تحولی در طراحی هواپیما با همکاری KLM

طراحی هواپیمای جدید شرکت Air France-KLM می تواند نحوه پرواز را تغییر دهد.
حاشیه سود صنعت هوانوردی در دو دهه اخیر به کمترین حد خود رسیده است و در حال حاضر پروازهای هواپیمایی ۲.۵ درصد از کل انتشار گازهای دی اکسید کربن را به خود اختصاص داده است. به طور خلاصه زمانی که به طراحی هواپیما می‌پردازیم، می‌بایست جور دیگری فکر کنیم.

این ایده‌ی پشت طراحی Flying-V است. طرح هواپیمایی که به لطف قوانین فیزیک، وعده ۲۰ درصد صرفه‌جویی در سوخت را در مقایسه با هواپیمای ایرباس A350 داده است و دلیل اصلی شرکت فرانسوی-هلندی (AirFrance-KLM) برای تولید این طرح می‌باشد. کِی‌ال‌ام از هواپیمای بوئینگ ۷۸۷ آمریکایی که رقیب A350 می‌باشد برای پرواز استفاده می‌کند.
در صنعت پرواز غیرنظامی که صرفه‌جویی در هر پوند سوخت، سود می‌باشد و کل هواپیماها به علت افزایش دو درصد صرفه‌جویی در سوخت تعویض می‌شوند، ۲۰ درصد می‌تواند مزیت رقابتی باور نکردنی باشد.
این به نظر اولین بار می‌رسد که یک خط هواپیمایی متعهد شده که امکانات توسعه پروتوتایپ یک طرح کاملاً جدید را فراهم کند. این شرکت هواپیمایی با دانشگاه دلفت در هلند همکاری کرده تا پروتوتایپی کارآمد با مقیاس کوچکتر را تا اکتبر ۲۰۱۹ ارائه کند. این پروتوتایپ برای آزمایش پرواز مدل‌های کامپیوتری موجود مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
ایده این هواپیما در اصل از دانشجوی دانشگاه فنی برلین، جوستوس بِناد بوده است، کسی که این کانسپت را به عنوان تز خود در ایرباس هامبورگ ارائه داده بود. طرح بِناد شامل ۳۱۴ سرنشین بود (مشابه A350) ولی در اندازه کوچکتر و سطح ورودی در مقایسه با حجمش کم بوده است.  به گفته دکتر رولُف واس رهبر پروژه در دلفت هلند، این موضوع باعث کاهش مقاومت و به تبع آن کاهش مصرف سوخت می شود. به علاوه کل بدنه هواپیما همانند بال عمل می‌کند که موجب شده بال همانند صفحه بالابر عمل کند و هزینه‌های سوخت را کاهش دهد. سایز کوچک‌تر این هواپیما با زیرساخت کنونی فرودگاه سازگارتر است، مساله‌ای که چالش مهمی برای خطوط هوایی می‌باشد.

در واقع یک طراحی اولیه مشابه با این طرح بیش از یک قرن پیش توسط مهندس هواشناسی آلمانی به نام هوگو جانکِرز بیرون آمده بود. او این طرح را در سال ۱۹۱۰ ثبت کرده بود. همانند بِناد و تیم دلفت هلند، جانکرز بر این عقیده بود که این طرح به لطف آیرودینامیک بهبود یافته و بهره‌وری در سوخت می‌تواند بهترین ایده برای پرواز بر روی اقیانوس اطلس باشد.

جانکرز هیچ وقت متوجه دید تجاری “بال پروازکننده” نشده بود. اولین پروتوتایپ بزرگ او توسط دولت آلمان بعد از جنگ جهانی اول پس از محدودیت‌های معاهده ورسای در مورد اندازه هواپیمای آلمانی، تخریب شد. در نهایت نازی‌ها ایده جانکرز را برای پروژه فوق سری Horten Ho229، بمب افکنی که هیتلر می‌خواست برای نابود کردن شهر نیویورک از آن استفاده کند، به کار بردند.

در همان زمان، جک نورثروپ، مهندس مشهور آمریکایی بر روی بمب افکن Northrop YB-35 طبق اصول مشابه کار کرد. طرح او در نهایت به Northrop B-2 Spirit ختم شد، با ارزش‌ترین بمب افکن نیروی بمب‌گذاری استراتژیک آمریکا. ولی در سال ۲۰۰۷ ناسا و بویینگ به طرح اولیه رجوع کردند تا ببینند آیا بال‌های پرواز کننده می‌تواند در پرواز غیرنظامی مورد استفاده قرار گیرند.  این دو شروع به کار بر روی پروژه به نام X48 نمودند و پروتوتایپی از طرح اولیه با مقیاس ۸.۵% ارائه دادند. پروتوتایپ با طول بال ۱۲ فوت نهایتا در سال ۲۰۱۳ مورد آزمایش پرواز قرار گرفت، ناسا و بویینگ از آن زمان خبر از تولید ورژن بزرگتر که قادر به پرواز با سرعت صوت می‌باشد را داده‌اند.

این ما را یاد Flying V آقای بناد می‌اندزد. برخلاف X48 که در ایالات متحده توسعه یافته است و طراحی بال آن “ادغام شده” می‌باشد، Flying V یک بال واقعی بوده که به شکل V در آمده است (طرح بال ادغام شده نوعی از بال پرواز کننده می‌باشد ولی مورد دوم هیچ بدنه جداگانه ای ندارد، در حالی که اولی دارد). Flying V یک بال کاملاً متقارن است و همه اجزا درون این بال قرار گرفته‌اند: کابین خدمه، صندلی مسافران، محفظه بار و مخازن سوخت. در تئوری این یک مزیت منطقی نسبت به طرح بال ادغام شده دارد، هر چند ما تا زمانی که تست‌ها برای هر دو هواپیما تکمیل شود، نمی‌توانیم مطمئن صحبت کنیم.
شکل منحصر به فرد Flying V فرصت جدیدی به طراحی کابین هواپیما داده است. به گفته یکی از اعضای تیم پروژه، پترونیک استاد ارگونومی و دیزاین در دانشگاه مهندسی طراحی صنعتی، فضای گسترده‌تر درون هواپیما الگوهای جدید توزیع صندلی ارایه کرده که موجب راحتی بیشتر مسافر می‌شود. به عنوان مثال، فضای مرکزی می‌تواند تبدیل به یک فضای اشتراکی بزرگ شود، “ما به دنبال گزینه‌های جدید برای استراحت و سرو غذا درون هواپیما هستیم، ارائه غذا از بوفه یکی از مواردی است که ما برایش دندان تیز کرده‌ایم”.

سومین و مهم‌ترین مزیت طراحی هواپیما Flying-V مربوط به راحتی مسافران یا صرفه جویی در سوخت نمی‌باشد، بلکه تغییرات آب و هوایی است. هواپیماهای غیرنظامی اکنون ۲.۵ درصد از کل گاز دی اکسید کربن را تولید می‌کنند، رقمی که اگر اقداماتی برای جلوگیری از انتشار آن انجام ندهیم، در آینده افزایش هم می‌یابد.  ساخت هواپیمایی که شدیداً مصرف سوخت و انتشار گاز دی اکسید کربن را کاهش می‌دهد، نه تنها راهی عقلانی است بلکه یک قاعده کاملاً ضروری می‌باشد. تا زمانی که تکنولوژی با موتورهای الکتریکی یا هیدروژنی قادر به پرواز بین قاره‌ای نخواهد بود (شاهکاری که تا سال ۲۰۴۰ به وقوع نمی‌پیوندد) ما به گزینه‌هایی که می‌توانند سریعاً به کار گرفته شوند، نیاز داریم.
هواپیمای Flying V و X48 هر دو می‌توانند بلیت ما برای پرواز باشند، اگر به اندازه کافی منابع اقتصادی و سیاسی وجود داشته باشند تا بال‌هایشان را به سوی آسمان بلند کند.

 

منبع: Air France-KLM’s radical new plane design could change the way the world flies