تصاویر| نگاهی به تفاوت‌های عمده دو جنگنده نسل پنجمی F-35 Lightning II و F-22 Raptor

در آغاز قرن بیست‌ویکم، دو مورد از پیشرفته‌ترین جنگنده‌هایی که تاکنون ساخته شده‌اند، F-22 Raptor و F-35 Lightning II هستند؛ هر دو محصول شرکت لاکهید مارتین.

روی کاغذ شباهت‌های زیادی میان این دو جنگنده آمریکایی وجود دارد: پنهانکاری، توانایی پرواز مافوق صوت و سامانه‌های الکترونیکی بسیار پیشرفته. اما وقتی خلبان داخل کابین قرار می‌گیرد، خیلی زود مشخص می‌شود که این دو جنگنده در واقع در دو دنیای متفاوت قرار دارند. برای خلبانان، تفاوت واقعی در چیزی است که هنگام پرواز می‌بینند، احساس و کنترل می‌کنند.

در این مطلب این تفاوت‌ها را با جزئیات بررسی می‌کنیم؛ از طراحی کابین و فلسفه کنترل گرفته تا سامانه‌های پیشرفته کلاهخود خلبان و قابلیت منحصربه‌فرد فرود عمودی در نسخه F-35B که یکی از مهم‌ترین تفاوت‌ها با F-22 Raptor محسوب می‌شود. اگر به هوانوردی علاقه دارید، خودتان خلبان هستید یا صرفاً کنجکاوید بدانید هدایت چنین جنگنده‌های مدرنی چگونه است، در ادامه به داخل کابین این هواپیماها و ذهن خلبانانی که آن‌ها را هدایت می‌کنند سر می‌زنیم.

دو جنگنده نسل پنجم با دو فلسفه متفاوت

در نگاه اول، F-22 Raptor و F-35 Lightning II بیشتر شبیه خواهر و برادر به نظر می‌رسند تا رقیب: هر دو جنگنده‌های پنهانکار نسل پنجم هستند که توسط لاکهید مارتین طراحی شده‌اند. هر دو از سامانه‌های پیشرفته الکترونیکی، ترکیب داده‌های حسگرها و موتورهای قدرتمند بهره می‌برند. اما اگر کمی عمیق‌تر نگاه کنیم، مشخص می‌شود که این مقایسه بیشتر شبیه مقایسه دو پسرعمو است تا دو دوقلو؛ زیرا برای مأموریت‌های بسیار متفاوتی طراحی شده‌اند و این تفاوت مستقیماً روی تجربه خلبان در داخل کابین تأثیر می‌گذارد.

F-22 Raptor اساساً به‌عنوان یک جنگنده برتری هوایی طراحی شد. این هواپیما در دهه ۱۹۸۰ و در قالب برنامه Advanced Tactical Fighter متعلق به نیروی هوایی آمریکا شکل گرفت و تمرکز اصلی آن بر سرعت بالا، مانورپذیری فوق‌العاده و پنهانکاری برای تسلط بر آسمان دشمن بود. دو موتور قدرتمند، نازل‌های تغییر بردار رانش و توانایی تحمل شتاب‌های بالا به آن امکان می‌دهند در نبردهای هوایی بسیار چابک عمل کند. معماری حسگرها و سامانه‌های الکترونیکی آن نیز برای ارائه اطلاعات بسیار دقیق به خلبان در مدیریت تهدیدها و انرژی پروازی طراحی شده‌اند.

در مقابل، F-35 Lightning II حاصل برنامه Joint Strike Fighter است؛ پروژه‌ای که هدف آن ساخت یک جنگنده چندمنظوره برای شاخه‌های مختلف نیروهای مسلح بود. این هواپیما می‌تواند مأموریت‌های حمله به اهداف زمینی، نبرد هوایی، جمع‌آوری اطلاعات و عملیات از پایگاه‌های زمینی یا ناوهای هواپیمابر را انجام دهد. نسخه F-35B حتی توانایی فرود عمودی نیز دارد.

این جنگنده توسط نیروی هوایی، تفنگداران دریایی و نیروی دریایی آمریکا و همچنین نیروهای هوایی ده‌ها کشور دیگر استفاده می‌شود. فلسفه اصلی طراحی آن بر پایه «ترکیب داده‌های حسگرها» است؛ یعنی اطلاعات رادار، دوربین‌ها و لینک‌های شبکه‌ای در یک تصویر تاکتیکی واحد برای خلبان ادغام می‌شوند. به همین دلیل F-35 Lightning II علاوه بر یک جنگنده، نقش یک گره شبکه‌ای در میدان نبرد را نیز ایفا می‌کند.

این تفاوت فلسفی میان برتری مطلق هوایی در F-22 Raptor و جنگ چندمنظوره شبکه‌محور در F-35 Lightning II مستقیماً به تفاوت در طراحی کابین و نحوه تعامل خلبان با هواپیما منجر می‌شود.

طراحی کابین: سنت در برابر نسل جدید

اولین چیزی که هر خلبان برای شناخت یک جنگنده بررسی می‌کند، پنل ابزارهای داخل کابین است و تفاوت میان کابین F-22 Raptor و F-35 Lightning II بلافاصله قابل مشاهده است.

در کابین F-22 Raptor خلبان با یک «کابین شیشه‌ای» نسبتاً سنتی روبه‌رو می‌شود؛ سیستمی که هنگام معرفی در دهه ۱۹۹۰ بسیار پیشرفته محسوب می‌شد. شش نمایشگر رنگی چندمنظوره اطلاعاتی مانند سرعت، ارتفاع، نقشه تاکتیکی، وضعیت تسلیحات، ناوبری و داده‌های رادار را نمایش می‌دهند. یک نمایشگر هدآپ بزرگ نیز اطلاعات حیاتی پروازی و هدف‌گیری را مستقیماً در میدان دید خلبان نمایش می‌دهد تا او بتواند بدون پایین آوردن نگاه، پرواز کند. F-22 Raptor همچنین از سیستم کنترل Hands-On Throttle And Stick استفاده می‌کند؛ یعنی بسیاری از کنترل‌های مربوط به تسلیحات و رادار مستقیماً روی دسته هدایت و اهرم گاز قرار گرفته‌اند تا خلبان نیاز کمتری به نگاه کردن به پنل‌ها داشته باشد.

نکته مهم این است که در ابتدا قرار بود F-22 Raptor از نمایشگر نصب‌شده روی کلاهخود خلبان نیز استفاده کند، اما به‌دلیل مشکلات توسعه و هزینه‌های بالا، این برنامه به تعویق افتاد و بسیاری از این جنگنده‌ها بدون چنین سامانه‌ای پرواز می‌کنند.

در مقابل، کابین F-35 Lightning II رویکردی کاملاً متفاوت دارد. در مرکز آن یک نمایشگر لمسی بسیار بزرگ با اندازه ۲۰ در ۸ اینچ قرار دارد که «نمایشگر پانورامیک کابین» نامیده می‌شود. به‌جای چند نمایشگر کوچک، تقریباً تمام اطلاعات در یک پنل بزرگ و قابل تنظیم نمایش داده می‌شود و خلبان می‌تواند آن را از طریق لمس، شخصی‌سازی کند. در این هواپیما دیگر خبری از نمایشگر هدآپ سنتی نیست؛ تمام اطلاعات پروازی، حسگرها و هدف‌گیری مستقیماً روی کلاهخود خلبان و از طریق سامانه Helmet Mounted Display System نمایش داده می‌شود.

این کلاهخود جایگزین نمایشگر هدآپ فیزیکی شده است و نمادها و اطلاعاتی مانند ارتفاع، جهت پرواز، نشانه‌های تسلیحاتی و نشانگرهای هدف‌گیری را مستقیماً روی شیشه کلاهخود خلبان نمایش می‌دهد. در عمل، این سیستم به خلبان اجازه می‌دهد با استفاده از تصاویر دوربین‌های مادون‌قرمز سامانه Distributed Aperture System عملاً «از درون هواپیما به بیرون نگاه کند». این ترکیب داده‌های حسگرها با نمایشگر کلاهخود، جهشی بزرگ نسبت به آنچه در جنگنده‌های نسل‌های قبلی وجود داشت محسوب می‌شود.

خلبانان اغلب کابین F-22 Raptor را نسخه‌ای تکامل‌یافته از طراحی‌های سنتی توصیف می‌کنند؛ نمایشگرها و کلیدها در جایگاه‌های آشنای خود قرار دارند و کار با آن‌ها شهودی است، اما همچنان فیزیکی. در مقابل، کابین F-35 Lightning II بیشتر شبیه یک ایستگاه کاری بسیار پیشرفته به نظر می‌رسد؛ سرشار از اطلاعات، قابل شخصی‌سازی و اساساً مبتنی بر خودکارسازی و پشتیبانی از تصمیم‌گیری، نه صرفاً کنترل دستی.

این تفاوت بنیادین تقریباً همه کارهایی را که خلبان انجام می‌دهد تحت تأثیر قرار می‌دهد؛ از جست‌وجوی افق گرفته تا ردیابی تهدیدها و مدیریت تسلیحات.

F-22 Raptor: کنترل مستقیم خلبان با دقت بالا

برای خلبانانی که با جنگنده‌های کلاسیک پرواز کرده‌اند، کابین F-22 Raptor آشناتر به نظر می‌رسد؛ البته با این تفاوت که همه چیز با قدرت پردازش مدرن و فناوری پنهانکاری تقویت شده است. طراحی رپتور بر ثبات در کنترل و بازخورد فیزیکی دقیق تأکید دارد. خلبان با سیستم HOTAS یعنی اهرم گاز و دسته هدایت کار می‌کند و می‌تواند حالت‌های رادار، نشانه‌های هدف‌گیری و تخصیص تسلیحات را بدون برداشتن دست از این کنترل‌ها مدیریت کند.

در حالی که نمایشگرها اطلاعات لازم را ارائه می‌دهند، خلبان باید خودش این داده‌ها را در ذهن ترکیب کند؛ فرآیندی تاکتیکی که به تجربه و آگاهی محیطی بالا نیاز دارد.

نمایشگر هدآپ همچنان بخش مرکزی اطلاعات پروازی و رزمی محسوب می‌شود. داده‌های حیاتی مانند ارتفاع، سرعت و زاویه حمله در میدان دید مستقیم خلبان نمایش داده می‌شوند و در زمان درگیری نمادهای تاکتیکی روی آن‌ها قرار می‌گیرد. سامانه‌های ناوبری و تسلیحاتی از طریق نمایشگرهای چندمنظوره زیر نمایشگر هدآپ در دسترس هستند، اما خلبان باید برای دیدن آن‌ها نگاهش را جابه‌جا کند؛ تعادلی میان دقت بالا و بار ذهنی بیشتر.

طبق گزارش Fly A Jet Fighter، خلبانان از واکنش‌پذیری بالای رپتور تمجید می‌کنند؛ قابلیتی که تا حد زیادی به نازل‌های تغییر بردار رانش و قوانین کنترل پرواز دقیق با سیم مربوط است. همراه با جای‌گذاری منطقی کلیدها و نمایشگرها، این ویژگی‌ها باعث می‌شوند خلبان در نبردهای هوایی بسیار پویا به واکنش هواپیما اعتماد کامل داشته باشد. برخلاف F-35 Lightning II، رپتور تلاش نمی‌کند بسیاری از تصمیم‌های تاکتیکی را خودکار کند؛ بلکه داده‌های خام را در اختیار خلبان قرار می‌دهد و تصمیم‌گیری را به او واگذار می‌کند.

به همین دلیل کابین رپتور بیشتر شبیه پنل ابزار یک خلبان واقعی است؛ کابینی که انسان در مرکز حلقه تصمیم‌گیری تاکتیکی قرار دارد. برای خلبانانی که پیش‌تر با جنگنده‌هایی مانند F-15 یا F-16 پرواز کرده‌اند، انتقال به F-22 Raptor معمولاً بیشتر شبیه یک ارتقای طبیعی است تا یک آموزش کاملاً جدید.

F-35 Lightning II: تعریف دوباره ترکیب داده‌ها و آگاهی محیطی

کابین F-35 Lightning II نمایانگر نوعی تصمیم‌گیری پشتیبانی‌شده توسط سامانه‌های هوشمند است. در اینجا هواپیما فقط داده‌ها را نمایش نمی‌دهد؛ بلکه آن‌ها را تفسیر کرده و برای خلبان به‌صورت یک تصویر تاکتیکی واحد آماده می‌کند. اطلاعات حسگرها، داده‌های تهدید، ناوبری و وضعیت تسلیحات همگی در یک نمای یکپارچه نمایش داده می‌شوند.

مرکز این تجربه سامانه Helmet Mounted Display System است. این سامانه که توسط Collins Aerospace و Elbit Systems ساخته شده، نیاز به نمایشگر هدآپ سنتی را از بین برده و تمام اطلاعات حیاتی را مستقیماً روی شیشه کلاهخود خلبان نمایش می‌دهد. این سیستم همچنین تصاویر شش حسگر مادون‌قرمز هواپیما را که با نام Distributed Aperture System شناخته می‌شوند در اختیار خلبان قرار می‌دهد و امکان دید ۳۶۰ درجه در اطراف هواپیما را فراهم می‌کند.

در عمل، این قابلیت بسیار مهم است: به‌جای اینکه خلبان مدام میان چند نمایشگر مختلف نگاه کند و نقشه ذهنی بسازد، می‌تواند مستقیماً به هدف نگاه کند و سامانه‌های هواپیما واکنش نشان دهند. طبق گزارش Military Aerospace، خلبان حتی می‌تواند تنها با نگاه کردن به هدف آن را مشخص کند؛ کلاهخود جهت نگاه را ردیابی کرده و آن را به سامانه هدف‌گیری تسلیحات متصل می‌کند. این قابلیت امکان شلیک موشک در زوایای بسیار خارج از محور دید را فراهم می‌کند؛ قابلیتی که با نمایشگرهای هدآپ سنتی عملاً غیرممکن بود.

این ترکیب داده‌های حسی بار ذهنی خلبان را به‌شدت کاهش می‌دهد و آگاهی محیطی را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. در محیط‌های پرتنش که تهدیدها ممکن است از هر جهتی ظاهر شوند، توانایی «دیدن از میان بدنه هواپیما» و دریافت یک تصویر یکپارچه از تهدیدها، اساساً نحوه درگیری خلبانان با اهداف را تغییر می‌دهد.

نکته مهم این است که این سامانه‌ها مبتنی بر نرم‌افزار هستند. خلبانان از طریق نمایشگرهای لمسی، تشخیص صوت و نمادهای پویا با سیستم تعامل می‌کنند؛ نمادهایی که می‌توان آن‌ها را بر اساس نوع مأموریت تنظیم کرد، مانند حمله زمینی، نبرد هوا به هوا یا مأموریت‌های شناسایی و اطلاعاتی. همین ویژگی باعث می‌شود کابین F-35 Lightning II واقعاً قابل تطبیق با مأموریت‌های مختلف باشد.

قابلیت VTOL: ویژگی منحصربه‌فرد F-35B

یکی از آشکارترین تفاوت‌های عملیاتی میان F-35 Lightning II و F-22 Raptor فقط به طراحی کابین محدود نمی‌شود، بلکه به توانایی فرود عمودی F-35 نیز مربوط است. البته تنها یکی از اعضای خانواده Lightning II چنین قابلیتی دارد: F-35B. این هواپیما از توانایی STOVL یعنی برخاست کوتاه و فرود عمودی برخوردار است. این قابلیت به آن اجازه می‌دهد از باندهای بسیار کوتاه، پایگاه‌های موقت و حتی کشتی‌های تهاجمی آبی‌خاکی عملیات انجام دهد؛ انعطافی که در F-22 Raptor یا بیشتر جنگنده‌های مدرن دیگر وجود ندارد.

ایده پرواز عمودی یا تقریباً عمودی چیز تازه‌ای نیست. در واقع هواپیمای معروف Hawker Siddeley Harrier Jump Jet دهه‌ها پیش نخستین نمونه عملیاتی چنین پروازی را ارائه داد و امکان معلق ماندن، فرود و برخاست از باندهای آماده‌نشده یا عرشه‌های کوچک کشتی‌ها را فراهم کرد. Harrier برای این کار از رانش جهت‌دار در نازل‌های خروجی موتور استفاده می‌کرد. با این حال این هواپیما از نظر پنهانکاری و سرعت مافوق صوت با جنگنده‌های مدرن قابل مقایسه نبود.

روش F-35B برای این نوع پرواز، بسیار پیشرفته‌تر است. پشت کابین خلبان یک فن عمودی قرار دارد که از طریق یک شفت و کلاچ به موتور اصلی متصل است و با نیروی همان موتور کار می‌کند. هنگام فعال شدن حالت عمودی، دریچه‌هایی باز می‌شوند تا فن بالابر نمایان شود و نازل متحرک عقب نیز رانش را به سمت پایین هدایت می‌کند. در کنار این سیستم، خروجی‌های کوچک کنترل تعادل در بال‌ها نیز به حفظ تعادل هواپیما کمک می‌کنند. ترکیب این اجزا به هواپیما اجازه می‌دهد با دقت بالا در هوا معلق شود و به‌صورت عمودی فرود بیاید.

از دید خلبان، عملیات STOVL صرفاً «معلق شدن در هوا» نیست. این عملیات شامل کنترل لحظه‌ای سامانه‌های بالابر، تنظیم دقیق توان موتور و آگاهی محیطی بسیار بالا است؛ زیرا هواپیما در نزدیکی کشتی‌ها، زمین یا موانع دیگر قرار دارد. نرم‌افزار هواپیما در کنترل پرواز کمک می‌کند، اما خلبان همچنان باید انرژی، موقعیت و اولویت‌های مأموریت را مدیریت کند که ترکیبی از ظرافت کنترل هلیکوپتر و دقت جنگنده‌های جت است.

این قابلیت در واقع ادامه مسیر فناوری است که Harrier آغاز کرد، اما اکنون در یک جنگنده پنهانکار با سامانه‌های الکترونیکی پیشرفته و سرعت مافوق صوت ادغام شده است. نتیجه آن پیشرفت چشمگیر فناوری هوانوردی است: هواپیمایی که می‌تواند یک لحظه مانند یک هلیکوپتر در هوا معلق شود و لحظه‌ای بعد با سرعت حدود ۱,۹۶۰ کیلومتر بر ساعت به سوی هدف شیرجه بزند، در حالی که همزمان تصویری شبکه‌ای از میدان نبرد را نیز ارائه می‌دهد.

دو کابین جنگنده، دو ذهنیت متفاوت در نبرد

با وجود شباهت‌های ظاهری به‌عنوان جنگنده‌های نسل پنجم، فلسفه اصلی این دو هواپیما متفاوت است. F-22 Raptor نماد اختیار و مهارت خلبان به شمار می‌آید. تمرکز آن بر تسلط بر دینامیک پرواز، مانورپذیری دقیق و تصمیم‌گیری تاکتیکی آگاهانه است. این هواپیما برای خلبانانی طراحی شده که طی سال‌ها آموزش مهارت‌های شهودی در اسکن محیط و کنترل هواپیما را به‌خوبی پرورش داده‌اند.

در مقابل، F-35 Lightning II نماینده نسل بعدی جنگنده‌ها است: تمرکز بر پشتیبانی از تصمیم‌گیری و آگاهی یکپارچه از میدان نبرد. این هواپیما با ترکیب داده‌های حسگرها و استفاده از کلاهخود پیشرفته، بار کاری خلبان را کاهش می‌دهد و به او اجازه می‌دهد به‌جای جست‌وجوی اطلاعات، روی تصمیم‌گیری و اجرای مأموریت تمرکز کند. این تغییر رویکرد نشان‌دهنده پیچیده‌تر شدن محیط‌های نبرد مدرن و نیاز به واکنش سریع بر اساس اطلاعات ترکیب‌شده حسگرها است.

در واقع هیچ‌کدام از این رویکردها بر دیگری برتری ندارد؛ زیرا هرکدام برای مأموریت متفاوتی طراحی شده‌اند. کابین F-22 Raptor بر کنترل مستقیم خلبان و آگاهی تاکتیکی دقیق تأکید دارد، در حالی که کابین F-35 Lightning II از قدرت پردازش رایانه‌ای برای ساده‌تر کردن درک و استفاده از اطلاعات پیچیده بهره می‌برد. هر دو رویکرد تلاش می‌کنند خلبان را در مرکز میدان نبرد پیچیده امروز قرار دهند؛ چه از طریق کنترل فیزیکی دقیق و چه از طریق نمایش بصری فراگیر و غنی از داده.

منبع: روزیاتو