لینک‌های قابلیت دسترسی

یکشنبه ۲۱ آذر ۱۳۹۵ تهران ۱۱:۴۵ - ۱۱ دسامبر ۲۰۱۶

تصور کنید که بتوانید صبحانه را در شهر لندن و چند ساعت بعد ناهار را در نیویورک بخورید، این ایده‌ای استکه بر اساس آن ساخت جت مسافربری مافوق صوت پس از شکست پروژه کنکورد دوباره شکل گرفت.

بسیاری از افراد مانند تجار و سیاستمداران نیاز دارند در مدتی کوتاه مسیرهای بین قاره‌ای را طی کنند، برای همین طی چند سال اخیر چندین شرکت مختلف مانند بوئینگ طرح ساخت دوباره هواپیمای مافوق صوت مسافربری را پیگیری کرده‌اند که بیشتر این طرح‌ها به دلایلی مانند امنیت پرواز، مصرف بالای سوخت، نداشتن صرفه اقتصادی کافی، تولید صدای بیشتر از حد استاندارد و قیمت بالای هواپیما کنار گذاشته شدند تا بالاخره شرکت اریون Aerion با همکاری ایرباس توانست یک هواپیمای مسافربری را طراحی کند که می‌تواند به سرعتی بیش از یک و نیم برابر سرعت صوت دست پیدا کند.

کمپانی اریون امیدوار است تا سال ۲۰۲۱ مراحل پروازهای آزمایشی را طی کرده و در سال ۲۰۲۳ به طور عمومی جت‌های خود را به بازار عرضه کند.

با استفاده از این جت که AS2 نام گرفته حدود سه ساعت در مسیرهایبین اروپا و آمریکا و تا شش ساعت در مسیرهای به مقصد استرالیا و شرق آسیا طول پرواز کاهش می‌یابد. معمولا هواپیماهای امروزی فاصله بین نیویورک و لندن را در هفت ساعت طی می‌کنند، اما به وسیله جت‌های AS2 مسافران می‌توانند در چهار ساعت و ۲۴ دقیقه به مقصد برسند.

البته مسافران این هواپیما حدود ۱۲ نفر و قیمت آن در حدود صد میلیون دلار یعنی نزدیک به قیمت یک بوئینگ ۷۳۷ با ظرفیت حمل مسافر بالای صد نفر است.

اما این هواپیما چه تفاوتی با کنکورد دارد و کنکورد چرا شکست خورد؟

کنکورد برای اولین بار در سال ۱۹۶۹ به پرواز درآمد و در سال ۲۰۰۳ بازنشسته شد. این هواپیما در کنار توپولف ۱۴۴ دو هواپیمای مافوق صوت مسافربری بودند که به دلایل مختلف کنار گذاشته شدند.

کنکوردکه محصول مشترک دو کشور فرانسه و بریتانیا بود می‌توانست با سرعتی حدود دو برابر سرعت صوت پرواز کند. هواپیمای کنکورد با بهره‌گیری از چهار موتور توربوجت با پس‌سوز قادر به پرواز در سرعت‌های مافوق صوت بود. این موتورهای بسیار قدرتمند مصرف سوخت بالایی داشتند. بال‌های کنکورد به دلیل توانایی غلبه بر جریان شدید هوا در سرعت مافوق صوت مثلثی‌شکل بودند.

پس از حادثه سقوطی که در سال ۲۰۰۰ میلادی در پاریس رخ داد و به مرگ تمام سرنشینان این هواپیمامنجر شد، مهندسان مشکل فنی را در طراحی موتور این هواپیما یافتند که برطرف کردن آن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود و در نتیجه در سال ۲۰۰۳ این هواپیما بازنشسته اعلام شد. پس از کنکورد به مدت بیش از ده سال به دلایل مشکلات فنی و هزینه زیاد برای طراحی هواپیماهای مافوق صوت، طرح‌های مختلف شکست خورد.

اما چرا طراحی هواپیمایی با سرعت بالای صوت این قدر هزینه‌بر و از نظر فنی مشکل است؟

به بیان ساده، سیالاتی مانند هوا که قابل فشرده شدن هستند با امواج صوتی از مسیر جریان آگاه می‌شوند و خود را با آن مطابقت می‌دهند. حال اگر سرعت به بالای سرعت صوت برسد، پیش از آن که هوا بتواند خود را با جریان هماهنگ کند برخورد بین هواپیما و هوا رخ می‌دهد. این برخورد سبب به وجود آمدن موج‌های ضربه‌ای می‌شود که معمولا به شکسته شدت سرعت صوت معروف است. برخلاف تصور اشتباه رایج، شکست دیوار صوتی فقط زمانی روی نمی‌دهد که سرعت هواپیما از سرعت صوت بیشتر شود، چون هواپیما مادامی که با سرعت‌های مافوق صوت در حال پرواز است چنین موج‌های فشاری را که باعث بروز صدای انفجارمانند می‌شود ایجاد می‌کند.

از طرفی سرعت که به بالای سرعت صوت برسد، بسیاری از قوانین فیزیک سیالات وارونه عمل می‌کنند. به دلیل چنین شرایطی طراحی بال و بدنه در هواپیماهایی که سرعت بالای صوت دارند با هواپیماهای عادی متفاوت است، به دلیل شکل گرفتن موج‌های ضربه‌ای در سرعت بالای سرعت صوت، احتیاج به تقویت بدنه و مهندسی بهتر در سازه هواپیما است و مصرف سوخت هم به دلیل موج‌های ضربه‌ای به شدت افزایش پیدا می‌کند.

هم اکنون به دلیل تولید صدای بالا، بیشتر کشورها به هواپیماهای مسافربری با سرعت بالای سرعت صوت اجازه تردد نمی‌دهند.

مقرارت در آمریکا، پرواز با سرعت صوت را ممنوع می‌کند. در مورد کنکورد، پرواز آن در نقاطی انجام می‌گرفت که مقرارت مربوط به سرعت صوت وجود نداشت و به همین دلیل بیشتر مسیرهای پروازی آن روی اقیانوس‌ها بود.

برای حل این مشکل بسیاری از شرکت‌های هوا و فضا در حال انجام آزمایشات گوناگون هستند. مثلا ناسا اقدام به انجام آزمایش‌های پروازی با یک بدنه اصلاح شده کرده که به میزان زیادی صدای انفجاری ناشی از صوت را کاهش می‌دهد.

شرکت اریون هم اعلام کرده است که با طراحی نوک، بدنه هواپیما، ورودی‌های موتور و بال‌ها توانسته است صدای بالای هواپیماهای فراصوت را کاهش دهد. بال این هواپیما به صورت دوگانه طراحی شده است. حدود ۳۰ درصد بال شبیه هواپیماهای عادی و ۷۰ درصد باقی بال شبیه هواپیماهای جنگنده، اما با هندسه‌ای جدید طراحی شده است.

نوک تیز و انحنای میانی و کشیده بودن بدنه هم می‌تواند در شکاف هوا و کاهش موج‌های صوتی موثر باشد.

برای رسیدن هواپیما به سرعت بالای صوت سه موتور در نظر گرفته شده، ولی استفاده از سه موتور می‌تواند مصرف سوخت را افزایش دهد. از دیگر نقاط ضعف هواپیما احتیاج به باند بلند برای فرود است و این هواپیما در هر فرودگاهی امکان فرود ندارد. با این که این هواپیما تنها توانایی حمل ۱۲ مسافر را دارد، طول آن مشابه هواپیماهایی با ظرفیت حمل حدود ۲۵۰ مسافر است.

البته درباره مصرف سوخت مهندسان این شرکت ادعا کرده‌اند که با روش لایه مرزی و طراحی ویژه بدنه تا حدی مصرف بالای سوخت کاهش یافته است.

مهندسان شرکت اریون برای طراحی و ساخت چنین هواپیمایی نمونه‌ای را ارائه داده‌اند که در گذشته انجام آن برای طراحان هواپیما کاری دشوار بود، به این گونه که بین اتمسفر و بدنه هواپیما یک لایه نازک از هوا به نام لایه مرزی به وجود آمده است. هنگامی که هیچ گونه آشفتگی در این لایه وجود نداشته باشد و جریان آرامی از هوا اطراف آن در حال عبور باشد مصرف سوخت هم کاهش می‌یابد.

با این همه اگر قوانین اصلاح نشود، این هواپیما تنها با پرواز بر فراز اقیانوس‌ها می‌تواند با سرعت بیش از ۱.۵ برابر سرعت صوت پرواز کند، اما روی مناطق خشک باید سرعتش را به زیر سرعت صوت کاهش دهد.

نمایش نظرات

XS
SM
MD
LG