فهرست مطالب
پژوهشگران چینی آزمایش طرح یک هواپیمای بال‌پرنده با عرض ۸۵ متر و ظرفیت بیش از ۸۰۰ مسافر را آغاز کرده‌اند.
به گزارش سرویس هواپیمای تکناک، این هواپیما که دهانه بال آن حدود ۱.۶ برابر بمب‌افکن B-2 Spirit است، می‌تواند در صورت توسعه به یکی از بزرگ‌ترین هواپیماهای مسافربری جهان تبدیل شود.
هواپیمای بال‌پرنده (Flying Wing) نوعی هواپیما است که در آن بدنه و بال‌ها تقریبا در یک ساختار یکپارچه ادغام شده‌اند و برخلاف هواپیماهای معمولی، بدنه استوانه‌ای مشخص و بال‌های جداگانه ندارد.
یک تیم تحقیقاتی در مرکز تحقیقات و توسعه آیرودینامیک چین، CARDC، در حال بررسی رفتار آیرودینامیکی این هواپیمای عظیم است. طرح پیشنهادی برخلاف هواپیماهای مسافربری متداول بوئینگ و ایرباس، ساختار معمول بدنه استوانه‌ای و بال‌های مجزا را کنار می‌گذارد. در این پیکربندی، تقریبا تمام ساختار هواپیما به شکل یک بال پهن طراحی شده است که نیروی برآ تولید می‌کند.
هواپیمای پیشنهادی ۸۵ متر عرض و ۴۳ متر طول دارد. دهانه بال آن حدود ۱.۶ برابر B-2 Spirit خواهد بود. ظرفیت بیش از ۸۰۰ مسافر نیز این هواپیما را در رده بالاتری از هواپیماهای تجاری فعلی قرار می‌دهد. برای مقایسه، پیکربندی‌های معمول ایرباس A380 حدود ۵۵۵ مسافر را جابه‌جا می‌کنند.
پژوهشگران تاکنون برنامه‌ای برای ساخت نمونه اولیه در ابعاد واقعی اعلام نکرده‌اند و این طرح فعلاً یک بستر تحقیقاتی برای مطالعه نسل آینده هواپیماهای مسافربری بزرگ محسوب می‌شود.
بیشتر بخوانید: اولین پرواز موفق بزرگ‌ترین هواپیمای تمام‌برقی جهان
طراحی بال‌پرنده برای کاهش مصرف انرژی هواپیما
در هواپیمای بال‌پرنده، بدنه و بال‌ها در یک ساختار یکپارچه ترکیب می‌شوند. چنین طراحی می‌تواند مقاومت آیرودینامیکی را کاهش دهد و نیروی برآ بیشتری در سطح هواپیما ایجاد کند. این ویژگی در نهایت می‌تواند به کاهش مصرف انرژی و افزایش برد پرواز منجر شود.
لی یونگ‌هونگ و تیم تحقیقاتی او معتقد هستند که این پیکربندی مزایای آیرودینامیکی مهمی دارد. هواپیمای پیشنهادی مساحت مرجع بالی حدود ۱۳۹۵ مترمربع دارد. لبه حمله بال با زاویه ۳۷ درجه و لبه فرار آن با زاویه ۲۸ درجه به سمت عقب متمایل شده است.
سرعت پیمایشی هدف برای این هواپیما ۰.۸ ماخ تعیین شده است، که به سرعت بسیاری از جت‌های مسافربری پهن‌پیکر امروزی شباهت دارد. مرکز CARDC این طرح را ابتدا برای هواپیمایی با ظرفیت ۲۵۰ مسافر توسعه داده بود، اما پژوهشگران بعدا ابعاد آن را برای رسیدن به ظرفیت حدود ۸۰۰ مسافر افزایش دادند.
مهندسان برای بررسی عملکرد این پیکربندی، یک مدل فولادی ضدزنگ با مقیاس ۱ به ۵۲ ساخته‌اند. این مدل حدود ۰.۸ متر طول و ۱.۶ متر دهانه بال دارد و در تونل باد فراصوت ۲.۴ متری CARDC آزمایش شده است.
آزمایش‌ها در سرعت‌های ۰.۴ تا ۰.۸ ماخ انجام شدند. پژوهشگران در جریان این آزمایش‌ها عملکرد آیرودینامیکی، تغییرات جریان هوا، پایداری و تغییر شکل سازه را بررسی کردند. همچنین آنها روش‌های اندازه‌گیری برای ساختارهای باریک بال‌پرنده را مورد مطالعه قرار دادند.
مدل آزمایشی در سرعت‌های کمتر از ۰.۷ ماخ، حداکثر نسبت برآ به پسای حدود ۲۰ را ثبت کرد. این مقدار در سرعت پیمایشی هدف، یعنی ۰.۸ ماخ به ۱۷.۶ کاهش یافت. این نتایج می‌تواند برای بررسی طرح‌های مشابه و بهبود مدل‌های محاسباتی و روش‌های آزمایش در تونل باد مورد استفاده قرار گیرد.
بیشتر بخوانید: اولین هواپیمای بال ترکیبی جهان با کاهش ۵۰ درصدی مصرف سوخت رونمایی شد
بخشی از برنامه بزرگ هوافضای چین
پروژه هواپیمای بال‌پرنده در کنار دیگر برنامه‌های چین برای توسعه هواپیماهای بزرگ قرار می‌گیرد. مرکز CARDC پیش از این در پروژه‌هایی مانند هواپیمای مسافربری C919 و هواپیمای ترابری نظامی Y-20 مشارکت داشته است.
همچنین چین توسعه C929 را ادامه می‌دهد، که یک هواپیمای پهن‌پیکر دوربرد با ظرفیت برنامه‌ریزی‌شده ۲۸۰ مسافر است. مقام‌ها انتظار دارند نخستین پرواز این هواپیما حدود سال ۲۰۳۰ انجام شود. این کشور طرح C949، یک هواپیمای مسافربری مافوق صوت پیشنهادی را نیز بررسی کرده است که با هواپیمای تحقیقاتی X-59 ناسا مقایسه می‌شود.
طرح جدید بال‌پرنده از این جهت نیز قابل توجه است که چنین پیکربندی بیشتر با هواپیماهای نظامی مانند بمب‌افکن B-2 شناخته می‌شود. استفاده از این ساختار برای یک هواپیمای مسافربری با ظرفیت بیش از ۸۰۰ نفر، کاربرد متفاوتی برای این معماری محسوب می‌شود و تحقق آن با چالش‌های مهندسی بزرگی همراه خواهد بود.
در حال حاضر، پروژه CARDC همچنان در مرحله تحقیقاتی و آزمایش مدل مقیاس‌شده قرار دارد و برنامه‌ای برای تولید هواپیمای کامل اعلام نشده است. با این حال، نتایج آزمایش‌ها می‌تواند اطلاعات لازم برای توسعه نسل آینده هواپیماهای مسافربری بسیار بزرگ و کم‌مصرف را در اختیار مهندسان چینی قرار دهد.
بیشتر بخوانید: ایرباس از بال‌های تاشوی نسل آینده هواپیماهای مسافربری رونمایی کرد
