عکس هواّیمای ناسار

عکس/ ناسا و طراحی هواپیماهای آینده

کد: 890815029 ‫08:05  - 1389/08/15

هواپیماهای تجاری آینده در حال حاضر بر روی میزهای طراحی قرار دارد. هم‌زمان با اعلام نتایج برنامه بنیادی هوانوردی ناسا، برخی از طرح‌های مفهومی هواپیماهای آینده نیز منتشر شد. در یک همکاری 18 ماهه بین کارشناسان صنایع سنگین و محققان دانشگاهی، اهداف خاصی را از نظر عملکرد، مسائل زیست‌محیطی و مصرف انرژی برای مسافرت‌های هوایی سال 2030 / 1409 و بعد از آن در نظر گرفته شد. به گفته ناسا، اهداف مذکور مفاهیم علمی و قابل دستیابی هستند.
در مقایسه با هواپیماهای فعلی، شاید شما نتوانید تفاوت طرح‌های جدید را با طراحی‌های فعلی متوجه شوید؛ اما بهبودهای انجام شده یک انقلاب خواهد بود. طرح‌های مفهومی ارائه شده از سوی تیم‌های مختلف می‌توانند مصرف سوخت یا میزان سر و صدا را کاهش دهند، اما نمی‌توانند هر دو کار را هم‌زمان انجام دهند. بنابراین لازم است اهداف کلی مد نظر ناسا مورد ارزیابی مجدد قرار بگیرد.

هوانوردی با جنرال‌الکتریک

ایده این هواپیما با ظرفیت 20 مسافر از سوی شرکت GE Aviation مطرح شده است. شکل بدنه آن امکان عبور هموار جریان هوا را از روی تمام سطوح هواپیما فراهم می‌کند. سلول‌های سوختی، نیروی مورد نیاز سیستم‌های الکتریکی را تامین می‌کند. همچنین استفاده از راکت‌های معمول در صنعت هوانوردی، به واسطه استفاده از پیشرانه‌های کم صدا و طراحی موتور پیشرفته، کاهش خواهد یافت.

بوئینگ به طعم شکر

تیم تحقیقاتی بوئینگ چندین ایده مفهومی از هواپیماهای بسیار سبز و مادون صوت یا به اختصار SUGAR را ارائه کرده است. برجسته‌ترین نکته طراحی این هواپیما بال‌های کشیده و باریک آن است که از یک تقویت بادبندی برای آن استفاده شده است. البته به گفته بوئینگ به دلیل طول زیاد بال‌ها، شاید لازم باشد برای تطبیق دادن این طرح با آشیانه‌های ترمینال‌های فرودگاه‌ها، آن‌ها را به صورت لولایی درآورد. در زیر بدنه این هواپیمای دو موتوره، بوئینگ استفاده از یک فناوری پیشرانش توربوالکتریکی هیبریدی را در ذهن می‌پروراند.

پرواز بی‌صدا

طرح شرکت Northrop Grumman، حمل و نقل تجاری کارآمد بی‌صدا با برون‌دهی پایین یا به اختصار SELECT نام دارد. اگرچه این طرح خیلی شبیه هواپیماهای متوسط امروزی است، اما جای هیچ گونه نگرانی نیست. به گفته مسولین شرکت، این هواپیمای 120 نفره حتی اگر ظاهر آن نیز نشان ندهد، انقلابی در عملکرد خواهد بود؛ چون در بدنه آن و هم‌چنین سیستم پیشرانش با نسبت کنارگذری بسیار زیاد از ساختارهای کامپوزیت‌های سرامیکی، فناوری نانو و آلیاژهای هوشمند استفاده شده است. مشابه طرح شرکت جنرال‌الکتریک، طرح SELECT هم می‌تواند به واسطه توانایی استفاده از فرودگاه‌های کوچک و هم‌چنین پرواز در ارتفاع پایین – حدود 5هزار پا یا 1500 متری- به کاهش ازدحام فرودگاه‌های پرترافیک کمک کند.

حباب‌های به‌هم چسبیده ام.آی.تی

احتمالا افراطی‌ترین طرح ارائه شده، طرح D8 گروه تحقیقاتی انستیتو تحقیقاتی ماساچوست است. به گفته طراحان، هواپیمای 180 نفره D8 از نظر عملکرد مشابه بوئینگ 737 خواهد بود، اما کابین آن به مراتب پهن‌تر است. در انتهای بدنه هواپیما، سه موتور توربوفن در کنار یکدیگر قرار دارند که یکی از تغییرات برجسته این هواپیما نسبت به هواپیماهای فعلی محسوب می‌شود. مشابه طرح SELECT، طرح D8 نیز از یک نسبت کنارگذری فوق بالا استفاده می‌کند که به معنای نیروی پیشرانه موثرتر است. نسبت کنارگذری فوق بالا به این معنی است که در مقایسه با موتورهای متداول، جریان هوای عبوری از میان هسته موتور در مقایسه با جریان هوایی که از محافظ پیرامون هسته می‌گذرد، به میزان قابل توجهی کمتر است.

پهن‌پیکر ام.آی.تی

یکی دیگر از طرح‌های تیم تحقیقاتی MIT، طرح مفهومی بدنه-بال ترکیبی سری H است. به گفته گروه تحقیقاتی، این طرح بیشتر شبیه بوئینگ 777 است. حداقل بر روی کاغذ، این پرنده برای جابجایی حدود 350 مسافر در مسیرهای بین قاره‌ای، با حداکثر سرعت 0.83 ماخ (هر ماخ برابر سرعت صوت است) طراحی شده است. به گفته ناسا، هر چهار گروه تحقیقاتی در اغلب طراحی‌های خود به منظور صرفه‌جویی در مصرف سوخت، سرعت حرکت هواپیماها را حدود 0.7 سرعت ماخ در نظر گرفته‌اند. از این نظر سری H نسبت به سایر طراحی ها یک سر و گردن بالاتر است. موتورهای جاسازی شده در سری H از نازل‌های متغیر با نیروی پیشرانه‌برداری استفاده می‌کنند. همچنین یکی دیگر از ویژگی‌های این هواپیما، استفاده از فناوری‌های کاهش صدا است.

به یاد کنکورد

طرح ارائه شده توسط شرکت لاکهید مارتین دارای بدنه‌ای کشیده و نوک سوزنی شکل است. این طرح مشابه هواپیمای مافوق‌صوت کنکورد است که از اواسط دهه 1970 / 1350 تا سال 2003 / 1382 برای پروازهای تجاری از آن استفاده می‌شد. ساختار V شکل موتورهای آن به همراه پیکربندی بال هواپیما می‌تواند غرش ناشی از شکسته شدن دیوار صوتی را به میزان زیادی کاهش دهد و همچنین امکان پرواز طولانی‌تر را فراهم کند. یکی از اهداف ناسا تولید نسل جدیدی از هواپیماهای مافوق صوت است که علاوه صرفه اقتصادی، الزامات سخت زیست‌محیطی را هم رعایت کنند.

آیکون بوئینگ

یکی دیگر از طرح‌های پروازهای مافوق‌صوت، طرح آیکون II گروه بوئینگ است. به گفته بوئینگ این طرح هم‌چنین اهداف ناسا را از نظر کاهش مصرف سوخت و کاهش سر و صدا تامین می‌کند. به گفته مسولان ناسا، مرحله دوم طرح تولید هواپیماهای دهه 2030 از آوریل / اردیبهشت گذشته با ارائه پیشنهادهای تکمیلی هر چهار گروه تحقیقاتی در ارتباط با بهبود سیستم حمل و نقل هوایی، آغاز شده است. حال باید منتظر ماند تا ببینیم که نهایتا سرنوشت هواپیماهای نسل بعد به کجا ختم می‌شود.

مهم‌ترین اهداف ناسا

مهم‌ترین اهداف ناسا 1. راندمان بالای مصرف سوخت: کاهش بیش از 70 درصد در مصرف سوخت. این کار دو فایده مهم دارد، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش هزینه مسافرت هوایی. 2. تولید کمتر مونوکسید نیتروژن: کاهش بیش از 75 درصد در میزان انتشار مونوکسید نیتروژن که باعث بهبود کیفیت هوا در اطراف فرودگاه‌ها می‌شود. مونوکسید نیتروژن جزء کلیدی تشکیل مه‌دود است. 3. صدای کمتر: کاهش سر و صدای ناشی از هواپیماها به میزان 71 دسی‌بل. این هدف به ایجاد آرامش بیشتر در اطراف فرودگاه‌ها منجر می‌شود. 4. کاهش ترافیک: استفاده بهینه از مسیرهای هوایی در فرودگاه‌های کلان شهرها که منجر به داشتن آسمانی خلوت‌تر و کاهش تاخیر پروازها می‌شود.