تجربه سفربا هواپیماهای دوستدار محیط‌زیست

سر و صدای کمتر، خروجی اگزوز کمتر و برجای گذاشتن پسماندهای کمتر از مشخصه‌هایی است که از این پس باید مورد توجه و تبلیغات خطوط هواپیمایی قرار گیرند. به بیانی دیگر، پیش‌بینی می‌شود سفرهای هوایی آینده آرام‌تر، پاک‌تر و بیش از همیشه دوستدار محیط زیست باشند، اما کارشناسان معتقدند برای نیل به این هدف بزرگ به اصول و مفاهیم نوین مهندسی احتیاج است. مسیری که برای طی آن ناگزیر از ارائه مهندسی مفاهیم نوین ساختاری و فرم‌های مدرن هواپویشی (آیرودینامیکی) بوده و حضور مفاهیم رانش و نیرومحرکه بهتر و نیز بهره‌گیری از طرح‌های لجستیکی سازگار شده را می‌طلبد تا سرانجام با تجمیع و به کار اندازی آنها، مقدمات استفاده مطلوب و واقعی فراهم شود.

این چشم‌انداز جذاب و جالب توجه همان برنامه‌ای است که محققان موسسه فناوری‌های پیشرفته فرون هافر آلمان قصد دارند تا بر اساس آن سهم و مشارکت خودشان را برای حل این ماموریت خطیر و کلان در قالب پروژه آسمان پاک اتحادیه اروپا جامه عمل بپوشانند؛ پروژه‌ای که به اعتراف کارشناسان با حجم کمک‌های مالی 6/1 میلیارد یورویی خود یکی از پرهزینه‌ترین و پیچیده‌ترین پروژه‌های تحقیقاتی اروپا لقب گرفته است. در همین خصوص و در نمایشگاه بین‌المللی بازرگانی هوافضای برلین ـ که تیرماه جاری برگزار شد ـ آنها یافته‌های مقدماتی‌شان برای اجرای این پروژه بزرگ را به نمایش گذاشتند.

از این پس صنعت پرواز نیز می‌تواند به نحو چشمگیری دوستدار محیط زیست شود. اعلام این عبارت دلگرم‌کننده از سوی کارشناسان هواپیمایی در هیأت مشاور تحقیقات دانش هوانوردی اروپا (ACARE) حاکی از ثابت قدم بودن آنها و قطعیت حصول چنین هدف بزرگی است. به نحوی که طی رهنمودها و دستورالعمل‌هایی که آنها برای صنعت هواپیمایی اروپا تهیه کرده‌اند، کارشناسان برای کاهشی 50 درصدی در انتشار دی‌اکسیدکربن و سر و صدا تا سال 2020 فراخوان داده‌اند؛ ضمن آن که خروجی اکسید نیتروژن نیز باید تا میزان 80 درصد کاهش یابد.

در همین خصوص پروفسور هولگر هانسلکا از محققان برجسته مؤسسه فناوری فرون هافر و همچنین عضو هیأت حاکمه و بدنه تصمیم‌گیری پروژه «آسمان پاک» اتحادیه اروپا معتقد است، چنین اهدافی بلندپروازانه اما دست یافتنی هستند. در حقیقت هدف از شرکت 86 بخش صنعتی و نیز همکاری محققانی از 16 کشور در این پروژه کلان نه‌تنها توسعه فناوری‌های منحصر به فرد برای کاربردهای خاص را به همراه دارد، بلکه ارزشیابی و پیشرفت کل نظام دانش هوانوردی را نیز به دنبال خواهد داشت.

اما برای آغاز این کار بزرگ و دستیابی به اهداف پروژه آسمان پاک همه چیز باید با مهندسی مدرن ارکان ساختاری پرواز و به تعبیری رنسانسی در مهندسی پرواز شروع شود. محققان معتقدند یک نیروی اجرای عملیات و گروه ماهرکاری در نخستین مراحل کار باید به فکر تدبیر و طراحی نقشه یا سنگ بنایی برای ورود عرصه‌های مختلف فناوری به قلمروی هواپیما باشند که ارکانی همچون موتورها، بال‌ها و ساختارهای بدنه هواپیما و نیز سامانه‌های مختلف پروازی و ارابه فرود و... را در بر بگیرد. البته دعوت از حوزه‌های مختلف فناوری به قلمرو مهندسی نوین پرواز باید به نحوی باشد که هر یک از اجزای یا مولفه‌های ساختاری هواپیما بتوانند به نوبه خود توازن اکولوژیکی بهبودیافته و پیشرفته‌ای از کل سامانه را به نمایش بگذارند. به عنوان نمونه وجود یک فرم مختصات بهینه‌سازی شده جریان هوا روی بال‌ها می‌تواند به نتایج سودمندی در مورد کاهش سروصدا و صرفه‌جویی در انرژی مصرفی بینجامد یا ارائه فناوری بهبود یافته و اصلاحی بخش موتورها می‌تواند مصرف سوخت هواپیما را به حداقل برساند همچنین به کارگیری موادی با طول عمر مفید طولانی، صرفه‌جویی در مصرف مواد خام اولیه را به همراه دارد و از طرفی کاربرد مواد قابل بازیافت، از انباشته شدن و ازدیاد حجم ضایعات جلوگیری به عمل می‌آورد.

توجه به این موضوعات مهم در حالی است که مدیر برنامه گروه محققان معتقد است، این کاری نیست که در چند حوزه معدود خلاصه شود و وسعت جزئیات خیلی گسترده است. به نحوی که برای دستیابی به اهداف پروژه لازم است مواد، مورد آزمایش قرار گیرند، جریان‌های مواد شبیه‌سازی شده و متدهای محاسباتی تصحیح و پالایش و همچنین آزمایش‌های مختلف و متعددی اجرا و آنالیز شوند. در واقع در هر سطحی از عملیات، باید اهداف را با دقت و صحت بالایی تعریف و پیاده کرد، به طوری که هر فرد و تیمی دقیقا نسبت به کاری که انجام می‌دهد، آگاهی و شناخت کافی داشته باشد.

طی این پروژه خاص، برای نخستین بار محققان قصد دارند تا محاسبه چرخه عمر یا دوام مواد به کار گرفته شده در فرآیند ساخت‌وساز خطوط هواپیمایی را عملی سازند. این کوشش قابل توجه در حالی است که تا امروز هواپیماهایی که برای بازنشستگی از دور خارج می‌شدند کار بی‌نهایت دشواری را برای اوراق شدن و تخریب در پی داشتند. در همین رابطه و به عنوان مثال، متخصصان دایره فناوری شیمیایی انستیتوی فرون هافر، کلاسی از پلاستیک‌های مخصوص از ترکیبات پلیمری را توسعه بخشیده‌اند که نه‌تنها خصوصیات کامل و دقیقی از مواد دلخواه سازنده‌اش را مطرح می‌کنند، بلکه قادرند در پایان حیات اقتصادیشان نیز به شیوه‌ای سالم از نظر زیست‌محیطی منهدم و از دور خارج ‌شوند. از طرفی عمده فرآیند ساخت هواپیماها از خط تولید دستی و زمان‌بر پیروی می‌کند و از این‌رو سازندگان هواپیماهایی که تاکنون هواپیماهای خود را اصولا در کارخانجات صنعتی مربوط تولید می‌کردند، می‌خواهند خط تولیدشان را در آینده به صورت خودکار درآورند. مدیران این پروژه معتقدند، اکنون زمان مناسب برای ورود دانش تخصصی فرآیندهای تولید فرارسیده است تا تجربیاتشان را وارد گود کنند و ضمن کمک به اجرای اهداف پروژه آسمان پاک، گام‌های موثری در زمینه اتوماسیون و آینده خط تولید هواپیماهای تجاری برداشته شود. در همین خصوص محققان این موسسه در بخش‌های مهندسی تولید صنعتی و تحقیقات مواد کاربردی در حال بررسی بهترین روش برای اتصال و پیوند مهم‌ترین مواد و مصالح ساختمانی سبک وزنی هستند که در حال حاضر استفاده می‌شود و همچنین بررسی نحوه کارکرد سامانه‌های رنگی جدید و قابلیت آنها برای کاهش مقاومت اصطکاکی را در دستور کار دارند. در این میان موضوع ایمنی و سلامت مسافران خطوط هوایی نیز ازجمله دغدغه‌های شرکت‌های هواپیمایی و متخصصان دانش هوانوردی است تا جایی که صنعت هواپیمایی را به وضع پاداش مخصوصی در زمینه ایمنی وادار می‌کند. دلیل این موضوع نیز آشکار است؛ چون زندگی مسافران و خدمه پرواز به یکپارچگی مواد به کار رفته در ساخت هواپیما بستگی دارد. چنین موادی باید قادر به تاب آوردن فشارهای بالا و شرایط دمایی و همچنین لرزش‌ها و نیروهای برشی باشند. در این مورد نیز محققان پروژه قصد دارند تا سامانه حسگر جدیدی را برای پایش آنلاین مقطع هواپویشی بال‌های هواپیما به نمایش بگذارند. این سامانه پایشگر در واقع عوامل محرک یا فعال‌کننده‌هایی هستند که در خود بال‌ها تعبیه شده‌اند و پالس‌هایی را منتشر می‌کنند. در این میان، شبکه‌ای از حسگرها این سیگنال‌ها را دریافت و آنها را به یک سامانه داده‌پرداز الکترونیکی منتقل می‌کند. به این ترتیب، بروز هر گونه تغییرات در مسیر انتقال که حاکی از گسیختگی در مواد است را می‌توان بلافاصله با این روش ردیابی کرد. از طرفی محققان بخش سامانه‌های نانو الکترونیک نیز هم‌اکنون مشغول مهندسی یک سامانه نمایشگر تجربی هستند که می‌تواند کار سنجش تغییر شکل‌هایی که در زمان برخاست و فرود هواپیما رخ می‌دهد را صورت دهد.

اما بعد از مساله ایمنی، سلامت و رفاه مسافران از جمله موضوعات مهمی است که در آینده سفرهای هوایی مدنظر سازندگان و محققان قرار می‌گیرد. به عنوان مثال تست‌های آزمون کیفیت محیط پرواز از هم‌اکنون مورد توجه محققان پروژه آسمان پاک است. محققان معتقدند به آزمون‌هایی نیاز داریم تا چنانچه مواد و مصالح جدید موجب نقصان کیفیت هوای کابین مسافران می‌شود، آن را آشکار کند. به همین منظور در بخش تاسیسات آزمون پرواز و فیزیک ساختمان پروژه، کار شبیه‌سازی شرایط فشار، درجه گرما و رطوبت در خلال یک پرواز انجام می‌شود. محققان بر این باورند همه این تلاش‌ها گوشه‌ای از تحقق چشم‌انداز آینده سفرهای هوایی است که پروازی سالم، پاک و دوستدار محیط زیست را به نمایش خواهد گذاشت.

مهریار میرنیا

منابع:Discovery / SienceDaily