فهرست مطالب
چین با تکمیل مراحل اصلی توسعه هواپیمای آزمایشی TMS-10، خود را برای انجام نخستین پرواز مافوق صوت این هواپیما تا پایان سال ۲۰۲۶ آماده میکند.
به گزارش سرویس هوافضای تکناک، این هواپیما با هدف کاهش انفجار صوتی و دستیابی به سرعت کروز ۲ ماخ توسعه یافته است و فناوریهای آن میتوانند در آینده زمینه ساخت هواپیماهای مسافربری مافوق صوت را فراهم کنند.
هواپیمای مافوق صوت TMS-10 چین را آزمایشگاه تیانموشان با همکاری دانشگاه بیهانگ توسعه داده است. این هواپیما اکنون پس از تکمیل آزمایشهای تونل باد، طراحی سیستم کنترل پرواز و ساخت بدنه، وارد مرحله مونتاژ نهایی و یکپارچهسازی شده است.
توسعهدهندگان این پروژه قصد دارند در آزمایش بعدی، هواپیما را از دیوار صوتی عبور دهند و توانایی آن را برای انجام پرواز مافوق صوت پایدار بررسی کنند. اندازهگیری میزان انفجار صوتی، ارزیابی پیکربندی آیرودینامیکی و بررسی هماهنگی میان سیستم پیشران و طراحی بدنه نیز از دیگر اهداف این پرواز خواهند بود.
بیشتر بخوانید: موتور اسکرمجت چگونه موشکها را به سرعت بالاتر از ۵ ماخ میرساند؟
هدف چین برای توسعه هواپیمای مافوق صوت
پیکربندی آیرودینامیکی هواپیمای مافوق صوت TMS-10 برای دستیابی به سرعت کروز ۲ ماخ طراحی شده است. این سرعت به حدود ۲۴۷۰ کیلومتر بر ساعت میرسد و تقریبا دو برابر سرعت صوت است. همچنین این هواپیما میتواند در حالت زیرصوت با سرعتی نزدیک به ۰.۹۵ ماخ، معادل حدود ۱۱۷۳ کیلومتر بر ساعت پرواز کند.
چین امیدوار است فناوریهایی که در جریان پروژه TMS-10 آزمایش میشوند، در آینده در یک هواپیمای تجاری مافوق صوت ۱۰ تا ۱۵ نفره مورد استفاده قرار گیرند. آزمایشگاه تیانموشان طراحی کلی چنین هواپیمایی را با تمرکز بر سفرهای تجاری و گردشگری سطح بالا تکمیل کرده است.
براساس برآوردهای مطرحشده درباره این طرح، یک هواپیمای مسافربری مافوق صوت میتواند مسیر پکن تا شانگهای را در حدود ۳۰ دقیقه طی کند. هواپیماهای تجاری فعلی برای طی این مسیر بیش از ۱۰۰۰ کیلومتری به حدود دو ساعت زمان نیاز دارند.
هواپیمای مافوق صوت TMS-10 چین هنوز در مرحله تحقیقات مقدماتی، ارزیابی مفهومی و اعتبارسنجی فناوری قرار دارد و راه زیادی تا تبدیل شدن به یک هواپیمای مسافربری عملیاتی در پیش دارد. با وجود این، آزمایش نمونههای کوچکتر به مهندسان اجازه میدهد عملکرد طراحی را در شرایط نزدیک به پرواز واقعی ارزیابی کنند.
طراحی ویژه برای کاهش انفجار صوتی
یکی از مهمترین موانع توسعه هواپیماهای مسافربری مافوق صوت، انفجار صوتی است. هنگامی که هواپیما با سرعتی بیشتر از صوت حرکت میکند، امواج فشار ایجادشده در اطراف آن میتوانند با یکدیگر ترکیب شوند و امواج ضربهای قدرتمندی به وجود آورند. این امواج هنگام رسیدن به سطح زمین به شکل صدای بسیار بلندی شنیده میشوند.
مهندسان هواپیمای مافوق صوت TMS-10 برای کاهش این مشکل از یک پیکربندی آیرودینامیکی سهسطحی همراه با دم T شکل استفاده کردهاند. کاناردهای نصبشده در بخش جلویی هواپیما به گونهای طراحی شدهاند که مانع ترکیب امواج ضربهای ایجادشده توسط دماغه و بالها شوند.
بخش عقب هواپیما نیز نقش مهمی در کنترل این امواج دارد. دم T شکل، امواج ضربهای ایجادشده در قسمت عقب را دوباره توزیع میکند تا این امواج پراکندهتر و ضعیفتر شوند. هدف نهایی این طراحی، کاهش شدت صدایی است که به سطح زمین میرسد.
آزمایشگاه تیانموشان علاوه بر کاهش انفجار صوتی، کاهش مقاومت آیرودینامیکی را نیز یکی از اهداف اصلی طراحی اعلام کرده است. ترکیب این دو ویژگی میتواند به افزایش بهرهوری پرواز مافوق صوت و کاهش برخی هزینههای عملیاتی کمک کند.
نخستین آزمایشهای هواپیمای مافوق صوت چین
نمونهای از TMS-10 با مقیاس ۱ به ۱۸ در ۳۰ ژوئن ۲۰۲۵ نخستین پرواز کمسرعت خود را در فرودگاه دینگژو در استان هبی انجام داد. سرعت این نمونه در جریان آزمایش کمتر از ۰.۲ ماخ بود.
مهندسان در آن پرواز، توانایی هواپیما برای برخاست و فرود در سرعت پایین، پایداری و قابلیت کنترل آن را بررسی کردند. نتایج این آزمایش زمینه را برای حرکت به سمت مرحله دشوارتر پرواز مافوق صوت فراهم کرد.
آزمایش بعدی تفاوت زیادی با پرواز سال ۲۰۲۵ خواهد داشت. هدف اصلی این مرحله، عبور از دیوار صوتی و دستیابی به پرواز مافوق صوت پایدار و مداوم است.
همچنین پژوهشگران شدت انفجار صوتی ایجادشده را در حین پرواز اندازهگیری خواهند کرد. بررسی عملکرد سیستم کنترل پرواز در سرعتهای نزدیک به صوت و ارزیابی یکپارچگی سیستم پیشران و طراحی آیرودینامیکی نیز در برنامه قرار دارد.
آزمایشگاه تیانموشان پیش از رسیدن به مرحله ساخت هواپیمای مسافربری باید نمونههای بزرگتر و فناوریهای بیشتری را نیز آزمایش کند. این مرکز از انجام آزمایش با یک نمونه کمصدای بزرگ در محدوده وزنی حدود ۱۰ تن به عنوان یکی از مراحل آینده پروژه نام برده است.
بیشتر بخوانید: پرواز خودران ۵۰۰۰ کیلومتری Joby Aviation در آمریکا
رقابت برای بازگشت پروازهای مافوق صوت مسافربری
چین تنها کشوری نیست که برای توسعه هواپیماهای مافوق صوت کمصدا تلاش میکند. ناسا نیز هواپیمای X-59 را برای بررسی امکان انجام پروازهای مافوق صوت با صدای کمتر بر فراز خشکی توسعه داده است.
هواپیمای X-59 در ژوئن ۲۰۲۶ برای نخستینبار دیوار صوتی را شکست و در آزمایشهای بعدی به سرعت ۱.۴ ماخ و ارتفاع ۵۵ هزار پا رسید. همچنین این هواپیما بیستوپنجمین پرواز آزمایشی خود را بر فراز صحرای موهاوی در کالیفرنیا انجام داده است.
ناسا قصد دارد در مرحله بعد، میزان صدای تولیدشده توسط X-59 را با استفاده از تجهیزات زمینی و هوایی اندازهگیری کند. هدف این پروژه بررسی امکان کاهش صدای پرواز مافوق صوت به سطحی است که بتوان محدودیتهای مربوط به پرواز چنین هواپیماهایی بر فراز مناطق مسکونی را در آینده بازنگری کرد.
تفاوت اصلی میان دو پروژه به روش مدیریت امواج ضربهای مربوط میشود. هواپیمای X-59 با هدف کاهش شدت انفجار صوتی طراحی شده است، در حالی که TMS-10 تلاش میکند امواج ضربهای را در بخشهای مختلف هواپیما پراکنده کند و مانع تشکیل یک موج قدرتمند شود.
با وجود پیشرفتهای فنی، چالش اصلی همچنان تجاریسازی این فناوری است. هواپیماهای مسافربری مافوق صوت باید علاوه بر تحمل گرمای ناشی از سرعت بالا، استانداردهای سختگیرانهای را در زمینه ایمنی، قابلیت اطمینان، طول عمر و آسایش سرنشینان رعایت کنند.
توسعه موتور، ورودی هوا، سیستمهای خروجی، سازههای مقاوم و سیستم پیشران چرخه متغیر نیز از موانع مهم این مسیر هستند. هزینه سوخت، نگهداری و بهرهبرداری نیز نقش تعیینکنندهای در آینده این هواپیماها خواهد داشت.
فناوریهای آزمایششده در پروژه هواپیمای TMS-10 میتوانند پایه فنی لازم را برای ساخت هواپیماهای مافوق صوت بزرگتر در چین ایجاد کنند. موفقیت پرواز آزمایشی آینده نشان خواهد داد که این کشور تا چه اندازه به تحقق هدف پرواز مسافربری با سرعت ۲ ماخ نزدیک شده است.
