یک اقدام جدید از سوی دارپا، نهاد پژوهش و توسعه پیشرفته پنتاگون، به تازگی در قالب برنامه‌ای برای طراحی پهپاد جدید اکس آر کیو-73 شپارد اعلام شده است.
به نقل از عصر ایران، مجله تصویری سلاح – دارپا یک پروژه نوآورانه را با محوریت طراحی یک هواگرد جاسوسی بی صدا برای انجام اقدامات اطلاعاتی آغاز نموده است. اکس آر کیو-73 شپارد (XRQ-73 SHEPARD) به یک پیشرانه الکتریکی هیبریدی تجهیز خواهد شد که قادر است صدای خروجی درونی خود را در حریم هوایی دشمن به حداقل برساند. این طراحی همراه با ویژگی‌های رادارگریزی و کاهش حرارت ناشی از فعالیت، این امکان را فراهم می‌آورد که شپارد به شیوه‌ای مخفیانه در آسمان قلمرو دشمن، اطلاعات مورد نیاز را جمع‌آوری کند.
هواگرد جاسوسی هیبریدی
آژانس پروژه‌های پژوهشی پیشرفته دفاعی، یا دارپا (DARPA)، به تازگی از برنامه راه‌اندازی این هواگرد جدید خبر داده است. برای این نمونه آزمایشی، نام “اکس کیو آر-73: اکس” اتخاذ شده که در آن حرف “ر” نشان‌دهنده شناسایی و “کیو” به معنای هواگرد بدون سرنشین است. این پروژه، هفتاد و سومین هواگرد از پروژه‌های “اکس” است که وزارت دفاع آمریکا تا کنون توسعه داده است. فرآیند ساخت این نوع هواگردها از سال 1946 با طراحی جت فراصوت بل اکس-1 آغاز شد.
این هواگرد، به وضوح نشان‌دهنده هدف خود یعنی جاسوسی بدون سرنشین می‌باشد. نام “شپارد” برگرفته از مخفف “نمایش سری هواگرد پیشرانه هیبرید الکتریک” (Series Hybrid Electric Propulsion AiRcraft Demonstration) است و قابلیت‌های ویژه این هواگرد را تبیین می‌کند. این مدل به عنوان نخستین هواگرد نظامی شناخته می‌شود که به طور کامل از پیشرانه‌های جت چشم‌پوشی کرده و بر اساس نیروهای الکتریکی عمل می‌کند.
اکس کیو آر-73 یک پرنده بدون سرنشین متشخص برای جمع‌آوری داده‌ها خواهد بود. طرح‌های مفهومی این مدل نشان می‌دهند که این هواگرد به شکل یک بال پرنده طراحی شده‌است و از فیوزلاژ و تثبیت کننده‌های عمودی بی‌بهره است. این هواگرد در کلاس 3 قرار می‌گیرد و وزن آن به 567 کیلوگرم می‌رسد. پهپاد جاسوسی مذکور به مانند بمب افکن بی-21 ریدر، توسط شرکت نورثروپ گرومن ساخته خواهد شد و اولین پرواز آن در سال جاری منتظر است.
پرواز الکتریکی
در نهایت، در یک هواگرد جت معمولی، هوا از طریق پیشرانه‌های توربین گازی مکیده شده و به فشار می‌رسد؛ سپس ترکیب اکسیژن و سوخت جت در محفظه احتراق می‌سوزند. این پروسه منجر به تولید گازهایی می‌گردد که از انتهای پیشرانه خارج شده و نیرو لازم برای حرکت هواپیما به جلو را تأمین می‌کند.
اما در یک هواگرد با پیشرانه هیبرید الکتریک، سوخت جت برای تولید نیروی الکتریکی مصرف می‌شود و این انرژی سپس برای چرخش فن‌هایی که نیروی رانش تولید می‌کنند، به کاررفته می‌شود. این نوع هواگرد می‌تواند هنگام پرواز، برای مدت محدودی از باتری‌ها نیرو بگیرد و به این ترتیب پروازی بی‌صدا را تضمین کند. این امر می‌تواند زندگی ساکنان نزدیک به فرودگاه‌ها را بهبود بخشد. همچنین این هواگرد می‌تواند برای ایجاد نیروی موقتی، مانند زمان برخاستن، از قدرت الکتریکی و باتری به‌طور همزمان استفاده کند. مهندسان سال‌ها روی توسعه هواپیماهای هیبرید الکتریک کار کرده‌اند، اما ایجاد یک مدل کامل عملیاتی همچنان چالشی به شمار می‌رفت.
پرهیز از پرواز پر سر و صدا
پهپادهای کوچک‌تر و کوتاه‌برد مانند کوادکوپترها و هگزاکوپترها معمولاً بر روی باتری‌های الکتریکی کار می‌کنند. با افزایش ابعاد پهپادها، به طور طبیعی از آن‌ها انتظار می‌رود که برد و حامل‌های بار بیشتری را نیز ارائه دهند و در نتیجه استفاده از پیشرانه‌های احتراق درونی مانند توربین گازی و پیشرانه ملخی ضروری می‌گردد.
این قدرت اضافی چه بهایی دارد؟ پیشرانه‌های احتراق درونی به طور معمول سر و صدای زیادی تولید می‌کنند. برای مثال، پهپاد آر کیو-7بی شدو (RQ-7B Shadow) ارتش آمریکا صداهای شدیدی ایجاد می‌کند. این پهپاد مشابه اکس کیو آر-73 به عنوان یک پهپاد گروه 3 معرفی شده است. پهپادهای این کلاس به طور متوسط به ارتفاعات پرواز 18 هزار پا دست پیدا می‌کنند. صدا تولیدی توسط پیشرانه آر کیو-7بی به حدود 99 دسی بل می‌رسد و در ارتفاع 18 هزار پایی به 13 دسی بل کاهش می‌یابد. از این رو، حتی در این ارتفاع هنوز هم شنیدن صدای این پهپاد ممکن است.
برخلاف هواگردهای غیرنظامی با پیشرانه‌های هیبرید الکتریک، هواگردهای نظامی از نوع دیگری از نیروی الکتریکی استفاده خواهند کرد. پهپادی نظیر اکس کیو آر-73 در مراحل برخاست و فرود از الکتریسیته برای فعال کردن پیشرانه بهره خواهد برد. زمانی که به نزدیکی قلمرو دشمن نزدیک می‌شود، پیشرانه توربین گازی خاموش شده و نیروی مورد نیاز از باتری‌ها تأمین می‌گردد. در این حالت، صدای پیشرانه کاملاً کاهش یافته و هواگرد در سکوت به پرواز ادامه خواهد داد.
پسر جغد شاخدار بزرگ
اکس کیو آر-73 به عنوان یک نسل مستقیم از پروژه “جغد شاخدار بزرگ” (جی اچ او) – که خود برنامه‌ای جدید برای توسعه یک پهپاد بی‌صدا به حساب می‌آید – شناخته می‌شود. جی اچ او محصول توجه دارپا به توانایی‌های پرواز بی‌صدای جغدها بوده است که شناسایی آن‌ها توسط طعمه‌شان را تقریباً غیرممکن می‌سازد.
سرنوشت پروژه جغد شاخدار بزرگ به طور دقیق مشخص نیست، اما این دو پروژه به فناوری باتری وابسته هستند که در طول 13 سال اخیر تحولی چشمگیر را تجربه کرده است. لذا، احتمالاً دارپا معتقد است که فناوری انرژی به نقطه‌ای از تکامل رسیده که پرواز بی‌صدای یک پهپاد 567 کیلوگرمی اکنون ممکن گردیده است.
جغد شاخدار بزرگ نیز حاصل کار شرکت نورثروپ گرومن به شمار می‌رود، بنابراین ممکن است برخی از طراحی‌های آن به اکس کیو آر-73 منتقل شوند. یکی از مأموریت‌های کلیدی که این دو مدل در آن تفاوت دارند، محل نصب پروانه‌هاست. جی اچ او دارای چهار پروانه بوده که در بالای هواگرد نصب می‌شود، در حالی که اکس کیو آر-73 این پروانه‌ها را در ساختار داخلی بدنه قرار می‌دهد. بدین ترتیب، امضای راداری آن به حداقل رسیده و شناسایی این هواگرد دشوارتر خواهد شد.
در نهایت، هواگرد هیبرید الکتریک می‌تواند تحولی در صنعت هوانوردی به ارمغان آورد. اگر اکس کیو آر-73 موفق باشد، این هواگرد می‌تواند با ایجاد یک دوره پروازی کم‌صدا، گامی جدید در این عرصه محسوب شود. این خبری خوش برای ساکنین نزدیک به فرودگاه‌ها و خبری ناخوشایند برای نیروهای رقیب خواهد بود.