كيف ستبدو طائرات الركاب في المستقبل؟

إذا وجد المسافرون عبر الزمن من عام 1968 أنفسهم في المطار اليوم، فسوف يرون العديد من التغييرات التي قد تفاجئهم. لكن الطائرات ستبدو مألوفة بشكل مدهش. على الرغم من التحسينات الكبيرة في المواد والمحركات وإلكترونيات الطيران التي قدمت عام 2017 العام الأكثر أمانا في تاريخ الطيرانتظل الطائرات التجارية مشابهة من الناحية الهيكلية لتلك التي كانت موجودة في الستينيات. وفي الواقع، فإن طائرة بوينج 1960، وهي إحدى الطائرات الأكثر مبيعًا في التاريخ بإصداراتها المتعددة، أقلعت لأول مرة في الهواء عام 737.

وذلك لأن الطيران التجاري يعطي الأولوية للسلامة، ويفضل الحلول التي أثبتت جدواها، ولأن التطورات الأخرى - على سبيل المثال في المواد والمحركات - تعني أن التصميم التقليدي لا يزال ذا صلة. ومع ذلك، بينما تبحث الصناعة بشكل يائس عن طرق لخفض انبعاثات الكربون، فإنها تواجه تحديًا أكثر خطورة قليلاً من الصناعات الأخرى، على وجه التحديد لأن تقنياتها الأساسية يصعب التخلي عنها. ربما حان الوقت لتجربة شيء جديد. إذن، كيف قد يبدو شكل السفر الجوي بعد 50 عامًا؟

اقرأ أيضا: أسلحة النصر الأوكراني: مروحيات ويستلاند سي كينغ

مستقبل طائرات الركاب

على مر السنين، كانت هناك عدة محاولات لتغيير نموذج تصميم الطائرات. لقد وعدت السبعينيات بمستقبل السفر الأسرع من الصوت الذي لم يتحقق أبدًا، باستثناء رحلات الكونكورد المحدودة. وقد تم الترويج لفكرة الطائرة "ذات الجناح المدمج"، المشابهة للقاذفة الشبح نورثروب بي-1970، في بعض الأحيان، ولكن حتى الآن دون نجاح كبير.

أجبرت مجموعة من الأسباب الفنية والمالية صناعة الطائرات على التخلي عن هذه المقترحات الغريبة والتركيز على التصاميم الأكثر تقليدية والتي أصبحت هي القاعدة اليوم. فهل تستمر السنوات الخمسون المقبلة في المسار البطيء الثابت الذي شهدته نصف القرن الماضي؟ هل سنرى مرة أخرى التقدم التكنولوجي السريع الذي ميز الطيران بين نهاية الحرب العالمية الأولى والهبوط على سطح القمر؟ أبولو؟ لا تنخدع بالنقص الواضح في الإنجازات المذهلة. بعض التغييرات الكبيرة قاب قوسين أو أدنى.

اقرأ أيضا: أسلحة النصر الأوكراني: صواريخ كروز Storm Shadow / SCALP-EG

طائرات كهربائية

من المرجح أن تصبح غالبية الرحلات الجوية القصيرة كهربائية خلال العقود القليلة المقبلة، وهذا سيغير طريقة تفكيرنا في السفر الجوي. ستمكن المحركات الكهربائية الأصغر حجمًا من توزيع قوة دفع مماثلة لتلك المستخدمة في النموذج الأولي لوكالة ناسا X-57. ستسمح مستويات الضوضاء المنخفضة وانخفاض تكاليف التشغيل للطائرات التي تعمل بالطاقة الكهربائية بالتحليق بالقرب من الأماكن التي يعيش ويعمل فيها الناس.

في الواقع، لا تهدف العديد من مشاريع الطائرات الكهربائية الحديثة إلى استبدال وسائل النقل البري بين المدن فحسب، كما تخطط مفاهيم Zunum وEviation التي تتسع لـ 9 إلى 12 راكبًا، ولكن داخلها أيضًا. سوف تصبح سيارات الأجرة الطائرة حقيقة في وقت قريب جدًا، ولكن يبقى أن نرى ما إذا كانت مفاهيم Vahana وCityAirbus ذات المظهر المستقبلي تمثل المستقبل حقًا. وعلى أية حال، فإن الرحلات الجوية من الباب إلى الباب ليست حكرا على الطائرات الكهربائية.

على الرغم من أنه ليس مفهومًا جديدًا، إلا أن استخدام الطائرات العمودية، أي الطائرات التي يمكنها الانتقال من الرفع العمودي إلى تكوين الجناح الثابت، كان حتى الآن يقتصر إلى حد كبير على الجيش الأمريكي.

ومع ذلك، تقوم شركة تصنيع طائرات الهليكوبتر الإيطالية ليوناردو حاليًا بإعداد نموذج مدني للإطلاق التجاري AW609، والتي، في حالة نجاحها، يمكن أن تؤدي إلى إحداث تحول في الطيران التنفيذي والإقليمي. تجمع طائرة AW609 بين عناصر التصميم لكل من الطائرات والمروحيات.

تعمل العديد من الشركات على تطوير أنظمة الدفع الكهربائية لسيارات الأجرة الجوية، وطائرات الركاب، والمركبات الكهربائية ذات الإقلاع والهبوط العمودي (eVTOL)، والعديد منها ذاتي القيادة. على سبيل المثال، تعمل شركة MagniX المصنعة للمحركات الكهربائية مع مورد البطاريات H55 لتحويل طائرات شركة Harbour Air المشغلة للطائرات المائية ومقرها فانكوفر إلى أسطول كهربائي بالكامل. وقد قامت شركة Eviation الإسرائيلية بتطوير Alice، أول طائرة ركاب كهربائية بالكامل في العالم مزودة بتكنولوجيا بطارية تشبه الهاتف الخليوي ويبلغ مدى طيرانها حوالي 800 كيلومتر.

الطاقة الهجينة هي طريقة أخرى. في عام 2020، أكملت طائرة Eel الكهربائية الهجينة التابعة لشركة Ampaire الأمريكية، رحلة تجريبية لمسافة 550 كيلومترًا بمحرك كهربائي في المقدمة ومحرك احتراق تقليدي في الخلف. ثم هناك الهيدروجين، الذي يتمتع بإمكانيات كبيرة إذا أمكن إنتاجه من مصادر منخفضة الكربون بدلاً من الوقود الأحفوري. تستثمر شركة إيرباص بكثافة في التكنولوجيا اللازمة لتشغيل الطائرات بالهيدروجين المنتج من مصادر الطاقة المتجددة، على أمل استخدامه في يوم من الأيام لتشغيل الطائرات العملاقة التي تسافر لمسافات طويلة دون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وتقوم بوينغ أيضًا باختبار طائراتها التي تعمل بالهيدروجين.

اقرأ أيضا: Saab JAS 39 Gripen - كخيار للقوات الجوية الأوكرانية: نتعرف على نوع الطائرة

في السعي وراء السرعة

هناك مجال واحد يبدو أن الطيران التجاري قد تراجع فيه، وليس إلى الأمام. كان من الممكن الطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت عبر المحيط الأطلسي، ولكن اليوم، حتى أولئك الذين لديهم جيوب عميقة يضطرون إلى القبول بسرعات أقل من سرعة الصوت. تعمل بعض الشركات الناشئة على إصلاح ذلك.

تعمل شركة Boom Supersonic، وهي شركة ناشئة تضم مستثمريها حاضنة وادي السيليكون Y Combinator والخطوط الجوية اليابانية، على تطوير طائرة تجارية من المتوقع أن تطير بسرعة 2,2 ماخ وبتكلفة أقل من طائرة كونكورد.

Aerion AS2 هو مشروع آخر للطائرات المدنية الأسرع من الصوت يستهدف سوق الخدمات التنفيذية. على الرغم من أنها لا تزال في مرحلة التطوير، إلا أنها تفتخر بالفعل بطلبية بقيمة 2,4 مليار دولار من مشغل الطائرات النفاثة الجزئية Flexjet لشراء 20 طائرة من طراز Mach 2 AS1,5. لكن حتى هذه السرعات تتضاءل مقارنة بالسرعات التي تفوق سرعة الصوت التي تنبأت بها بعض البرامج البحثية الطموحة.

سوف يسافر Spaceliner، وهو مشروع يقوده المعهد الألماني لأبحاث الفضاء الجوي، إلى حافة الفضاء ليطير بسرعة 25 مرة أسرع من سرعة الصوت. وبهذه الطريقة، سيكون من الممكن السفر بالطائرة من لندن إلى أستراليا، على سبيل المثال، في حوالي 90 دقيقة.

يقول رولف هينكه، عضو المجلس التنفيذي لأبحاث الفضاء الجوي في المعهد الألماني لأبحاث الفضاء الجوي، "في كثير من الأحيان في صناعة الطيران، لا يكون التحدي تكنولوجيًا، بل ماليًا أو تشغيليًا". "لقد تم الحديث عن الأجنحة المختلطة في العشرينيات من القرن الماضي، وتم الحديث عن الرحلات الجوية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت منذ الثلاثينيات من القرن الماضي، ولكنك بحاجة إلى شخص مستعد لتحمل المخاطر واستثمار مبالغ ضخمة من المال".

ما مدى حقيقة ثورة الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت؟ هل سنصل إلى النقطة التي ستتعايش فيها أحدث التقنيات؟

اقرأ أيضا: 6 صواريخ باليستية عابرة للقارات قادرة على إنهاء العالم

مفهوم "الجناح المختلط"

أحد مقترحات المهندسين هو "جسم الجناح المختلط" الذي سبق أن ذكرته عدة مرات. يشبه شكل الطائرة الجديد تمامًا تصميم "الجناح الطائر" المستخدم في الطائرات العسكرية مثل الطائرة الأيقونية قاذفة قنابل B-2لكن الجناح المختلط له حجم أكبر في الجزء الأوسط. وتعمل كل من شركتي بوينج وإيرباص على هذه الفكرة، كما هو الحال مع لاعب ثالث، وهو شركة JetZero ومقرها كاليفورنيا، والتي وضعت لنفسها هدفًا طموحًا يتمثل في وضع طائرة ذات أجنحة مختلطة في الخدمة في وقت مبكر من عام 2030.

وقال توم أوليري، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة JetZero: "نحن جادون للغاية بشأن الطريق إلى الصفر من الانبعاثات في الطائرات الكبيرة، ويمكن لهيكل الطائرة ذو الأجنحة المختلطة أن يوفر حرق وقود وانبعاثات أقل بنسبة 50٪". "إنها قفزة هائلة للأمام عما اعتادت عليه الصناعة."

نظرًا لكونه نوعًا من الهجين بين الجناح الطائر و"الأنبوب والجناح" التقليدي، فإن الجناح المدمج يسمح للطائرة بأكملها بتوليد الرفع مع تقليل السحب. تذكر وكالة ناسا أن هذا الشكل "يساعد على زيادة الاقتصاد في استهلاك الوقود ويخلق مساحة حمولة أكبر (البضائع أو الركاب) في الجزء المركزي من جسم الطائرة." واختبرته الوكالة على إحدى طائراتها التجريبية، X-48. وخلال حوالي 120 رحلة تجريبية بين عامي 2007 و2012، أثبتت طائرتان بدون طيار من طراز X-48 يتم التحكم فيهما عن بعد جدوى هذا المفهوم.

وفقا لأوليري، هناك مشكلة فنية رئيسية تعيق الشركات المصنعة. ويقول: "إنه الضغط الموجود في جسم الطائرة غير الأسطواني"، مشيرًا إلى حقيقة أن الطائرة ذات الشكل الأنبوبي تكون أكثر قدرة على التعامل مع الدورات المستمرة من التمدد والانكماش التي تحدث أثناء كل رحلة. "إذا فكرت في "الأنبوب والجناح"، فإنه يقسم الحمل - الأنبوب يتحمل الحمل من الضغط، والأجنحة تتحمل الحمل من الانحناء. لكن الجناح الممزوج يجمعهم معًا بشكل أساسي. الآن فقط يمكننا أن نفعل ذلك بمواد مركبة خفيفة وقوية في نفس الوقت." سيؤدي هذا الشكل الجديد جذريًا إلى تصميم داخلي للطائرة يبدو مختلفًا تمامًا عن الطائرات ذات الجسم العريض الحالية. وتأمل شركة JetZero أن تدخل طائراتها الخدمة بحلول عام 2030.

اقرأ أيضا: TOP-5 أحدث الغواصات النووية

رحلات أسرع من الصوت

تتنافس ما يقرب من ست شركات لتكون أول من يقدم السفر الأسرع من الصوت للجمهور، وهو اهتمام مثير للاهتمام في وقت يركز فيه الكثير من الاستثمار والابتكار في مجال النقل على تطوير خيارات أنظف وأكثر صداقة للمناخ تستخدم وقودًا أقل أو أقل. تقنيات الدفع البديلة، مثل البطاريات أو الهيدروجين.

تخطط شركة Boom Supersonic ومقرها دنفر لإطلاق طائرة ركاب أسرع من الصوت تسمى المقدمة في عام 2029. ومن المتوقع أن تستوعب الطائرة ما بين 64 و80 راكبا، وفقا لبليك شول، الرئيس التنفيذي للشركة. وسوف تسافر بسرعة 1,7 ماخ، أي 1,7 مرة سرعة الصوت، أي أكثر من ضعف سرعة طائرة الركاب التقليدية.

ويقول محللو الصناعة إن رأس المال الاستثماري وفكرة أن الطائرات التجارية الأسرع من الصوت تبدو فكرة جيدة قد ساهمت إلى حد كبير في إحياء المشروع.

وتقول الشركات إن جيلها الجديد من الطائرات الأسرع من الصوت سيكون له بصمة كربونية أصغر، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أنه سيتم تزويدها بوقود الطائرات الصديق للبيئة. ويتم تصنيع هذا الوقود من المنتجات الزراعية، بما في ذلك فول الصويا والدهون الحيوانية. لكن المنتقدين يقولون إن الوعد يتجاهل بعض الحقائق المهمة. على سبيل المثال، لا يوجد ما يكفي من وقود الطيران الصديق للبيئة للطائرات الموجودة اليوم. أما الوقود الموجود فهو أكثر تكلفة ــ وفقا لبعض التقديرات، فهو أغلى بمرتين إلى أربع مرات من الوقود الأحفوري.

ومهما كان الوقود، فالحقيقة هي أن الطائرات الأسرع من الصوت ستستخدم دائمًا المزيد منه. بحلول عام 2022، يمكن للطائرات الأسرع من الصوت أن تستخدم سبعة إلى تسعة أضعاف الوقود الذي تستخدمه الطائرات التجارية التقليدية بينما تحمل عددًا أقل من الركاب، وفقًا لدراسة أجراها المجلس الدولي للنقل النظيف. لكن ناسا تقول إن السفر الأسرع من الصوت، على الأقل في البداية، سيمثل جزءًا صغيرًا جدًا من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وجزءًا صغيرًا جدًا من الطيران التجاري. ومع ذلك، مع تعهد شركات الطيران بالوصول إلى الصفر من انبعاثات الكربون بحلول عام 2، يقول البعض إنه من الصعب رؤية مدى تناسب الطائرات الأسرع من الصوت مع هذا الإطار.

ومع ذلك، فإن لدى المحللين شكوكهم، نظرا لمدى صعوبة بقاء شركات الطيران التجارية واقفة على قدميها. ستحمل الطائرات الأسرع من الصوت عددًا أقل من الركاب وستستخدم المزيد من الوقود. إذا كان هذا الوقود وقود طائرات صديق للبيئة، فإن التكاليف تزيد أكثر.

تعد شركة Hermeus، التي يقع مقرها في أتلانتا، إحدى الشركات التي تستكشف إمكانية بناء طائرة ركاب تجارية أسرع وأسرع من الصوت. في حين أن الطائرات الأسرع من الصوت تسافر بسرعة أكبر من سرعة الصوت، فإن الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت تسافر بخمسة أضعاف هذه السرعة أو أكثر.

ستسافر طائرة Halcyon النفاثة التابعة للشركة بسرعة 5 ماخ، أو خمسة أضعاف سرعة الصوت. لكن الشركة منفتحة بشأن التحديات التكنولوجية التي تواجهها في تطوير مثل هذه الطائرة السريعة. اليوم، وفقًا للمتحدث الرسمي باسمها، فإن فرص انتقال طائرات هالسيون جوًا أقل من 50%، لكنهم يتوقعون أن تتحسن هذه الاحتمالات بمرور الوقت.

ولكن حتى في هذه الحالة، يتعين على شركة هيرميوس ــ وجميع الشركات الناشئة ــ إقناع عامة الناس بالإيمان بمشروعهم والتعامل مع المخاوف المتزايدة بشأن التأثير البيئي للسفر الجوي. قد تكون هذه مهمة صعبة.

يحيط التفاؤل والإثارة بعودة السفر الأسرع من الصوت، وتستمر التكنولوجيا في التقدم. تفتح الرحلة الأسرع من الصوت فرصًا لا حصر لها للبحث والابتكار، وتبشر بعصر جديد من السفر الجوي.

исновки

لذلك، بينما قد نضطر إلى الانتظار لفترة أطول قليلاً للطيران بطائرات الغد المستقبلية، لا يزال بإمكاننا التركيز على المواد والعمليات التي تمكن طائرات اليوم الخالية من الكربون. اربطوا أحزمة الأمان، لقد بدأت الرحلة للتو.

اقرأ أيضا:

• مقاتلو الجيلين الخامس والسادس: ما الفرق وأين الحد؟
• ما تحتاج إلى معرفته قبل إطلاق موقع على شبكة الإنترنت