در بسیاری از ماموریت های نظامی، پهپاد باید بتواند ساعت های طولانی در آسمان بماند. به عنوان مثال، برخی از پهپادهای شناسایی قادرند بیش از 24 ساعت بدون توقف پرواز کنند. دستیابی به چنین عملکردی مستلزم طراحی دقیق سیستم سوخت، انتخاب نوع سوخت مناسب و توزیع صحیح مخازن در ساختار آن است.
به گزارش عصر ایران، پهپادهای نظامی بسته به اندازه، نوع موتور و مأموریت خود از انواع سوخت استفاده می کنند. این سوخت ها به طور کلی به چند دسته اصلی تقسیم می شوند.
سوخت جت
رایج ترین سوخت در پهپادهای متوسط و بزرگ سوخت جت است. مهم ترین انواع آن عبارتند از:
JP-8
JP-5
جت A
جت A-1
این سوخت ها در واقع نفت سفید تصفیه شده هستند که برای موتورهای توربین طراحی شده اند. سوخت JP-8 سوخت استاندارد نیروهای ناتو است و در بسیاری از هواپیماها و تجهیزات نظامی استفاده می شود.
دلایل استفاده از این نوع سوخت عبارتند از:
چگالی انرژی بالا / پایداری حرارتی خوب / ایمنی بیشتر از بنزین / استاندارد در لجستیک نظامی
به همین دلیل، بسیاری از پهپادهای بزرگ از یک موتور توربوپراپ استفاده می کنند که با سوخت جت کار می کند.
بنزین هواپیمایی
برخی از پهپادهای کوچکتر که از موتور پیستونی استفاده می کنند با بنزین هوانوردی یا Avgas کار می کنند. این نوع سوخت مشابه بنزین خودرو است اما کیفیت و عدد اکتان بالاتری دارد.
پهپادهای تاکتیکی کوچک و میان برد معمولاً از این نوع سوخت استفاده می کنند زیرا موتورهای پیستونی ساده تر و ارزان تر هستند.
سوخت دیزل
در برخی طرح های جدید از موتورهای دیزل سبک استفاده شده است. مزیت این موتورها مصرف کمتر و راندمان بالاتر است. همچنین سوخت گازوئیل در برخی عملیات های نظامی با سهولت بیشتری تامین می شود.
سیستم های الکتریکی
پهپادهای تاکتیکی بسیار کوچک یا کوتاه برد ممکن است از باتری های لیتیومی استفاده کنند. با این حال، به دلیل محدودیت انرژی باتری، این سیستم ها معمولا زمان پرواز کوتاه تری دارند.
ظرفیت سوخت در پهپادهای نظامی
ظرفیت سوخت در پهپادها بسته به اندازه و ماموریت بسیار متفاوت است. پهپادهای کوچک ممکن است تنها چند لیتر سوخت حمل کنند، در حالی که پهپادهای بزرگ می توانند هزاران لیتر سوخت حمل کنند.
به طور کلی پهپادهای نظامی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:
پهپادهای تاکتیکی کوچک
این نوع پهپادها معمولاً برای تشخیص دوربرد استفاده می شوند.
ویژگی ها:
ظرفیت سوخت: 5 تا 20 لیتر
مدت زمان پرواز: 1 تا 5 ساعت
موتور: پیستونی یا برقی
پهپادهای متوسط
این دسته شامل پهپادهایی با ارتفاع پرواز متوسط و مدت طولانی است.
ویژگی ها:
ظرفیت سوخت: حدود 200 تا 1000 لیتر
مدت زمان پرواز: 20 تا 30 ساعت
موتور: توربوپراپ یا پیستون
پهپادهای جنگی بزرگ
بزرگترین پهپادهای نظامی در این دسته قرار می گیرند. این پهپادها قادر به حمل سلاح و انجام ماموریت های طولانی هستند.
ویژگی ها:
ظرفیت سوخت: 1500 تا 3000 لیتر یا بیشتر
مدت زمان پرواز: بیش از 30 ساعت
مثال واقعی: پهپاد MQ-9 Reaper
یکی از شناخته شده ترین پهپادهای نظامی در جهان MQ-9 Reaper ساخت شرکت جنرال اتمیکس است.
ویژگی های اصلی این پهپاد عبارتند از:
طول: حدود 11 متر
فاصله بین دو نوک بال: حدود 20 متر
موتور: هانیول TPE331 توربوپراپ
ظرفیت سوخت داخلی این پهپاد حدود 2280 لیتر است. چنین ظرفیت سوختی به پهپاد اجازه می دهد تا بیش از 27 ساعت در هوا بماند. در برخی از نسخه ها امکان نصب مخازن سوخت خارجی نیز وجود دارد که باعث افزایش برد پروازی می شود.
محل مخازن سوخت در پهپاد
نوعی مخزن سوخت پهپاد کیسه ای
مخزن سوخت پهپاد
مخزن سوخت پهپاد
تصویر گرافیکی با محل مخزن سوخت پهپاد
یکی از مهم ترین قسمت های طراحی پهپاد، تعیین محل مناسب برای مخازن سوخت است. این تصمیم بر اساس عوامل متعددی اتخاذ می شود:
تعادل
ایمنی در صورت ضربه
داخل بدنه
ساختار سازه ای
دو مکان اصلی برای نصب مخازن سوخت در هواپیماهای بدون سرنشین وجود دارد:
مخازن سوخت در بدنه اصلی
در بسیاری از پهپادها مخازن اصلی سوخت در بدنه یا بدنه مرکزی قرار دارند. یکی از دلایل این انتخاب قرار دادن مخزن نزدیک به مرکز ثقل پهپاد است. با کاهش سوخت در طول پرواز، تغییرات وزن تاثیر کمتری بر تعادل پرنده خواهد داشت. همچنین قرار دادن مخزن در بدنه می تواند از آن در برابر ضربه های مستقیم محافظت کند زیرا ساختار اطراف بدنه به عنوان یک لایه محافظ عمل می کند.
در برخی از طرح ها از مخازن انعطاف پذیری به نام مخازن مثانه استفاده می شود که شبیه کیسه لاستیکی تقویت شده است. این مخازن در داخل بدنه تعبیه شده و توسط سازه ای فلزی نگهداری می شوند.
مخازن سوخت در بالها
در این روش فضای داخلی بال به صورت مخزن سوخت طراحی می شود که به آن مخزن سوخت یکپارچه می گویند. این در حالی است که در برخی پهپادهای کوچک ضخامت بال ها کم است و نمی توان در آنها سوخت گذاشت. در این حالت مخزن در بدنه قرار می گیرد.
مخازن خارجی سوخت
در برخی از ماموریت ها از مخازن سوخت خارجی استفاده می شود که در زیر بال نصب می شوند. این مخازن به گونه ای طراحی شده اند که قابل جدا شدن باشند.
مزایای آنها عبارتند از:
افزایش برد پرواز
امکان انجام ماموریت های طولانی تر
اما این تانک ها آسیب پذیرتر هستند و معمولا در ماموریت های رزمی سنگین استفاده نمی شوند.
مخزن سوخت پهپاد با عایق
مخزن سوخت پهپاد
مقطع و جزئیات داخل نوعی مخزن سوخت پهپاد
روش های افزایش ایمنی مخازن سوخت
مخازن خود آب بندی
در این نوع مخازن چندین لایه لاستیک وجود دارد. اگر گلوله یا ترکش به مخزن اصابت کند، لایه ها متورم می شوند و سوراخ را مسدود می کنند.
این فناوری در بسیاری از هواپیماهای نظامی استفاده می شود.
استفاده از گاز بی اثر
در برخی از سیستم ها، فضای خالی بالای سوخت با گاز نیتروژن پر می شود تا اکسیژن کاهش یابد. این امر احتمال اشتعال بخار سوخت را کاهش می دهد.
سوخت را در چندین مخزن تقسیم کنید
به جای یک مخزن بزرگ، سوخت در چندین مخزن کوچکتر ذخیره می شود. اگر یکی از مخازن آسیب ببیند، بقیه سوخت حفظ می شود و هواپیما می تواند به پرواز ادامه دهد.
تاثیر طراحی مخزن سوخت بر بقای پهپاد
یکی از اهداف اصلی طراحی نظامی، بقا است. طراحی محل مخازن سوخت نقش مهمی در این موضوع دارد.
برخی از اصول مهم در این زمینه عبارتند از:
قرار دادن مخازن در نزدیکی مرکز ثقل
حفاظت ساختاری توسط بدنه
استفاده از چندین مخزن مجزا
کاهش سطح مقطع آسیب پذیر
در بسیاری از پهپادهای مدرن، مخازن سوخت در قسمت هایی از بدنه قرار می گیرند که احتمال اصابت مستقیم به آنها کمتر است.
