F-14 تامکت گربه افسانه ای گرومن بخش چهاردهم
F-14 تامکت گربه افسانه ای گرومن بخش چهاردهم F-14A IMI
شرکت گرومن در سال 1971 هواپیمای F-14 را به عنوان رقیبی در براوردن نیاز نیروهوایی امریکا به یک رهگیر سرنشین دار بهبود یافته به منظور جایگزینی جنگنده رهگیر F-106 پیشنهاد نمود . ماکتی از این هواپیمای پیشنهادی در ابعاد واقعی ساخته شد که به چهار مخزن خارجی سوخت نیمه – تطبیقی بسیار بزرگ در زیر بدنه خود مجهز شده بود . علاقه نیرو هواییی متحده به تامکت از برد بسیار زیاد ( بیش از F-15 ) توانایی سیستم کنترل اتش AN/AWG-9 و کارایی موشک AIM-54 فینیکس محمول ان ناشی می گردید . هواپیمای F-14 IMI قرار بود به دو موشک AIM-7 اسپارو و چهار فینیکس مسلح گردد که همراه با مخازن سوخت پیش گفته برد و پایایی رزمی قابل توجهی را به ان می بخشید . این هواپیما سرانجام قربانی قیمت بسیار بالای خود گردید و عرصه را به حریفان واگذار کرد .
JF-14A:
تنها یک فروند از نمونه های اولیه F-14A ( با شماره 158613 ) تحت مشخصه JF-14A برای ایفای وظایف ازمایشی اختصاص یافت .
F-14B :
از همان ابتدا مشخص بود که تامکت مجهز به موتورهای TF-30 از توان پیشرانشی لازم برخوردار نمی باشد و بنابراین بهتر است به عنوان یک هواپیمای مقطعی و میان – زمانی مورد استفاده قرار گرفته و نیروی دریایی تجربه های لازم را تا هنگام تکمیل یک نوع نیرومندتر با ان کسب نماید . در همین راستا نیازمندی های VFX-2 ( یعنی همان F-14B ) نگاشته شد . تخمین زده شده بود که تکمیل یک نوع نیرومند تر تامکت به مبزان 40% از شعاع گردش هواپیما کاسته و 21% بر توانایی تحمل g پایدار و 80% بر شعاع عملیاتی رزمی ان می افزاید . موتور برگزیده F401-PW-P400 ساخت پرات اندویتنی برگرفته شده از موتور با فناوری پیشرفته JTF-22 بود که باید انرا منشا موتور F-100 هواپیماهای F-15 و F-16 نیز به شمار اورد . موتور ] نیروی [ دریایی F-401 از اجزای مشترک زیادی با F-100 برخوردار بود و در عین حال نسبت به TF-30 سبکتر بوده و مصرف ویژه سوخت کمتری داشت و رانش ان با پس سوز به میزان 16400 پاوند استاتیک ( 72.95 کیلونیوتن ) افزایش را نشان می داد . این میزان افزایش به مفهوم توان بیشتر با پس سوز نسبت به F-14 پایه بود . بدین ترتیب نسبت رانش به وزن نیز از میزان نه چندان جالب توجه 0.75:1 به بیش از یک – یکم افزایش یافت . در اغاز بنا بود تا پس از ساخت تنها 67 فروند F-14A مجهز به موتور TF-30 بیش از 700 فروند از جمله برای سپاه تفنگداران دریایی امریکا از نوع با موتور پیشرفته جدید ( F-14B ) و نوع چند منظوره پیشرفته ( F-14C ) ساخته شود و بهای هر فروند از 469 فروند در نظر گرفته شده برای سفارش اولیه در میزان 12.4 میلیون دلار تثبیت گردید.
در ابتدای مرحله ازمایشی برنامه هفتمین فروند YF-14 با پذیرش دو موتور F401 به نمونه ازمایشی F-14B مبدل گردید و برای اولین بار در سپتامبر 1973 به پرواز درامد . ولی طرح نصب موتور F401 روی تامکت پس از هفت ماه به دلیل مشکلات فنی و هزینه بالا سرانجام به وسیله نیروی دریایی امریکا لغو گردید . برنامه F-14C نیز با هدف پایین نگه داشتن هزینه ها پایان یافت .
با وجود این جستجوی نیروی دریایی برای یک پیشرانش بهتر همچنان ادامه یافت و مشکلات نیروی هوایی نیز در رابطه با موتور F100 نصب شده روی F-15 و F-16 ان دو را واداشت تا امتیازهای تکمیل مشترک چنین پیشرانه ای را به طور جدی در نظر بگیرند . این دو نیرو به دلیل نگرانی نسبت به موقعیت فراگیر و تقریبا انحصاری پرات اند ویتنی در عرصه ساخت موتورهای توربوفن پرتوان برای جنگنده ها سرانجام تصمیم گرفتند تا این بار شرکت جنرال الکتریک را مامور ساخت موتور نسل اینده ای برای تمام سه جنگنده F-14 وF-15 و F-16 نمایند . در این راستا موتور جنرال الکتریک F101-X مربوط به برنامه B-1A که دولت کارتر انرا در سال 1977 لغو نموده است از میان موتورهای F401-PW-26C و الیسون F41-912-B31/B32 در مارس 1979 برگزیده است .
F-14B :
در راستای رساندن تامکت به حدی ازتوان که واقعا استحقاق انرا داشت بار دیگر هفتمین نمونه ازمایشی YF-14 به موتورهای F101-DFE مجهز گردید و تحت نام F-14B اولین پرواز خود را در این شکل بندی را در 14 ژوئیه 1981 انجام داد .
موتور F101 با نسبت کنار گذار زیاد 2.2:1 نسبت کنار گذار TF-30 0.9:1 می باشد ) از نظر توان تولیدی مشابه F401 و از برخی نظرها نقطه شروع عجیبی برای یک موتور جنگنده بود . موتور F401 در اساس به منظور تولید بیشترین رانش و صرفه جویی سوختی برای بمب افکن B-1A بهینه شده بود در حالی که نیازمندی های تامکت را رانش بالا و پاسخدهی مطلوب به فرمانها در تمام محدوده پروازی تشکیل می داد . ولی با این وجود نتایج برنامه ازمایش بهبودهای جالب توجهی را در کارایی F-14 نشان داد از جمله افزایش بسیار قابل توجه 62% در شعاع رهگیری و بهبود کارایی در هنگام برخاستن که امکان برخاستن بدون پس سوز را از عرشه ناو هواپیمابر می داد . کارایی این موتور به حدی بود که نوع برگرفته شده ای از ان با نام F110-GE-100 روی انواع تولیدی F-16C/D نصب گردید.
ایجاد تغییرات در کادر ریاست جمهوری ایالات متحده و ورود رونالد ریگان جمهوری خواه در ژانویه 1981 به کاخ سفید باعث گردید تا نیروهوایی با استفاده از فرصت بوجود امده بودجه تخصیصی افزایش یافته را بین جنرال الکتریک و پرات اندویتنی تقسین نموده و برنامه های جداگانه ای را برای تامین پیشرانه F-15 وF-16 به راه اندازد . بدین ترتیب انحصار جنرال الکتریک شکسته شد . نیروی دریایی نیز در پاسخ رقابتی را برای تامین پیشرانه تامکت اعلام کرد که پرات اندویتنی با موتور PW1128 ( نوع پرتوان F100 ) در ان شرکت نمود . ولی این ارزیابی عمر چندانی نداشت و سرانجام در فوریه 1983 قرارداری برای تکمیل موتور F101-DFE با رانش 72.95 ( 121.87 ) کیلو نیوتن ] 16400 ( 27400 ) پاوند [ با نام جدید F110 برای نصب روی F-14 با جنرال الکتریک بسته شد .
F-14B :
تکمیل هواپیمای موقتی F-14A بیش از انتظار گران تمام شد و در عین حال طرح قطعی و نهایی F-14B نیز به منظور صرفه جویی مالی متحمل تغییرات چندی شد . تا هنگامی که F-14A وارد خدمت گردید در برنامه های نیروی دریایی تغییراتی داده شد تا هواپیمای چند منظوره ارزانتر ( این عبارت کاملا نسبی است ) F/A-18 هورنت را نیز در برگیرند . در نتیجه تکمیل این هواپیما و محدودیت بودجه هرگونه توجه جدی به بهسازی F-14 در سالهای اخیر دهه 1970 منتفی گردید . ولی با تامین بودجه لازم در اواسط دهه 1980 اولین مرحله بهسازی تامکت فعال گردید و تصمیم گرفته شد تا هنگام اماده شدن سیستم های الکترونیکی متعلق به F-14D کامل نوع بهبود یافته موقتی F-14+ با موتور جدید ولی همان سیستم های اصلی و رادار F-14 تکمیل وبه خدمت گرفته شود . در ابتدا قرار بود که تمامی هواپیماهای F-14+ بعدا به استاندارد D ارتقا یابند ولی به دلیل لغو ادامه پروژه F-14D در سال 1989 این امر هیچ گاه عملی نگردید .
برخی اصلاحات مختصر در بدنه F-14 امکان نصب موتور F110 را به جای TF-30 بوجود اورد . از انجایی که قطر و طول موتور جنرال الکتریک کمتر از TF-30 است یک بخش 127 سانتی متری اضافی در ادامه توربین F110 نصب گردید . با وجود این وزن ان با TF-30 تقریبا یکسان باقی ماند. ولی با وجود قطر کمتر موتور F-110 جریان هوای ورودی به ان در هنگام برخاستن به 122 کیلوگرم در ثانیه افزایش یافته است . این افزایش به میزان مشابهی بر توان تولیدی نیز می افزاید ( 30% افزایش در رانش خشک ) و انرا به حدود 29000 پاوند (129 کیلو نیوتن ) می رساند هر چند که توان موتور 400 نیروی دریایی با نیازمندی های F-14 ] شامل 27080 پاوند استاتیک در سطح دریا ( 120.3 کیلو نیوتن ) [ منطبق شده است . این توان نه تنها به میزان بسیار زیادی بر کارایی رزمی F-14 می افزاید بلکه امکان برخاستن از عرشه با کمک کاتاپولت را بدون نیاز به روشن کردن پس سوزها فراهم می اورد . این بدین مفهوم است که جنین افزایش زیادی در توان تولیدی با کاهش قابل توجهی در مصرف سوخت همراه خواهد بود زیرا مصرف سوخت در حالت پس سوز حدود 4 یرایر بیشتر است . بنابراین شعاع ماموریت هواپیما با موتور جدید دست کم 62% افزایش و زمان لازم تا رسیدن به ارتفاع بالا تا حدود 61% کاهش می یابد . به عبارت دیگر زمان دیرپایش در یک گشت هوایی رزمی در شعاع 278 کیلومتری معادل 31 دقیقه ( 35 % ) افزایش یافته ( یعنی بیش از 2 ساعت ) یا اینکه می توان بر شعاع گشت هوایی زمی به میزان 211 کیلومتر ( یعنی 680 کیلومتر برای یک گشت یک ساعته بهبودی 40% ) افزود . همچنین با استفاده از موتورهای F110 شعاع رهگیری " مستقیم از روی عرشه ناو " با سرعت 1.3 ماخ به میزان 154 کیلومتر افزایش می یابد . برد بیشتر حاصل از به کار گیری موتور F110 به تامکت امکان می داد تا بمب افکن های بکفایر شوروی پیشین را پیش از انکه به برد شلیک موشک کروز خود برسند کشف و ردگیری نماید .
میزان مصرف سوخت ویژه نیز برای موتور F110 در حالت پس سوز 1.98 و برای TF-30 در همین حالت 2.78 می باشد . این در حالی است که میزان مصرف ویژه سوخت دو نوع موتور در سرعتهای پیمایشی و همچنین وزن ان دو به یکدیگر نزدیک است .
موتور F110 سرانجام به خلبان تامکت این امکان می دهد تا در جریان رزم هوایی خیالش از بابت موتورها اسوده باشد و بدون هیچ گونه محدودیتی ( یعنی در سرعت هوایی مانور و زاویه حمله ای ) گاز موتورها را در صورت لزوم ناگهان به زور کامل بسته یا باز نماید . موتور بدون دود F110 همچنین از ایمنی دوام و اطمینان پذیری بیشتری نیز برخوردار است و ضمن کاسته شدن از امکان واماندگی کمپرسور ان در صورت خفه کردن یکی از موتورها در هنگام پرتاب با کاتاپولت هواپیما همچنان می تواند به شتابگیری و پرواز در توان نظامی ( بیشترین توان در پس سوز ) ادامه دهد . سرعت اوجگیری تامکت مجهز به F110 در یک روز داغ با یک موتور خاموش بر 200 پا در دقیقه بالغ می گردد و سرانجام در حالی که عمر بخش داغ موتور TF-30 کمتر از 800 ساعت می باشد این میزان در F110 به بیش از 1500 ساعت رسانده شده است . همچنین وتر پهنتر تیغه های فن موتور F110 به میزان زیادی از حساسیت موتور جدید در برابر صدمه ناشی از مکش اجسام خارجی می کاهد .
در حالی که TF-30 برای دهه 1960 موتور پیشرفته ای بود F110 نمایانگر پیشرفتهای به عمل امده در 20 سال متعاقب ان است . موتور TF-30 هوای موتور را در 16 مرحله فشرده می کند و فن سه مرحله ای و کمپرسور کم - فشار 6 مرحله ای ا ن با یک محور گردش کنند . در مقابل 12 مرحله دارد که شامل یک فن 3 مرحله ای و یک کمپرسور پر – فشار 9 مرحله ای می باشد . ولی با وجود صدها تیغه کمتر نسبت کلی فشار 31 ان بسیار بیشتر از TF-30 می باشد که این به مفهوم مصرف کمتر سوخت است .
یک شاخص دیگر پیشرفت فناوری موتورهای جت هواپیماهای جنگنده طول انهاست . طول 462 سانتی متری F110 در مقایسه با طول 600 سانتی متری TF-30 بیانگر ان است که چگونه موتورهای پیشرفته می توانند سوخت را در فاصله کوتاهتری بسوزانند و این به ویژه با توجه به پس سوز واقعیت می یابد . بخش پس سوز F110 کمتر از نصف این بخش در TF-30 طول دارد ولی افزودن یک مقطع اضافی غیر ضروری به ان از کوتاه کردن بخش عقبه بدنه F-14 ارزانتر و منطقی تر بود .
برای برنامه ریزان نیرو دریایی امریکا در رویارویی با نیروی روبه افزایش بمب افکن های TU-22M بکفایر شوروی پیشین مساله برد از اهمیتی حیاتی برخوردار بود . مقادیر بهتر برد را می توان به تعداد بیشتری F-14 در پستهای گشتی نزدیکتر به بیشترین برد شلیک موثر موشکهای کروز ضد کشتی تعبیر نمود .
دیگر تغییرات اعمال شده روی F-14+ عبارتند از برداشته شدن تیغه های مثلثی متحرک روی لبه حمله بخش ثابت بال – تغییراتی در سیستم الکترونیک پرواز کابین – نصب سیستم جدید گیرنده هشدار رادار بهبود یافته AN/ALR-67 با انتن هایی در زیر لبه حمله بخش ثابت بال – سیستم کنترل مستقیم برای کنترل توان در هنگام تقرب – وطراحی دوباره دهلیز تیربار – شامل یک سیستم گاززدایی با ورودیهای نوع NACA به جای نوع شبکه ای اولیه و همچنین یک سیستم نظارت بر خستگی / موتور و رادیو های V/UHF از نوع AN/ARC-182 سیستم پیشرفته و از نو طراحی شده اتش رادار نیز AN/AWG-15F نام گرفته است .
این بار هم هفتمین نمونه اولیه تامکت در جریان تکمیل F-14+ نقشی فعال ایفا کرد و اولین پرواز این هواپیما با موتورهای جدید F110-GE-400 در 29 سپتامبر 1986انجام گرفت . موفقیت این ازمونها به سفارشی برای اولین سری تولیدی موتور F110 در 15 فوریه 1987 منجر گردید که تحویل انها از ژوئن همان سال اغاز شد . ولی اولین F-14+ در شکل بندی کامل تولیدی در 14 نوامبر به پرواز درامد و تحویل ان در مارس سال 1988 اغاز گردید . هواپیمای F-14+ در تاریخ 1 مه 1991 ( یعنی پس از پایان جنگ خلیج فارس ) به F-14B تغییر نام یافت (سومین باری که تامکت چنین مشخصه ای به خود گرفت ) و سرانجام 38 فروند از ان ساخته شد . علاوه بر اینها 32 فروند دیگر F-14B نیز پس از تبدیل هواپیمای F-14A تکمیل گردید که از ان میان 11 فروند از توانایی حمل غلافهای شناسایی تارپس برخوردار می باشد .
F-14C :
مدل F-14C به عنوان نوع پیشرفته چند منظوره F-14B ( مجهز به موتور F401 ) با موتورهای یکسان ولی سیستم های الکترونیک پروازی و جنگ افزارهای پیشرفته تر پیشنهاد شده بود که هیچ گاه به مرحله ساخت نرسید .
