نمایش نوادگان رایت در قرن ۲۱

کبوترهای آهنی رخت نو می پوشند

وقتی به این فکر می‌کنیم که طراحی هواپیماهای آینده به چه صورت خواهد بود، ممکن است نگاهی به گذشته اخیر داشته باشیم. حدود ۴۰ سالی می‌شود که خلاقیت خاصی در هواپیماهای نوظهور صورت نگرفته است.

این امر دلایل زیادی می‌تواند داشته باشد. مهمترین دلیل شاید ریسک بزرگ اقتصادی باشد. در کنار ریسک سرمایه‌گذاری این موضوع مطرح است که بسیاری معتقدند با وجود پرواز‌های عالی هواپیماهای تجاری چه حاجتی به ابتکارات ریسکی جدید وجود دارد؟

اماحقیقت این است که پیشرفته ترین صنعت جهان، خواه نا خواه سردمدار فن‌آوری و محکوم به توسعه است! به نظر می‌رسد هواپیماهای جدید با ایده‌های انقلابی و به روش‌های اتقلابی تولید خواهند شد.

اگرچه شکل ظاهری تمام هواپیماها تقریبا یکسان به نظر میرسد، اما سه تغییر در بدنه (روی بال‌ها و موتورها) بوئینگ ۷۰۷ باعث شد در پی بهبود حالت آیرودینامیک، ساختار، مواد، سیستم کنترل و فن‌آوری نیروی محرکه اولیه، هزینه‌ها کاهش یابد.

تغییر حالت آیرودینامیک هواپیماها در ۴۰ سال گذشته روند دراماتیکی داشته است؛ از مدل‌های «پیکی» درحد صوت که مرسوم دهه‌های ۶۰ و ۷۰ بود تا مدل «سوپرکریتیکال» که امروزه رایج است.

نگاهی به طرح‌های بسیار اخیر در زمینه افزایش توان رایانه‌ای چسبندگی، نشان از تحولی نزدیک در حالت آیرودینامیک هواپیماها دارد بال‌ها و خط‌های کناری بدنه تاثیر فراوانی در بهتر شدن حالت آیرودینامیک هواپیما دارند و توان کنترل جریان هواپیما را بالا می‌برند. از کنترل جریان خطی، که با حفظ جریان لایه‌ای گسترده سعی در کاهش کشیدگی دارد، گرفته تا کنترل جریان ورتکس (از طریق وزش یا مولدهای کوچک جریان حلقوی) و طراحی مرسوم تر مورد استفاده در جت‌های سینستیک، طراحی کنترل جریان آیرودینامیک با ایجاد تغییرات کوچک در مسیر مستقیم، حوزه اصلی تحقیقات اخیر آیرودینامیک است. اگرچه برخی طراحی‌های غیرمعمول (شامل کنترل فعال تلاطم) از واقعیت قابل تحقق به دور هستند، طراحی‌های کنترل ورتکس و جریان خطی هیبریدی شانس موفقیت بیشتری دارند.

در مورد ساختار هواپیماهای قرن ۲۱ نیز باید گفت، با وجود دیدگاه محافظه کارانه خطوط هواپیمایی تجاری، مواد کمپوزیت نهایتا راه عظیم خود را به‌سوی ساختار هواپیماها پیداکرده اند. در حال حاضر مواد کمپوزیت در ساختار اصلی دم کامل هواپیماها مورد استفاده‌اند اما در طی ۱۰ تا ۲۰ سال آینده صنعت هواپیمایی بیشتر پذیرای این مواد خواهدبود.

نیروی محرکه اما قسمتی است که در سال‌های اخیر بیشترین انقلاب را در صنعت هوایی داشته است. توربین‌ها باتاثیرات فوق العاده و باورنکردنی همچنان سوار برهواپیماها هستند و تا ۲۰ سال پیش رو، موتورهای توربین کوچک و ارزان قیمت، رونق افزونی به کسب وکار هوایی می‌بخشد. این توربین‌های کم صدا هم در جت‌های مافوق صوت و هم در هواپیماهای مسافربری مورداستفاده خواهند بود.

جدا از فن‌آوری‌های موتوری، طراحی‌های بدنه نیز در قرن حاضر دستخوش تغییراتی خواهد شد و هواپیماها بیشتر شمایل سفینه‌ها را پیدا خواهند کرد. ناسا و صنعت هوایی آمریکا قویا به دنبال این موضوع هستند. مدل BWB (آمیختگی بال‌ها با بدنه) که اخیرا طراحی شده اگرچه در حال حاضر می‌تواند تنها ۲۵۰ مسافر را جابه‌جا نماید اما با ادامه تلاش‌ها و استفاده بهینه از فضای میان بال‌ها و بدنه تصمیم دارد این تعداد را به ۸۰۰ نفر افزایش دهد.

مدل بال‌های پیوسته برای نخستین بار در دهه ۸۰ توسط دکتر خولیان ولکوویچ طراحی شد که در آن از دم افقی هواپیما به عنوان ساختار حمایتی بال‌های اصلی و به عنوان یک سطح پایدار استفاده شد. در این مدل، اتصال انتهای بال‌ها با دو سر هواپیما، شکل یک لوزی پرنده را نشان می‌دهد. این مدل به‌خاطر پایداری زیاد می‌تواند جایگاه ویژه‌ای در هواپیماهای جدیدتر داشته باشد.

یکی دیگر از غیرمعمول ترین طراحی‌های هواپیما، مدل بال‌های پرنده مورب باهندسه‌ای منحصر به فرد است. این مدل شبیه به یک کشتی فضایی است که از پهلو حرکت می‌کند و دو باله در دو سر آن وجود دارد. رابرت تی جونز از سال ۱۹۴۵ تا ۱۱۹۰ در ناسا مشغول کار طراحی این هواپیما بوده است. اساس این نوع طراحی در راستای کشش کم مقدار برای پروازهای ما فوق صوت است.

صنعت هوایی یک مقوله رو به رشد جهانی است که نیازهای مشتریان آن نیز رو به فزونی است. بسیاری به دنبال پرواز‌های آرام‌تر هستند و بسیاری دیگر سرعت بالاتر می‌خواهند. مسلما شرکت‌های هواپیمایی با سودهای نجومی برای داشتن مشتریان بیشتر به طراحی‌های نو پناه می‌آورند. صنعتی جهانی که سود آن تنها در یک دوره سه ماهه آن بالغ بر چهار میلیارد دلار اعلام شود، باید برای هر سفر رختی نو بر تن کند.

مترجم: حسام گلبری