الگوبرداری از «آلباتروس» برای طراحی هواپیمای تراصوتی

کانسپت هواپیمای تحقیقاتی تک راهروی ناسا که برای بررسی هوانوردی بدون انتشار آلاینده و پروازهای مسافری سریعتر و اقتصادی‌تر نزدیک به سرعت صوت طراحی شده ، توسط نیروی هوایی آمریکا «ایکس - ۶۶ ای» (X-۶۶A) نامگذاری شده است. این کانسپت در قالب پروژه‌ای به نام با عنوان «نمایشگر پرواز پایدار» طراحی شده است.

به نقل اطلس نیوز، در طراحی مفهوم «ایکس – ۶۶ ای » از بال‌های آلباتروس که نوعی مرغ دریایی با بال‌های بلند و نازک برای پرواز در سرعت‌های بالا است، الهام گرفته شده است.

با شروع دهه ۱۹۴۰، برنامه «ایکس - پلین» (X-plane) آمریکا به ساخت هواپیما اختصاص داشت. تولید نمونه‌های اولیه برای تولید نبود، بلکه به‌عنوان وسیله‌ای تحقیقاتی خالص برای دستیابی به پیشرفت‌های هوافضا در سطحی اساسی بود که منجر به تولید اولین نمونه‌های مافوق صوت X-۱ و مافوق صوت X-۱۵ شد.

برای «ایکس - ۶۶ ای»، ناسا و بوئینگ با یک مشکل اساسی مهندسی هوافضا سر و کار دارند و آن این است که هر هواپیما تمرینی برای سازگاری عناصر مختلف باهم و انطباق اجزای طرح برای انجام عملکردهای متفاوت است.

برای «ایکس - ۶۶ ای» ، در حالت ایده‌آل، چیزی که مهندسان ناسا می‌خواهند این است که بدنه‌ای با یک بال کامل روی آن نصب شده باشد. متأسفانه، چنین بالی باید بی نهایت گسترده باشد،، اما ساخت چنین بالی از نظر علمی عملی نیست.

در نتیجه مهندسان باید برای این کار یک راه حل بینابینی پیدا کنند. تا حدی این به خاطر نقشی است که یک بال بازی می‌کند. اگر به شکل بال‌های پرندگان نگاه کنید، آن‌ها برای عملکردهای متفاوتی سازگار شده‌اند و نه تنها شکل‌های متفاوتی دارند، بلکه دارای نسبت‌های ابعادی، حفره‌ها و عناصر  و مواردی برای مقابله با گرداب‌های ناشی از جریان فوق‌العاده پیچیده هوا هستند.

کلاغ‌ها دارای بال‌های بیضی شکل برای سرعت و قدرت مانور هستند، بال‌های عقاب پهن با نوک‌های شکاف دار برای سرعت‌های آهسته با بلند کردن بار زیاد، مرغ‌های مگس خوار دارای بال‌هایی هستند که برای شناور شدن طراحی شده‌اند و آلباتروس‌ها (نوعی مرغ دریایی یا نوعی مرغابی دریایی بومی دریاهای جنوبی) بال‌های بلند و نازکی برای پرواز در سرعت‌های بالا دارند.

این بال «آلباتروس» است که بیش از همه به بال «ایکس – ۶۶ای»نزدیک می شود که به آن بال خرپایی ترانسونیکی (TTBW) می‌گویند. هدف از طراحی چنین بالی پرواز در منطقه ترا صوتی است (ترانسونیکی ).

یعنی در سرعت‌های بین ۰.۸ تا ۱.۲ ماخ. این محدوده درست قبل از به اصطلاح دیوار صوتی است، زمانی که هواپیما در معرض فشارهای شدیدی به نام امواج ضربه‌ای قرار می گیرد که باعث افزایش کشش، اختلال در کنترل ها و ایجاد مشکلات دیگر می‌شود.

در مورد «ایکس – ۶۶ ای» چیزی که مورد نظر است یک بال بلند، نازک و باریک است که در بالای بدنه قرار دارد. یکی از اشکالات این است که چنین بالی به احتمال زیاد خم خواهد شد و در سرعت‌های بالا به شدت دچار تکانه می‌شود، بنابراین یک خرپا برای تثبیت آن اضافه می شود.

هدف، از این طرح، درک بهتری از طراحی ساخت یک هواپیمای نمایشی است که ممکن است روزی به ساخت یک هواپیمای خطوط هوایی «ترا صوتی»(ترانسونیکی) منجر شود که ۳۰ درصد کارآمدتر است و می تواند به سفر هوایی بدون انتشار کربن منجر شود.

منبع: همشهری