|

استفاده از طراحی بمب‌افکن B2 در جت‌های مسافربری

از آغاز سفرهای هوایی تجاری در 1950، پروازها ایمن‌تر و طراحی داخلی هواپیماها زیباتر شده است، اما ماهیت خود هواپیماها تغیرات زیادی نداشته است. هواپیماها با طراحی لوله‌ای شکل بدنه و بال، از نظر منطقی کارآمد و از نظر ساختاری نیز مناسب هستند. اما چه اشکال دیگری قادر به پرواز خواهند بود؟

طراحی یکپارچه بدنه و بال (Flying Wings) به روزهای نخست صنعت هوانوردی بر می‌گردد. بشریت سعی داشت آسمان را با استفاده ایده‌‌های موجود در طبیعت فتح کند، زیرا انسان بال پرندگان را، راهی طبیعی برای پرواز می‌دانست. می‌توان استدلال کرد که برای اولین بار در اوایل سال 1485، طرح Ornithopter از لئوناردو داوینچی ارائه شد که ویژگی‌های یک بال را داشته و بدون بدنه و دم، از کل سازه برای تولید نیروی لیفت بهره می‌‌برد.

این نوع طراحی اگرچه تا کنون کاربرد نظامی داشته ولی مزایای آن باعث شده تولیدکننده‌گان و شرکت‌های هواپیمایی تلاش کنند تا هواپیماهای تجاری نیز از این ایده بهره ببرند. در سال 1929 ، هواپیمایJunkers G-38 که توسط مهندس معروف آلمانی هوگو یونکرز طراحی شده بود، برای اولین بار به پرواز درآمد. این هواپیمای غیرنظامی توانست 34 مسافر را حمل کند که برخی از آن‌ها در بال‌ها نشسته بودند. لوفت‌هانزا نیز از این نمونه اولیه برای پروازهای چارتر و پروازهای برنامه‌ریزی شده تحت عنوان D-2000 استفاده کرد. با وجود اینکه ابعاد بدنه به حداقل کاهش یافته بود، اما همچنان دم نیز در انتهای هواپیما دیده می‌شد.

هنگامی که جنگ جهانی دوم آغاز شد، برادران هورتن چندین مدل موفق را توسعه دادند. گلایدرهای Ho II و Ho III  آنها توسط نیروی هوایی آلمانLuftwaffe  به عنوان راهی موثر برای تحویل مهمات در هنگام حمله به انگلستان در نظر گرفته شد. برای چندین سال برادران هورتن به پیشرفت خود ادامه دادند تا سال 1944، هنگامی که توسط Luftwaffe قراردادی برای به‌کارگیری دو موتور توربوجت در طراحی آن‌ها منعقد گردید. بنابراین Ho-IX متولد شد (همچنین به عنوان Ho-229 یا Go-229 نیز شناخته می شود). این دو مهندس حتی یک پوشش خاصی را تصور می‌‌کردند که قابلیت پنهان بودن هواپیما را نیز ارائه می ‌داد.
 

HoIX

به لطف تلاش جدید ایرباس، ایده طراحی یکپارچه بدنه و بال جان دوباره گرفته است. در نمایشگاه هوایی سنگاپور، این شرکت بخشی از مدل این هواپیما را فاش کرد. این طراحی می تواند در مقایسه با جت‌های امروزی با بدنه باریک، مصرف سوخت را تا 20 درصد کاهش دهد.

مثلثی بودن ماوریک تمایز بین بال و بدن را کاهش داده است. در این طراحی نیروی لیفت در کل بدنه ایجاد می‌شود و نه فقط در بال و این یعنی نیروی لیفت بیشتر و درگ کمتر. در صنعتی که پیشرفت عموما از ترفندها گرفته تا طراحی موتور و هواپیما تاثیر 1 یا 2 درصدی ایجاد می‌کند، پیشرفت 20 درصدی قابل توجه خواهد بود.

Maveric با داشتن موتورهای بالاتر از بدنه، نویز کمتری را ایجاد کرده و می تواند سیستم‌های پیشرانه جدید از جمله هیبریدی و برقی را در خود جای دهد. برای مسافران، این طراحی یعنی صندلی‌های کمتری در مجاورت پنجره هستند، اما امکانات بیشتر همچنین اختصاص فضای خلاقانه تر را تجربه خواهند کرد.

ایرباس برنامه طراحی را در سال 2017 راه اندازی کرد و ماوریک با طول 6.5 فوت و 10.5 فوت فاصله بین نوک دو بال، برای اولین بار در سال گذشته پرواز خود را انجام داد. پیشرفت سریع این هواپیما تعجب آور نیست، زیرا چالش‌های این نوع طراحی تا حد زیادی درک شده است. پیش از آن‌که ناسا و بویینگ پروژه مشترک خود را در سال 2012 به پایان برسانند، X-48  هواپیمای بدون سرنشین با قابلیت کنترل از راه دور بیش  از 100 پرواز انجام داده است. همچنین bomber b2 کمپانی Northrop نیز نزدیک  ۳۰ سال پرواز کرده است.

NASA - Boeing

اما عملی ساختن این طرح برای استفاده تجاری یک پیشنهاد بسیار متفاوت از ساختن آن به عنوان یک بمب افکن نظامی است، جایی که نگرانی‌ها در مورد هزینه و راحتی، کمتر مورد توجه خواهد بود. توماس ریست، محقق آیرودینامیک دانشگاه تورنتو می‌گوید، ساختار هواپیما با فضای داخلی بزرگتر چالش‌های بیشتری برای فشار هوای داخل هواپیما ایجاد می‌کند، بنابراین هواپیما باید به اندازه کافی قوی باشد که بدون اضافه وزن و کاهش کارایی، این مشکل برطرف شود. پایداری نیز یک مسئله است. ریست می‌گوید: "بدون دم افقی و عمودی، پایداری و کنترل هواپیما بسیار چالش برانگیز است." پرواز B2 بسیار دشوار بوده و به کامپیوتریی قوی جهت پردازش داده‌ها برای ایجاد پایداری و ایمن نگه داشتن هواپیما، در هوا نیاز دارد، به همین دلیل است که ایرباس اعلام کرده است که کنترل پذیری نقطه مورد علاقه ما در طراحی ماوریک است.

اگرچه موفقیت‌های کسب شده می‌تواند قابل توجه باشد، افزایش بهره وری در درجه اول از نسبت بالای سطح در معرض جریان هوا ناشی می شود، که متخصصان آیرودینامیک آن را wetted area می‌نامند. این نسبت بالا به شما امکان می‌دهد تا دو منبع بزرگ درگ که با تولید لیفت و اصطکاک ایجاد می‌شود، به حداقل برسانید. ریست می‌گوید طراحی یکپارچه بدنه و بال تا حد زیادی برای هواپیماهای حامل بیش از 400 مسافر مطلوب می‌‌باشد، اما طرحی شبیه به Maveric می‌تواند برای هواپیماهای کوچکتر با بدنه‌ی مرکزی باریک‌تر، کارآمدتر باشد. مدل ایرباس بدنه مرکزی باریکی ندارد، اما این شرکت اعلام کرده که این طراحی در ابتدا برای هواپیماهای منطقه‌ای تک راهرو در نظر گرفته شده است.

ایرباس همچنین در حال بررسی منابع پیشرانه جایگزین برای هواپیما است. این سیستم‌ها شامل یک سیستم EcoPulse است که توسط سافاران و Daher ساخته می‌شود و از سه روتور برقی در هر بال استفاده می‌کند که توسط باتری یا موتور توربینی انرژی الکتریکی خود را تامین می‌کنند. با این حال ایرباس هیچ برنامه زمانی برای توسعه و یا بهره برداری از آن اعلام نکرده است.

Maveric - Airbus

نویسنده: مجید شعبان‌‌زاده

ارسال نظر