بوئینگ هواپیما با ۳۰ درصد مصرف سوخت کمتر می‌سازد

شرکت بوئینگ با تزریق 425 میلیون دلار بودجه از سوی ناسا، یک هواپیمای مسافربری با اندازه کامل را بر اساس مفهوم بال خرپایی ترانسونیکی خود (TTBW) ساخته و آزمایش خواهد کرد.

به گزارش تکناک، با استفاده از بال‌های بلند، نازک و مهاربندی‌شده این هواپیما صعود بهتر و کشش کمتری خواهد داشت علاوه بر این 30درصد سوخت کمتری مصرف خواهد کرد.

هنگامی که شما به اندازه یک شرکت هواپیمایی سوخت می سوزانید، یک تغییر تک رقمی در بهره وری سوخت باعث صرفه جویی عظیم می شود. لایه نازک کاهش دهنده کشش Aeroshark را در نظر بگیرید که خطوط هوایی سوئیس در 12 بوئینگ 777 خود برای بازدهی 1 درصدی به کار برده است.

نتیجه این اقدام این است که بیش از تنها 12 هواپیما، سوئیس انتظار دارند هر سال 4800 تن سوخت جت کمتر مصرف کند و تقریباً نیم میلیون دلار در سال برای هر هواپیما با قیمت های امروزی صرفه جویی کند. این رقم برای اپراتورهایی مانند امریکن ایرلاینز که 1000 هواپیما در ناوگان خود دارد، از یک درصد افزایش بهره وری، نزدیک به نیم میلیارد دلار در سال است.

بنابراین می‌توانید ببینید که چگونه یک هواپیمای مسافربری با کارایی 30 درصد بیشتر چه دستاورد بزرگی است. برای اولین بار در سال 2010 مفهوم طراحی “بال خرپایی” بوئینگ در بخشی از پروژه تحقیقاتی ناسا با عنوان “Subsonic Ultra Green Aircraft Research” (SUGAR) مطرح شد.

این ایده از مزیت صعود بیشتر و کشش کمتری که توسط بال‌های بلندتر، باریک‌تر به دست می آید بهره می‌برد. نوعی که ممکن است در یک گلایدر بدون نیرو پیدا کنید. برای مثال، یک طرح مفهومی بوئینگ که در سال 2016 آزمایش شد، بال‌هایی 50 درصد پهن‌تر از هواپیماهای استاندارد مشابه داشت.

از نظر ساختاری، این نوع چیزها به سادگی بدون تقویت کار نمی کنند. بنابراین طرح بوئینگ بالها را از بالای بدنه آویزان می کند و آنها را با خرپاهای بلندی که از شکم هواپیما بالا می آیند مهار می کند. اینها نیز ایرفویل‌هایی (تیغه های مسطح یا خمیده مثل بال برای کنترل حرکت هواپیما در هوا) هستند که به دقت شکل می‌گیرند، و همچنین قدرت و پایداری بیشتری ایجاد میکنند.

بوئینگ در یک طرح مفهومی زیر سرعت صوت با 0.70 تا 0.75 ماخ (519 تا 556 مایل در ساعت، 835 تا 895 کیلومتر در ساعت) تخمین زد که این هواپیماهای بال مهاربندی شده می توانند 50 درصد سوخت کمتری نسبت به یک هواپیمای معمولی بسوزانند.

در سال 2019، این کانسپت دوباره طراحی شد تا در نزدیکی سرعت صوت، حدود 0.8 ماخ (593 مایل در ساعت، 955 کیلومتر در ساعت) حرکت کند و چه به دلیل افزایش سرعت یا صرفاً به دلیل درک بهتر آیرودینامیک، بوئینگ این مسیر را با موفقیت طی کرده است.

مدت زیادی از مدل سازی دیجیتال و آزمایش تونل باد در مقیاس فرعی می گذرد، اما ناسا اکنون بودجه 425 میلیون دلاری را از طریق توافق نامه SFD Space Act به بوئینگ اعطا کرده است. در واقع مفهوم این توافق نامه این است که بروید و آن را در مقیاس کامل بسازید و به درستی آزمایش کنید.

ناسا می گوید قصد دارد تا اواخر دهه 2020 آزمایش اثبات کننده هواپیمای خرپایی با مهاربندی Transonic را تکمیل کند. به طوری که فناوری‌ها و طرح‌های نشان‌داده‌شده توسط این پروژه می‌توانند تصمیمات صنعت را در مورد نسل بعدی هواپیماهای مسافربری بگیرد.

قطعا چالش هایی وجود خواهد داشت. برای شروع، این بال های فوق العاده بلند ممکن است برای ترمینال ها یا آشیانه های فرودگاهی موجود مناسب نباشند. بوئینگ در مورد هواپیمای ثابت کننده طرح چیزی نگفته است، اما در طرح مفهومی 2019 از استفاده از بال های تاشو برای حل این مشکل در زمین صحبت کرد.

سپس این واقعیت وجود دارد که بال‌های بزرگ، ضخیم و با نسبت ابعاد پایین‌تر در هواپیماهای استاندارد فضای خالی کاملی برای مخازن سوخت آنها ایجاد می‌کند. بیرون نگه داشتن سوخت از بال ها باعث می شود توزین وزنی در عرض کمتر شده و در مرکز متمرکز شود این باعث میشود تنش های مهندسی در جایی که بال ها با بدنه برخورد می کنند، کاهش یابد.

این موضوع تا حدودی به ایمنی در تصادف کمک می کند و سوخت را از سرنشینان دور نگه می دارد.  طراحی مهاربندی شده با خرپا از چنان بال های باریکی استفاده می کند که احتمالاً مخازن سوخت باید به داخل بدنه برگردند.

از سوی دیگر، بوئینگ می‌گوید که بال های خرپایی در نهایت می‌توانند سیستم‌های پیشرانه پیشرفته‌ای را در خود جای دهند که به دلیل کمبود فضای زیر بال در پیکربندی‌های هواپیمای امروزی محدود شده‌اند. لازم به ذکر است هواپیمای ثابت کننده طرح هیچ موتور جدیدی را آزمایش نخواهد کرد.

ناگفته نماند، هر چیزی که بتواند هواپیماها را با مقدار معینی انرژی دورتر ببرد، ارتباط استثنایی با تلاش‌های کربن‌زدایی دارد. فن آوری های باتری الکتریکی، هیدروژن-الکتریک، احتراق هیدروژنی و سایر فن آوری های پیشرانه پاک همگی در مقایسه با قدرت سوخت جت سنتی با برد کمتری محدود می شوند و طرح هایی مانند این قطعا می توانند سهم بزرگی داشته باشند.