هواپیما با بال های کج؛ ایده‌ای که می‌تواند صنعت هوانوردی را دگرگون کند

شاید تعجب کنید اما ناسا سال‌ها پیش یک هواپیما با بال های کج ساخته و آن را با موفقیت آزمایش کرده است. اما این ایده عجیب به چه دردی می‌خورد؟

عقل انسان حکم می‌کند که یک هواپیما برای پرواز نیازمند بال‌هایی نامتقارن و عمود بر بدنه است. با این وجود در واقعیت چنین نیست و استفاده از طراحی‌های مختلف برای بال هواپیماها نه تنها عملکرد را مختل نمی‌کند؛ بلکه می‌تواند قابلیت‌هایی جدید نیز برای آن به ارمغان بیاورد. برای مثال، ناسا هواپیمای AD-1 را با بهره‌گیری از ایده‌های دیوانه‌وار یکی از مهندسینش طراحی و تولید کرده و به‌عنوان نخستین هواپیما در دنیا با بال های کج به پرواز درآورد.

ناسا قصد داشت با هواپیمای منحصربفرد AD-1 از طریق کاهش میزان نیروی درگ در سرعت و ارتفاعات بالا مصرف سوخت هواپیماهای بزرگ‌ترش را کاهش دهد. البته تیک آف و لندینگ یک هواپیما نیازمند بال‌های متقارن است. با این وجود با رسیدن به ارتفاعات بالا، فارغ از این که شکل بال به چه صورت باشد، هواپیما قادر به تولید نیروی بالابرنده (Lift) خواهد بود. بنابراین با وجود این که ایده هواپیما با بال های کج در نگاه اول ترسناک به نظر می‌رسد؛ اما کاملا قادر است در صنعت هوانوردی مفید واقع شود.

اما چرا هواپیمای AD-1 نتوانست به موفقیت برسد؟ آیا دلیل عدم استقبال از این ایده فنی بود یا منافع عده‌ای از هلدینگ‌های بزرگ هوانوردی با توسعه آن‌ها در خطر می‌افتاد؟

هواپیما با بال های کج چه محاسنی دارد؟

در طول دهه 70 میلادی، صنعت هوانوردی در دنیا پذیرای ایده‌‌های خلاقانه بسیاری بود. برای مثال، هواپیماهای مافوق صوت کنکورد را در نظر بگیرید که با طراحی منحصربفرد خود قادر بودند مسافرین را دو برابر سریع‌تر از سایر هواپیماها به مقصد برسانند. کنکورد البته در کنار این مزیت‌ها معایب زیادی هم داشت.‌ برای مثال، کنترل‌پذیری سخت آن در سرعت‌های پایین، ترکش صوتی بسیار شدید و البته مصرف سوخت بالاتر از جمله مواردی بود که در نهایت باعث بازنشسته شدن هواپیماهای کنکورد شد.

در این بین اما یکی از مهندسین ناسا به نام رابرت تی جونز اعتقاد داشت که ایده هواپیما با بال کج می‌تواند آینده صنعت هوانوردی را دگرگون کند.‌ ناسا معتقد بود این هواپیماها نه تنها قادرند سریع‌تر از صوت حرکت کنند؛ بلکه ترکش حرارتی بسیار سبک‌تری هم داشته و می‌توانند بر خلاف سایر هواپیماهای سوپرسونیک استفاده عملی فوق‌العاده‌ای داشته باشند.

ایده اصلی در هواپیمای AD-1 قرار دادن بال‌ها روی یک لولا بود که به خلبان اجازه می‌داد بسته به شرایط و سرعت، وضعیت بال‌ها را تغییر داده و به شرایط ایده‌آل پرواز دست پیدا کند. از سوی دیگر، توان مورد نیاز برای تیک آف و لندینگ در این هواپیماها نیز به‌مراتب کمتر از هواپیماهای کنکورد بود و میزان مصرف سوخت و آلایندگی را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌داد.

چرا هواپیمای AD-1 به تولید انبوه نرسید؟

با وجود این همه پتانسیل و آینده درخشانی که برای هواپیماهای با بال نامتقارن تصور می‌شد، AD-1 تنها پس از 79 پرواز کنار گذاشته شد! تمامی این پروازها البته نتایج قابل قبولی به همراه داشتند؛ اما مشکل از جای دیگری بود.

بزرگترین ایراد هواپیما با بال های کج عدم تعادل آن در پروازهای آزمایشی بود که باعث می‌شد هواپیما حین پرواز به جهت‌های مختلف متمایل شده و فشار زیادی روی خلبان وارد کند. در آن زمان، سیستم‌های پیشرفته کنترل یا سامانه‌های هدایت و ناوبری حرفه‌ای نظیر آن‌چه امروز شاهدشان هستیم وجود نداشتند. بنابراین نبود پایداری در آن زمان مشکلی بزرگ برای AD-1 به شمار می‌رفت.

در آن زمان البته ارتش آمریکا به ایده هواپیماهای با بال نامتقارن علاقمند شد و حتی زمینه‌سازی‌های اولیه برای استفاده از این ایده در پرنده‌های با سرعت بالاتر از 200 مایل بر ساعت را نیز فراهم کرد. با این وجود کاهش شدید بودجه در نیروی دریایی ارتش آمریکا باعث شد که ایده ساخت هواپیما با بال های کج عملا در نطفه خفه شود.

البته ناسا پیش‌تر بارها تاکید کرده که علیرغم آ‌ن‌که در حال حاضر هیچ استفاده‌ای برای این ایده وجود ندارد؛ اما احتمال احیای آن در قالبی جدید بسیار بالاست. دلیل این مساله پیشرفت چشمگیری است که در طراحی بال هواپیماها و فناوری‌های مدرن ناوبری و هدایت حاصل شده. این پیشرفت‌ها قادرند بزرگترین ایراد AD-1، یعنی پایداری پایین را تا حد زیادی برطرف کنند.

در گجت نیوز بخوانید: چرا ظاهر هواپیماهای مسافربری طی قرن گذشته بدون تغییر باقی مانده؟ چرا هیچ هواپیمایی جرئت پرواز بر این مناطق را ندارد؟ جت های مافوق صوت جدید خطوط هوایی آمریکا زمان پرواز را به نصف کاهش می‌دهند