هواپیماهای سبزتر از آینده … یا فقط برنامه های زیبا؟


ایرباس ماوریک
ایرباس ماوریک یک هواپیمای با بال مختلط با کنترل از راه دور است

ایرباس در مکانی نامشخص ماه ها به آزمایش هواپیمایی با ظاهری رادیکال پرداخت. با عرض 10 فوت (3 متر) ، فقط کوچک است ، اما ممکن است آغاز چیزی بسیار بزرگ در صنعت فضایی باشد.

این یک گوه پرنده به نظر می رسد – که در صنعت به عنوان طرحی با بال های مخلوط شناخته می شود.

ایرباس هواپیمای کنترل از راه دور را ماوریک صدا می کند و می خواهد تأکید کند که در حال حاضر فقط در حال بررسی نحوه کار پیکربندی است. اما می گوید که طراحی “پتانسیل بالایی” دارد.

یک روز می توان آن را به اندازه یک هواپیمای مسافربری معمولی افزایش داد.

در هواپیماهای سنتی بدنه اساساً مرده است و برای نگه داشتن آن در آسمان به بالهای بزرگ احتیاج دارد.

در طراحی بال مختلط ، کل بدنه سکوی بالابر را فراهم می کند ، بنابراین می تواند سبک تر و کوچکتر از طرح فعلی باشد ، اما بالقوه می تواند محموله یکسانی را حمل کند.

ماوریک یکی از چندین طرح ایرباس است و بسیاری از شرکتهای هوافضا نیز برای دستیابی به هدف صنعت از کاهش میزان انتشار هوا تا سال 2050 از سطح 2005 وجود دارند.

ساندرا بوئر-شفر ، مدیرعامل ایرباس UpNext ، که فن آوری های جدید را برای غول فضایی اروپا ارزیابی می کند ، گفت: “آنجا یک چالش واقعاً بزرگ وجود دارد. و انتظار بزرگی از جامعه وجود دارد که فکر می کنیم وظیفه ماست یافتن پاسخ ها باشیم.”

او می گوید: “ما اعتقاد داریم كه باید به فناوری موفقیت آمیز … دست یابیم.”

برداشت هنرمندان برای Flying-V
در طراحی Flying-V مسافران حمل شده در بال هواپیما مشاهده می شوند

یک ایده کاملاً رادیکال در دانشگاه صنعتی دلفت در هلند در حال بررسی است.

محققان در آنجا مشغول کار بر روی طرحی هستند که به “Flying-V” معروف است. این یک مفهوم جدید برای یک هواپیمای دوربرد است که به ادعای آنها تا 20٪ کارآمدتر از یک هواپیمای مدرن با تجهیزات پیشرفته مانند ایرباس A350 است.

او مانند ماوریک ایده بدنه معمولی را کنار گذاشت. اما در این حالت شکل بیشتر شبیه نوک پیکان است و دو بال در پشت کابین خلبان در V امتداد دارد. مسافران و محموله ها در بالها حمل می شوند.

طراحان معتقدند ساخت آن ارزانتر از بال مختلط است ، زیرا می توان دو بازوی V را در بقیه بدنه “گنجاند”. بنابراین ، هواپیما می تواند در قطعات ساخته شود ، نه همه به یک باره.

رولوف ووس ، مدیر پروژه Flying-V و دستیار دانشگاه صنعتی دلفت گفت: “ما فکر می کنیم که می توانیم هزینه های تولید را نسبت به مفاهیمی که اجزای منحصر به فرد بیشتری دارند ، نسبتاً پایین نگه داریم.”

در ابتدا ، این طرح ایده یک دانشجوی تحصیلات تکمیلی بود و بخشی از پایان نامه او بود. این هواپیما با پشتیبانی شرکت هواپیمایی KLM و ایرباس هلند در حال توسعه است – و در ماه ژوئیه یک مدل در مقیاس بزرگ برای اولین بار از یک پایگاه هوایی در آلمان به آسمان آمد.

پرواز هواپیمای آزمایشی – یک پهپاد مجهز به باتری با طول بال های 9 فوت – موفقیت آمیز تلقی می شود.

مهندسانی که روی هواپیمای آزمایشی Flying-V کار می کنند
Flying مدل مقیاس بزرگ Flying-V ، که خود را برای آزمایش آماده می کند

محققان می گویند این ماشین عملکرد خوبی داشته است ، اگرچه از نوعی لرزش آیرودینامیکی رنج می برد که به “غلتش هلندی” معروف است. این سطح از بالها را دشوار می کند و منجر به آنچه که “فرود آمدن تا حدی خشن” می کنند ، می شود که به چرخ جلو آسیب می رساند.

داده های این آزمایشات در حال حاضر در حال تجزیه و تحلیل و در یک شبیه ساز آزمایش پرواز است.

شرکت های هواپیمایی به دلیل شیوع بیماری همه گیر افت فروش داشته اند ، اما KLM می گوید به پشتیبانی Flying-V ادامه خواهد داد.

جاذبه های هواپیماهای کارآمدتر در صنعتی آشکار است که کنترل هزینه برای سودآوری حیاتی است و برای کاهش تأثیر خود بر محیط زیست تحت فشار شدید است.

اما از آنجا که طرح اصلی هواپیماهای تجاری برای دهه ها بدون تغییر باقی مانده است ، موارد عملی دیگری نیز وجود دارد که باید مورد توجه قرار گیرند – برخی از آنها استیو رایت ، متخصص هواپیمایی ، از دانشگاه غرب انگلستان آنها را “ایستگاه های نمایش” توصیف می کند.

بیشتر فناوری های تجاری

از جمله نحوه سوار یا ترک مسافران هواپیما است. به عنوان مثال ، در مورد بال مختلط ، بخش وسیع مرکزی ممکن است باعث طولانی شدن روند پرواز شود در حالی که مسافران در وسط از خروجی اضطراری دور هستند.

بحث راحتی مسافر نیز وجود دارد. کسانی که نزدیک هواپیما نشسته اند – و عملاً در نزدیکی لبه “بال” – هنگام حرکت بانکی هواپیما حرکت بسیار بیشتری را تجربه می کنند ، در حالی که پرواز و فرود باید با زاویه های تندتر از حد معمول باشد.

ساخت نوع جدیدی از هواپیما نیز برای صنعت هوافضا یک چالش است. به عنوان مثال ، ایرباس قبل از آوردن آنها به مونتاژ نهایی به هامبورگ و تولوز ، بخشها و اجزای هواپیماهای موجود را در سراسر اروپا می سازد. این یک زنجیره تأیید شده با استفاده از تجربه خاص در هر منطقه است.

آقای رایت گفت: “این دستگاه تولید روغن خوب … قطعاً متشنج خواهد شد و باید دوباره مورد استفاده قرار گیرد.”

ایرباس اصرار دارد که مواردی از این قبیل در دست بررسی است و به عنوان بخشی از روند طراحی به آنها پرداخته می شود – اما شکی نیست که طراحی مانند بال ترکیبی یا Flying-V یک بازی مهم برای تولید کننده باشد.

بال پابرهنه با پابرهنه
طراحی ترانسونیک بال بوئینگ با خرپای متقاطع

رقیب وی ، بوئینگ سال ها به مطالعه مفهومی می پردازد که کاملاً واضح نیست ، اما هنوز هم فاصله واضحی از آنچه در حال حاضر داریم: بال ترانسونیک با مو.

هواپیمایی که مجهز به بال است ، با بدنه مرکزی نسبتاً معمولی به نظر می رسد. اما بال خود بسیار طولانی تر و نازک تر خواهد بود و توسط یک تکیه گاه یا خرپای شیب دار در زیر بدنه پشتیبانی می شود. برای سهولت دسترسی به دروازه های معمولی فرودگاه ، بال آن جمع می شود.

بوئینگ می گوید که در طراحی جدید 9٪ سوخت کمتری نسبت به طراحی معمولی نیاز است.

اما تحقیقات فعلی فقط بر روی آیرودینامیک متمرکز نشده است. همچنین این سوال وجود دارد که هواپیماهای آینده چگونه تأمین می شوند. برای پروازهای کوتاه برد با تعداد محدود مسافر ، باتری می تواند قابل استفاده باشد. پروژه هایی مانند Eviation Alice – که در Airshow در پاریس در سال 2019 نشان داده شد – بر اساس اثبات این مفهوم است.

برای مسافت های طولانی تر ، باتری ها در حال حاضر عملی نیستند زیرا به سادگی بیش از حد سنگین هستند و انرژی کافی برای جبران این وزن را ندارند. این صنعت سایر احتمالات مانند هیبریداسیون – که در آن بخشی از رانش مورد نیاز برای پرواز از طریق برق تأمین می شود را بررسی کرده است.

یکی از مهمترین پروژه های تحقیقاتی E-Fan X ایرباس بود ، مشارکتی بین ایرباس ، رولزرویس و زیمنس. این شامل نصب یک موتور الکتریکی 2 مگاواتی (2700 اسب بخار) ، مجهز به یک ژنراتور داخلی ، در یک هواپیمای چهار موتوره BAe 146 بود.

اما این آزمایش سال گذشته – قبل از آزمایش سیستم در پرواز – لغو شد ، زیرا اثرات شیوع Covid باعث شد ایرباس در اولویت های خود تجدید نظر کند.

سه هواپیمای مفهومی ZEROe ایرباس
ایرباس در حال بررسی استفاده از هیدروژن برای سوخت در پروژه ZEROe خود است

این اولویت ها اکنون شامل مطالعه پیشرانه هیدروژنی است.

ایرباس متعهد شده است تا سال 2035 اولین هواپیمای با انتشار صفر در جهان را ایجاد کند. برنامه های آن متکی به ایجاد سیستم های ترکیبی با استفاده از موتورهای توربین گازی سوزاننده هیدروژن و همچنین سلول های سوختی هیدروژن برای تولید برق است.

در ماه سپتامبر ، ایرباس از سه طرح مفهومی مجهز به هیدروژن رونمایی کرد.

سوخت هیدروژن حتی می تواند با یک طراحی رادیکال ترکیب شود – یکی از مفاهیم شامل یک بال مخلوط است.

اما در اینجا یک مشکل قابل توجه وجود دارد. امروزه بیشتر منابع هیدروژن ما از متان – سوخت فسیلی – حاصل می شود که با بخار فشار بالا مخلوط می شود. این یک فرآیند پر انرژی است که مقادیر قابل توجهی دی اکسید کربن تولید می کند.

برای اینکه تولید گازهای گلخانه ای واقعاً صفر باشد ، هواپیماها باید از طریق هیدروژن تولید شده به روش کاملاً سازگار با محیط زیست تأمین شوند – و به مقادیر زیادی نیاز خواهد داشت. اما طبق گفته گلن لولین ، معاون رئیس ایرباس هواپیماهای با میزان انتشار صفر ، سرانجام جامعه خود راه حل ارائه خواهد داد.

وی توضیح داد: “طی دهه آینده ، برای اینکه جامعه به طور كلی توافق پاریس را انجام دهد ، و اهداف آب و هوایی ما را برآورده كند ، باید به سمت هیدروژن تجدیدپذیر برویم.”


منبع: moshtagh-khabar.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*