دانش نظامی: پهپاد MQ-۱C گری ایگل

ریشه‌های توسعه ام‌کیو-۱سی گری ایگل به اوایل دهه ۲۰۰۰ بازمی‌گردد؛ زمانی که ارتش ایالات متحده به‌دنبال جایگزینی پهپاد قدیمی RQ-۵ Hunter بود. در آن مقطع، نیاز اصلی ارتش یک پلتفرم شناسایی-رزمی با مداومت پروازی بالا و قابلیت حمل تسلیحات بود که برخلاف پهپادهای تحت اختیار نیروی هوایی، مستقیماً در خدمت یگان‌های زمینی و لشکری عمل کند. در همین راستا، رقابت در سال ۲۰۰۲ آغاز شد. دو گزینه اصلی طرح Hunter II حاصل همکاری IAI و Northrop Grumman، و طرح Warrior از سوی جنرال اتمیکس در این رقابت حضور داشتند.

در نهایت، در اوت ۲۰۰۵ ارتش آمریکا به‌طور رسمی طرح Warrior را به‌عنوان برنده اعلام کرد و قراردادی به ارزش ۲۱۴ میلیون دلار برای توسعه آن اختصاص یافت. این پروژه که در ابتدا «Sky Warrior» نام داشت و بعدها به   Gray Eagle تغییر نام داد، بر پایه طراحی اثبات‌شده MQ-۱ Predator  شکل گرفت، اما برای انطباق با نیازهای عملیاتی و لجستیکی ارتش، دستخوش اصلاحات گسترده‌ای شد.

از پردیتور تا گری ایگل – تاریخچه و فلسفه توسعه خانواده پهپادی MQ-1

چرایی توسعه MQ-1C Gray Eagle  را باید در مسیر تکامل MQ-۱ Predator جست‌وجو کرد؛ مسیری که از یک ایده ساده شناسایی آغاز شد و به تولد یک پلتفرم رزمی چندمنظوره انجامید. این روند با تلاش‌های Abraham Karem  آغاز شد؛ او پس از خدمت در نیروی هوایی اسرائیل به آمریکا مهاجرت کرد و با تأسیس شرکت Leading Systems، در سال ۱۹۸۱ نمونه اولیه‌ای به نام Albatross را توسعه داد. این مسیر با حمایت DARPA ادامه یافت و پروژه Amber در فاصله سال‌های ۱۹۸۴ تا ۱۹۸۶ شکل گرفت. با قطع ناگهانی بودجه این پروژه توسط کنگره و ورشکستگی شرکت، جنرال اتمیکس با جذب تیم مهندسی کارم، توسعه این ایده را ادامه داد و پهپاد Gnat-۷۵۰ را با هدف صادرات طراحی کرد.

در اوایل دهه ۱۹۹۰، نیاز به پایش مستمر بحران بالکان باعث شد سازمان سیا و نیروی هوایی آمریکا به استفاده از این پهپاد روی آورند. با این حال، وابستگی به لینک داده خط دید، برد عملیاتی آن را محدود می‌کرد. برای رفع این محدودیت، در ژانویه ۱۹۹۴ پنتاگون قراردادی با جنرال اتمیکس برای توسعه یک پهپاد MALE (پرواز با ارتفاع متوسط و مداومت طولانی) امضا کرد که نتیجه آن Predator بود. این پهپاد با بهره‌گیری از ارتباط ماهواره‌ای، محدودیت پیشین را عملاً از میان برداشت. ترکیب موتور توربوشارژ، سازه کامپوزیتی سبک و سنسورهای چندطیفی آن را به یک پلتفرم کامل تبدیل کرد.

اما نقطه عطف واقعی زمانی رقم خورد که  پردیتور مسلح شد. نصب موشک AGM-۱۱۴ Hellfire این پرنده را به نخستین پهپاد رزمی عملیاتی در جهان تبدیل کرد. این تحول حاصل حل چالش‌های پیچیده مهندسی همانند تقویت سازه بال تا مدیریت تنش‌های حرارتی و مکانیکی ناشی از شلیکبود. در نهایت، با این ارتقا، در سال ۲۰۰۲ نام آن به MQ-۱  تغییر یافت.

مسلح‌سازی پردیتور یک دکترین جدید در جنگ‌های مدرن ایجاد کرد که به پارادایم پردیتور معروف شد؛ پارادایمی مبتنی بر حضور مداوم بر فراز هدف، اجرای حملات دقیق علیه اهداف باارزش، کاهش تلفات جانبی، و امکان انجام عملیات از راه دور بدون به خطر افتادن جان خدمه. با این حال، این پلتفرم از همان ابتدا نیز محدودیت‌های ساختاری داشت و عملاً یک راه‌حل موقتی محسوب می‌شد. این پهپاد صرفا بین سال‌های ۲۰۰۲ تا ۲۰۱۸ در نیروی هوایی آمریکا خدمت کرد، هرچند در همین بازه کوتاه، به‌طور مداوم ارتقا یافت و تجربیات عملیاتی ارزشمندی را برای توسعه نسل‌های بعدی فراهم کرد.

دلیل اصلی کنار گذاشته شدن آن، توسعه موازی یک پلتفرم سنگین‌تر به نام MQ-۹ Reaper بود. این پهپاد که نسبت به پردیتور حدود ۵ برابر ظرفیت حمل محموله و توان موتوری بسیار بالاتری داشت، در سال ۲۰۰۱ اولین پرواز خود را انجام داد و در ۲۰۰۷ وارد خدمت شد. ریپر با پیشرفت‌های قابل‌توجه، همچنان یکی از ارکان اصلی توان پهپادی ایالات متحده محسوب می‌شود و دستخوش تغییرات زیادی شده است.

بیشتر بخوانید: دانش نظامی: پهپاد MQ-۹ ریپر

در همین زمان و با ورود به دهه ۲۰۰۰، نقش پهپادها در حال تثبیت بود. در حالی که نیروی هوایی به سمت پلتفرم‌های سنگین‌تر مانند ریپر حرکت می‌کرد، نیروی زمینی به پهپادی نیاز داشت که مستقیماً در اختیار فرماندهان میدانی باشد و با الزامات لجستیکی و عملیاتی یگان‌های زمینی هماهنگ شود. این نیاز، به تولد Gray Eagle انجامید؛ پهپادی که اگرچه در ظاهر به Predator شباهت دارد، اما در واقع یک بازطراحی عمیق با فلسفه‌ای متفاوت است.

آشنایی با گری ایگل – بازطراحی آیرودینامیک، الکترونیک و پیشرانه

پهپاد گری ایگل برای انطباق با نیازهای عملیاتی ارتش آمریکا دستخوش بازطراحی عمیقی شده است. به گونه ای که میتوان آن را یک پلتفرم کاملا مجزا دانست. اگرچه گری ایگل از نظر ظاهری به  پردیتور شباهت دارد، اما از منظر مهندسی تفاوت‌های مشهودی به چشم میخورد. دهانه بال آن به حدود ۱۷ متر افزایش یافته که باعث بهبود نسبت برا به پسا، افزایش پایداری در ارتفاعات متوسط و کاهش مصرف سوخت می‌شود.

ساختار بدنه با رویکرد تحمل‌پذیری در برابر آسیب طراحی شده و در نسخه Extended Range از طراحی دیپ‌بلی استفاده می‌شود؛ تغییری که ظرفیت سوخت داخلی را از ۵۷۵ پوند به حدود ۹۰۰ پوند افزایش داده و همزمان مرکز ثقل را برای حمل بارهای سنگین‌تر در هاردپوینت مرکزی بهینه کرده است.

یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها، سیستم برخاست و فرود خودکار است. برخلاف پردیتور که نیازمند مهارت بالای خلبان بود و بخش زیادی از سوانح در مرحله فرود رخ می‌داد، گری ایگل  می‌تواند به‌صورت کاملاً خودکار برخاست و فرود انجام دهد. این سیستم مبتنی بر رادارهای دقیق باند Ku است و تا سال ۲۰۱۳ بیش از ۲۰,۰۰۰ فرود موفق را ثبت کرده است.

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های لجستیکی ارتش آمریکا در میدان نبرد، تأمین هم‌زمان چند نوع سوخت است. برای حل این مشکل، این ارتش از دکترین «تک‌سوختی» استفاده می‌کند؛ یعنی تمامی پلتفرم‌ها باید با سوختی مشترک مانند JP-۸  یا دیزل کار کنند. در حالی‌که موتورهای روتاکس از بنزین هواپیما استفاده می‌کردند که در زنجیره تأمین ارتش جایگاهی نداشت.

در پاسخ به این محدودیت، MQ-1C Gray Eagle  به موتور سوخت سنگین Thielert Centurion ۱.۷ مجهز شد؛ یک موتور دیزلی پیستونی با توان ۱۶۵ اسب بخار که با بهره‌گیری از سیستم کنترل دیجیتال ، بهره‌وری سوخت را به‌طور چشمگیری افزایش داد. این روند در نسخه‌های بعدی ادامه یافت. در نسخه Extended Range، موتور قدرتمندتر Lycoming DEL-۱۲۰  با توان ۱۸۰ اسب بخار جایگزین شد که علاوه بر افزایش قدرت، فواصل تعمیراتی طولانی‌تری نیز فراهم می‌کرد. در جدیدترین نسخه یعنی 25M، موتور HFE ۲.۰ با توان ۲۰۰ اسب بخار معرفی شده که به ژنراتورهای دوبل ۷ کیلوواتی برای تأمین انرژی سنسورهای پیشرفته مجهز است.

استفاده از سوخت سنگین تنها یک مزیت لجستیکی نیست؛ بلکه به دلیل چگالی انرژی بالاتر این سوخت‌ها، مداومت پروازی را نیز افزایش می‌دهد. به‌طوری‌که Gray Eagle استاندارد قادر است حدود ۲۵ تا ۳۰ ساعت پرواز کند، در حالی که نسخه ER با بهره‌گیری از مخازن سوخت خارجی، این زمان را تا حدود ۵۰ ساعت افزایش می‌دهد.

قابلیت‌های سنسوری و جنگ الکترونیک MQ-1C

طراحی MQ-1C Gray Eagle  بر اساس نیاز به ارائه اطلاعات دقیق، پایدار و بلادرنگ به فرماندهان میدان نبرد شکل گرفته است. به همین دلیل، دماغه این پهپاد نسبت به نسل قبلی بزرگ‌تر شده تا امکان نصب مجموعه‌ای از سامانه‌های پیشرفته شامل رادار روزنه مصنوعی و نشانگر الکترواپتیکال فراهم شود.

سامانه الکترواپتیکال  AN/AAS-52 MTS – در بخش زیرین دماغه، سامانه هدف‌گیری چندطیفی AN/AAS-۵۲ MTS قرار دارد. این مجموعه شامل سنسورهای مادون قرمز با وضوح بالا، دوربین‌های روزانه با بزرگ‌نمایی قدرتمند و یک نشان‌گذار لیزری است. این ترکیب به اپراتور اجازه می‌دهد از ارتفاع حدود ۲۵,۰۰۰ فوتی، جزئیاتی در سطح بسیار بالا را شناسایی کند. در کنار این قابلیت شناسایی، نشان‌گذار لیزری تعبیه‌شده نقش کلیدی در هدایت تسلیحات دقیق مانند موشک‌های AGM-۱۱۴ Hellfire و بمب‌های هدایت‌شونده را بر عهده دارد. امکان استفاده از سایر سامانه‌های تصویربرداری الکترواپتیک چند طیفی ریتان از جمله AN/AAS-۵۳ و پاد DAS-۲ در زیر بال ها وجود دارد.

بیشتر بخوانید: دانش نظامی: سامانه‌های هدف‌گیری چندطیفی ریتیان

رادار روزنه مصنوعی – برگ برنده گری ایگل در شرایط نامساعد جوی از جمله شرایط ابر، مه، دود و طوفان شن رادار AN/ZPY-۱ STARLite است که توسط Northrop Grumman توسعه یافته است. این رادار در پوشش جلویی (Fairing) پهپاد نصب شده و مجموعه‌ای از قابلیت‌های پیشرفته را ارائه می‌دهد.

• تصویربرداری SAR تولید نقشه‌های دقیق و با وضوح بالا از سطح زمین در تمام ساعات شبانه‌روز
• نشانگر هدف متحرک زمینی (GMTI) شناسایی، ردیابی و دنبال‌کردن اهداف متحرک مانند خودروها روی نقشه دیجیتال
• تشخیص تغییرات (Change Detection) مقایسه تصاویر راداری در بازه‌های زمانی مختلف برای شناسایی تغییرات بسیار جزئی مانند رد تایر جدید یا حفاری زمین که می‌تواند نشانه وجود تهدیداتی مانند بمب‌های کنار جاده‌ای باشد

جنگال – علاوه بر سامانه‌های اپتیکی، MQ-1C به قابلیت‌های جنگ الکترونیک (EW) نیز مجهز است. یکی از مهم‌ترین این سامانه‌ها، NERO است که نسخه‌ای از سیستم CEASAR به‌کاررفته روی هواپیماهای C-۱۲ محسوب می‌شود. این سامانه به پهپاد اجازه می‌دهد ارتباطات و شبکه‌های مخابراتی دشمن را مختل کند و در عمل یک لایه پوشش الکترونیکی برای نیروهای زمینی ایجاد نماید.

قابلیت‌های جنگ شبکه محور MQ-1C

یکی از پیشرفته‌ترین کاربردهای MQ-1C در ارتش ایالات متحده، ادغام تاکتیکی آن با هلیکوپتر تهاجمی AH-۶۴ Apache در قالب مفهوم MUM-T (تیم‌سازی سرنشین‌دار–بدون‌سرنشین) است. در این دکترین، پهپاد نقش یک «پیش‌قراول هوایی» را ایفا می‌کند. خلبان آپاچی می‌تواند از داخل کابین خود، به‌صورت زنده تصاویر سنسورهای پهپاد را مشاهده کرده و حتی آن‌ها را کنترل کند. این سطح از یکپارچگی اطلاعاتی باعث می‌شود میدان نبرد برای خدمه هلیکوپتر به‌مراتب شفاف‌تر و قابل‌پیش‌بینی‌تر شود.

نتیجه مستقیم این همکاری، افزایش چشمگیر بقاپذیری بالگردهای سرنشین‌دار استگری ایگل می‌تواند در فواصل دورتر از برد درگیری مستقیم، اهداف و سامانه‌های پدافند هوایی دشمن را شناسایی کند و حتی با استفاده از نشان‌گذاری لیزری، هدف را برای تسلیحات آپاچی مشخص نماید. در آزمایش‌های میدانی در Dugway Proving Ground، ترکیب آپاچی و پهپادها نشان داد که این ساختار شبکه‌ای قادر است پیچیده‌ترین مأموریت‌های انهدام هدف را با دقت بالا اجرا کند.

مفهوم “تیم‌سازی سرنشین‌دار–بدون‌سرنشین” در واقع چارچوبی از سطوح مختلف تعامل میان بالگرد و پهپاد است:

• سطح ۲: خلبان آپاچی تنها دریافت‌کننده تصاویر زنده سنسورهای Gray Eagle است.
• سطح ۳ و ۴: خلبان می‌تواند دوربین پهپاد را هدایت کرده و حتی مسیر پرواز آن را کنترل کند.
• سطح ۵: کنترل کامل پرنده از برخاست تا فرود توسط خدمه بالگرد (این سطح هنوز در مرحله توسعه پیشرفته قرار دارد).

در این الگو بالگرد می‌تواند پشت عوارض طبیعی مانند کوه یا زمین پنهان بماند، در حالی که Gray Eagle در خط دید دشمن عملیات شناسایی را انجام می‌دهد. اطلاعات هدف به‌صورت لحظه‌ای به آپاچی منتقل می‌شود و در صورت نیاز، موشک شلیک‌شده می‌تواند با لیزر هدایت‌شده توسط پهپاد به هدف اصابت کند.

نسخه های مشتق شده MQ-1C

با تغییر تمرکز ارتش ایالات متحده از جنگ‌های ضدشورش به درگیری با قدرت‌های بزرگ (LSCO)، نیاز عملیاتی به مداومت پروازی بیشتر، ظرفیت حمل بالاتر و انعطاف‌پذیری مأموریتی گسترده‌تر، زمینه‌ساز توسعه نسخه‌های جدید از MQ-1C Gray Eagle  شد.

نسخه MQ-1C Gray Eagle Extended Range (GE-ER): این نسخه که پیش‌تر با نام Improved Gray Eagle شناخته می‌شد، با هدف افزایش مداومت و ظرفیت عملیاتی طراحی شده است. مهم‌ترین تغییر ساختاری آن، افزایش چشمگیر ظرفیت حمل سوخت داخلی است.

GE-ER به موتور ۱۸۰ اسب بخاری ارتقایافته و بال‌های اصلاح‌شده مجهز است و می‌تواند تا ۴۲ ساعت به‌صورت مداوم پرواز کند. همچنین با استفاده از مخزن سوخت خارجی، این عدد را تا حدود ۵۰ ساعت افزایش دهد. این نسخه برای عملیات در سطح یگان‌های بزرگ مانند لشکر و سپاه طراحی شده و ظرفیت حمل بار داخلی آن به حدود ۵۴۰ پوند افزایش یافته است.

نسخه Gray Eagle 25M (Modernized): پیشرفته‌ترین عضو این خانواده، نسخه GE-25M است که برای نبردهای چند دامنه‌ای طراحی شده و بر پایه معماری سیستم‌های باز توسعه یافته است. این معماری امکان ارتقای سریع و کم‌هزینه سنسورها و نرم‌افزارها را فراهم می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی این نسخه عبارتند از موتور HFE ۲.۰ با توان ۲۰۰ اسب بخار و سیستم برق‌رسانی ارتقایافته، رادار EagleEye با بردی حدود ۵ برابر بیشتر و قابلیت شناسایی همزمان اهداف زمینی و دریایی، سیستم‌های جنگ الکترونیک پیشرفته (ELINT/COMINT) برای کشف، شناسایی و مکان‌یابی رادارهای پدافندی دشمن و توان تسلیحاتی سنگین شامل حمل تا ۸ موشک AGM-۱۱۴ Hellfire  با استفاده از جایگاه‌های دوتایی زیر بال.

با ظهور سامانه‌های پدافندی پیشرفته در میدان‌های نبرد مدرن، بقاپذیری پهپادهای نسبتاً کند مانند  گری ایگل به چالش کشیده شده است. در پاسخ به این تهدید، نسخه 25M همراه با مفهوم پرنده مادر توسعه یافته است. در این ساختار، گری ایگل نقش «کشتی مادر» را برای پهپادهای کوچک‌تر انتحاری و فریب‌دهنده ایفا می‌کند. پهپادهایی مانند Eaglet می‌توانند از زیر بال آن پرتاب شده و به عمق سامانه‌های پدافندی نفوذ کنند؛ جایی که یا با حملات انتحاری اهداف را از بین می‌برند یا با ایجاد اخلال و شناسایی، مسیر را برای عملیات اصلی باز می‌کنند.

در جدیدترین ارتقاها، سیستم‌های پیشرفته ELINT که از سال ۲۰۲۶ روی این ناوگان نصب شده‌اند، به Gray Eagle اجازه می‌دهند از فواصل بسیار دور خارج از برد اکثر سامانه‌های پدافندی سیگنال‌های راداری دشمن را شناسایی و مکان‌یابی کند. این اطلاعات به‌صورت بلادرنگ برای سامانه‌های آتش دوربرد مانند HIMARS ارسال می‌شود تا اهداف پدافندی دشمن پیش از ورود پهپاد به منطقه تهدید مورد اصابت قرار گیرند.

بیشتر بخوانید: دانش نظامی: راکت‌انداز چندگانه ام۱۴۲ هیمارس

قابلیت‌های دفاع هوایی MQ-1C:

با وجود تصمیم فعلی ارتش ایالات متحده برای توقف خرید سامانه‌های بیشتر، یکی از قابلیت‌های تازه گری ایگل توانایی استفاده تسلیحات هوا به هوا با هدف انهدام پهپادهاست. به خصوص آخرین نسل از سری گری ایگل قابلیت‌های توسعه‌یافته جدیدی را میزبانی میکند. درحال حاضر لاکهید مارتین ترکیب رادار روزنه مصنوعی منصوب بر پهپاد و موشک هلفایر را در برنامه دارد. رادار EagleEye  می‌تواند اهداف زمینی را تا ۵۰ مایل و اهداف دریایی را تا ۱۲۴ مایل شناسایی و ردیابی کند، هرچند قابلیت آن در برابر تهدیدهای هوایی هنوز مشخص نیست. با این حال، با آنتن آرایه اسکن الکترونیکی فعال جدید و نرم‌افزار جدیدی که در حال توسعه است، برد آن افزایش یافته و عملکرد آن بهبود می‌یابد. در این چهارچوب از نسخه خاصی از موشک هلفایر ملقب به Longbow Hellfire استفاده خواهد شد. هرچند AGM-۱۱۴ Hellfire  به عنوان سلاح هوا به زمین توسعه یافته و عمدتاً به همین شکل استفاده شده، اما نمونه Longbow با هدایت موج میلیمتری، نقش دفاع هوایی در برابر پهپادها را دارد.

باید یادآور شد که نیروی هوایی آمریکا موفق به ادغام موشک هوا به هوای AIM-9X روی پهپاد MQ-۹ Reaper خود شده است. این ترکیب اولین شکار خود را در یک تمرین در سال ۲۰۱۷ به دست آورد. مدت کوتاهی پس از آن، این نیرو اعلام کرد که به دنبال توسعه قابلیت دفاع هوایی پلتفرم‌های بی سرنشین است که خودحفاظتی قابل توجهی به آنها می‌دهد. این موضوع می‌تواند مکمل توسعه‌ها برای MQ-1C نیز باشد. در همین چارچوب استفاده از راکت‌های هدایت لیزری همانند APKWS قابل انتظار خواهد بود.

در همین حال، استفاده از پادهای لیزری یک گزینه دیگر است. این قابلیت که اکنون به عنوان یک مفهوم در حال توسعه است، پیشتر روی پهپاد MQ-9B SkyGuardian در یک طرح گرافیکی در سمپوزیوم Warfare Association نیروی هوایی نشان داده شد. شرکت GA-ASI عمدتاً این  پاد  را برای دفاع ناوگان در برابر پهپادهای انتحاری تبلیغ می‌کند که قابل توجه است.

مشخصات پهپاد MQ-1C Grey Eagle:

نوع: شناسایی رزمی
سازنده: آمریکا
تولیدکننده: جنرال اتمیکس
ورود به خدمت: ۲۰۰۹
طول: ۹ متر
طول‌بال: ۱۷ متر
ارتفاع: ۲.۱ متر
موتور: یک موتور Thielert Centurion ۱.۷ با ۱۶۵ اسب بخار
برد: ۳۷۰ کیلومتر
سرعت: ۳۰۹ کیلومتر بر ساعت
ارتفاع پروازی: ۸۸۳۹ متر (۲۹۰۰۰ پا)
مداومت پروازی: ۲۵ ساعت
بیشترین وزن برخاست: ۱۶۳۳ کیلوگرم
ظرفیت سوخت: ۲۶۱ کیلوگرم
وزن بار مفید: ۲۲۷ کیلوگرم
آویزگاه: ۴ عدد
تسلیحات: ۴ موشک AGM-۱۱۴ Hellfire یا ۸ راکت AIM-۹۲ Stinger

مشخصات نمونه ER:

دهانه بال: ~۱۷ تا ۱۸ متر
طول: ۹ متر
موتور: ۱۸۰ اسب بخار
بیشترین وزن برخاست: ۱۹۰۵ کیلوگرم
ظرفیت سوخت: ۴۰۸ کیلوگرم
ظرفیت داخلی: ۱۸۱ کیلوگرم
وزن بار مفید: ۲۲۷ کیلوگرم
سقف پرواز: ۸۸۳۹ متر (۲۹۰۰۰ پا)
مداومت: ۴۲ ساعت
سرعت: ۳۰۹ کیلومتر بر ساعت

مشخصات نمونه ER Block 25:

دهانه بال: ۱۷ متر
طول: ۹ متر
موتور: ۲۰۰ اسب بخار (HFE ۲.۰)
بیشترین وزن برخاست: ۱۹۰۵ کیلوگرم
ظرفیت سوخت: ۴۰۸ کیلوگرم
ظرفیت داخلی: ۱۸۱ کیلوگرم
وزن بار مفید: ۲۲۷ کیلوگرم
سقف پرواز: ۲۵۰۰۰ فوت
مداومت: ۴۰+ ساعت
سرعت: ۳۰۹ کیلومتر بر ساعت