این موتور در 30 مرداد 1399 رونمایی شد و یکی از دستاوردهای دفاعی کشور است که توسط وزارت دفاع تولید شده است و توان طراحی و ساخت چنین موتورهایی در اختیار چند کشور محدود در دنیا قرار دارد.
این محصول خاص اگرچه از نظر حجم و ابعاد، به نسبت بسیاری از محصولات دفاعی کوچکتر و ظریف تر است اما می توان آنرا یکی از مهم ترین و اثرگذارترین محصولات دفاعی ساخته شده در طول ۲ دهه اخیر صنعت دفاعی کشور به حساب آورد چراکه موتور توربوفن سبک جهش ۷۰۰ در حقیقت نقطه پرشی است که می تواند در تاریخ صنعت هوایی در ایران به عنوان یکی از اتفاقات بزرگ و ماندگار محسوب شود.
موتور پیشرفته جهش700 و فرایندهای ساخت آن، گام های رو به جلوی مهمی برای صنعت دفاعی کشور محسوب می شود. موتور جهش 700 که بعنوان اولین موتور توربوفن بومی در کلاس موتورهای نسل چهارم توسعه پیدا کرده است، از نوع موتورهای توربوفن دومحوره است که قابلیت نصب بر روی انواع پرنده های با سرنشین و بدون سرنشین با قابلیت ایجاد تراست (نیروی پیشرانه) ۵۰۰ تا ۷۰۰ کیلوگرم را دارد که توان پیشران پرنده‌هایی در محدوده وزن ۴ تن را ایجاد می‌کند.
برخی منابع این موتور را مهندسی معکوس موتور اف جی-33 (FJ-33) دانسته‌اند که پیشرفته‌ترین موتور سبک توربوفن جهان و ساخت شرکت «ویلیامز اینترنشنال» آمریکا است و می‌تواند 6672 نیوتن تراست ایجاد کند.
موتور جهش700 می تواند به یکی از محصولات ارزشمند سرریز فناوری نظامی به غیرنظامی تبدیل شده و در زمینه طراحی و ساخت جت تجاری توسط شبکه ای از شرکت های دانش بنیان بخش خصوصی و کمک وزارت دفاع، از هم اکنون خیال طراحان از بابت در اختیار داشتن یک موتور توربوفن مطمئن با صرفه تجاری بالا راحت باشد.
نگاهی کلی
طراحی و ساخت موتورهای توربوفن پیچیدگی های بیشتری نسبت به توربوجت دارد. پیش از این و از دهه 1370 صنعت دفاعی کشور با ساخت موتورهای مینی جت طلوع-4 که برای کاربری های پهپادی و موشک های کروز مورد استفاده قرار می گیرد به جرگه سازندگان این موتورها وارد شده بود. بعدها نسخه های بهبود یافته این موتور نیز ساخته شد.
در زمینه موتورهای توربوفنِ موشک های کروز، اولین دستاورد به موتور موشک سومار باز می گردد که در رده مینی توربوفن قابل دسته بندی است.همانطور که در عرصه توربوجت گام بزرگ پس از خانواده موتورهای طلوع، موتور اوج بود در عرصه توربوفن نیز پس از مینی توربوفن موشک سومار، وزارت دفاع گام جهشی بلندی برای ساخت یک موتور توربوفن با ابعاد بزرگتر و قطر حدود 53 سانتیمتر و رانش بیشتر برای کاربرد در پهپادهای بزرگ و در آینده هواپیماهای تجاری سبک برداشت.
استفاده از موتور توربو فن جهش 700 می‌تواند به پهپادهای ایرانی توانایی مداومت پروازی بیشتر به دلیل مصرف سوخت کمتر و ارتفاع بالاتر را بدهد.احتمالا با این موتور رسیدن به ارتفاع پروازی ۲۰ کیلومتری از سطح زمین میسر خواهد شد.
مهمترین نکات در مورد موتور توربوفن جهش700 شامل موارد زیر است:
رسیدن به توانایی ساخت موتور توربوفن با وزن پائین در حدود 140 کیلوگرم و مصرف سوخت بسیار کم
ساخت پره های توربین تک بلوری (تک کریستال) برای یک موتور هوایی
بومی سازی سوپرآلیاژهای لازم برای قطعات داغ موتور و سایر آلیاژهای سبک موتورهای هوایی
ساخت پره های فن با هندسه بسیار پیچیده و پیشرفته
رسیدن به رانش 700 کیلوگرم یا 1550 پوند
به کارگیری سامانه کنترل تمام الکترونیکی موتور
ساخت موتور هوایی با زمان بین دو تعمیر اساسی و قابلیت اطمینان بسیار بالا
امکان تأمین رانش وسائل پروازی برای عملکرد در ارتفاع حدود 60000 پا یا 18300 متر
ویژگی های مذکور مجموعاً سبب شده تا جهش700 در ردیف پیشرفته ترین موتورهای توربوفن هوایی قرار بگیرد که فناوری ساخت آن تنها در اختیار چند کشور و شرکت محدود قرار دارد.پس از طی شدن مراحل تحقیقاتی و مطالعه روی نمونه های موجود و اجرای شبیه سازی های لازم، ساخت اولین نمونه و آزمایش های ابتدایی آن در سال 1399 صورت پذیرفت و در اواخر مرداد 1399 به طور رسمی رونمایی و برای طی کردن آزمایش های بعدی در اختیار آزمایشگاه زمینی مربوطه قرار گرفت.یکی از مزیت های موتور توربوفن، مصرف سوخت بسیار پائین آن است.
مصرف سوخت موتور جهش700 در صورتی که برابر با نمونه مشابه خارجی باشد، در حدود 13.77 گرم بر هر ثانیه کارکرد برای تولید یک کیلونیوتن نیرو است در حالیکه برای موتوری در رده طلوع-4 که از نوع توربوجت است مصرف سوخت نمونه مشابه خارجی آن در حدود 33 تا 36 گرم بر هر ثانیه کارکرد برای تولید یک کیلونیوتن نیرو است که نسبت حدوداً 2.6 برابر را نشان می دهد.
یکی از جالب توجه ترین مشخصات موتور جهش700 که در همان نگاه اول به چشم می خورد، شکل هندسی بسیار پیچیده پره های فن آن و ساخت پره های توربین به صورت تک بلوری یا سینگل کریستال است.
هرچه دمای احتراق در محفظه احتراق موتور جت بالاتر رود و جریان با دمای بالاتری وارد توربین شود، کارایی موتور و نیروی بیشتری تولید می شود اما دمای بالاتر با آلیاژهای فلزی و روش های خنک کاری مرسوم موتورهای هوایی قابل تحمل نیست و نیاز به تمهیدات ویژه ای دارد.
ساخت موتور جهش700 نشان داد که متخصصان کشورمان پس از موفقیت در ساخت قطعات توربین گازهای زمینی با کاربرد نیروگاهی به صورت تک بلوری موفق به توسعه این قابلیت به موتورهای هوایی نیز شده اند؛ امری که تأثیر شگرفی در کاهش هزینه های دوره عمر، افزایش دوام و قابلیت اطمینان قطعات مربوطه در موتور دارد.به طور کلی استفاده از پره های توربین تک بلوری می تواند دمای ورودی به توربین را نزدیک به 30 درصد با فرض خنک کاری مشابه افزایش دهد.
رانش تولیدی با موتور جهش در حدود 500 تا 700 کیلوگرم است که امکان تأمین نیروی پیشران کافی برای پرنده هایی تا وزن 4000 کیلوگرم را ایجاد می کند. در نتیجه می توان پهپادهایی با موتور توربوفن ساخت که میزان بسیار بیشتری سوخت و سلاح نسبت به پهپادهای فعلی حمل کنند.
در بین پهپادهای شناخته شده در دنیا، پهپاد آر کیو 170 ((RQ-170 از موتوری مشابه جهش700 استفاده می کند. به علاوه جهش700 قابلیت عملکرد مطمئن در ارتفاع بالا تا 60000 هزار پا یعنی بیش از 18 کیلومتری را دارد که ارزش عملیاتی پهپادها را در مأموریت نظارت و شناسایی بسیار بهبود می دهد.مصرف سوخت پائین تر موتور توربوفن جهش700 نیز به نوبه خود سبب افزایش قابل توجه مداومت پروازی پهپاد به کارگیرنده این نوع موتور خواهد شد.همچنین جت های تجاری با ظرفیت 4 تا 6 سرنشین نیز از موتوری با همین رده رانش استفاده می کنند.
موارد استفاده:
کاربرد اصلی موتور توربوفن جهش 700 استفاده از آن در پهپادها خواهد بود، اما به دلیل قابلیت اطمینان بالای تولید آن، می‌تواند در هواپیماهای سبک، جت‌های کوچک و ایرتاکسی‌ها نیز مورد استفاده قرار بگیرد؛ اما از آنجا که این محصول یک دستاورد فناورانه در حوزه دفاعی محسوب می‌شود، باید به کارکردهای آن در حوزه نظامی توجه بیشتری شود.
نخستین کارکردی که این موتور در حوزه نظامی برای نیروهای مسلح ایران خواهد داشت، جهش پهپادهای ایرانی به یک کلاس خاص و بالاتر در جهان خواهد بود. در حال حاضر پهپادهای موجود در نیروهای مسلح به طور معمول به دلیل استفاده از موتورهای دورانی(وانکل) از حداکثر وزن برخاست زیر یک تن و در حد چند صد کیلوگرم برخوردار هستند.
بعنوان مثال در پهپاد مهاجر6 بعنوان یکی از پهپادهای رزمی نیروهای مسلح، حداکثر وزن برخاست آن ۶۰۰ کیلوگرم است. تنها در پهپاد فطرس به دلیل استفاده از یک موتور توبوشارژ چهارسیلندر با توان ۱۱۵ اسب بخار، حداکثر وزن برخاست آن به ۱۲۰۰ کیلوگرم رسیده است.محدودیت وزن برخاست، موجب محدودیت در حمل سلاح نیز برای پهپادها خواهد شد که این محدودیت هم در زمینه تعداد بمب یا موشک قابل حمل توسط پهپاد خواهد بود و هم محدودیت در زمینه توسعه تسلیحات هواپایه چراکه در مسیر توسعه این تسلیحات همواره باید محدودیت‌های حمل آن مد نظر توسعه‌دهندگان باشد.
محدودیت دیگری که در استفاده از موتورهای وانکل و یا دیگر موتورهای موجود وجود دارد، سقف ارتفاع پروازی آنها است چراکه در موتورهای مینی‌جت و یا پیستونی با افزایش ارتفاع پرنده، به دلیل رقیق شدن اتمسفر و کاهش سطح اکسیژن، فرآیند احتراق در موتور به درستی انجام نمی‌شود و همین موضوع باعث به وجود آمدن محدودیت در سقف پروازی پهپادها خواهد شد.
این چالش خصوصا در پهپادهای شناسایی که نیاز به سقف ارتفاع پروازی بالاتری برای پوشش منطقه‌ای وسیع هستند بیشتر به چشم می‌آید. این چالش‌هایی است که در زمینه استفاده از موتورهای غیرتوربوفن در حوزه پهپادی وجود دارد؛در حالی که به گفته مسئولین، موتور توربوفن جهش با ایجاد ۷۰۰ کیلوگرم نیروی تراست قابلیت به پرواز درآوردن پرنده‌هایی تا محدوده وزنی ۴ تن را خواهد داشت که این موضوع به معنای جهشی ۴ برابری در حداکثر وزن پهپادهای رزمی ایران خواهد بود که بدین ترتیب می‌توان منتظر انقلاب و تغییر نسل در حوزه پهپادی نیروهای مسلح با ورود پهپادهای بزرگتر مجهز به موتور توربوفن و با قابلیت حمل تسلیحات بیشتر بود.
از سوی دیگر در حوزه سقف ارتفاع پروازی نیز این موتور قادر است که تا سقف ۶۰ هزار پا پهپاد را به پرواز درآورد که این رقم نیز در مقایسه با سقف ارتفاع پرواز ۲۵ هزار پایی پهپاد فطرس، رشد بیش از ۲ برابر داشته که در توسعه پهپادهایی بزرگتر و با ماموریت شناسایی برای پرواز در ارتفاعات بالاتر می‌تواند موثر باشد.
نویسند: سیدرضا میرطاهر
112
