ساختار متفاوت بال هواپیمای فراصوتی ناسا

هواپیمای تحقیقاتی در مقیاس کامل ناسا با نام نمایشگر پرواز پایدار (Sustainable Flight Demonstrator) که برای بررسی انتشار آلاینده های هوانوردی خالص صفر و پروازهای مسافری سریعتر و اقتصادی تر نزدیک به سرعت صوت طراحی شده، توسط نیروی هوایی ایالات متحده X-66A نامگذاری شده است.

به گزارش سیناپرس، با شروع دهه ۱۹۴۰، برنامه X-plane ایالات متحده به ساخت هواپیما اختصاص داشت. ساخت نمونه‌های اولیه برای تولید نبود، بلکه به‌عنوان وسیله‌ ای تحقیقاتی برای دستیابی به پیشرفت‌های هوافضا در سطحی اساسی بود که منجر به اولین نمونه‌های مافوق صوت X-1 و مافوق صوت X-15 شد.

برای هواپیمای X-66A، 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 بدنه‌ ای 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. کلاغ ها دارای بال های بیضی شکل برای سرعت و قدرت مانور هستند، بال های عقاب پهن با نوک های شکاف دار برای سرعت های آهسته با قابلیت اوج گیری زیاد بوده و مرغ های مگس خوار دارای بال هایی هستند که به سرعت برای شناور شدن طراحی شده اند و آلباتروس ها بال های بلند و نازکی برای پرواز در سرعت های بالا دارند.

این بال آلباتروس است که بیش از همه به بال X-66A نزدیک است که به آن بال خرپایی ترانسونیکی (TTBW) می گویند و هدف آن پرواز در منطقه فرا صوتی یعنی در سرعت های 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 ضربه ای قرار می گیرد که باعث افزایش کشش، اختلال در کنترل ها و ایجاد مشکلات دیگر می شود.

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

در مورد X-66A، 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 می شود.به گزارش سیناپرس، این موضوع به خودی خود مشکلات جدیدی را برای مدل‌های واقعی ایجاد مدل‌های رایانه ‌ای از جریان پیچیده هوا در بال، بدنه و موتورها ایجاد می‌ کند. هدف، ایجاد یک هواپیمای خطوط هوایی فراصوتی است که ۳۰ درصد کارآمدتر است و می تواند به سفرهای هوایی با تولید خالص صفر کربن منجر شود.

به گزارش سیناپرس، 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-66A نیاز داریم. او افزود، هدف ما این است که انواع فناوری‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ ای مورد نیاز صنعت هوانوردی را نشان دهیم.

مترجم: ندا اظهری

منبع: NASA

No tags for this post.