طراحی شگفت‌انگیز بال هواپیما
ناسا و بوئینگ بال‌های بلندی را طراحی کرده اند که می‌تواند ضمن کشش کمتر باعث صرفه‌جویی در مصرف سوخت شود
عمادالدین قاسمی‌پناه ـ خبرنگار
در‌ماه ژانویه، بوئینگ برای نخستین‌بار هواپیمای پهن‌پیکر جدید خود را به پرواز درآورد. جالب‌ترین ویژگی این هواپیما که 777x نامیده می‌شود، بال‌هایی است که به‌معنای واقعی کلمه از رأس‌های خود تا می‌شود. این بال‌ها نسبت به بال‌های نسخه‌های قبلی این هواپیما طولانی‌تر هستند. این تغییر در طراحی می‌تواند به افزایش بازده کلی سوخت در این صنعت کمک کند. در ضمن، وقتی هواپیما روی زمین قرار دارد، رأس‌های بال‌ها به سمت بالا تا می‌شوند، به‌طوری که هواپیما می‌تواند در آشیانه فرودگاه جا بگیرد. در پایان ماه آوریل، بوئینگ یک پرواز آزمایشی با 777x انجام داد که تقریباً 3ساعت طول کشید.
پاپیولارساینس در گزارشی نوشته است: گذشته از این واقعیت که این بال‌ها در مسافت طولانی باز می‌شوند و وقتی روی زمین قرار می‌گیرند، از طریق لولا تا می‌شوند، هواپیمای جدید 777x با هدف حمل 426مسافر ساخته شده و اساسا شبیه هر هواپیمای دیگری که دیده‌اید به‌نظر می‌رسد. شکل این هواپیما شبیه یک لوله است که بال‌ها مستقیما به آن چسبیده‌اند.
با این حال، از سال 2008، ناسا و بوئینگ مشغول تحقیق در مورد طراحی یک بال هستند که برای هواپیماهای تجاری کوچک‌تر (با ظرفیت حداکثر حدود 220 یا 240نفر) مانند 737یا A320 مناسب‌تر باشد. همچنین شکل این بال با هر بالی که قبلا دیده‌اید متفاوت است. بال‌های بلند و باریک این طراحی جدید، نویدبخش کشش کمتر است (همانطور که طراحی بال 777x نتیجه‌اش صرفه‌جویی در سوخت است)، اما خرپای اضافه‌شده زیر بال‌ها از اندازه طولانی آنها پشتیبانی می‌کند. ناسا نسخه‌های مختلفی از این طرح را در تونل‌های بادی در کالیفرنیا و ویرجینیا آزمایش کرده و جدیدترین آزمایش‌ها در پاییز سال گذشته در مرکز تحقیقات لانگلی در تونل باد انجام شده است.
آنها این طرح را TTBW نامیدند. در حالی که استاندارد 737 دارای طول بال‌های حدود 36متر است، بال‌های این طرح می‌تواند تا حدود 52متر درازا داشته باشد. آنها همچنین از انتها تا می‌شوند تا هواپیما در آشیانه فرودگاه جا شود.
اما به احتمال زیاد می‌توانید مشکلاتی را که چنین ساختاری ایجاد می‌کند تصور کنید. ریچارد والز، مشاور فنی استراتژیک برنامه وسایل حمل‌ونقل هوایی پیشرفته ناسا، می‌گوید: «اگر بال بلندتر و لاغر‌تر شود، انعطاف‌پذیر‌تر می‌شود». هیچ مسافری نمی‌خواهد از پنجره هواپیما به بیرون نگاه کند و بال‌های فوق‌العاده بلند و در حال تاب خوردن را ببیند.
در حقیقت، وضعیت فاجعه‌باری که یک بال بلند و باریک می‌تواند داشته باشد، به‌عنوان لرزش هوایی شناخته می‌شود. والز می‌گوید که یک بال یا ساختار دیگری که دچار لرزش می‌شود، به‌طور فاجعه‌آمیزی شکست می‌خورد. یک نمونه کلاسیک، پل Tarroma Narrows است که تا زمان تخریب و فروپاشی در سال 1940 می‌لرزید و همین سرنوشت برای بال هواپیما می‌تواند رخ دهد. کوین جیمز، مهندس تحقیقات هوافضا در مرکز تحقیقات آمس ناسا، چنین بالی را با لرزش، خم شدن یا پیچ‌خوردگی یک تابلوی راهنمایی و رانندگی در باد شدید مقایسه می‌کند. او می‌گوید: «این بال‌های بلند و باریک هم می‌توانند به همین وضعیت دچار شوند. آن روز، روز بسیار بدی خواهد بود و این تجربه خوبی برای مسافران نیست».
نقش فیزیک
مهندسان هوافضا، هواپیماهایی مانند TTBW با ایده بال‌های بلند و باریک را دوست دارند، زیرا آنها می‌توانند از کشش بال بکاهند. بال‌هایی با این طراحی، به شکلی ایده‌آل چرخه‌های هوایی ضعیف و نه قوی را در رأس‌های خود ایجاد می‌کنند. چرخه‌های هوایی ضعیف‌تر می‌توانند منجر به کشش کمتری شوند و این امید وجود دارد که در سوخت صرفه‌جویی شود.
با این حال، بدیهی است که ناسا و هر سازنده دیگری، نمی‌خواهد هواپیمایی بسازد که بال‌هایش در مصرف سوخت صرفه‌جویی کنند و در عین حال این بال‌ها انعطاف‌پذیر و شکننده باشند.
خرپاهای بزرگ، پشتیبانی لازم را به عمل می‌آورند و نقطه اتصال دیگری با بدنه ایجاد می‌کنند که از لرزش جلوگیری می‌کند. مسئله دیگر وزن است. بال‌های لاغر و طولانی بدون خرپا ممکن است آن‌قدر سفت و سنگین باشد که باعث صرفه‌جویی در مصرف سوخت نشود. والز می‌گوید که تنظیمات جدید بال می‌تواند باعث 9درصد صرفه‌جویی سوخت در هواپیمای آینده TTBW باشد.
یکی دیگر از مزایای این طرح این است که به جای اتصال بال به بدنه میانی یا پایین بدنه، این پیکربندی دارای بال‌های نصب شده در بالای بدنه است. این موضوع به هر سازنده هواپیما اجازه می‌دهد موتورهای بزرگ‌تری را زیر بال، بدون نگرانی از تماس با زمین، نصب کند. همچنین موتورهای با قطر بزرگ‌تر، از سوخت بیشتری برخوردار هستند.
طراحی یک بال خاص
از سال 2008، ناسا و بوئینگ مشغول تحقیق در مورد طراحی یک بال هستند که برای هواپیماهای تجاری کوچک‌تر (با ظرفیت حداکثر حدود 220 یا 240نفر) مانند 737یا A320 مناسب‌تر باشد
