مصرف کمتر سوخت در نسل جدید هواپیماها

حتی تصور این‌ که هواپیمایی با 70 درصد مصرف سوخت کمتر در آسمان‌ها به پرواز درآید، هیجان‌برانگیز است. اما خبر خوش این است که این تصور بزودی به واقعیت تبدیل می‌شود و این تنها به لطف هنرنمایی خلاقانه گروهی از محققان دانشگاه MIT است که طی چند سال گذشته عمده تمرکز خود را روی طراحی چنین سیستم حمل و نقل هوایی معطوف کرده‌اند. آنها این هواپیما را به لطف مصرف بهینه سوخت «هواپیمای سبز» هم عنوان می‌کنند، اما شاید این بعد قضیه چندان به چشم مدیران ارشد و صاحبان صنایع هواپیماسازی جهان نیاید. آنها همواره به مصرف سوخت کمتر و کاهش هزینه‌های ناشی از آن فکر می‌کنند و از این‌رو، این رویداد جدید خبر بسیار خوشی برای آنها و صد البته حامیان محیط زیست است.

کد خبر: ۳۳۷۹۸۵

طراحی چنین سیستمی را می‌توان رویداد فناورانه بزرگی در صنعت پرهزینه‌ای همچون هواپیماسازی عنوان کرد. محققانی که در این پروژه حضور دارند، معتقدند طرح اخیرشان مقدمات ایجاد دگرگونی بنیادین در هوانوردی تجاری را فراهم می‌کند. البته مصرف سوخت کمتر تنها یک روی سکه است. سر و صدای به مراتب کمتر و انتشار حجم بسیار کمتری از گازهای مخرب جوی نظیر اکسیدهای نیتروژن از جمله نتایج پربار چنین طراحی نوینی است.

این هواپیما یکی از دو هواپیمایی است که طراحی آن در دانشگاه MIT صورت گرفته و بتازگی تحویل ناسا داده شده است. این پروژه بخشی از قرارداد تحقیقاتی 1/2 میلیون دلاری است که میان ناسا و دانشگاه MIT درخصوص طراحی سیستم‌های هوانوردی با نگرش زیست محیطی و کاهش مصرف سوخت منعقد شده است. ناسا طی یک برنامه بلندمدت 25 ساله تحقیقات و سرمایه‌گذاری کلانی درخصوص طراحی و ساخت سیستم‌های حمل و نقل هوایی فوق مدرن با مشخصاتی نظیر مصرف سوخت به مراتب کمتر و در عین حال کمتر آلاینده آغاز کرده است و سفارشی که به محققان دانشگاه MIT داده است نیز بخشی از این برنامه‌ریزی کلان به شمار می‌آید.

محققان دانشگاه MIT هواپیمای جدیدی طراحی کرده‌اند که در مقایسه با نمونه‌های فعلی تا 70 درصد سوخت کمتری مصرف می‌‌کند

این برنامه کلان تحقیقات به N+3 شناخته می‌شود که هدف اصلی آن طراحی 3 نسل بعدی سیستم‌های حمل و نقل تجاری هوایی آینده است. تمرکز اصلی که در این برنامه‌ریزی دیده می‌شود، اتکا بر فناوری‌های راهبردی نظیر سیستم‌های جدید پیش رانش و نسل برتر اسکلت‌ها برای چنین هواپیماهایی است. رسیدن به چنین چشم‌اندازی موجب خواهد شد تا در زمانی که حول و حوش سال 2035 اعلام شده است از زمین بلند شدن هواپیماهای سبزتر امکان‌پذیر باشد.

دانشگاه MIT تنها دانشگاهی است که در میان 6 تیم برتر و برنده در زمینه انعقاد قرارداد با ناسا برای طراحی چنین هواپیماهایی دیده می‌شود. در این طراحی فاکتور صدا یکی از فاکتورهای تعیین‌کننده برای مشخص کردن تیم‌های برتر است و در آنچه که از سوی محققان دانشگاه MIT ارائه شده به این فاکتور توجه جدی شده است. البته ناسا از تیم‌های شرکت‌کننده خواسته بود در طرح‌های خود به کوتاه‌تر شدن مسافتی که هواپیما برای برخاستن از زمین طی می‌کند نیز توجه کنند.

در چشم‌اندازی که از سوی ناسا ترسیم شده است، افزایش ترافیک هوایی در سال 2035 یک حقیقت اجتناب‌ناپذیر است. در حقیقت در 2 دهه آتی صنعت هوانوردی بخصوص هوانوردی تجاری بسیار متفاوت و گسترده‌تر از امروز خواهد بود و شاید اگر برای چند ثانیه به آسمان نگاه کنیم، پرواز همزمان چندین هواپیما را شاهد باشیم.

دکتر گریتزر یکی از محققان تیم دانشگاه MIT در این پروژه می‌گوید: رسیدن به چشم‌انداز ناسا نیازمند یک تغییر نگرش بنیادین است. نگاهی به گذشته نشان می‌دهد طی نیم قرن اخیر صنعت خودروسازی جهان با دگرگونی‌های زیادی همراه بوده است. این تغییرات آنچنان گسترده بوده است که حتی ظاهر خودروها نیز بسیار متفاوت‌تر از نمونه‌های چند دهه پیش شده است اما درخصوص هواپیماها قضیه چیز دیگری است. فناوری ساخت هواپیماها تقریبا همان چیزی است که 4تا 5 دهه پیش وجود داشته است و در این مدت تنها تغییرات اندکی به چشم می‌خورد. همین نگرش سنتی موجب شده تا در زمینه کاهش مصرف سوخت هواپیماها کار چندانی صورت نگیرد.

تیم تحقیقاتی دانشگاه MIT برای عقب نماندن از کورس رقابت 2 طرح جالب توجه ارائه کرده است: سری موسوم به «حباب دوتایی» مسافربری 180 که به عنوان جایگزینی برای بوئینگ 737 طراحی شده است و دیگری هواپیمای 350 دوگانه‌سوز که به عنوان جانشینی برای کلاس 777 طراحی شده است. در حال حاضر این هواپیما به عنوان یکی از هواپیماهای شناخته شده در خطوط هوایی بین‌المللی بسیاری از کشورهای جهان دیده می‌شود.

بسیاری از محققانی که در صنعت هواپیماسازی جهان مشغول به فعالیت هستند، معتقدند در طراحی هواپیماها همواره یک نگرش بسیار ساده وجود داشته است: یک جفت بال و یک لوله کشیده برای جادادن مسافران و محموله‌ها. اما اکنون و به لطف ایده‌های خلاقانه‌ای نظیر طرح جدید محققان دانشگاه MIT این احتمال وجود دارد که در 2 دهه آینده هواپیماهایی که در آسمان‌ها دیده می‌شوند، ساختار کاملا متفاوتی داشته باشند. اما این تفاوت چگونه خواهد بود؟

در طرح اخیر محققان دانشگاه MIT به جای استفاده از یک سیلندر بزرگ خوابیده به عنوان بدنه هواپیما، از دو سیلندر چسبیده به هم استفاده می‌شود تا ساختار عریض‌تری ایجاد شود. در نگاه کلی می‌توان این 2 سیلندر بزرگ را همچون 2 حباب صابون دانست که به یکدیگر چسبیده و در هوا شناور شده‌اند. اما این تازه آغاز یک تغییر بزرگ است. آنها حتی جای جدیدی برای موتورهای هواپیما نیز انتخاب کرده‌اند و موتورها را از جای همیشگی یعنی بال‌ها جدا کرده و به قسمت عقب بدنه منتقل کرده‌اند. موتورها این قابلیت را دارند که برخلاف هواپیماهای امروزی که برای برخاستن نیاز به طی کردن مسافت قابل توجهی دارند، تنها با طی مسافتی کوتاه هواپیما را از زمین بلند کرده و در مسیر حرکتی از پیش تعیین شده قرار دهند. این فناوری که مدت زمان زیادی از ارائه آن نمی‌گذرد BLI نام دارد و به موتورها امکان می‌دهد تا برای تولید نیروی پیش‌رانش موردنیاز، سوخت به مراتب کمتری مصرف کنند. البته برخی کارشناسان انتقاداتی در این زمینه به این طرح جدید وارد کرده‌اند. آنها می‌گویند در چنین حالتی موتورها فشار زیادی را تحمل می‌کنند که ممکن است در درازمدت اثرات مخرب آن در کارایی موتورها دیده شود.

در پروژه اخیر محققان دانشگاه MIT ابتکار عمل دیگری نیز دیده می‌شود. آنها طراحی این هواپیما را در دو نسخه ارائه کرده‌اند، به طوری که برای اجرایی کردن نسخه دوم هم‌اکنون نیز می‌توان دست به کار شد و با تکیه بر فناوری‌ها و فلزات موجود آن را ساخت. در نسخه دوم مصرف سوخت حدود 50 درصد مصرف هواپیماهای فعلی است. همچنین براساس آنچه که در جزئیات طرح آمده است، می‌توان این نسخه را با استفاده از آلیاژهای فعلی آلومینیوم و جدیدترین فناوری جت ساخت. آنها می‌گویند تا چند سال آینده می‌توان این نسخه را به مرحله تولید اولیه رساند اما تولید هواپیمایی که 70 درصد سوخت کمتری مصرف کند کمی زمانبر خواهد بود. محققانی که این پروژه و برنامه گسترده ناسا را دنبال می‌کنند، معتقدند همه چیز به عزم جهانی برای پذیرش تغییرات کلی در فناوری ساخت هواپیما بستگی دارد و تنها در این صورت است که می‌توان با چالش‌های جهانی همچون بحران سوخت روبه‌رو شد.