جاتو

نظام الإقلاع بمساعدة الطائرات النفاثة ( JATO ) هو نوع من أنظمة الإقلاع المساعدة ، يُستخدم لمساعدة الطائرات المحملة فوق طاقتها على الارتفاع في الجو من خلال توفير قوة دفع إضافية على شكل صواريخ صغيرة. ويُستخدم مصطلح JATO بشكل متبادل مع مصطلح RATO (الأكثر تحديدًا) ، والذي يشير إلى الإقلاع بمساعدة الصواريخ (أو، في مصطلحات سلاح الجو الملكي البريطاني ، RATOG ، والذي يشير إلى معدات الإقلاع بمساعدة الصواريخ ).

في عام 1927، طوّر مختبر ديناميكا الغازات السوفيتي للأبحاث والتطوير صواريخ تعمل بالوقود الصلب لمساعدة الطائرات على الإقلاع. وفي عام 1931، نُفّذ أول استخدام ناجح للصواريخ في العالم لمساعدة الطائرات على الإقلاع على متن طائرة التدريب السوفيتية U-1 ( أفرو 504) ، والتي حققت حوالي مئة عملية إقلاع ناجحة بمساعدة الصواريخ. ^{[ 1 ] [ 2 ]} كما تحققت عمليات إقلاع ناجحة بمساعدة الصواريخ على متن قاذفات القنابل الثقيلة توبوليف TB-1 [ ^{3 ] وتوبوليف} TB -3 . ^{[ 1 ] [ 4 ]} وقد قلّص الاختبار الرسمي لتوبوليف TB-1 في عام 1933 مدة الإقلاع بنسبة 77% عند استخدام الصواريخ. ^{[ 1 ]}

أُجريت تجارب مبكرة باستخدام الصواريخ لرفع الطائرات الشراعية في ألمانيا في عشرينيات القرن الماضي ( مؤسسة ليبش )، ولاحقًا أدخل كل من سلاح الجو الملكي البريطاني وسلاح الجو الألماني (لوفتفافه) أنظمة مماثلة خلال الحرب العالمية الثانية . ^{[ 5 ]} استخدم النظام البريطاني صواريخ كبيرة نسبيًا تعمل بالوقود الصلب لإطلاق الطائرات (عادةً طائرات هوكر هوريكان ) من منحدر صغير مُثبّت على مقدمة السفن التجارية، المعروفة في الخدمة باسم السفن التجارية المُسلّحة بالمقلاع (أو سفن كام) ، وذلك لتوفير غطاء جوي ضد طائرات الدوريات البحرية الألمانية . بعد الإطلاق، يُفصل الصاروخ من مؤخرة الطائرة ليسقط في الماء ويغرق. بعد إتمام المهمة، كان الطيار يتجه إلى الأراضي الصديقة إن أمكن، أو يقفز بالمظلة من الطائرة، على أمل أن تلتقطه إحدى سفن المرافقة. على مدار عامين، استُخدم النظام تسع مرات فقط لمهاجمة الطائرات الألمانية، وسُجّلت ثماني حالات إسقاط مقابل خسارة طيار واحد.

استخدم سلاح الجو الألماني (لوفتفافه) هذه التقنية مع وحدات تعمل بالوقود السائل من إنتاج شركتي والتر وبي إم دبليو  ، ومع وحدات تعمل بالوقود الصلب من إنتاج شركتي شميدينغ وواساج  ، وذلك كمحركات صاروخية ثابتة وقابلة للفصل، بهدف الإقلاع بسرعة أكبر وبمسافات إقلاع أقصر. استُخدمت هذه المحركات لتعزيز أداء إقلاع قاذفات القنابل المتوسطة، وطائرة " جيجانت " العملاقة ذات الجناحين البالغ طولهما 55 متراً ، وهي طائرة شراعية من طراز ميسرشميت مي 321 ، صُممت عام 1940 لغزو بريطانيا، واستُخدمت لإمداد الجبهة الروسية. كانت طائرات Me 321 الضخمة في الأصل مزودة بنظام سحب جوي بمساعدة ما يصل إلى ثلاث مقاتلات ثقيلة من طراز Messerschmitt Bf 110 ، ضمن ما يُعرف بترتيب "Troika-Schlepp"، حيث كانت تُسحب في الجو بأحمال كانت ستُطيل مسافة الإقلاع لولا ذلك، مع ما يصاحب ذلك من خطر كبير للاصطدام الجوي من قِبل ثلاث طائرات Bf 110 مُشكّلة على هيئة حرف V ، والتي كانت تقوم بوظيفة السحب في آنٍ واحد . وكان من المُفترض تخفيف هذا الخطر بشكل كبير باستبدال طائرات Bf 110 الثلاث بطائرة واحدة من طراز Heinkel He 111Z غير المألوفة، ذات الهيكل المزدوج والخمسة محركات، والمُصممة خصيصًا لهذا الغرض. وقد ازداد استخدام أساليب الإقلاع المُعززة بالصواريخ أهميةً في أواخر الحرب، عندما تقلصت أطوال مدارج الطائرات الصالحة للاستخدام بشكل كبير نتيجةً لقصف الحلفاء. كان نظامهم يعتمد عادةً على وحدات معززة صاروخية أحادية الوقود السائل من طراز والتر HWK 109-500 Starthilfe ("مساعدة الإقلاع")، وهي وحدات قابلة للفصل ومكتفية ذاتيًا، تُعرف أيضًا باسم "Rauchgerät" (مولد الدخان). تعمل محركاتها بالتحلل الكيميائي لـ " T-Stoff "، وهو في الأساس بيروكسيد الهيدروجين النقي تقريبًا ، مع مركب حفاز Z-Stoff . استُخدمت حزمة مظلة في الجزء الأمامي غير الحاد من الغلاف الخارجي للمحرك لإبطاء سقوطه بعد فصله عن الطائرة، مما يسمح بإعادة استخدام النظام. أُجريت التجارب الأولى عام 1937 على طائرة هاينكل He 111 ، بقيادة الطيار التجريبي إريك وارسيتز في نويهايدنبرغ ، وهو مطار كبير يقع على بُعد حوالي 70 كيلومترًا شرق برلين ، ومُدرج كمطار احتياطي في حالة الحرب. ^{[ 6 ]} استهدفت تجارب ألمانية أخرى مع نظام الإقلاع والهبوط المساعد (JATO) مساعدة إطلاق طائرات اعتراضية مثل ميسرشميت مي 262 سي، كإصدارات خاصة تُعرف باسم "هايماتشوتزر " ، والتي عادةً ما تكون مزودة بنسخة من محرك الصاروخ الذي يعمل بالوقود السائل والتر إتش دبليو كيه 109-509 من طائرة مي 163 كوميت.تم تصميم البرنامج إما في الجزء الخلفي الأقصى من جسم الطائرة أو بشكل شبه "مدمج" أسفله مباشرةً خلف الحافة الخلفية للجناح، لمساعدة محركاتها النفاثة من طراز يونكرز جومو 004 ، أو زوج من محركات بي إم دبليو 003R النفاثة الصاروخية المدمجة والمعززة بصواريخ خاصة بدلاً من محركات جومو 004، بحيث تتمكن طائرات الاعتراض من طراز Me 262C Heimatschützer من الوصول إلى تشكيلات قاذفات العدو في وقت أقرب. تم بناء نموذجين أوليين من نسخ Heimatschützer من طراز Me 262 وإجراء رحلات تجريبية لهما، من بين التصاميم الثلاثة المقترحة. وعلى النقيض من التنوع الكبير في أنواع الطائرات التي تم اختبار تصاميم معززات الوقود السائل أحادي الدفع المعيارية من تصميم HWK Starthilfe معها، والتي شهدت درجة معينة من الاستخدام في الخطوط الأمامية؛ ظلت تصميمات معززات RATO التي تعمل بالوقود الصلب المذكورة أعلاه من شركتي Schmidding و WASAG تجريبية بشكل صارم تقريبًا، حيث كان من المقرر أن تدخل وحدات معززات Schmidding التي تعمل بالوقود الصلب بقوة دفع 500 كجم الخدمة، حيث تم تركيب أربع وحدات لكل هيكل طائرة لاستخدامها مع تصميم Bachem Ba 349 VTO الراديكالي لاعتراض الصواريخ في عام 1945، لتلبية احتياجات الإطلاق العمودي. استخدم نظام HWK 109-501 Starthilfe RATO التجريبي للغاية محركًا "ساخنًا" ثنائي الوقود مشابهًا لذلك الموجود في طائرة Me 163B Komet المقاتلة الصاروخية، حيث أضاف  كتلة 20 كجم من مزيج من هيدرازين B-stoff ، ممزوجًا بـ "Br-stoff" ( مقطر هيدروكربون ليجروين ) كوقود رئيسي إلى وقود T-Stoff أحادي الدفع الذي لا يزال غير مستقر مع برمنجنات Z-Stoff للاشتعال كمؤكسد، مما ضاعف قوة دفع 109-500 ثلاث مرات لتصل إلى 4.95  كيلو نيوتن (عند 14.71  كيلو نيوتن / 1500 كجم قوة) مع احتراق لمدة 30 ثانية. نظراً للمخاطر المماثلة التي ينطوي عليها النظام "الساخن" والتي تتطلب إجراءات تزويد بالوقود ومعالجة خاصة مماثلة لتلك الخاصة بمحرك الصاروخ 509A الخاص بطائرة كوميت، يبدو أن محرك 109-501 قد ظل تصميماً تجريبياً بحتاً، ولم يُستخدم إلا في رحلات الاختبار لقاذفة القنابل النفاثة النموذجية يونكرز Ju 287 V1. ^{[ 7 ]}

في أوائل عام 1939، قدمت الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية مبلغ 1000 دولار أمريكي لثيودور فون كارمان ومجموعة أبحاث الصواريخ (بما في ذلك جاك بارسونز ، وفرانك مالينا ، وإدوارد فورمان ، وأبولو إم أو سميث ) في مختبر غوغنهايم للملاحة الجوية التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (GALCIT) لإجراء أبحاث حول الإقلاع الصاروخي للطائرات. وكان هذا البحث في مجال الإقلاع الصاروخي المعزز (JATO) أول بحث صاروخي يحصل على دعم مالي من الحكومة الأمريكية منذ الحرب العالمية الأولى، عندما حصل روبرت إتش غودارد على عقد من الجيش لتطوير أسلحة صاروخية تعمل بالوقود الصلب. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} وفي أواخر عام 1941، قام فون كارمان وفريقه بتركيب عدة صواريخ Aerojet JATO تعمل بالوقود الصلب بقوة دفع 50 رطلاً على طائرة Ercoupe ، وانطلق النقيب هومر بوشي من الجيش في رحلات تجريبية. في المحاولة الأخيرة، أزالوا المروحة، وثبّتوا ست وحدات JATO أسفل الأجنحة، وانطلق بوشي في الهواء لرحلة قصيرة، ليصبح أول أمريكي يطير بقوة الصواريخ فقط. استخدم كلا الفرعين العسكريين وحدات JATO التي تعمل بالوقود الصلب خلال الحرب. ^{[ 10 ] : 329}

بعد الحرب العالمية الثانية، استُخدم نظام الإقلاع والهبوط المتزامن (JATO) بشكل متكرر للتغلب على ضعف قوة دفع المحركات النفاثة المبكرة عند السرعات المنخفضة، أو لمساعدة الطائرات المحملة بأحمال ثقيلة على الإقلاع. فعلى سبيل المثال، اعتمدت طائرة أفرو شاكلتون ذات المحرك المروحي ، عند تحميلها بكميات كبيرة من الوقود لرحلات المراقبة البحرية الطويلة، على محركات أرمسترونغ سيدلي فايبر النفاثة للإقلاع.

تضمنت أول طائرة ركاب نفاثة في العالم ، وهي طائرة دي هافيلاند دي إتش 106 كوميت ، تصميمًا يسمح بحمل صاروخين معززين من طراز دي هافيلاند سبرايت يعملان ببيروكسيد الهيدروجين، وكان من المقرر تركيبهما للعمل في ظروف جوية حارة وعالية الارتفاع ، انطلاقًا من مطارات مثل الخرطوم ونيروبي. ^{[ 11 ] [ 12 ]} تم اختبار هذه الصواريخ في ثلاثين رحلة، ولكن تبين أن محركات دي هافيلاند جوست النفاثة وحدها كانت قوية بما يكفي، وخلصت بعض شركات الطيران إلى أن استخدام محركات الصواريخ غير عملي. ^{[ 13 ]} ومع ذلك، تم الاحتفاظ بتجهيزات سبرايت في طائرات كوميت 1 الإنتاجية، ولكن تم الاستغناء عنها مع التحديثات اللاحقة للمحركات. ^{[ 14 ]}

في أواخر خمسينيات القرن العشرين، نفّذت القوات الجوية الأمريكية والألمانية والسوفيتية برامج تجريبية لإطلاق الطائرات المقاتلة من مسافة صفرية، باستخدام معززات دفع عالية القوة وقصيرة مدة الاحتراق، ذات مظهر ووظيفة متشابهين. استخدمت القوات الجوية الأمريكية طائرة ريبابليك إف -84 معدّلة ، أُطلق عليها اسم إي إف-84 جي، والتي اعتمدت على معزز وقود صلب من تصميم شركة إيروجيت جنرال، بقوة دفع 240 كيلو نيوتن (26 طنًا قصيرًا)، ومدة دفع ثانيتين، خاص بصاروخ كروز إم جي إم-1 ماتادور . أما القوات الجوية السوفيتية، فاستخدمت طائرة مقاتلة ميغ-19 معدّلة ، أُطلقت من منصة إطلاق خاصة، باستخدام معزز صاروخي يعمل بالوقود الصلب، مطابق تقريبًا لتصميم معزز إي إف-84 جي، ولكنه أقوى بكثير، بقوة دفع 600 كيلو نيوتن (64 طنًا قصيرًا). كما تم استخدام طائرتي F-100 و F-104 في تجارب الإطلاق من مسافة صفرية، مع وحدات معززة قابلة للفصل بقوة مماثلة لتلك المستخدمة في تجارب SM-30 السوفيتية. ^{[ 15 ]}  

في خمسينيات القرن الماضي، سعت شركة إيروجيت إنجينيرينغ إلى إدخال وحدات JATO أصغر حجمًا للطائرات التجارية الصغيرة، إلا أن مكتب الطيران التابع للبحرية الأمريكية عرقل هذا المشروع. زعمت إيروجيت أن أسطوانة JATO الأصغر، التي توفر قوة دفع تبلغ 250 رطلاً لمدة 12 ثانية، يمكنها مساعدة طائرة خاصة خفيفة، تحتاج عادةً إلى مدرج بطول 900 قدم (270 مترًا) تقريبًا لتجاوز عائق بارتفاع 50 قدمًا (15 مترًا) ، على فعل الشيء نفسه بمدرج طوله 300 قدم (91 مترًا) باستخدام وحدة JATO Jr. ^{[ 16 ]} عُرضت أسطوانات JATO Junior المثبتة على حاضنات المحرك لفترة وجيزة كخيار مصنعي في طائرة بيتشكرافت توين بونانزا ؛ ولم يتم الترويج لها كوسيلة مساعدة للإقلاع، بل كوسيلة لزيادة مسافة الانزلاق أثناء الهبوط الاضطراري في تضاريس وعرة. مع ذلك، لا يُعرف ما إذا كانت هذه الأسطوانات قد تم تركيبها فعليًا على طائرة توين بونانزا إنتاجية أو استخدامها في أي حالة أخرى غير رحلات الاختبار المصنعية. ^{[ 17 ]} كما تم تقديم نظام الإقلاع المساعد الصغير (Junior JATO) كخيار إضافي على طائرات بيتش 18، وتم تركيب النظام الذي يزن 104 رطل (47 كجم) على 64 طائرة. ^{[ 18 ]}        

كانت طائرة بوينغ 727 مزودة بنظام مساعدة الإقلاع المساعد من شركة إيروجيت للاستخدام في ظروف "الحرارة والارتفاع"، وخاصة في مكسيكو سيتي ولاباز . ^{[ 19 ] [ 20 ]} وكان خيار نظام الإقلاع المساعد متاحًا لطائرة فيرتشايلد سويرينجن مترولاينر لزيادة وزن الإقلاع مع الحفاظ على متطلبات الصعود في حالة تعطل أحد المحركين.

في أواخر عام 1980، كانت خطة العملية العسكرية الأمريكية " عملية الرياضة الموثوقة" تهدف إلى إنقاذ الرهائن المحتجزين لدى إيران باستخدام طائرات الشحن من طراز C-130 المعدلة بمحركات صاروخية لتمكينها من الإقلاع والهبوط في مسافة قصيرة جدًا. إلا أن الخطة أُلغيت بعد وقوع حادث أثناء هبوط تجريبي، حيث انطلقت وحدات الإقلاع والهبوط المتقدمة (JATO) المصممة لإبطاء الطائرة قبل انطلاق الوحدات الموجهة للأسفل (المصممة لتخفيف الصدمة عند الهبوط)، مما أدى إلى هبوط الطائرة اضطراريًا.

أصبح نظام الإقلاع المساعد (JATO) غير ضروري إلى حد كبير مع تحسن قوة دفع الإقلاع لمحركات الطائرات النفاثة، ونادرًا ما يُستخدم الآن حتى عند الإقلاع بحمولة ثقيلة من مدارج قصيرة أو في ظروف جوية حارة ومرتفعة. ويُستخدم أحيانًا في ظروف استثنائية، على طائرات مجهزة خصيصًا، وغالبًا ما تكون عسكرية. ^{[ 21 ]}

سيارة الصاروخ المزودة بنظام جاتو هي أسطورة حضرية تروي قصة سيارة مزودة بوحدات جاتو، عُثر عليها لاحقًا محطمة على سفح جبل. غالبًا ما تُذكر هذه القصة كمثال على جائزة داروين ؛ إذ يبدو أنها مختلقة، ولا أساس لها من الصحة. ^{[ 22 ]}

تمت دراسة هذه الأسطورة عدة مرات في برنامج "ميثباسترز" على قناة ديسكفري . في المحاولة الأولى، في حلقة تجريبية عام 2003، قام فريق البرنامج بمحاكاة المشهد وقوة دفع صاروخ جاتو باستخدام بعض محركات الصواريخ المتوفرة تجاريًا للهواة. انطلقت السيارة بسرعة كبيرة، متجاوزةً مروحية المطاردة، لكنها لم تقترب من سرعة 500 كيلومتر في الساعة (300 ميل في الساعة) المذكورة في القصة الأصلية، ولم تتمكن من الطيران. أُعيدت دراسة الأسطورة عام 2007، باستخدام تكوين مختلف من الصواريخ في محاولة لجعل السيارة تطير؛ لكنها انفجرت قبل وصولها إلى نهاية منصة الإطلاق. ثم أُعيدت دراسة الأسطورة مرة أخرى عام 2013 في الحلقة الأولى من الموسم الثاني عشر من "ميثباسترز" ، احتفالًا بمرور عشر سنوات على بث البرنامج.  

استُخدمت سيارة دودج كورونيت موديل 1958 مزودة بنظام JATO في إعلان تلفزيوني على بحيرة إل ميراج الجافة لعرض قوة مكابحها "ذات التلامس الكامل". بُثّ هذا الإعلان خلال برنامج لورانس ويلك في أواخر الخمسينيات. ^{[ 23 ]}

• 
  طائرة النقل العسكرية "فات ألبرت" من طراز سي-130 هيركوليز التابعة لفريق " بلو آنجلز " التابع للبحرية الأمريكية تستخدم نظام الإقلاع المساعد (JATO) أثناء الإقلاع
• 
  BQM-74E Chukar تستهدف الطائرة بدون طيار باستخدام JATO
• 
  إطلاق بدون طول : إقلاع طائرة XQ-58 فالكيري من مطار لاجونا العسكري .
• 
  طائرة داسو ميراج III التابعة للقوات الجوية السويسرية في بايرن
• 
  BS.605 كما هو مستخدم في طائرة بوكانير إس.50
• 
  زجاجة راتو
• 
  إطلاق طائرة لوكهيد بي-2 نبتون من حاملة الطائرات يو إس إس فرانكلين دي روزفلت (CV-42)   ، 2 يوليو 1951.
• 
  إقلاع طائرة بوينغ بي-47 بي بمساعدة صاروخية .
• 
  قاذفة طوربيدات من طراز غرومان تي بي إف أفينجر تقلع بمساعدة وحدة نفاثة بقوة 330 حصان (250 كيلوواط) في حوالي نصف المسافة المعتادة. 
• 
  طائرة إف-104 جي مزودة بصاروخ زيل تجريبي في جاتو .

• إطلاق بدون طول
• سفينة كام

ملحوظات

• فيديو (أرشيف) لطائرة هاينكل He 111 المزودة بمعززات صاروخية من تصميم والتر
• "ميلاد جاتو" . العلوم الشعبية . 149 (1): 74-75 . يوليو 1946.
• طائرة بوينغ 727 تستخدم نظام الإقلاع والهبوط المساعد (JATO) على يوتيوب
• طائرة سي-130 لوكهيد هيركوليز المزودة بنظام الإقلاع والهبوط المشترك (JATO) على يوتيوب
• الإقلاع بمساعدة الطائرات النفاثة للطائرات الحاملة
• ستيوارد-ديفيس جيت باكت – USWarplanes.net