طائرات الركاب تتخلى عن شكلها التقليدي

[فاطمة 0]

بسم الله الرحمن الرحيم

 

نمازج من طائرات المستقبل

إعداد: علي محمد الهاشم

رغم أنه من المبكر الحديث عن تغيير الشكل التقليدي لطائرات الركاب الحالية، خصوصا بعد أن غضت بوينغ النظر عن طرح نموذج طائرتها المثيرة للجدل «سونيك كروزر» أو العابرة الصوتية في عام 2001، فإن وكالة الفضاء «ناسا» لم تخف البدء فعليا بعملية تطوير لطائرة ركاب ثورية ذات تصميم هندسي غير مسبوق ولا مألوف، يختلف كليا عن التصاميم المستخدمة منذ أكثر من قرن من الزمن في الطائرات. هذه المبادرة جاءت نتيجة لظروف ملحة تمخضت عن الارتفاع الكبير في أسعار الوقود لمعدلات قياسية بحيث باتت معه شركات الطيران في وضع مقلق من انهيار المزيد منها في المستقبل العاجل. ورغم أن العالم على مشارف دخول احدى أكثر الطائرات كفاءة واقتصادية ألا وهي البوينغ 787، الخدمة، فإن تلك الطائرة لن توفي حسب ما بينته التقديرات لدى «ناسا» بالمطلوب منها، لا من ناحية الاقتصاد بالوقود ولا الضوضاء وتلوث البيئة.

 

لم تكتف «بوينغ» و«إيرباص» بتطويرهما لطائرتي ركاب متقدمتين تكنولوجيا، بل تعدى طموحهما إلى أبعد من ذلك، وهو تغيير شامل للشكل الهندسي التقليدي لطائرات الركاب الحالية، وانضمت إلى المبادرة شركتي «لوكهيد مارتن» و«نورث روب» الأميركيتين، والأخيرة هي صاحبة أول نموذج حقيقي لطائرة «قاذفة» عبارة عن جناح طائر هي «بي ـ 2» الخفية، تحت إشراف وكالة الفضاء «ناسا»، عدا إيرباص التي تتبع شركتها الأم EADS الأوروبية. وتهدف تلك الجهود إلى تطوير طائرات ركاب فائقة الكفاءة والاقتصادية والهدوء معا. الأمر الذي سيمكن شركات الطيران في المستقبل من العمل في ظل عدم وجود بديل حقيقي ووافر للوقود الأحفوري الحالي، الذي باتت معدلات أسعاره خيالية.

 

الطائرة الجناح

الحل تمثل بجعل الطائرة على شكل جناح طائر، من خلال دمج البدن بالجناح، وجعله من ضمن بنية الجناح ووضع المحركات في الجهة العلوية لمؤخرة الطائرة وطمرها هي الأخرى جزئيا بالبدن، والنتيجة انقلاب كامل في نمط تصميم شكل طائرات الركاب العام، والتحول إلى شكل جديد كليا، بمعنى آخر ثورة في نمط تصميم طائرات النقل الجوي، وهذا التصميم ليس وليد اليوم، بل يعود بالتاريخ إلى الثلاثينات، لكنه لم ير النور سوى بصورة محدودة جدا، واقتصرت على التطبيق العسكري من خلال القاذفة الاستراتيجية الخفية B-2. ويوفر هذا التصميم كفاءة في عدة جوانب مهمة، منها التقليل من استهلاك الوقود بنسبة %25 لأفضل طائرة ركاب تقليدية الشكل يتم صنعها حاليا، وهي البوينغ 787، أي بنسبة قد تصل إلى %40، إذا ما أخذنا في الحسبان أن أفضل طائرة ستدخل الخدمة في نهاية هذا العام ستكون أقل استهلاكا للوقود أيضا بنسبة %20 تقريبا، أما الأهم فإن التصميم الجديد لطائرة «الجناح الطائر» بهذا الشكل غير المألوف بدرجة هدوء السيارة الكهربائية أو حتى آلة الغسيل المنزلي (الغسالة).

 

مشروع طموح

مبادرة قامت بها جامعتان مرموقتان هما كامبردج ببريطانيا وMIT الأميركية بدعم من الحكومة البريطانية، لمشروع تصميم طائرة ركاب أطلق عليها الرمز «SAX-40» ذات كفاءة عالية وتصميم راديكالي (غير مألوف)، تتركز تقنيتها الأساسية حول خفض الضجيج إلى أدنى درجاته، بحيث تكون شبه ‹خافتة›، في خطوة جدية نحو مكافحة التلوث الضوضائي، رأى فريق تطوير «الطائرة الخافتة» أن نمط تصميم أبدان الطائرات الحالية، كما ذكرنا سلفا، هو المسبب الرئيسي في حدوث اضطرابات في الهواء المنساب على البدن والجناح، وهذا الاضطراب يحدث نتيجة انحصار الهواء بزوايا رأسية قائمة تكون بالبدن الاسطواني والموصول بالجناح، ليترجم الاضطراب إلى ضجيج، وبالتالي فإن التحول إلى التصميم المستند على مبدأ BWB أي البدن المدمج بالجناح، سيصبح الهواء أكثر وأسهل انسيابية على بدن الطائرة الذي سيكون عبارة عن جناح طائر عملاق، وبالتالي سيصدر صوتا أقل جلبة وضوضاء من التصميم الحالي.

 

موقع المحركات

تتركز المحركات الحالية بوضعية معلقة من الأجنحة في الغالب عدا بعض الطائرات التي تكون فيها المحركات مثبتة في الجزء الخلفي للبدن، وكلتا الطريقتين، مهما بذل مصنعو المحركات من جهود لتقليل انبعاث الضجيج منها، فلن تكون بالمستوى المطلوب، لذلك عمد فريق التصميم إلى وضع المحركات في الخلف (الجناح الطائر) مع طمرها (دمجها) بالبدن، ومن شأن هذا أن يحدث خفضا كبيرا للضجيج، حيث سيعمل البدن كحاجب لمصدر صوتها، خصوصا عند مرحلتي الإقلاع والهبوط، وكذلك سيضفي هذا الإجراء الى تحسين كبير في نسبة استهلاكها للوقود.، الزاوية المتغيرة للعادم سيتم اعتماد تقنية المنافث ذات الفتحات المتغيرة الحجم والزاوية، بحيث تغير من حجم فتحتها عند الإقلاع والتحليق، وتغير من زاويتها في التوجيه في جميع مراحل الطيران وكذلك عند الإقلاع والهبوط، وهذا سيساعد كثيرا في التقليل من انبعاث الضجيج واستهلاك الوقود وسيرفع من عنصر السلامة خصوصا في الأجواء العاصفة.

 

تحييد مصادر الضوضاء

يعتمد تصميم الجناح الطائر على التقليل قدر الإمكان من السطوح المتحركة بالجناح خصوصا الخفاقات أوالقلابات FLAPS، ولكن تقنية الحواف المتدلية (DROOPED) مثل المستخدمة في جناح إيرباص العملاقة A380، يمكنها أن تعطي نتائج مرضية، وهناك تقنية أكثر تطورا يعتقد أنها قد تستخدم في طائرة الجناح الطائر أو المدمج بالبدن مستقبلا، وهي الجناح المتكيف، الذي لا توجد فيه أي سطوح متحركة أومتمفصلة كالتي نلاحظها على أجنحة الطائرات الحالية، لكنها تغير من شكل ميلان سطحه عن طريق آليات مطمورة داخليا به وسيكون مصنوعا بالكامل من المواد اللدنة. قد لا ترى النور تلك الطائرات «الخافتة» إلا بعدعام 2020، وهذا يعتمد على متطلبات السوق العالمية للطائرات، لكن ظهورها سيعني هدوءا عاما في المطارات العالمية، وانبعاثا أقل للضوضاء ومزيدا من الرحلات جوا بتكاليف أقل..

لم تكتف «بوينغ» و«إيرباص» بتطويرهما لطائرتي ركاب متقدمتين تكنولوجيا، بل تعدى طموحهما إلى أبعد من ذلك، وهو تغيير شامل للشكل الهندسي التقليدي لطائرات الركاب الحالية، وانضمت إلى المبادرة شركتي «لوكهيد مارتن» و«نورث روب» الأميركيتين، والأخيرة هي صاحبة أول نموذج حقيقي لطائرة «قاذفة» عبارة عن جناح طائر هي «بي ـ 2» الخفية، تحت إشراف وكالة الفضاء «ناسا»، عدا إيرباص التي تتبع شركتها الأم EADS الأوروبية. وتهدف تلك الجهود إلى تطوير طائرات ركاب فائقة الكفاءة والاقتصادية والهدوء معا. الأمر الذي سيمكن شركات الطيران في المستقبل من العمل في ظل عدم وجود بديل حقيقي ووافر للوقود الأحفوري الحالي، الذي باتت معدلات أسعاره خيالية.

 

الطائرة الجناح

الحل تمثل بجعل الطائرة على شكل جناح طائر، من خلال دمج البدن بالجناح، وجعله من ضمن بنية الجناح ووضع المحركات في الجهة العلوية لمؤخرة الطائرة وطمرها هي الأخرى جزئيا بالبدن، والنتيجة انقلاب كامل في نمط تصميم شكل طائرات الركاب العام، والتحول إلى شكل جديد كليا، بمعنى آخر ثورة في نمط تصميم طائرات النقل الجوي، وهذا التصميم ليس وليد اليوم، بل يعود بالتاريخ إلى الثلاثينات، لكنه لم ير النور سوى بصورة محدودة جدا، واقتصرت على التطبيق العسكري من خلال القاذفة الاستراتيجية الخفية B-2. ويوفر هذا التصميم كفاءة في عدة جوانب مهمة، منها التقليل من استهلاك الوقود بنسبة %25 لأفضل طائرة ركاب تقليدية الشكل يتم صنعها حاليا، وهي البوينغ 787، أي بنسبة قد تصل إلى %40، إذا ما أخذنا في الحسبان أن أفضل طائرة ستدخل الخدمة في نهاية هذا العام ستكون أقل استهلاكا للوقود أيضا بنسبة %20 تقريبا، أما الأهم فإن التصميم الجديد لطائرة «الجناح الطائر» بهذا الشكل غير المألوف بدرجة هدوء السيارة الكهربائية أو حتى آلة الغسيل المنزلي (الغسالة).

 

مشروع طموح

مبادرة قامت بها جامعتان مرموقتان هما كامبردج ببريطانيا وMIT الأميركية بدعم من الحكومة البريطانية، لمشروع تصميم طائرة ركاب أطلق عليها الرمز «SAX-40» ذات كفاءة عالية وتصميم راديكالي (غير مألوف)، تتركز تقنيتها الأساسية حول خفض الضجيج إلى أدنى درجاته، بحيث تكون شبه ‹خافتة›، في خطوة جدية نحو مكافحة التلوث الضوضائي، رأى فريق تطوير «الطائرة الخافتة» أن نمط تصميم أبدان الطائرات الحالية، كما ذكرنا سلفا، هو المسبب الرئيسي في حدوث اضطرابات في الهواء المنساب على البدن والجناح، وهذا الاضطراب يحدث نتيجة انحصار الهواء بزوايا رأسية قائمة تكون بالبدن الاسطواني والموصول بالجناح، ليترجم الاضطراب إلى ضجيج، وبالتالي فإن التحول إلى التصميم المستند على مبدأ BWB أي البدن المدمج بالجناح، سيصبح الهواء أكثر وأسهل انسيابية على بدن الطائرة الذي سيكون عبارة عن جناح طائر عملاق، وبالتالي سيصدر صوتا أقل جلبة وضوضاء من التصميم الحالي.

 

موقع المحركات

تتركز المحركات الحالية بوضعية معلقة من الأجنحة في الغالب عدا بعض الطائرات التي تكون فيها المحركات مثبتة في الجزء الخلفي للبدن، وكلتا الطريقتين، مهما بذل مصنعو المحركات من جهود لتقليل انبعاث الضجيج منها، فلن تكون بالمستوى المطلوب، لذلك عمد فريق التصميم إلى وضع المحركات في الخلف (الجناح الطائر) مع طمرها (دمجها) بالبدن، ومن شأن هذا أن يحدث خفضا كبيرا للضجيج، حيث سيعمل البدن كحاجب لمصدر صوتها، خصوصا عند مرحلتي الإقلاع والهبوط، وكذلك سيضفي هذا الإجراء الى تحسين كبير في نسبة استهلاكها للوقود.، الزاوية المتغيرة للعادم سيتم اعتماد تقنية المنافث ذات الفتحات المتغيرة الحجم والزاوية، بحيث تغير من حجم فتحتها عند الإقلاع والتحليق، وتغير من زاويتها في التوجيه في جميع مراحل الطيران وكذلك عند الإقلاع والهبوط، وهذا سيساعد كثيرا في التقليل من انبعاث الضجيج واستهلاك الوقود وسيرفع من عنصر السلامة خصوصا في الأجواء العاصفة.

 

تحييد مصادر الضوضاء

يعتمد تصميم الجناح الطائر على التقليل قدر الإمكان من السطوح المتحركة بالجناح خصوصا الخفاقات أوالقلابات FLAPS، ولكن تقنية الحواف المتدلية (DROOPED) مثل المستخدمة في جناح إيرباص العملاقة A380، يمكنها أن تعطي نتائج مرضية، وهناك تقنية أكثر تطورا يعتقد أنها قد تستخدم في طائرة الجناح الطائر أو المدمج بالبدن مستقبلا، وهي الجناح المتكيف، الذي لا توجد فيه أي سطوح متحركة أومتمفصلة كالتي نلاحظها على أجنحة الطائرات الحالية، لكنها تغير من شكل ميلان سطحه عن طريق آليات مطمورة داخليا به وسيكون مصنوعا بالكامل من المواد اللدنة. قد لا ترى النور تلك الطائرات «الخافتة» إلا بعدعام 2020، وهذا يعتمد على متطلبات السوق العالمية للطائرات، لكن ظهورها سيعني هدوءا عاما في المطارات العالمية، وانبعاثا أقل للضوضاء ومزيدا من الرحلات جوا بتكاليف أقل..

 

alhashim_aviation@yahoo.com

 

تحياتي

وشكرا

[سعيد77 0]

شكر وتقدير على المجهود الرائع

تحياتي