کشتی‌های هوایی ‌فناوری جدید حمل و نقل

 با این حال به دلیل بزرگی خیره‌کننده‌ای که دارند برخی نیز هنوز تصور می‌کنند که کشتی‌های هوایی هنوز در حد یک ایده ابتکاری قرار دارند و تا ساخته شدن فاصله زیادی دارند! اما بدیهی است که کشتی‌های هوایی ساخته شده‌اند و جالب این که استارت اولیه ساخت آنها به حدود 300 سال پیش بازمی‌گردد. طی این مدت طولانی تغییرات و اصلاحات بنیادین زیادی در ساختار این سیستم‌های پروازی صورت گرفته تا آنجا که در به روزترین نسخه آنها از صفحات خورشیدی به عنوان منبع اصلی تامین نیروی حرکتی استفاده می‌شود.

کشتی‌های هوایی سیستم‌های پروازی هستند که با استفاده از مکانیسم احتراق، ملخ یا باله‌ها در آسمان به حرکت خود ادامه می‌دهند. این سیستم‌ها برخلاف هواپیماها که ساختاری آیرودینامیک داشته و به بال مجهز هستند صرفا با تکیه بر گاز سبکی که در قسمت بالون آنها پر می‌شود در هوا به صورت معلق باقی می‌مانند. اوایل از هیدروژن به عنوان گاز مورد نظر استفاده می‌شد، اما به دلیل این که این گاز اشتعال‌پذیر است امروزه از هلیوم استفاده می‌شود. گرچه نخستین طراحی‌ها در زمینه کشتی‌های هوایی به سال 1783 در فرانسه بازمی‌گردد، اما آنچه ما با عنوان کشتی هوایی می‌شناسیم از حدود یک قرن پیش نمایان شده است. در حقیقت می‌توان گفت عصر طلایی این سیستم‌های پروازی از جولای سال 1900 آغاز شد و کشتی هوایی Luftschiff Zeppelin LZ1 به پرواز درآمد. این یک رویداد کاملا موفقیت‌آمیز بود که زمینه لازم برای طراحی نمونه‌های بعدی را فراهم کرد. از آن دوران حدود 111 سال می‌گذرد و در این مدت حوادث بزرگی ازجمله دو جنگ جهانی روی داده است. رویدادهایی از این دست گرچه از سرعت تکامل چنین فناوری کاسته است با این حال طی چند دهه اخیر و همپای پیشرفت‌هایی که در عرصه فناوری‌های نوین بویژه سیستم‌های پروازی روی داده، نگاه بشر به این نوع سیستم‌ها تغییر کرده است. امروزه کشتی‌های هوایی به عنوان عرصه هیجان‌انگیز رقابت شرکت‌های بزرگ و مطرح در دنیای طراحی سیستم‌های پروازی تبدیل شده‌اند.

یکی از چالش برانگیزترین مشکلاتی که در توسعه صنایع سنگین وجود دارد و توسعه آنها را در مناطق دوردست با کندی همراه می‌کند پیدا کردن راهی مناسب برای انتقال تجهیزات و بارهای سنگین به این مناطق است. یکی از مثال‌های بارز در این زمینه ساخت راه و جاده در مناطق دوردست است. معمولا این نوع پروژه‌ها پرهزینه بوده و گذشته از آن اجرای آنها در بسیاری از مناطق عملا غیرممکن به نظر می‌رسد. در برخی موارد می‌توان از راه دریا و کشتی تجهیزات مورد نظر را به مناطق دورافتاده منتقل کرد. استفاده از راه‌های هوایی نیز امکان بالقوه دیگری است که البته صرفا در صورتی که شرایط آب و هوایی مساعد باشد می‌توان به آن فکر کرد. با این حال استفاده از بالگرد و هواپیماهای غول‌پیکر نیز در نوع خود هزینه‌بر بوده و محدودیت‌های زیادی دارند. در چنین موقعیت‌هایی استفاده از کشتی‌های هوایی انتخابی مناسب و توجیه‌پذیر به نظر می‌رسد. محققان شرکتی در کانادا بتازگی از طراحی کشتی هوایی فوق‌مدرنی موسوم به JHL-40 خبر داده‌اند که می‌توان از آن به عنوان یک سیستم پروازی قابل اطمینان برای انتقال تجهیزات سنگین و حجیم به مناطق دوردست استفاده کرد. محققان شرکت Skyhook فکر می‌کنند آنچه طراحی کرده‌اند تحولی بنیادین در مانورهای هوایی و نقل و انتقال تجهیزات سنگین و حجیم از راه هوا ایجاد می‌کند. این کشتی هوایی مجهز به 4 سیستم موتوری بزرگ است که با استفاده از آنها مجموعه باری به وزن 40 تن به طور عمودی به هوا می‌رود. این کشتی هوایی می‌تواند چنین محموله عظیمی را تا بیش از 320 کیلومتر جابه‌جا کند و این در حالی است که نیازی نیز به سوختگیری مجدد نیست. کشتی هوایی JHL-40 قادر است تا 2 برابر وزنی که بزرگ‌ترین و قدرتمندترین بالگردهای فعلی می‌توانند جابه‌جا کنند اقدام به انجام چنین کار سخت و پیچیده‌ای کند. نکته جالب توجه این است که بسیاری از شرکت‌های کوچک و بزرگ صنعتی و سازه‌سازی از مزایای استفاده از این سیستم‌های پروازی آگاه شده‌اند و حتی اقدام به انجام اصلاحاتی در طراحی کلی پروژه‌های سازه‌سازی خود کرده‌اند تا آنها را مناسب استفاده از کشتی‌های هوایی نظیر JHL-40 کنند. این شرکت کانادایی چند ماه پیش، قرارداد اولیه‌ای با شرکت بوئینگ امضا کرد تا براساس آن کشتی هوایی JHL-40 ساخته شود. این کشتی مظهر هیجان‌انگیزی از تلاش بشر برای دستیابی به سیستم‌های نوین پروازی و ایجاد دگرگونی در فرآیند ساخت پروژه‌های سازه‌سازی در مناطق دوردست به شمار می‌آید. قسمت بالن این کشتی از گاز هلیوم پر می‌شود. این گاز در حالی که بسیار سبک است و کل سازه و بارهای سنگین آن را به هوا می‌رود، عملا وزنی نداشته و باری را بر این مجموعه پروازی تحمیل نمی‌کند. در نتیجه کشتی به خودی خود در هوا شناور خواهد ماند، اما 4 موتوری که در 4 گوشه این کشتی هوایی نصب شده‌اند این امکان را فراهم می‌کنند تا کشتی بتواند محموله باری تا 40 تن را از زمین جدا کند. در این کشتی موتورهای چرخشی کوچکی نیز نصب می‌شود که وظیفه آنها تامین نیروی لازم برای حرکت کشتی هوایی به صورت افقی است.

سیستم کنترلی که در این کشتی هوایی به کار گرفته می‌شود بسیار دقیق است که با استفاده از آن می‌توان محموله‌های بزرگ و حجیم باری را در زمان و نقطه مورد نظر رها کرد. در صورتی که کشتی، محموله‌ای را با خود حمل نکند از حداکثر سرعت 70 گره (129 کیلومتر بر ساعت) برخوردار خواهد بود و با هر بار سوخت‌گیری مسافت قابل توجه 1287 کیلومتر را طی می‌کند. قابلیت‌های منحصربه‌فرد این کشتی هوایی امکانات خیره‌کننده‌ای در اختیار صاحبان صنایع و مهندسان و طراحان پروژه‌های عظیم سازه‌سازی قرار می‌دهد. به این ترتیب آنها می‌توانند حتی در دورافتاده‌ترین نقاط جهان نظیر مناطق سردسیر آلاسکا و قطب شمال نیز پروژه‌های ساختمان‌سازی و جاده‌سازی را پیاده کنند. پیتر جس رئیس شرکت SkyHook می‌گوید: قطعا به این فناوری نیاز داریم و تنها کافی است نگاهی به فهرست بلندبالای مشتریانی بیندازیم که برای در اختیار داشتن یک فروند از این کشتی هوایی روزشماری می‌کنند. برخی کارشناسان چشم‌اندازی را ترسیم می‌کنند که در آن از چنین کشتی هوایی برای پیشبرد مراحل اجرایی پروژه‌هایی استفاده شود که طی 15 تا 20 سال آینده به ثمر خواهند نشست. بدون شک در 2 دهه آینده و حتی شاید کمی زودتر، پروژه‌های بزرگ سازه‌سازی به گونه‌ای خواهد بود که بخش قابل توجهی از سازه‌های مورد نظر در کارخانجات ساخته شده و سپس با استفاده از سیستم‌های پروازی نظیر کشتی هوایی JHL-40 به نقطه مورد نظر حمل می‌شود. یکی از برگ‌های برنده این فناوری نوین این است که دوستدار محیط‌زیست به شمار می‌آید و این همان چیزی است که در توسعه بسیاری از پروژه‌های ساختمان‌سازی و راهسازی مورد توجه قرار می‌گیرد. بوئینگ هم‌اکنون درگیر ساخت 2 نمونه اولیه از این کشتی هوایی است و به محض پایان مراحل ساخت و اخذ تائیدیه‌های لازم از سوی شرکت کانادایی و سازمان هوانوردی آمریکا ماموریت خود را آغاز خواهند کرد.

در مقطعی از تاریخ، استفاده از کشتی‌های هوایی توسعه قابل توجهی پیدا کرده بود با این حال تغییرات شرایط موجب شد تا برای مدت‌ها کمتر محقق و طراحی به این نوع سیستم‌های پروازی فکر کند. در حال حاضر این نگرش باز هم دستخوش تغییر شده است. آنها باز هم بازگشته‌اند و پیش‌بینی می‌شود توسعه بسیاری از صنایع حتی صنعت گردشگری نیز دستخوش تحولات بزرگی شود. از چند سال پیش ارتش برخی کشورهای جهان ازجمله آمریکا و چند کشور دیگر اروپایی سرمایه‌گذاری‌های قابل توجهی در زمینه توسعه فناوری طراحی و ساخت کشتی‌های هوایی انجام داده‌اند. در راستای همین نگرش، ارتش آمریکا تلاش‌هایی برای طراحی و ساخت کشتی هوایی آغاز کرده که قرار است به عنوان محصول خروجی آن کشتی هوایی دوگانه‌سوزی ارائه شود. این کشتی هوایی همچون سیستم پروازی بدون سرنشینی است که می‌توان از آن در ماموریت‌های پیچیده استفاده کرد. این کشتی هوایی که LEMV نام دارد بزرگ‌تر از یک زمین فوتبال بوده و می‌تواند برای بیش از 3 هفته در ارتفاع بیش از 6 هزار متری زمین در هوا به صورت شناور باقی بماند. در حالی که این کشتی هوایی در آسمان قرار دارد بدون کوچک‌ترین وقفه‌ای می‌تواند محدوده وسیعی را تحت نظر قرار دهد و در ادامه به عملیات شناسایی خود ادامه دهد. شرکت تسلیحاتی Northrop Grumman طی قراردادی به ارزش 517 میلیون دلار، کار طراحی و ساخت این کشتی هوایی را آغاز کرده و قرار است این کشتی هوایی طی 18 ماه ساخته شود تا پس از آن در ماموریت‌های نظامی به کار گرفته شود.

ایده جایگزین‌سازی ماهواره‌های گرانقیمتی که در مدار زمین می‌گردندند با سیستم‌هایی مشابه ایستگاه‌های فضایی که قابلیت شناور ماندن در اتمسفر زمین را داشته باشند دهه‌های طولانی است که ذهن دانشمندان را به خود معطوف کرده است. گذشته از آن دانشمندان این ایده را نیز مطرح می‌کنند که می‌توان از این سیستم‌ها برای جایگزین‌‌سازی سیستم‌های کنترل و هشدار هوانوردی استفاده کرد. کشتی‌های هوایی همان جایگزین مورد نظر دانشمندان به شمار می‌آید. البته کشتی‌های هوایی بیش از 300 سال است که در آسمان‌ها حرکت می‌کنند، اما استفاده از آنها به عنوان جایگزینی برای ماهواره‌ها یک ایده هیجان‌انگیز و ماجراجویانه است که عملیاتی کردن آن نیاز به فناوری‌های پیچیده‌ای دارد، فناوری‌هایی که در دهه‌های گذشته خبری از آنها نبوده، اما در یک دهه اخیر همه چیز به یک باره تغییر کرده است. شرکت لاکهید مارتین آمریکا از سوی آژانس پروژه‌های تحقیقات پیشرفته دفاعی آمریکا به عنوان شرکتی که چنین ابتکارعمل بزرگی را به واقعیت تبدیل کند انتخاب شده و طی قراردادی به ارزش 400 میلیون دلار پروژه طراحی این سیستم را به این شرکت واگذار کرده است. براساس این قرارداد، ماکت کشتی هوایی مورد نظر با ابعاد یک‌سوم نمونه اصلی طراحی، ساخته و مورد آزمایش قرار می‌گیرد.

این کشتی هوایی High Altitude Airship نام دارد. برخلاف سایر کشتی‌های هوایی که در گوشه و کنار جهان طراحی و ساخته می‌شود، این کشتی هوایی بدون سرنشین بوده و این قابلیت مهم را دارد تا ارتفاع 21 کیلومتری از سطح زمین فاصله بگیرد. از چنین ارتفاعی سیستم خودکار تست پرواز قادر خواهد بود یک ایستگاه هوایی را تا مدت 90 روز کنترل و اداره کند. گذشته از آن این کشتی هوایی می‌تواند محدوده وسیعی به قطر 970 کیلومتر را زیر نظر بگیرد، اما این پایان کار نیست. در حد فاصل این کشتی هوایی و سطح زمین میلیون‌ها کیلومتر مکعب فضا وجود دارد که در آنها ارتباطات از راه دور در جریان است.

کشتــی هوایــی High Altitude Airship می‌تواند تمام این ارتباطات را زیر نظر داشته و آنها را سازماندهی کند. استفاده از قابلیت‌های این کشتی هوایی در پیش‌بینی اوضاع جوی ازجمله کاربردهایی است که برای آن تصور شده است. براساس برآوردهای صورت گرفته نسخه اصلی این کشتی هوایی تا 10 سال آینده ساخته خواهد شد. چنین کشتی هوایی از همان قابلیت‌هایی برخوردار است که در یک ماهواره پیشرفته دیده می‌شود. البته یک تفاوت بزرگ در این میان دیده می‌شود و آن چیزی نیست جز هزینه‌های سرسام‌آور چنین پروژه‌هایی. به عقیده کارشناسان با استفاده از این ایده هزینه ‌برقراری ارتباطات ماهواره‌ای تمام مواردی که مرتبط با آنها می‌شود تا نصف کاهش می‌یابد.

کشتی هوایی High Altitude Airship در منطقه‌ای خارج از اتمسفر زمین و البته بسیار نزدیک به آن قرار می‌گیرد. این محدوده فضایی از این نظر انتخاب شده که در چنین ارتفاعی خبر از وزش بادهای شدید نبوده و گذشته از آن غلظت هوا نیز تنها 5 درصد غلظت هوا در سطح زمین است. یکی از نکات مهمی که در ساخت این کشتی هوایی مدنظر قرار گرفته است تلاش برای ارائه نسخه‌ای با وزن بسیار کم است. به همین دلیل از مواد مخصوصی استفاده شده که نه‌تنها وزن بسیار کمی دارد بلکه از استحکام چشمگیری نیز برخوردار است. در نتیجه وزن کلی این مجموعه بسیار کم خواهد بود. همچون سایر کشتی‌های هوایی که در عصر حاضر طراحی می‌شوند، از گاز هلیوم برای پر کردن قسمت بالن استفاده می‌شود و با توجه به نوع طراحی این قسمت از کشتی هوایی نشت این گاز به هوای محیط اطراف به حداقل می‌رسد. اکنون به جالب‌توجه‌ترین بخش این پروژه می‌رسیم: سلول‌های خورشیدی نصب شده در کشتی هوایی. این سلول‌ها 15 کیلووات برق خورشیدی تولید می‌کنند که نه‌تنها برای ادامه کار آن کافی است بلکه قابلیت ذخیره‌سازی در باتری 40 کیلووات لیتیوم یونی تعبیه شده در آن نیز وجود دارد. این کشتی هوایی 73 متر طول و 21 متر عرض دارد و ارتفاع آن به اندازه یک ساختمان 22 طبقه خواهد بود.

انتقال ساختمان‌ها با استفاده از کشتی‌های هوایی یکی دیگر از کاربردهای مهم این فناوری نوین به شمار می‌آید. با گذشت هر سال، طرح‌های مفهومی جدیدی درخصوص سیستم‌های حمل و نقل هوایی سبک‌تر از هوا ارائه می‌شود که نتیجه آنها چیزی نیست جز زنده نگه داشتن امیدها برای ساخت هواپیمایی عظیم با قابلیت جابه‌جایی ساختمان‌های غول‌پیکر. یکی از تازه‌ترین ایده‌‌هایی که در این زمینه ارائه شد محصول تفکر خلاقانه گروهی از محققان در استرالیاست که از آن به عنوان Skylifter یاد می‌شود. در حالی که این ایده هنوز در مرحله یک برنامه مفهومی است و خبری از ساخت آن حداقل برای یک دهه آینده نیست، اما با توجه به قابلیت‌هایی که برای آن تعریف شده، بسیاری از کارشناسان آن را نمود واقعی بشقاب پرنده‌ها می‌دانند.