Περιεχόμενα
Ο βασικός σχεδιασμός των εμπορικών αεροπλάνων δεν έχει αλλάξει πολύ τα τελευταία 60 χρόνια. Τα σύγχρονα αεροσκάφη όπως το Boeing 787 και το Airbus A350 έχουν το ίδιο σχήμα με το Boeing 707 και το Douglas DC-8, τα οποία κατασκευάστηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 1950 και είχαν τη μορφή «tube and wing» ( σ.σ Δεν διαθέτει ξεκάθαρη διαχωριστική γραμμή μεταξύ των πτερύγων και του κύριου σώματος της ατράκτου) που εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα.
Ωστόσο, καθώς η βιομηχανία αναζητά τρόπους μείωσης των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, έχει ωριμάσει ο χρόνος για την κατασκευή αεροσκαφών «μεικτών φτερών με την άτρακτο». Το αεροπλάνο αυτό έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε τα φτερά και η άτρακτος να είναι ένα ενιαίοι σώμα.
Έτσι τα αεροσκάφη με μικτό σώμα πτέρυγας ενσωματώνουν στοιχεία σχεδιασμού στη φουτουριστική άτρακτο και το σχέδιο των ιπτάμενων πτερύγων. Τα υποτιθέμενα πλεονεκτήματα αυτής της προσέγγισης είναι οι υπερυψωμένες πτέρυγες και ένα φαρδύ σώμα σχήματος αεροτομής. Αυτό δίνει τη δυνατότητα σε ολόκληρο το σκάφος να συνεισφέρει στην ανύψωση με αποτέλεσμα την αυξημένη οικονομία καυσίμου, αναφέρει το CNN.
Τόσο η Boeing όσο και η Airbus πειραματίζονται με την ιδέα, όπως και μία τρίτη εταιρία, η JetZero με έδρα την Καλιφόρνια, η οποία έχει θέσει έναν φιλόδοξο στόχο να θέσει σε λειτουργία ένα αεροσκάφος μικτών πτερύγων μέχρι το 2030.
«Τα αεροσκάφη μικρών πτερύγων μπορεί να προσφέρει 50% χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου και εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα», λέει ο Τομ Ο΄ Λίρι, συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της JetZero. «Αυτό είναι ένα τεράστιο άλμα προς τα εμπρός σε σύγκριση με αυτό που έχει συνηθίσει η βιομηχανία».
Υπό πίεση
Η ιδέα των αεροσκαφών μικτών πτερύγων δεν είναι καθόλου νέα και οι πρώτες προσπάθειες κατασκευής αεροπλάνων με αυτό το σχέδιο χρονολογούνται από τα τέλη της δεκαετίας του 1920 στη Γερμανία. Ο Αμερικανός σχεδιαστής αεροσκαφών και βιομήχανος Τζακ Νόρθροπ δημιούργησε ένα σχέδιο ιπτάμενης πτέρυγας με κινητήρα τζετ το 1947, το οποίο ενέπνευσε το B-2 στη δεκαετία του 1990.
Ως ένα είδος υβριδίου μεταξύ μιας ιπτάμενης πτέρυγας και ενός παραδοσιακού «tube and wing» η μικτή πτέρυγα επιτρέπει σε ολόκληρο το αεροσκάφος να παράγει άνωση, ελαχιστοποιώντας την αντίσταση. Η NASA λέει ότι αυτό το σχήμα «βοηθά στην αύξηση της οικονομίας καυσίμου και δημιουργεί μεγαλύτερες περιοχές ωφέλιμου φορτίου (φορτίου ή επιβατών) στο κεντρικό τμήμα του σώματος του αεροσκάφους». Η NASA το έχει δοκιμάσει στο πειραματικό αεροσκάφος X-48.
Σε περίπου 120 δοκιμαστικές πτήσεις μεταξύ 2007 και 2012, δύο μη επανδρωμένα, τηλεκατευθυνόμενα X-48 απέδειξαν τη βιωσιμότητα της ιδέας.
«Ένα αεροσκάφος αυτού του τύπου θα έχει άνοιγμα φτερών ελαφρώς μεγαλύτερο από ένα Boeing 747 και θα μπορούσε να λειτουργήσει από τους υπάρχοντες τερματικούς σταθμούς των αεροδρομίων», λέει η NASA, προσθέτοντας ότι το αεροπλάνο θα «ζυγίζει λιγότερο, θα παράγει λιγότερο θόρυβο και εκπομπές αερίων και θα κοστίζει λιγότερο από ένα συμβατικό αεροσκάφος».
Αλλά αν το σχήμα είναι τόσο αποτελεσματικό, γιατί δεν έχουμε ακόμη προχωρήσει στην κατασκευή αεροπλάνων με βάση αυτό;
Σύμφωνα με τον Ο’ Λίρι, υπάρχει μια τεχνική πρόκληση που κρατά πίσω τους κατασκευαστές. «Είναι η πίεση μιας μη κυλινδρικής ατράκτου», λέει, επισημαίνοντας το γεγονός ότι μια άτρακτος σε σχήμα σωλήνα μπορεί να χειριστεί καλύτερα τους κύκλους διαστολής και συστολής που συνοδεύουν κάθε πτήση.
Επαναστατικό δυναμικό
Ο O’Leary λέει ότι το πλησιέστερο ισοδύναμο όσον αφορά το μέγεθος θα ήταν το Boeing 767 – ένα δικινητήριο αεροπλάνο ευρείας ατράκτου που εισήχθη στη δεκαετία του 1980 και συνήθως μετέφερε περίπου 210 επιβάτες. Εξακολουθεί να παράγεται ως αεροπλάνο φορτίου, αλλά αντικαταστάθηκε από το Boeing 787 ως επιβατικό αεροσκάφος. Διαθέτει επίσης μια σύγχρονη στρατιωτική παραλλαγή, το KC-46, το οποίο χρησιμοποιεί η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ για εναέριο ανεφοδιασμό.
Ομοίως, η JetZero θέλει να αναπτύξει ταυτόχρονα τρεις παραλλαγές: ένα επιβατικό αεροπλάνο, ένα αεροπλάνο φορτίου και ένα δεξαμενόπλοιο καυσίμων. Το μικτό σχήμα πτέρυγας προσφέρεται τόσο καλά για το τελευταίο που η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ μόλις χορήγησε στην JetZero 235 εκατομμύρια δολάρια για να αναπτύξει μια επίδειξη πλήρους κλίμακας και να επικυρώσει την απόδοση της ιδέας μικτής πτέρυγας. Η πρώτη πτήση αναμένεται μέχρι το 2027, πράγμα που σημαίνει ότι η στρατιωτική έκδοση του αεροσκάφους έχει προγραμματιστεί να ανοίξει το δρόμο και ίσως να υποστηρίξει την ανάπτυξη των εμπορικών μοντέλων.
Ωστόσο, η κατασκευή ενός εντελώς νέου αεροπλάνου από το μηδέν είναι ένα τεράστιο έργο και οι στόχοι της JetZero ακούγονται φιλόδοξοι, δεδομένου ότι η πλήρης διαδικασία πιστοποίησης ακόμη και για μια παραλλαγή ενός υπάρχοντος αεροσκάφους μπορεί να διαρκέσει χρόνια. Ένα πλεονέκτημα που έχει η JetZero σε αυτόν τον τομέα είναι ότι το αεροπλάνο θα δανειστεί αρχικά κινητήρες από τα σημερινά αεροσκάφη στενής ατράκτου, όπως το Boeing 737 – αν και το σχέδιο είναι να μετακινηθεί τελικά σε πρόωση χωρίς εκπομπές που τροφοδοτείται από υδρογόνο, κάτι που θα απαιτούσε νέους κινητήρες που δεν έχουν ακόμη αναπτυχθεί.
Η JetZero δεν έχει ακόμη παραγγελίες για το αεροπλάνο της, αλλά ο O’Leary λέει ότι οι αεροπορικές εταιρείες ενδιαφέρονται. «Μιλάμε ήδη με όλες τις μεγάλες αεροπορικές εταιρείες παγκοσμίως, επειδή είναι ενθουσιασμένοι που ακούν για τα κέρδη αποδοτικότητας».
Μένει να δούμε αν είναι πράγματι δυνατή μια μείωση της χρήσης καυσίμων κατά 50%. Τόσο η NASA όσο και η Airbus ανέφεραν ένα πιο μέτριο 20% για τα σχέδιά τους, ενώ η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ λέει ότι ένα αεροσκάφος μικτών πτερύγων θα μπορούσε να «βελτιώσει την αεροδυναμική απόδοση κατά τουλάχιστον 30% σε σχέση με τα σημερινά δεξαμενόπλοια και αεροσκάφη κινητικότητας της Πολεμικής Αεροπορίας».
«Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ενώ ένα αεροσκάφος «μεικτών φτερών με την άτρακτο» μπορεί να μειώσει την αντίσταση και να αυξήσει την απόδοση καυσίμου, τα πραγματικά οφέλη εξαρτώνται από τον συγκεκριμένο σχεδιασμό, τη διαμόρφωση και τις επιχειρησιακές συνθήκες», λέει ο Μπάλεϊ Μάιλς, αναλυτής αεροπορίας στην εταιρεία συμβούλων AviationValues.
Σύμφωνα με τον Μάιλς, ο σχεδιασμός των αεροσκαφών «μεικτών φτερών με την άτρακτο» είναι μια «επαναστατική» ιδέα που έχει δυνατότητες, αλλά έρχεται με μια σειρά από εμπόδια, συγκεκριμένα μια αυξημένη αεροδυναμική πολυπλοκότητα που μπορεί να κάνει το σχεδιασμό και τις δοκιμές δύσκολες, μια σειρά ρυθμιστικών προκλήσεων και προκλήσεων πιστοποίησης και ένα σχήμα που μπορεί να μην είναι κατάλληλο για τις υπάρχουσες υποδομές αεροδρομίων.
«Το αεροσκάφος μπορεί να γίνει game changer στον κλάδο των αερομεταφορών, προσφέροντας τη δυνατότητα για βελτιωμένη απόδοση καυσίμου, ενισχυμένη χωρητικότητα ωφέλιμου φορτίου και καινοτόμα συστήματα ελέγχου. Ωστόσο, η αντιμετώπιση της αεροδυναμικής πολυπλοκότητας, η διασφάλιση της δομικής ακεραιότητας, η πλοήγηση και η προσαρμογή των υποδομών των αεροδρομίων είναι τρομερές προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν για να γίνει πραγματικότητα», λέει.
Σύμφωνα με τον Ρίτσαρντ Αμπουλάφια, αναλυτή αεροπορίας στην εταιρεία συμβούλων Aerodynamic Advisory, ενώ δεν μπορούν να επαληθευτούν όλοι οι ισχυρισμοί της JetZero, «η ιδέα ενός αεροσκάφους «μεικτών φτερών με την άτρακτο» ήταν αρκετά ελκυστική εδώ και χρόνια και ακούγεται σαν να έχουν κάνει κάποια πολύ ενδιαφέρουσα έρευνα. Οι συνάδελφοί μου και εγώ το θεωρούμε αρκετά ελπιδοφόρο».
Πηγή φωτογραφίας: JetZero
