دنیای فناوری

بال ادغام شده در بدنه ، طرحی برای آینده هواپیماهای مسافری و ترابری

326

 

تیم تحقیقاتی BWB در ناسا، اقدام به ارائه طرح مفهومی برای هواپیمای مسافربری ۸۰۰ نفره با بال ادغام شده در بدنه کرده اند، میزان مصرف سوخت آن به ازای هر مسافر ۲۷ درصد در مقایسه پیکربندی معمول هواپیماهای موجود کمتر است. در سالهای اخیر پیکر بندی های غیر معمولی برای هواپیما، مانند نمونه بال ادغام شده در بدنه مورد توجه نام هایی مثل ناسا قرار گرفته است.

با استخراج بیت کوین ، پولدار شو!! آموزش برنامه نویسی Galaxy J8 2018

هدف اصلی از پژوهش روی این نوع مدلها، یافتن بهترین کارآیی در میان ساختمان قابل حصول برای هواپیماهای ترابری است که البته با محیط زیست نیز سازگار باشند. در گذشته به این مدل طراحی بال پرنده نیز گفته می شد.

رویای دیروز

هواپیماهای آلمانی Jukers G.38 در سال ۱۹۲۹ یکی از مدلهای اولیه بال ادغام شده در بدنه بود. اما مشهورترین نمونه این پیکربندی بدون شک در سال ۱۹۸۷ با رونمایی از بمب افکن B-2 Spirit ساخت نورثروپ در معرض دید جهانیان قرار گرفت. طراحی بال ادغام شده در بدنه که به اختصار BWB نیز نامیده می شود، توانایی بالقوه ای برای به کار گیری برای هواپیماهای مسافربری عظیم را نیز دارد. از آن روز تاکنون تلاش های زیادی برای وارد کردن این ایده به دنیای پرنده های تجاری در جریان بوده است.

هر قطره سوخت مهم است

هدف اصلی افزایش نسبت نیروی برآ (Lift) به پسا (Drag) در بال است، یکی از مزیت های مهم طراحی BWB ، کاهش سطح پوسته هواپیما است. به این ترتیب نیروی پسای پوسته ای به حداقل خواهد رسید. علاوه بر این بال ادغام شده در بدنه باعث افزایش ضخامت محدوده ریشه بال شده که کارآیی بیشتری داشته و وزن آن نیز در مقایسه با هواپیماهای معمول کاهش می یابد.

بال ادغام شده در بدنه (4)

از مزایای استفاده از طرح BWB می توان به این موارد اشاره کرد:

  • حمل بارمزد بیشتر در مصارف مسافری، ترابری و سوخت رسان.
  • بهینه سازی مصرف سوخت در مقایسه با نمونه های معمول.
  • صدای کمتر، بین ۱۵ تا ۴۲ دسیبل پایین تر بسته به نوع پرنده.

>> شرکت لیلیوم اولین هواپیما برقی عمود پرواز را رونمایی کرد + ویدئو

با این وجود چندین نکته منفی هم خصوصا برای استفاده در انواع مسافربری وجود دارد. استفاده از بال ادغام شده در بدنه در هنگام وقوع شرایط حادثه چالش برانگیز است. درهای خروجی اضطراری کمتری را می توان در بدنه آنها تعبیه کرد. همچنین برای بهره بردن از تمامی مزیت های بال ادغام شده در بدنه، می بایست موتورها بر بالای سطح عقبی بدنه قرار گیرند، در صورت بروز سانحه، احتمال جداشدن پیشرانه ها و پرتاب آنها به سمت جلو، بر روی کابین مسافران وجود دارد.

همکاری نام های بزرگ

بوئینگ با همکاری ناسا و آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی ایالات متحده سال هاست که مطالعات خود روی ساختار، آیرودینامیک و مزایای عملیاتی بال ادغام شده در بدنه را برای هواپیما آغاز کرده است. نیروی هوایی زمان زیادی است که علاقه خود به طرح X-48B به عنوان نسل آینده هواپیماهای ترابری نظامی چند منظوره، دور برد با ظرافت بالا را نشان داده است.

بال ادغام شده در بدنه (5)

در ابتدا نسخه ای به نسبت ۸٫۵ درصد ابعاد حقیقی ساخته شد. این مدل به نحوی طراحی شده که بتواند از لحاظ آیرودینامیکی تا حد زیادی مشابه با نمونه با ابعاد واقعی رفتار کند.

پس از نصب تجهیزات آزمایشگاهی روی بدنه پرنده مدل، یکی از نمونه های هواپیمای با بال ادغام شده در بدنه X-48B آزمون های سبک را در مرکز تحقیقات پروازی ناسا آغاز کرد. پس از آن پرنده وارد تونل باد گردید که نتایج مثبت زیادی از آن به دست آمد. آلودگی صوتی کم، مصرف سوخت پایین و توانایی حمل بار و مسافر بالاتر در مقایسه با طراحی معمول به اثبات رسیدند. تست های پروازی ناسا در مرکز Dryden به ویژه روی خصوصیات پروازی در سرعت کم و ارتفاع پایین پیکربندی بال ادغام شده در بدنه متمرکز شده بود.

بال ادغام شده در بدنه (2)

از جمله دیگر موارد آزمایش شده، می توان به از کار افتادن موتور در حین پرواز، بررسی ویژگی های هواپیما در حالت واماندگی و کیفیت هدایت اشاره کرد.

پس از آن پرواز آزمایشی واقعی نشاند داد پرنده ویژه می تواند همانند هواپیماهای ترابری معمول که از بدنه، بال و چیدمان دم رایج استفاده می کنند، ایمن باشد.

>>در کابین خلبان هواپیما چطور باز می شود ؟

X-48C نسخه تغییر یافته مدل X-48B است. این مدل اولین پرواز خود را در سال ۲۰۱۲ انجام داد. این هواپیما که توسط بوئینگ طراحی شده برای ارزیابی کنترل تعادل در سرعت پایان طراحی ایده HWB ساخته شده، در واقع این هواپیما مدلی هیبریدی از طرای BWB است.

در مدل X-48C، از بدنه ای ویژه استفاده شده که در برابر آلودگی های صوتی مقاوم تر است. این هواپیما از نظر ظاهری نیز تفاوت هایی با مدل B دارد. هواپیمای مقیاسی مدل نمونه X-48B از سه موتور با رانش ۵۰ پوندی استفاده می کند و مدل C از دو موتور ۸۹ پوندی بهره می برد. طول بال های این مدل نیز بیش از ۶٫۵ متر بلند تر از مدل B بوده و بیش از ۲۰۰ کیلوگرم نیز سنگین تر از آن است.

همان گونه که گفته شد، در نهایت هدف از طرح X-48 ساخت هواپیمایی مسافربری با بال ادغام شده در بدنه است. این هواپیمای پیشرفته دور برد با ظرفیتی برای ۸۰۰ مسافر در کلاس های مختلف، با سرعت کروز ۰٫۸۵ ماخ می تواند حدود ۱۵۰۰۰ کیلومتر پرواز کند. برای کنترل پایداری BWB ، نیاز به سیستم های کنترل پروازی پیشرفته ای است. علاوه بر این، سربال های جدید (Wing Tip) در نوک بال میزان نیروی برآ را افزایش می دهد.

رقابت در سطح جهانی

علاوه بر بوئینگ، ایرباس نیز به فکر طراحی هواپیمایی با بال ادغام شده در بدنه است. در واقع آنها که عظیم ترین هواپیمای مسافربری جهان یعنی A380 را ساخته اند، به دنبال ساخت هواپیمایی BWB دو طبقه هستند.

طرح جدید می تواند ۱۰۰۰ مسافر را در دو طبقه جابجا کند که مسلما تا حد زیادی به صرفه تر است. اما همچنان بحث ایمنی و کار گذاشتن درهای خروج اضطراری به تعداد کافی، از جمله مسائلی است که باید بیشتر روی آنها تمرکز کرد.

نکته مهم در نحوه طراحی، پیچیده بودن آن در مقایسه با هواپیماهای فعلی است. در یک قرن، طراحی بال و بدنه به صورت جدا از یکدیگر با فناوری بالایی انجام شده و هنوز طراحی بال های جدید در دستور کار شرکت های هواپیماساز قرار دارد. مسلما طراحی بالی یکپارچه با بدنه مشکل تر بوده و هزینه بیشتری را نیز به دنبال خواهد داشت و برای هر نوع هواپیما می بایست طرحی ویژه را در نظر گرفت.

بال ادغام شده در بدنه (6)

دانشگاه کرنفیلد انگلستان نیز طرحی ویژه با نام BW-98 را ارائه کرده است. محققان این دانشگاه بررسی های زیادی روی آلیاژهای مناسب در ساخت بدنه هواپیما به انجام رسانیده اند. تحقیقاتی روی نمونه دیگر با ساختار مواد کامپوزیتی نیز انجام شده است. یکی از نکات منفی دیگری نیز که محققان با آن مواجه شده اند، نحوه نصب پنجره برای مسافران است! در واقع قسمت مسافران در کنار بال هواپیما قرار دارد و نصب پنجره روی سطح بال از نظر ساختاری کاری دشوار است.

>> سومین هواپیما ایرباس (AIRBUS 330-200) وارد کشور شد

مخازن سوخت نیز در بیرون بخش مسافران قرار داشته و همین امر نیز کار را برای تعبیه پنجره دشوارتر می سازد. برای حل این مشکل، طراحان به فکر استفاده از صفحات نمایش کریستال مایع روی صندلی مسافران بخش عقب تر و نصب چندین پنجره برای مسافران جلویی افتاده اند.

افق های دور از دست

طبق نظر کارشناسان، هنوز سال های زیادی تا پرواز اولین نمونه مسافربری با ظرفیت بالا از نمونه طراحی های بال ادغام شده در بدنه باقی مانده است. باید دید بوئینگ، ایرباس یا سازندگان دیگر، کدام یک برای نخستین بار فروش این هواپیما را به شرکت های هوایی مسافربری آغاز خواهند کرد؟

در ادامه ویدئو های مربوط به این هواپیما را مشاهده می فرمایید

منبع : Nasa

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.