء داده شدند.
تمامي اين سري از F-16 ها، داراي قابليت‏هاي خوب F-16 نظير ايمني، هزينهء پائين تعمير و نگهداري و كابين كمتر پيشرفته هستند. (Block 1 ورود به خدمت 1978 و Block 5 ورود به خدمت 1979)


F-16B Block 5 نیروی هوایی اسرائیل: یکی از F-16 هایی که قرار بود به ایران تحویل شود



F-16 Block 10
312 فروندي كه تا اواسط دههء 1980 ساخته شدند و تفاوت آنها با مدل اوليهء F-16، اندك است. (ورود به خدمت 1980)


F-16 Block 15
* مدلي كه امروزه بيشتر موجود است و تعداد 3600 فروند از آن تاكنون ساخته شده است. تفاوت بين سري 10 و 15 در 2 محل حمل مهمات خارجي اضافي (كه در در زير محل ورودي هواي موتور تعبيه شده‏اند) و سكانهاي افقي كشيده‏تر (حدود 3 درصد بزرگتر) است. این مدل به سال 1981 براساس F-16A/B وارد خدمت شد و حداكثر وزن قابل برخاست آن نسبت به سري 10، كمي افزايش يافته است. (از 14968 كيلوگرم به 16057 كيلوگرم)

* همچنين شش جايگاه مخصوص عمليات راه دور (BVR) در اين سري اضافه شده است كه اين مدل را قادر مي‏سازد از موشكهاي ميان‏برد هوا به هواي AIM-7 موسوم به اسپارو، که از فاصلهء دور قابل شلیک بودند و توسط رادار جنگنده هدایت می شدند، بهره ببرد.

* كابين و سيستم‏هاي اغتشاش‏گر الكترونيك (ECM) در اين مدل بهبود يافته و حجم مايع سيستم خنك كنندهء كابين (کولر) از 7 كيلوگرم به 9 كيلوگرم افزايش است.

* به سال 1988 مدل Block 15 به موتور توربوفن ساخت پرات اند ويتني به نام F100-PW-220 مجهز شد كه اين جنگنده را قادر مي‏ساخت با حداكثر وزن 17010 كيلوگرم از زمين بلند شود.

* تغيير ديگر، افزايش زاويه نمايش سيستم نمايشگر سربالا (HUD) بود.