طرح جدید بال ترکیبی هواپیمای آمریکا

مدتی پیش، ایرباس سه نسخه مفهومی را برای هواپیماهای تجاری بدون آلایندگی منتشر کرد – یکی از آنها هواپیمای با بدنه بال ترکیبی (BWB) است. با این حال، نیروی هوایی ایالات متحده فکر می کند که مفهوم BWB می تواند کاربردهای نظامی نیز داشته – و مزایای آن می تواند متحول کننده باشد. هواپیماهای بال ترکیبی تنها طرح ترابری نظامی انقلابی نیستند که در حال حاضر در حال توسعه هستند زیرا دارپا نیز در حال کار بر روی یک وسیله نقلیه اثر زمینی (اکرانوپلان) به نام لیبرتی لیفتر (Liberty Lifter) است که تفاوت بین یک کشتی و یک هواپیما را کمتر می کند.

هواپیمای با بدنه بال ترکیبی چیست؟

هواپیمای با بدنه بال ترکیبی، یک هواپیمای بال ثابت است که هیچ خط جداکننده مشخصی بین بدنه اصلی هواپیما و بالهای آن ندارد. بدنه و ساختار بال هواپیما به بهترین شکل با هم ترکیب شده اند (اگرچه با طراحی بال پرنده- که بدنه مشخصی ندارد – متفاوت است). مزیت اصلی این طرح کاهش محیط تر شده و اصطکاک مرتبط است.

«هواپیمای بدنه بال ترکیبی فرصت‌های متعددی را برای مقابله با چالش‌هایی که در درگیری‌های آینده با آن‌ها روبرو می‌شویم فراهم می‌کند. هواپیمای بدنه بال ترکیبی به نیروی هوایی ایالات متحده اجازه می‌دهد تا توانایی‌ها را برای افزایش کارایی، استقامت و ظرفیت برای ماموریت‌های آینده آموخته و به کار گیرد. هواپیمای ما به طور چشمگیری کارآیی آیرودینامیک را نسبت به طرح‌های سنتی لوله ای و بال که اساساً ناپایدار هستند و به سطوح دم بزرگ نیاز دارند و وزن و کشش بیشتری ایجاد می‌کنند، بهبود می بخشد.» – JetZero

مزایای طرح های بال ترکیبی:

• افزایش لیفت (از بدنه هواپیما)
• اصطکاک کمتر (حداقل ۳۰ درصد به ادعای نیروی هوایی)
• افزایش ظرفیت
• افزایش برد

این طراحی، اصطکاک آیرودینامیکی را حداقل تا ۳۰ درصد کاهش می دهد و لیفت بیشتری به هواپیما می بخشد. در بخش تجاری، خطوط هوایی مسافربری می توانند از طریق افزایش فضای کابین و بار در دسترس و در عین حال کاهش هزینه های سوخت، از این طرح بلوغ یافته بهره مند شوند. خطوط هوایی آلاسکا یکی از خطوط هوایی است که در توسعه بال های ترکیبی سرمایه گذاری می کند.

چگونه تلاش برای آلودگی صفر به سود نیروی هوایی خواهد بود؟

نیروی هوایی ایالات متحده به آلودگی صفر مطلق متعهد نشده است (اگرچه نیروی هوایی سلطنتی بریتانیا متعهد شده است و نیروهای هوایی بیشتری به این رویه خواهند پیوست). نیروی هوایی ایالات متحده احتمالاً سطحی از فشار را برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای احساس می کند (به عنوان مثال، نیروی هوایی در حال بررسی سیستم های زمین گرمایی تحت فشار زمین برای تامین انرژی پایگاه های هوایی است). نیروی هوایی ایالات متحده اهداف خود در رابطه با تاثیرات اقلیمی را مشخص کرده و از توسعه جت های تجاری با کاربردهای نظامی حمایت کرده است.

کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به طور معمول نیاز به راندمان سوخت بیشتری دارد که مزایای قابل توجهی برای ارتش دارد. طراحی BWB برد بیشتر، زمان پرسه زنی بیشتر و افزایش راندمان تحویل محموله را ارائه می دهد – قابلیت هایی که برای کاهش خطرات لجستیکی حیاتی هستند. به عبارت دیگر، این طرح می تواند دسترسی جهانی و در عین حال کاهش تقاضای سوخت را در اختیار هواپیماهای نیروی هوایی ایالات متحده قرار دهد.

«کمی بیش از صد سال از زمانی که چند خلبان شجاع به آسمان رفتند و اولین قابلیت سوخت‌گیری هوایی را به اثبات رساندند، می‌گذرد،‌چیزی که دسترسی جهانی نیروی هوایی ما را گسترش می‌دهد. این اعلان نقطه عطف سرنوشت ساز دیگری برای نیروی هوایی در تلاش های ما برای حفظ مزیت اثربخشی نیروی هوایی در برابر هر رقبایی در آینده است.» – دکتر راوی چودری، دستیار وزیر نیروی هوایی در امور انرژی، تاسیسات و محیط زیست.

ایده این است که هواپیماهای با بدنه و بال ترکیبی می‌توانند نقشی در تحرک هوایی نسل بعدی برای سوخت‌گیری هوایی و مأموریت‌های لجستیکی داشته باشند. سوخت گیری و محدودیت برد دو تا از معضلات نیروی هوایی است. این معضلات لجستیک را تحت فشار قرار داده و توانایی آن را برای اعمال قدرت محدود می کند.

نیروی هوایی ایالات متحده مشتاق است ببیند چگونه می توان از طرح های ترکیبی بال برای هواپیماهای ترابری نظامی استفاده کرد. هواپیماهای ترابری نظامی حدود ۶۰ درصد از مصرف سالانه سوخت جت نیروی هوایی را تشکیل می دهند.

JetZero و Northrop Grumman نسخه شبیه ساز BWB را می سازند؟

نیروی هوایی ایالات متحده استارتاپ فعال در حوزه هوافضا، JetZero و پیمانکار دفاعی نورثروپ گرومن را برای طراحی، ساخت و پرواز یک هواپیمای بال ترکیبی در مقیاس کامل انتخاب کرده است. هدف نشان دادن قابلیت‌های بهبود یافته برای بهبود کارایی، ظرفیت بار و استقامت برای پلتفرم های نظامی و تجاری است. این طرح گزینه های بیشتری را برای پلتفرم های هوایی آینده در اختیار نیروی هوایی قرار می دهد. کمپانی Scaled Composites نیز به توسعه و ساخت نسخه آزمایشی کمک می کند.

«JetZero در حال توسعه یک جت بسیار کارآمد بدنه و بال ترکیبی با عملکرد بی سابقه است. نیروی هوایی ایالات متحده، ناسا و FAA برای ورود به خدمت تا سال ۲۰۳۰ همکاری می کنیم.» – JetZero

نسخه اولیه بال ترکیبی JetZero

JetZero مدعی است که طراحی جدید آن می‌تواند ۵۰ درصد در مصرف سوخت صرفه‌جویی کند و می‌تواند تا سال ۲۰۳۰ وارد خدمت شود. این استارت‌آپ، بال ترکیبی خود را «بزرگترین جهش در طراحی هواپیماهای تجاری از ابتدای عصر جت» می‌نامد. علاوه بر این که می‌تواند با سوخت ۱۰۰ درصد تجدید شونده هوانوردی (مانند اکثر هواپیماهای مدرن) کار کند، فضایی داخلی برای سوخت هیدروژن نیز خواهد داشت.

دفتر انرژی عملیاتی نیروی هوایی ایالات متحده قبلاً اعلام کرده بود که انتظار دارد آزمایشات اولیه پرواز در اوایل سال ۲۰۲۷ تکمیل شود.