نمایش نوادگان رایت در قرن ۲۱

وقتی به این فکر می کنیم که طراحی هواپیماهای آینده به چه صورت خواهد بود، ممکن است نگاهی به گذشته اخیر داشته باشیم. حدود ۴۰ سالی می شود که خلاقیت خاصی در هواپیماهای نوظهور صورت نگرفته است.

این امر دلایل زیادی می تواند داشته باشد. مهمترین دلیل شاید ریسک بزرگ اقتصادی باشد. در کنار ریسک سرمایه گذاری این موضوع مطرح است که بسیاری معتقدند با وجود پرواز های عالی هواپیماهای تجاری چه حاجتی به ابتکارات ریسکی جدید وجود دارد؟

اماحقیقت این است که پیشرفته ترین صنعت جهان، خواه نا خواه سردمدار فن آوری و محکوم به توسعه است! به نظر می رسد هواپیماهای جدید با ایده های انقلابی و به روش های اتقلابی تولید خواهند شد.

اگرچه شکل ظاهری تمام هواپیماها تقریبا یکسان به نظر میرسد، اما سه تغییر در بدنه (روی بال ها و موتورها) بوئینگ ۷۰۷ باعث شد در پی بهبود حالت آیرودینامیک، ساختار، مواد، سیستم کنترل و فن آوری نیروی محرکه اولیه، هزینه ها کاهش یابد.

تغییر حالت آیرودینامیک هواپیماها در ۴۰ سال گذشته روند دراماتیکی داشته است؛ از مدل های «پیکی» درحد صوت که مرسوم دهه های ۶۰ و ۷۰ بود تا مدل «سوپرکریتیکال» که امروزه رایج است.

نگاهی به طرح های بسیار اخیر در زمینه افزایش توان رایانه ای چسبندگی، نشان از تحولی نزدیک در حالت آیرودینامیک هواپیماها دارد بال ها و خط های کناری بدنه تاثیر فراوانی در بهتر شدن حالت آیرودینامیک هواپیما دارند و توان کنترل جریان هواپیما را بالا می برند. از کنترل جریان خطی، که با حفظ جریان لایه ای گسترده سعی در کاهش کشیدگی دارد، گرفته تا کنترل جریان ورتکس (از طریق وزش یا مولدهای کوچک جریان حلقوی) و طراحی مرسوم تر مورد استفاده در جت های سینستیک، طراحی کنترل جریان آیرودینامیک با ایجاد تغییرات کوچک در مسیر مستقیم، حوزه اصلی تحقیقات اخیر آیرودینامیک است. اگرچه برخی طراحی های غیرمعمول (شامل کنترل فعال تلاطم) از واقعیت قابل تحقق به دور هستند، طراحی های کنترل ورتکس و جریان خطی هیبریدی شانس موفقیت بیشتری دارند.

در مورد ساختار هواپیماهای قرن ۲۱ نیز باید گفت، با وجود دیدگاه محافظه کارانه خطوط هواپیمایی تجاری، مواد کمپوزیت نهایتا راه عظیم خود را به سوی ساختار هواپیماها پیداکرده اند. در حال حاضر مواد کمپوزیت در ساختار اصلی دم کامل هواپیماها مورد استفاده اند اما در طی ۱۰ تا ۲۰ سال آینده صنعت هواپیمایی بیشتر پذیرای این مواد خواهدبود.

نیروی محرکه اما قسمتی است که در سال های اخیر بیشترین انقلاب را در صنعت هوایی داشته است. توربین ها باتاثیرات فوق العاده و باورنکردنی همچنان سوار برهواپیماها هستند و تا ۲۰ سال پیش رو، موتورهای توربین کوچک و ارزان قیمت، رونق افزونی به کسب وکار هوایی می بخشد. این توربین های کم صدا هم در جت های مافوق صوت و هم در هواپیماهای مسافربری مورداستفاده خواهند بود.

جدا از فن آوری های موتوری، طراحی های بدنه نیز در قرن حاضر دستخوش تغییراتی خواهد شد و هواپیماها بیشتر شمایل سفینه ها را پیدا خواهند کرد. ناسا و صنعت هوایی آمریکا قویا به دنبال این موضوع هستند. مدل BWB (آمیختگی بال ها با بدنه) که اخیرا طراحی شده اگرچه در حال حاضر می تواند تنها ۲۵۰ مسافر را جابه جا نماید اما با ادامه تلاش ها و استفاده بهینه از فضای میان بال ها و بدنه تصمیم دارد این تعداد را به ۸۰۰ نفر افزایش دهد.

مدل بال های پیوسته برای نخستین بار در دهه ۸۰ توسط دکتر خولیان ولکوویچ طراحی شد که در آن از دم افقی هواپیما به عنوان ساختار حمایتی بال های اصلی و به عنوان یک سطح پایدار استفاده شد. در این مدل، اتصال انتهای بال ها با دو سر هواپیما، شکل یک لوزی پرنده را نشان می دهد. این مدل به خاطر پایداری زیاد می تواند جایگاه ویژه ای در هواپیماهای جدیدتر داشته باشد.

یکی دیگر از غیرمعمول ترین طراحی های هواپیما، مدل بال های پرنده مورب باهندسه ای منحصر به فرد است. این مدل شبیه به یک کشتی فضایی است که از پهلو حرکت می کند و دو باله در دو سر آن وجود دارد. رابرت تی جونز از سال ۱۹۴۵ تا ۱۱۹۰ در ناسا مشغول کار طراحی این هواپیما بوده است. اساس این نوع طراحی در راستای کشش کم مقدار برای پروازهای ما فوق صوت است.

صنعت هوایی یک مقوله رو به رشد جهانی است که نیازهای مشتریان آن نیز رو به فزونی است. بسیاری به دنبال پرواز های آرام تر هستند و بسیاری دیگر سرعت بالاتر می خواهند. مسلما شرکت های هواپیمایی با سودهای نجومی برای داشتن مشتریان بیشتر به طراحی های نو پناه می آورند. صنعتی جهانی که سود آن تنها در یک دوره سه ماهه آن بالغ بر چهار میلیارد دلار اعلام شود، باید برای هر سفر رختی نو بر تن کند.