1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

علوم وتكنولوجيا

مريحة اقتصادية وسريعة: نماذج من طائرات المستقبل

تسعى المفوضية الأوروبية إلى تخفيض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، التي تفرزها الطائرات بنسبة تقدر بحوالي 75 في المائة، وهو ما يعتبر هدفا طموحاً، لكنه يشكل في الوقت نفسه تحدياً كبيرا للمصممين والشركات المصنعة.

إذا قمنا بجولة في مطارات العالم، فسنكتشف أن معظم الطائرات تبدو متشابهة في شكلها الخارجي وحتى في بينتها الداخلية. ولكن مهندسي الطائرات في بحث مستمر عن أشكال ومحركات جديدة بهدف تحسين الطائرات، بجعلها أكثر راحة وأقل استهلاكا وأكثر سرعة.

دمج الأجنحة في جسم الطائرة

Mountain Mountain View, California, United States: Solar Impulse's HB-SIA prototype, with Bertrand Piccard at the controls, is starting the crossing of America. First leg is Moffett Airfield at the Ames Research Center of NASA to Phoenix Sky Harbour Airport. Solar Impulse will fly across America in stages over May-June-July from San Francisco to Washington D.C. and New York City. . © Fred Merz / Rezo.ch / Solar Impulse

طائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية قد توفر الوقود ولكن لن تكون اقتصادية

ويسعى الخبراء في صناعة الطائرات منذ عقود إلى جعلها أكثر اقتصادية، بما في ذلك تخفيض نسبة استهلاك الوقود. وفي هذا الصدد يقول ديتر شولز، أستاذ في جامعة العلوم التطبيقية في هامبورغ،: "لكي تكون الطائرة أكثر اقتصادية، فيجب أن تطير بسرعة أكبر نسبيا والقيام برحلات كثيرة في اليوم من أجل كسب نسبة أكبر من المال." ولهذا فإن الطائرات التي تستهلك نسبة أقل من الوقود ستكون حلاً مناسبا.

ومن أجل تحقيق هذا الهدف يفكر بعض الخبراء في التخلي عن جسم الطائرة والاكتفاء بجناح ضخم. كما يقول شولز:" الطائرات التقليدية لها أسطح إضافية على جسم الطائرة والجناح الخلفي مما يزيد في نسبة الضغط الهوائي المعاكس. ولهذا فإن التخلي عن الأسطح الإضافية والأجنحة الجانبية سيساهم في تخفيض نسبة الضغط الهوائي المعاكس". وهو سينعكس أيضا على سرعة الطائرة ونسبة استهلاك الوقود. ولكن السؤال المطروح هو أين سيجلس الركاب ؟ وكحل لذلك فكر المصممون في نمودج "Blended-Wing-Body""، الذي يدمج جسم الطائرة بالأجنحة.

نموذج الطائرة الشراعية

ومن بين الحلول المقترحة أيضا، التركيز على الديناميكية الهوائية للطائرة، التي يمكن أن تتحسن عن طريق استخدام أجنحة أطول وأضيق نسبيا، كما هو الحال عليه في الطائرات الشراعية. إلا أن الأجنحة الطويلة يجب أن تكون أكثر قوة وهو ما يجعلها أثقل وزنا، مما ينعكس سلبا على نسبة استهلاك الوقود أيضا. وعلاوة على ذلك فإن المطارات لا تتوفر في الوقت الحالي على أماكن خاصة بالطائرات ذات الأجنحة الطويلة.

ولكن الحل هنا قد يكون، حسب شولتس، فيما يسمى بتقنية Boxwingبطابقين، والذي يربط الجناح السفلي والعلوي:" وهو ما يعني استخدام أجنحة يمكن طيها بعد الهبوط، بشكل يتناسب مع المساحة المتوفرة في المطار."#bbig#

مروحيات عملاقة

***ACHTUNG: Bild bitte nur zur Berichterstattung in Verbindung mit dem Bauhaus-Luftfahrt e.V. verwenden!!! Bildbeschreibung: Ein modernes Doppeldecker Flugzeug, bei dem sehr schmale und lange Flügel in zwei Ebenen angebracht sind (Boxwing) es ist Treibstoffsparender als ein herkömmliches Design. Entworfen von der Ideenschmiede Bauhaus-Luftfahrt (Foto/ Grafik: Bauhaus-Luftfahrt) Angeliefert von Fabian Schmidt am 9.9.2013

طائة بتقنية " بوكس وينغ" بأجنحة طويلة.

كما أن هناك أيضا محركات طائرات جديدة يمكن أن تجعلها أكثر اقتصادية، كما يوضح راينهارد مونيش، مدير معهد تقنية الدفع في مركز الفضاء الألماني (DLR) في كولونيا. فهو يقترح على سبيل المثال ما يسمى بالدوارات المفتوحة: "إنها محركات تبدو مختلفة تماما عما هو موجود، فهي تعتمد على مروحيات ضخمة، ذات قطر كبير." وهذه المروحيات يجب أن تكون معاكسة كما يقول مونيش :"المراوح تدور في اتجاهين متعاكسين، مما يزيد في سرعة الطائرة، إلا أن ذلك سيتطلب طائرات جديدة كليا".

ولكن تصنيع طائرات جديدة من هذا النوع قد يوفر حوالي عشرين في المائة من الوقود، إلا أنها ستكون أبطأ من الطائرات الحديثة بحوالي عشرة في المائة، ولذلك فقد ينحصر استخدامها بشكل أساسي على الرحلات القصيرة والمتوسطة. وبالإضافة إلى ذلك فإن الدوارات المفتوحة أكثر ضجيجا من المحركات النفاثة الحديثة.

ويجب الإشارة هنا إلى أن المصممين يعملون باستمرار على تحسين هذه المحركات عبر استخدام بعض المواد الجديدة في بناء المحركات على سبيل المثال، كما يوضح مونيش." يتم التفكير في الوقت الحالي في استخدام محركات مصنوعة من مواد خزفية. وهذه الخطوة قد تساهم بشكل ملحوظ في رفع الفعالية."

الكيروسين من النباتات أو الطاقة الشمسية

تحسين الديناميكا الهوائية واستخدام توربينات أفضل يساهم بلا شك في التخفيف من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة معينة. ولكن من أجل توفير الوقود الأحفوري هناك أيضا أنواع جديدة من الوقود مثل الوقود الحيوي من النباتات، كما يشير مونيش:" لقد سبق وأن تمكنا من الطيران بالوقود الحيوي بنسبة 50 في المائة".

الطيران بالطاقة الكهربائية

***ACHTUNG: Bild bitte nur zur Berichterstattung über das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) verwenden!!! Bildbeschreibung: Entwurf eines offenen Rotos. Dieses Antriebskonzept ist sehr sparsam, aber laut. Entworfen vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR (Foto/ Grafik: DLR) Angeliefert von Fabian Schmidt am 9.9.2013

الدورات المفتوحة تساهم في تقليل نسبة استهلاك الوقود ولكنها أبطأ من المحركات العادية

كما يتم التفكير أيضا في استخدام الطاقة الكهربائية. ويتمنى أسكين إسكفيرين، مدير البحوث في مركز أبحاث النقل الجوي في ميونخ، أن يتم استخدام الطاقة الكهرباء الكهربائية في أقرب وقت. وفكرته تكمن في استخدام طائرات كهربائية في الرحلات ذات المسافات القصيرة والمتوسطة. والجدير بالذكر أن هذا النوع من الرحلات مسئول عن حوالي 38 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

ويضيف أنه على الرغم من أن تكنولوجيا البطاريات ليست متطورة بشكل كبير، لأن البطاريات لا تزال ثقيلة جدا، إلا أن هذا قد يتغير قريبا: "لدينا الانطباع بأن تكنولوجيا البطاريات يمكن أن تتحسن إلى حد أن الرحلات القصيرة قد تصبح ممكنة عبر ذلك".

وهذا يتطلب أيضا محرك كهربائي بكفاءة عالية وخفيف الوزن من مواد فائقة التوصيل. كما يقترح إسكفيرينطائرةهجين مماثلة لسيارة هجين تجمع بين محرك بتوربينات تعمل بالكيروسين ومحرك كهربائي، وهو ما قد يكون مناسبا للرحلات الطويلة أيضا. ويأمل إسكفيرين أن تقلع أول الطائرات الكهربائية بحلول عام 2050.

مختارات