כך ניתן להאיץ מפציצי כנף מעופפת בלי לפגוע בחמקנות

Image by Wikimedia (Creative Commons)
By Steve Lynes from Sandshurst, United Kingdom, CC BY 2.0 , via Wikimedia Commons

This post is also available in: English (אנגלית)

מתכנני מטוסי חמקנות מתמודדים זה שנים עם פשרה מורכבת. מפציצים בתצורת כנף מעופפת מציעים טווח גדול, יעילות גבוהה וחתימת מכ״ם נמוכה, אך משלמים על כך במהירות. כאשר דוחפים אותם למהירויות גבוהות מדי, הכנפיים הגמישות עלולות להתחיל לרטוט בעוצמה, מה שמסכן אובדן שליטה ואף כשל מבני. כדי לשמור על בטיחות, מטוסים אלה הוגבלו מסורתית למהירויות נמוכות בהרבה ממהירות הקול — מגבלה הפוגעת ביכולת להגיב במהירות או להתנתק לאחר גילוי.

מחקר חדש מציע כי מגבלה זו אינה בהכרח קבועה. מאמר שפורסם לאחרונה מתאר שיטה המאפשרת למטוסי כנף מעופפת לטוס מהר משמעותית, מבלי לשנות את מבנה המטוס או לפגוע בחמקנותו. במקום לחזק את הכנפיים או לתכנן מחדש את השלדה האווירית, הגישה מתמקדת בדיכוי אקטיבי של הרעידות המסוכנות המופיעות במהירויות גבוהות.

הבעיה הבסיסית מוכרת בשם רפרוף מצומד קשיח–אלסטי. עם העלייה במהירות, זרימת האוויר גורמת לכנפיים ארוכות ודקות להתכופף. בהיעדר זנב שמרגיע את התנועה, הכנפיים הגמישות עלולות להיכנס לאינטראקציה עם תנועת גוף המטוס, וליצור תנודות מהירות המחריפות בתוך שניות. תופעה זו היא הסיבה המרכזית לכך שמטוסי כנף מעופפת חמקניים נותרו תת־קוליים.

על פי דיווח של Interesting Engineering, הפתרון המוצע נשען על בקרה אקטיבית ולא על חיזוק פסיבי. באמצעות חיישנים קיימים שעל הסיפון, המערכת מנטרת באופן רציף את תנאי הטיסה ומזהה סימנים מוקדמים של חוסר יציבות. כאשר מופיעות רעידות קלות, פקודות הבקרה מותאמות בזמן אמת כדי לשנות את זרימת האוויר מעל הכנפיים. תיקונים מהירים אלה פועלים כמעין "תומך בלתי־נראה", ומונעים מהרפרוף להתפתח למצב מסוכן.

הטכניקה מאפשרת להעלות את מהירות ההפעלה הבטוחה של מטוס כנף מעופפת ביותר מ־60 אחוזים. ניסויי טיסה שבוצעו באמצעות רחפן ניסויי בתצורת כנף מעופפת אישרו את העיקרון, כאשר הכלי הגיע למהירויות העולות בהרבה על סף הרפרוף המקורי שלו, תוך שמירה על יציבות. חשוב מכך, השיטה אינה מוסיפה משקל ואינה משנה את הצורה החיצונית של המטוס, ולכן שומרת על רמת חמקנות גבוהה.

מנקודת מבט ביטחונית, להשלכות יש משקל רב. מפציצים חמקניים מהירים יותר יוכלו להגיע למטרות בזמן קצר יותר, לשנות מיקום בקלות רבה יותר ולהפחית את משך החשיפה למערכי הגנה אווירית. הם יוכלו גם להרחיב את מגוון המשימות האפשריות, תוך שילוב בין שרידות גבוהה לגמישות מבצעית משופרת. עבור כלי טיס קרביים בלתי־מאוישים, אותה טכנולוגיה עשויה לאפשר משימות חדירה מהירות מבלי לפגוע בטווח או בחמקנות.

מעבר למפציצים, הגישה עשויה להשפיע גם על תכנון רחפנים חמקניים עתידיים ופלטפורמות תקיפה ארוכות־טווח המבוססות על תצורת כנף מעופפת. באמצעות ניתוק הקשר בין מהירות לבין מגבלות מבניות, דיכוי רפרוף אקטיבי פותח מרחב תכנוני חדש לכלי טיס שהיו עד כה מוגבלים על ידי פיזיקה — ולא על ידי הנעה.

אם תיושם במערכות מבצעיות, הגישה מאתגרת עשרות שנים של הנחות לגבי יכולותיהם ומגבלותיהם של מטוסי חמקנות — ומרמזת כי האיזון בין מהירות לבלתי־נראות עשוי להתחיל להשתנות.