حسین کعبی: وقتی فیگو را در جام جهانی زدم....
نخستین پرواز هواپیماهای هیدروژنی در سال 2009
امروزه قابلیت تحرک و پویایی یکی از اجزاء و مولفههای اصلی علم اقتصاد و جامعهشناسی به شمار میآید و به طور کلی میتوان گفت بسیاری از پدیدهها و روابطی که در این دو زمینه مطرح است به این ویژگی متکی است. بدون وجود امکان بهرهمندی از حرکتهای آزادانه و کمهزینه برای تولیدات و افراد جامعه سیستم اقتصاد جهانی مختل خواهد شد.
تقاضا برای استفاده از سیستمهای حمل و نقل هوایی سالیانه 4 تا 5 درصد افزایش مییابد و پیشبینیهای انجام شده با توجه به قابلیتهای موجود در استفاده از سیستمهای حمل و نقل هوایی در مقایسه با دیگر روشهای ارتباطی موجود نشان میدهد که این روند همچنان سیرصعودی در پیش خواهد داشت. این در حالی است که با توجه به افزایش ترافیک هوایی در دهههای اخیر، فراهم آوردن زمینههای مناسب برای رشد صنعت هواپیمایی تحت شرایط و امکانات فعلی، امکانپذیر نخواهد بود.
از سال 1992 که نشستی با حضور سران در رابطه با موضوع زمین در برزیل برگزار شد نیاز به کاهش انتشار گاز دیاکسیدکربن در محیط به صورت گسترده مورد توجه قرار گرفت و در نشست دیگری که برای بررسی تغییرات آب و هوایی در سال 1997 کیوتو برگزار شد تصمیمات مهمی برای کاهش انتشار گازهای آلاینده ناشی از مصرف سوختهای فسیلی توسط کشورهای صنعتی اتخاذ شد.
این در حالی است که علیرغم هشدارهای اعلام شده از سوی کارشناسان همچنان مصرف سوختهای فسیلی مانند گذشته ادامه دارد. بدیهی است که در چنین شرایطی پیشرفتهای به دست آمده در صنعت هوایی و فناوری جدید ساخت موتورهای هواپیما و همچنین آغاز تدابیری برای کاهش ترافیک هوایی نمیتواند نقش مهمی در کاهش انتشار گازهای آلاینده در محیط داشته باشد.
تلاش برای جستجوی سوخت جایگزین
به نظر میرسد هیدروژن مایع که در حال حاضر در دستگاههایی که برای پرتاب موشک در نظر گرفته شده است، مورد استفاده قرار میگیرد یکی از مناسبترین جایگزینها برای سوخت هواپیما باشد.در حال حاضر در تعدادی از وسایل نقلیه زمینی نیز از این سوخت به صورت آزمایشی استفاده شده است. این سوخت به روش الکترولیز و از آب با استفاده از انرژی الکتریکی به دست آمده از منابع تجدیدپذیر انرژی تولید میشود و در هنگام سوختن فقط مقداری آب و مقادیر جزیی اکسیدنیتروژن آزاد میکند. براساس این تئوری، 35 نماینده از 11 کشور اروپایی که در صنعت هواپیمایی، موسسات تحقیقاتی و دانشگاهها فعالیت میکنند، استفاده از هیدروژن مایع برای تامین سوخت موردنیاز هواپیماها را مورد بررسی قرار دادهاند و امیدوارند بتوانند در این زمینه به نتایج موفقیتآمیزی دست یابند.
در این طرح تحقیقاتی امکان استفاده از این سوخت جایگزین از نظر فنی، ایمنی، اقتصادی و سازگاریهای زیست محیطی مورد بررسی قرار میگیرد. یکی از دیگر اهدافی که در این طرح مورد توجه قرار گرفته است بررسی وضعیت هواپیماهای مختلف از نظر عملکرد و کارایی در هنگام استفاده از سوخت هیدروژنی است.
بر این اساس ساختار سیستم جدید سوخت هیدروژنی و هماهنگی آن بار دیگر سیستمهایی که در هواپیماها برای سوخترسانی در نظر گرفته شده است، مورد بررسی قرار گرفته و ساختار ویژهای برای موتورها در نظر گرفته میشود تا بتواند انتشار اکسیدنیتروژن در محیط را به حداقل برساند. بنابراین میتوان گفت برای این که بخواهیم در آینده از سوخت جدیدی در هواپیماها استفاده کنیم، لازم است از جنبههای مختلف، اجرای طرح سوخترسانی هیدروژنی را از نظر ایمنی و سیستمهای اطفاء حریق مورد بررسی قرار دهیم و درباره راهکارهای احتمالی برای استفاده از سوخت جایگزین، تحقیقات جامعی را انجام دهیم.
علاوه بر این باید در زیرساختهای فرودگاهها از نظر تولید سوخت هیدروژنی و وضعیت هواپیما در هنگام صعود و فرود نیز تغییراتی را به وجود آوریم.
ساختاری متفاوت
برای ذخیره مقدار انرژی موجود در یک لیتر نفت سفید، به 4 لیتر هیدروژن مایع نیاز داریم. بنابراین ذخیره حجم بالای سوخت مورد نیاز برای هواپیما مستلزم ایجاد فضایی مناسب برای ذخیره سوخت و در نتیجه ایجاد تغییراتی در ساختار هواپیماهاست. علاوه بر این مخازن ذخیره هیدروژن مایع باید کروی یا استوانهای شکل باشد. به نظر میرسد که قرار دادن این مخازن بر روی بدنه هواپیما بهترین روش برای تامین سوخت هیدروژنی در هواپیماهای بزرگ مسافربری است.
انرژی بسیار زیاد این سوخت جدید که ناشی از وزن بالای آن است سبب افزایش قابلیت حمل بار توسط هواپیما میشود. پیشبینی میشود که این سوخت از نظر ایمنی نیز در شرایط مشابه و برابر با سوختهای نفتی باشد و در شرایط خاص حتی از وضعیت بهتری نیز برخوردار باشد. بهبود وضعیت ترافیک در سیستم حمل و نقل هوایی کشورها تا حدود زیادی به قدرت اقتصادی آن کشور بستگی دارد. در سال 1996 ایالات متحده امریکا با داشتن 6/4 درصد از کل جمعیت دنیا، 41 درصد ترافیک هوایی در سطح جهان را به خود اختصاص داده بود.
این در حالی است که کشورهایی مانند چین و هندوستان که 37 درصد جمعیت جهان را تشکیل میدهند تنها به میزان 4/3درصد در ایجاد ترافیک هوایی نقش داشتهاند. بنابراین میتوان گفت همچنان پتانسیل زیادی برای گسترش ترافیک هوایی در سراسر جهان وجود دارد و محدودیتهای زیست محیطی که به آن اشاره شد نقش مهمی در کندی این تحولات دارد.
پرواز آزمایشی
اتحادیه اروپا در نظر دارد تا پایان سال 2009 نخستین هواپیمای مجهز به سیستم سوخترسانی هیدروژنی را به صورت آزمایشی به پرواز درآورد. اجرای این طرح، نخستین مرحله از پرواز بینشهری مطابق با استانداردهای زیستمحیطی است که با همکاری 11 کشور اروپایی انجام میشود. در این مرحله هواپیماها به جای سیستم سوخترسانی سوختهای فسیلی برای سیستم نیرومحرکهای با یک موتور الکتریکی مجهز هستند که سوخت مورد نیاز آنها به صورت کامل از پیلهای سوختی هیدروژنی تامین میشود و در این پیلها هیدروژن با فشار 200 تا 300 اتمسفر فشرده شده و برق مورد نیاز هواپیما را تامین میکند. کاهش آلودگی هوا، کاهش مصرف سوخت و همچنین کاهش آلودگی صوتی از مهمترین مزایای استفاده از پیلهای سوختی است.
محققان امیدوارند بتوانند در 20 سال آینده پیلهای سوختی با قابلیت تولید 10 کیلووات انرژی برای هر کیلوگرم وزن تولید کنند که تولید انرژی را نسبت به شرایط فعلی تا 10 برابر افزایش میدهد. این عملکرد میتواند نیروی موتور را تضمین کرده و جایگزین مناسبی برای موتورهای بنزینی باشد.
فرانک فراهانیجم
گفت و گو
