لماذا لا يمكن لطائرة V-22 Osprey الانتقال بين رحلة المروحية والطائرة إلا ضمن نطاق سرعة يتم التحكم فيه بعناية

عندما جرس دخلت V-22 Osprey الخدمة في عام 2007، وأصبحت أول طائرة تعمل بمحرك مائل في تاريخ الطيران. قدمت الطائرة الثورية شكلاً جديدًا من الطيران ذو الأجنحة الدوارة الذي يجمع بين أفضل مرونة الطيران العمودي لطائرات الهليكوبتر مع أداء وتحمل الطائرات ذات الأجنحة الثابتة. ولتحقيق الإنجاز المذهل لهندسة الفضاء الجوي المتمثل في الانتقال من الطيران العمودي إلى الطيران الأفقي، V-22 يجب أن يحرك مناصريه في نطاق سرعة محدد جدًا.

ما يسمى “ممر التحويل” من وضع المروحية إلى وضع الطائرة، أو زاوية الكنة 0 درجة، هو منحنى السرعة المتدرج. وفقًا لشركة Global Security، يتراوح هذا النطاق بين 40 و120 عقدة. في وضع الطائرة، يعتمد محرك V-22 بالكامل على أجنحته الثابتة لتوليد قوة الرفع. عند التحويل من وضع المروحية، تدور أغطية المحرك للأمام، وتنقل قوة الرفع من الدفع الرأسي للدوارات إلى سطح الأجنحة.

تدور مجموعة المحرك بالكامل عندما يختار الطيار الزاوية المطلوبة، ويمكنه اختيار زيادات قدرها 30 درجة بين 0 درجة و90 درجة. يوجد مقياس متدرج للسرعات الموصى بها للانتقال اعتمادًا على الزاوية الدقيقة للبروتور. هذه السرعة تمليها المماطلة الديناميكية الهوائية. عندما تميل الكرات إلى الأمام، فإنها تنتج رفعًا رأسيًا أقل. يجب أن تلتقط الأجنحة الركود.

تحلق العقاب بالأرقام

الطيار V-22 اوسبري يجب أن يكونوا على دراية بسرعتهم الجوية في جميع الأوقات للتأكد من أن الطائرة تعمل في النطاق الصحيح لتكوينها. تعتبر زوايا الكنة المنخفضة ما بين 30 و 60 درجة. تحتاج الأجنحة إلى تدفق هواء ثابت لا يقل عن 60 إلى 80 عقدة لبدء توليد الرفع الجزئي. سيؤدي الطيران بأقل من هذه السرعة أثناء الميل للأمام إلى غرق الطائرة بسرعة. وبدلاً من ذلك، مع زيادة سرعة الطائرة، يجب إمالة المبيتات للأمام لمحاذاة الدوارات مع الهواء القادم.

إذا حاول الطيار الطيران بسرعة 140 عقدة في حين أن الكنات لا تزال عالقة بزاوية 60 درجة، فإن السحب الديناميكي الهوائي الهائل الذي يدفع ضد المناصرين المائلين سوف يلتوي ويتمزق. في وضع الطائرة الكاملة، أو زاوية 0 درجة، تصبح الطائرة V-22 طائرة ثقيلة ونظيفة الأجنحة. وتتطلب سرعة لا تقل عن 130 إلى 140 عقدة تقريبًا للبقاء في الجو. يؤدي الانتقال إلى 0 درجة أقل من هذه السرعة إلى توقف فوري للجناح.

يتم تعريف ممر التحويل بواسطة حدود ديناميكية للسرعات الدنيا والقصوى التي تتغير اعتمادًا على الزاوية الدقيقة للمحركات. وبما أن نطاق السرعة المسموح به يتغير باستمرار، فلا يستطيع الطيار القيام بذلك ببساطة رمي الكرات إلى الأمام. فقط عندما تتجاوز السرعة الجوية بأمان 140 عقدة، سيسمح كمبيوتر الرحلة بقفل العلب على طول الطريق حتى 0 درجة لرحلة الطائرة عالية السرعة.

الإقلاع العمودي أو الهبوط في V-22

الائتمان: وزارة الدفاع

إن إبطاء سرعة طائرة Osprey لتحقيق هبوط عمودي بنفس الطريقة التي يمكن أن تقوم بها المروحية هو الإجراء المعاكس ولكنه ينطوي على مخاطر أكبر تتمثل في حدوث توقف ديناميكي هوائي ومخاطر أخرى. لا يستطيع الطيار ببساطة رفع المحركات بسرعة الرحلة. قد يؤدي القيام بذلك إلى تمزيق الأجنحة بسبب التحميل الزائد على الهيكل. للتحول بأمان إلى الخلف، يجب على الطيار عكس منطق ممر التحويل، واستبدال السرعة الجوية الأمامية بزاوية الميل لتوليد المزيد من الرفع من دوارات الدعامة.

العقاب يمكن أن تطير بسرعة تزيد عن 250 عقدة، لذلك لبدء عملية الهبوط العمودي، يجب تقليل السرعة الجوية حتى يصل V-22 إلى نطاق الانتقال المسموح به لزيادة زاوية الكنة. عندما يقوم الطيار بتدوير المثبتات إلى ما يصل إلى 60 درجة تقريبًا، تبدأ المثبتات التي يبلغ طولها 38 قدمًا في إحداث كمية هائلة من السحب. تعمل مقاومة الرياح ضد وجه الدوارات المائلة بمثابة مكابح سرعة شديدة، مما يؤدي إلى تباطؤ الطائرة بقوة. يمكن للركاب أن يشعروا بإحساس مميز بأنهم يندفعون إلى الأمام داخل أحزمة مقاعدهم.

ومع انخفاض السرعة الجوية الأمامية إلى أقل من 100 عقدة، تفقد الأجنحة الثابتة بسرعة قدرتها على توليد الرفع. في هذه المرحلة، يعتمد الطيار على ذراع التحكم في الدفع للتحكم في الرفع من خلال قوة المحرك. مع انخفاض السرعة الجوية إلى أقل من 40 عقدة، يتم رفع الكرات عموديًا بالكامل إلى 90 درجة أو حتى 95 درجة مع ميزة الدفع العكسي. في هذه المرحلة من ملف طيران V-22، يجب أن يكون الطيارون على دراية بأحد أكبر المخاطر الديناميكية الهوائية لطائراتهم: حالة الحلقة الدوامية.

إذا نزل طاقم الطائرة بسرعة كبيرة جدًا أثناء الانتقال، فيمكن أن تغرق الطائرة في غسل الدوار المتجه لأسفل حيث يتم إعادة تدوير الهواء لأعلى خارج الشفرات. يؤدي هذا إلى تشكيل تدفق هواء مدمر يحرم الرفع من دوارات الدعامة. إذا حدث VRS لأحد طرفي الجناح قبل الآخر، فيمكن أن يؤدي إلى لفة مفاجئة غير مرغوب فيها تقلب Osprey رأسًا على عقب أثناء الهبوط العمودي. أدى هذا الحادث المؤسف إلى عدد من الحوادث القاتلة بشكل مأساوي أثناء تطوير V-22.

هزيمة طغيان الزمن والمسافة

الائتمان: وزارة الدفاع

في حين أن هذا إنجاز مذهل لتكنولوجيا الفضاء الجوي، V-22 اوسبري كانت منذ فترة طويلة طائرة مثيرة للجدل بسبب مشاكل السلامة أثناء التطوير والتي كلفت حياة طاقم الطائرة ومشاة البحرية. لا يزال، قوات مشاة البحرية الأمريكية دافعت عن الدوار المائل الثوري لأنه حل ثغرة أمنية أساسية في فرقة العمل البرية الجوية البحرية. قبل أوسبري، اعتمد مشاة البحرية على طائرات هليكوبتر تقليدية ذات سرعة ومدى محدودين. أحدثت طائرة V-22 ثورة جذرية في الحرب البرمائية من خلال الجمع بين خفة الحركة العمودية لطائرة هليكوبتر وسرعة ومدى طائرة ذات محرك توربيني.

في القرن الحادي والعشرين، أصبحت التهديدات الناشئة أكثر تعقيدًا، مما يتطلب نطاق مواجهة على مسافات أكبر لسفن البحرية التي تحمل مشاة البحرية من وإلى مهامهم. مع تقدم الذخائر المضادة للسفن وصواريخ كروز التي تفوق سرعتها سرعة الصوت من قبل الخصوم القريبين مثل جمهورية الصين الشعبية، غالبًا ما تتسكع السفن البحرية على بعد 50 إلى 100 ميل (80 إلى 161 كم) في الأفق من المنطقة المستهدفة أثناء العمليات البرمائية.

تستغرق طائرة الهليكوبتر القديمة التي تسافر بسرعة 120 عقدة ما يقرب من ساعة للقيام برحلة واحدة ذهابًا وإيابًا إلى الشاطئ. هذه السرعة البطيئة تترك القوات مكشوفة داخل هدف طائر لفترة طويلة جدًا وتمنع التعزيز السريع. يمكن للطائرة V-22 أن تطير بسرعة 240 إلى 280 عقدة. فهو يخفض زمن العبور بأكثر من النصف، مما يسمح للقوات بالهجوم من مسافات بعيدة، والضرب في عمق الأرض، والعودة للحصول على التعزيزات. تعد هذه القدرة أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة لمشاة البحرية حيث أنهم يعيدون تبني “عقيدة رايدر” كجزء من “المحور إلى المحيط الهادئ” الذي تقوم به القوات المسلحة الأمريكية ككل.

الأول من نوعه: ميزة Tiltrotor

الائتمان: وزارة الدفاع

تسلط فجوة الأداء بين V-22 والمروحيات التي حلت محلها الضوء على سبب رفض الجيش إلغاء البرنامج على الرغم من تاريخ تطويره المضطرب والمشكلات الميكانيكية المستمرة. واحدة من أقوى حالات Osprey هي قدرتها على إنقاذ الأرواح عن طريق إيصال جندي جريح من خط المواجهة إلى المساعدة الطبية خلال 60 دقيقة من “الساعة الذهبية”.

تتحسن احتمالات البقاء على قيد الحياة بشكل كبير إذا كان جندي من مشاة البحرية مصابًا بجروح خطيرة على طاولة الجراحة خلال هذا الإطار الزمني، وهي مهمة كانت في كثير من الأحيان مستحيلة مع طائرات الهليكوبتر التقليدية. لقد حولت طائرة V-22 عملية الإخلاء الطبي، أو MEDEVAC، إلى السماح للجيش بنقل الجنود الجرحى على بعد مئات الأميال ونقلهم بسرعة الطائرة مباشرة إلى الرعاية الطبية، مما أدى إلى إنقاذ الآلاف من الأرواح في العراق وأفغانستان.

وبطبيعة الحال، كان السبب الآخر وراء استمرار الجيش في العمل على جعل الجسر الجوي المائل حقيقة واقعة هو الميزة التكتيكية التي يقدمها لقادة ساحة المعركة. بصرف النظر عن سرعتها العالية بشكل كبير مقارنة بطائرة هليكوبتر، فإن المدى الأطول بكثير لطائرة Osprey يجعلها خصمًا لا يمكن التنبؤ به عندما يحاول الأعداء مواجهة الغارات الجوية. يمكن للسفن إطلاق V-22 من مسافة أبعد، وتتمتع بالمرونة للهبوط عبر امتداد أسرع بكثير من الخط الساحلي أو حتى اختراق اليابسة بشكل أعمق بكثير مما تستطيع أي طائرة هليكوبتر.

رائدة عصر جديد: دروس مكتوبة بالدم

الائتمان: وزارة الدفاع

لم يكن هناك خطأ في أن القيمة الإستراتيجية لـ Osprey جاءت بسعر مرتفع لا يمكن إنكاره. لقد كلف تطوير V-22 حياة 30 من أفراد الخدمة بين عامي 1991 و 2000. وكان الحادث الأكثر كارثية بينهم جميعًا هو الحادث المؤسف الذي وقع في عام 2000 عندما قُتل 19 من مشاة البحرية في حادث تحطم ناجم عن نظام VRS. حتى بعد أن أصبح جاهزًا للعمل بكامل طاقته في عام 2007، عانى محرك V-22 من مشاكل ميكانيكية خطيرة داخل علبة التروس المعقدة الخاصة به.

في يونيو 2022، قُتل 5 من مشاة البحرية في حادث تحطم ناجم عن خلل في نظام الدفع. ثم في عام 2023، قُتل 8 من أفراد طاقم القوات الجوية الأمريكية تحطم CV-22 بسبب التلوث المعدني في علبة التروس الرئيسية. تم إيقاف الأسطول العالمي بعد حادث عام 2023 حتى يمكن تنفيذ الإصلاح الميكانيكي لمنع حدوث مآسي في المستقبل. لقد دفعت تضحيات هؤلاء الأعضاء ثمن الدروس التي اكتسبوها بشق الأنفس والتي وضعت الأساس لفرع جديد تمامًا من الطيران في تاريخ الطيران.

الآن يبدأ الجيش الأمريكي رسميًا انتقاله إلى عصر الطيران المائل. تم تسمية Bell V-280 Valor رسميًا باسم MV-75 Cheyenne II لتصبح العمود الفقري المستقبلي لألوية الطيران القتالية التابعة للجيش الأمريكي. واليوم، يتدرب طيارو الجيش مع مشاة البحرية الأمريكية الذين اكتسبوا عقدين من الخبرة التشغيلية مع أول محرك مائل في العالم.

سوف يزيل MV-75 العديد من التعقيدات الميكانيكية التي ابتليت بها Osprey لتحسين سلامة الطيران والموثوقية. فبدلاً من تدوير هيكل المحرك بالكامل، لن يتحرك سوى دوارات الدعامة والعمود الذي يديرها أثناء انتقالها بين مراحل الطيران. بينما تمهد طائرة Cheyenne II الطريق نحو التطور التالي للطيران ذو المروحية الدوارة، فإنها تفعل ذلك في الظل الشاهق لإرث V-22 Osprey.