در بسیاری از ماموریت های نظامی، پهپادها باید بتوانند ساعت های طولانی در آسمان بمانند. به عنوان مثال، برخی از پهپادهای شناسایی می توانند بیش از 24 ساعت بدون توقف پرواز کنند. دستیابی به این عملکرد 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
متداول ترین سوخت مورد استفاده در پهپادهای سایز 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 است که بسیاری از پهپادهای بزرگ از موتورهای توربوپراپ با سوخت جت استفاده می کنند.
بنزین حمل و نقل هوایی
برخی از پهپادهای کوچک که از موتورهای پیستونی استفاده می کنند، با بنزین هوانوردی یا Avgas کار می کنند. این نوع سوخت مشابه بنزین خودرو است اما کیفیت و عدد اکتان آن بیشتر است.
پهپادهای تاکتیکی با برد کوچک و متوسط اغلب از این نوع سوخت استفاده می کنند زیرا موتورهای پیستونی ساده تر و ارزان تر هستند.
سوخت دیزل
برخی از طرح های جدید از موتورهای دیزلی سبک وزن استفاده می کنند. مزیت این موتورها مصرف کمتر و راندمان بالاتر است. علاوه بر این، سوخت دیزل در برخی عملیات های نظامی آسان تر است.
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، مدت زمان پرواز این سیستم ها به طور کلی کوتاهتر است.
ظرفیت سوخت در پهپادهای نظامی
ظرفیت سوخت پهپادها بسته به اندازه و ماموریت بسیار متفاوت است. در حالی که پهپادهای کوچک فقط می توانند چند لیتر سوخت حمل کنند، پهپادهای بزرگ می توانند هزاران لیتر سوخت حمل کنند.
به طور کلی، پهپادهای نظامی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:
پهپادهای کوچک تاکتیکی
این نوع پهپادها عموماً 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 سایز متوسط
این دسته شامل هواپیماهای بدون سرنشین با ارتفاع پرواز متوسط و مدت زمان 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 می توانند سلاح حمل کنند و ماموریت های طولانی را انجام دهند.
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 جهان، MQ-9 Reaper است که توسط شرکت جنرال اتمیکس تولید شده 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 تقریباً 2280 لیتر است. چنین ظرفیت سوختی به پهپاد اجازه می دهد تا بیش از 27 ساعت در هوا بماند. در برخی نسخه ها امکان نصب مخازن سوخت خارجی نیز وجود دارد که باعث افزایش برد پروازی می شود.
محل مخازن سوخت روی پهپاد
نوعی مخزن سوخت پهپاد کیسه ای
مخزن سوخت پهپاد
مخزن سوخت پهپاد
تصویر گرافیکی محل مخزن سوخت پهپاد را نشان می دهد
یکی از مهمترین بخش های طراحی پهپاد، تعیین محل صحیح مخازن سوخت است. این تصمیم بر اساس عوامل متعددی اتخاذ می شود:
تعادل
امنیت در صورت کودتا
داخلی بدن
ساختار ساختاری
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 گرفتن مخزن نزدیک به مرکز ثقل پهپاد است. با کاهش سوخت در طول پرواز، تغییرات وزن تاثیر کمتری بر پایداری پرنده خواهد داشت. علاوه بر این، قرار دادن مخزن بر روی بدنه می تواند آن را از ضربه های مستقیم محافظت کند زیرا ساختار اطراف بدنه به عنوان یک لایه محافظ عمل می کند.
برخی از طرح ها از مخازن انعطاف پذیری به نام مخازن مثانه استفاده می کنند که شبیه یک کیسه لاستیکی تقویت شده است. این مخازن در داخل بدنه نصب شده و توسط یک سازه فلزی نگه داشته می شوند.
مخازن سوخت در بالها
در این روش قسمت داخلی بال به صورت مخزن سوخت به نام مخزن سوخت یکپارچه طراحی می شود. البته در برخی پهپادهای کوچک ضخامت بال ها کم بوده و امکان پرکردن سوخت وجود ندارد. در این حالت مخزن در بدنه قرار می گیرد.
مخازن خارجی سوخت
برخی از ماموریت ها از مخازن سوخت خارجی که در زیر بال قرار دارند استفاده می کنند. این مخازن به گونه ای طراحی شده اند که قابل جدا شدن باشند.
مزایا عبارتند از:
افزایش برد پرواز
فرصتی برای انجام ماموریت های طولانی تر
با این حال، این تانک ها آسیب پذیرتر هستند و به طور کلی در ماموریت های رزمی سنگین استفاده نمی شوند.
مخزن سوخت پهپاد عایق شده
مخزن سوخت پهپاد
سطح مقطع و جزئیات یک نوع مخزن سوخت پهپاد
روش های افزایش ایمنی مخازن سوخت
مخازن خود آب بندی
این نوع مخزن دارای چندین لایه لاستیک می باشد. اگر گلوله یا ترکش به مخزن اصابت کند، لایه ها متورم شده 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 احتمال اشتعال بخار سوخت را کاهش می دهد.
سوخت را به چند مخزن تقسیم کنید
سوخت به جای یک مخزن بزرگ در چندین مخزن کوچک 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 قابلیت بقای پهپاد
یکی از اهداف اصلی طراحی نظامی، بقا است. طراحی مکان مخازن سوخت نقش مهمی در این زمینه دارد.
برخی از اصول مهم در این زمینه عبارتند از:
قرار دادن مخازن نزدیک به مرکز ثقل
حفاظت ساختاری توسط بدن
استفاده از چندین مخزن مجزا
کاهش سطح مقطع ریز
در بسیاری از پهپادهای مدرن، مخازن سوخت در قسمت هایی از بدن قرار می گیرند که احتمال اصابت مستقیم به آن ها کمتر است.