بعد فشل الكونكورد.. كيف يمكن أن تنجح الطائرات الأسرع من الصوت؟

ملاحظة المحرر: الآراء الواردة في هذا المقال هي آراء الكتاب فقط. تعرض CNN أعمال The Conversation، وهي عبارة عن تعاون بين الصحفيين والأكاديميين لتحليل الأخبار والتعليق. تم إنتاج المحتوى فقط بواسطة The Conversation.\n(The Conversation)— أعلنت الخطوط الجوية المتحدة أنها ستشتري ما يصل إلى 50 طائرة "Boom Overture" الأسرع من الصوت، للاستخدام التجاري، بحلول عام 2029، ما يبشر بعودة رحلات الركاب الأسرع من الصوت بعد حوالي 20 عامًا من إيقاف تشغيل "كونكورد".\nوتعمل الطائرات الأسرع من الصوت على تقليل الوقت الذي تستغرقه الرحلة من نيويورك إلى لندن حتى النصف، أي من سبع ساعات إلى 3.5 ساعات. ولكن تم التخلي عن مثل هذه الطائرات بعد رحلة "كونكورد" الأخيرة في عام 2003.\nوأصبحت "كونكورد" غير قابلة للعمل من الناحية المالية بعد وقوع حادث تحطم كبير في عام 2000، إضافة إلى أسعار التذاكر المفرطة، وارتفاع استهلاك الوقود، وتكاليف الصيانة المرتفعة بشكل متزايد.\nوسيعتمد نجاح تشغيل طائرة Boom الأسرع من الصوت على تغلبها على المشكلات التي تسببت بنهاية "كونكورد".. فكيف يمكن أن يتم ذلك؟\nتعرف هذه الرحلات الجوية باسم "سوبر سونيك" لأنها تسافر أسرع من سرعة الصوت. وبذلك، يجب أن تخترق الطائرة حاجز الصوت، وهو الأمر الذي يتطلب تصميمًا ديناميكيًا هوائي فعّال لتقليل مقاومة السحب، وقوة دفع كبيرة من المحركات القوية للتغلب على الاضطرابات التي تسببها موجات الصدمة.\nويتطلب كسر حاجز الصوت أيضًا محركات تحرق الكثير من وقود الطائرات، وهو أحد عيوب "كونكورد" الرئيسية. لذلك، من المتوقع أن يركز تصميم Boom على زيادة كفاءة استهلاك الوقود.\nومن المرجح أن تختار الشركة التي يوجد مقرها في كولورادو بين محرك نفاث عنفي ومحرك عنفي مروحي.\nوينتج المحرك النفاث العنفي كل قوة دفعه من غاز العادم عندما يتحرك بسرعات أعلى.\nوفي غضون ذلك، يستمد المحرك العنفي المروحي معظم قوته من كمية الهواء التي تسرعه بواسطة شفرات المروحة. وتحدد كمية هذا الهواء "نسبة تجاوز" المحرك.\nولا يُسمح للطائرات الأسرع من الصوت بالتحليق فوق الأرض، بسبب الضوضاء التي تولدها. ولكن يمكن رفع هذه القيود من خلال التصميم الديناميكي الهوائي المصقول.\nوعلى سبيل المثال، يأمل البحث الذي أجرته وكالة ناسا في برنامجها X-59 QueSST في إنتاج أشكال مُحسَّنة لهيكل الطائرة والتي يمكن أن تجعل الصوت أكثر هدوئًا، حيث تصل شدة الصوت إلى 75 ديسيبل، على غرار "كونكورد" التي تبلغ 105 ديسيبل.\nويمكن أن يؤدي الحصول على الديناميكا الهوائية بشكل صحيح أيضًا إلى فتح إمكانية استخدام مواد مركبة حديثة وخفيفة الوزن، لتمكين نسبة الدفع إلى الوزن بشكل أفضل، وربما يلغي الحاجة إلى استخدام الحارق اللاحق عند الإقلاع.\nوستكون التطورات الجوهرية في برنامج ديناميكيات الموائع الحسابية وبرامج المحاكاة الأخرى منذ سبعينيات القرن الماضي حاسمة في تقييم هذه التصميمات واعتمادها وفقًا لمواعيد Boom النهائية المحدودة للإنتاج.\nويتضمن جزء من صفقة الولايات المتحدة تطويرًا تعاونيًا في إنشاء مصدر موثوق لوقود الطيران المستدام. سيفيد هذا في نهاية المطاف الطائرات الأخرى في أسطول الخطوط الجوية المتحدة والقطاع ككل، الذي ينتج حاليًا حوالي 2.8 ٪ من جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية من احتراق الوقود الأحفوري.\nيشمل وقود الطائرات المستدام الوقود الحيوي والكيروسين الاصطناعي الذي يتم تصنيعه باستخدام مواد متجددة ومستدامة.\nوتتوافق هذه الأنواع من الوقود المستدام مع وقود الطائرات التقليدي، ما يعني أنه لن تكون هناك حاجة إلى تغييرات في البنية التحتية لتزويد المطارات بالوقود أو تصميم المحرك حتى يتم استخدامها، وهو عامل حاسم في امتصاصها.\nلكن هذه الأنواع من الوقود باهظة الثمن، لأن المواد الخام اللازمة لتصنيعها غير متوفرة على نطاق واسع.\nويبلغ إجمالي كمية وقود الطيران المستدام المستخدم حاليًا 0.1٪ فقط من إجمالي الوقود المستهلك في الهواء. وتقدر التوقعات أن هذا يجب أن يصل إلى ما بين 1.4٪ و 3.7٪ قبل أن يصبح هذا الوقود مجديًا اقتصاديًا.\nوستبقى Boom متفائلة بأنها قادرة على التغلب على تحديات كفاءة استهلاك الوقود بحلول الوقت الذي تبدأ فيه طائرتها في نقل ركاب يدفعون أجورًا في عام 2029.\nيبدو أن هذه الأسعار ستكون مرتفعة، مع توقع Boom سعر 4,930 دولارًا لكل مقعد. وفي عام 1996، فرضت الخطوط الجوية البريطانية مبلغًا ماليًا يتراوح بين 7,543 دولارًا و12,408 دولارًا، بقيمته المالية اليوم، لتذاكر الذهاب والإياب من نيويورك إلى لندن.\nويبدو أن Boom Overture تستهدف سوق المنتجات الفاخرة، أي بعيدًا عن متناول ركاب درجة رجال الأعمال. ومن المحتمل أن يرتادها فقط أولئك الذين يسافرون حاليًا على متن طائرة خاصة، الذين قد تغريهم ادعاءات Boom بأنها شركة تصنيع طائرات مستدامة.\nبيتر توماس هو محاضر أول في هندسة الطيران ب جامعة رتفوردشاير.\nأعيد نشرها بموجب ترخيص Creative Commons من The Conversation.