طراحی هواپیمایی نزدیک به سرعت صوت با الگو برداری از آلباتروس

به گزارش مجله خبری نگار،با شروع دهه ۱۹۴۰، برنامه X-plane ایالات متحده به ساخت هواپیما اختصاص داشت. ساخت نمونه‌های اولیه برای تولید نبود، بلکه به‌عنوان وسیله‌ای تحقیقاتی برای دستیابی به پیشرفت‌های هوافضا در سطحی اساسی بود که منجر به اولین نمونه‌های مافوق صوت X-۱ و مافوق صوت X-۱۵ شد.

برای هواپیمای X-۶۶A، ناسا و بوئینگ با یک مشکل اساسی مهندسی هوافضا سر و کار دارند و آن این است که هر هواپیما تمرینی برای سازش است. در حالت ایده‌آل، چیزی که مهندسان می‌خواهند این است که بدنه‌ای با یک بال کامل روی آن نصب شده باشد. متأسفانه، چنین بال باید از نظر دهانه بی نهایت باشد، که دقیقاً عملی نیست.

به گفته دانشمندان ناسا، اگر به شکل بال‌های پرنده نگاه کنید، آن‌ها برای عملکرد‌های متفاوتی سازگار شده اند و نه تنها شکل‌های متفاوتی دارند، بلکه دارای نسبت‌های ابعادی، حفره‌ها و نکاتی برای مقابله با گرداب‌های ناشی از جریان فوق العاده پیچیده هوا روی آن‌ها هستند. کلاغ‌ها دارای بال‌های بیضی شکل برای سرعت و قدرت مانور هستند، بال‌های عقاب پهن با نوک‌های شکاف دار برای سرعت‌های آهسته با قابلیت اوج گیری زیاد بوده و مرغ‌های مگس خوار دارای بال‌هایی هستند که به سرعت برای شناور شدن طراحی شده اند و آلباتروس‌ها بال‌های بلند و نازکی برای پرواز در سرعت‌های بالا دارند.

این بال آلباتروس است که بیش از همه به بال X-۶۶A نزدیک است که به آن بال خرپایی ترانسونیکی (TTBW) می‌گویند و هدف آن پرواز در منطقه فرا صوتی یعنی در سرعت‌های بین ۰٫۸ تا ۱٫۲ ماخ است. این محدوده درست قبل از به اصطلاح دیوار صوتی است، زمانی که هواپیما در معرض فشار‌های شدیدی به نام امواج ضربه‌ای قرار می‌گیرد که باعث افزایش کشش، اختلال در کنترل‌ها و ایجاد مشکلات دیگر می‌شود.

چیزی که در مورد ناحیه فراصوتی عجیب است این است که سرعت کل هواپیما هرگز از سرعت صوت فراتر نمی‌رود. در عوض، هوایی که بر روی قسمت‌های مختلف هواپیما جریان دارد، با سرعت‌های متفاوتی این کار را انجام می‌دهد.

در مورد X-۶۶A، 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 بال متمایل به خم شدن و تکان خوردن است، بنابراین یک خرپا برای تثبیت آن اضافه می‌شود. به گزارش سیناپرس، این موضوع به خودی خود مشکلات جدیدی را برای مدل‌های واقعی ایجاد مدل‌های رایانه‌ای از جریان پیچیده هوا در بال، بدنه و موتور‌ها ایجاد می‌کند. هدف، ایجاد یک هواپیمای خطوط هوایی فراصوتی است که ۳۰ درصد کارآمدتر است و می‌تواند به سفر‌های هوایی با تولید خالص صفر کربن منجر شود.

باب پیرس (Bob Pearce) معاون اداره ماموریت تحقیقاتی هوانوردی ناسا، گفت: برای رسیدن به هدفمان برای صفر شدن انتشار خالص کربن هوانوردی تا سال ۲۰۵۰، ما به هواپیما‌هایی متحول کننده مانند هواپیما‌هایی نظیر X-۶۶A نیاز داریم. او افزود، هدف ما این است که انواع فناوری‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای مورد نیاز صنعت هوانوردی را نشان دهیم.