يمكن تزويد طائرات المستقبل باستخدام اللوحات الشبيهة بالريش

يمكن أن تكون هذه النتائج مهمة للغاية لمستقبل صناعة الطيران. تغير المناخ يجعل الظروف الجوية أكثر لا يمكن التنبؤ بها وشديدة. على مدار العقود الأربعة الماضية ، زاد تواتر أحداث الاضطرابات الشديدة بنسبة 55 في المائة. لضمان سلامة الركاب ، يجب أن تصبح الطائرات أكثر مرونة وقادرة على أداء مناورات رشيقة في الظروف الصعبة دون المساس باستقرار الطائرات وسلامة الركاب.

في الوقت نفسه ، يستمر حجم الحركة الجوية في الزيادة ، مما يجعل من الأهمية بمكان استكشاف الابتكارات التي تعزز كفاءة الطائرات ويمكن أن تساعد في إزالة الكربون دون الحاجة إلى الاعتماد فقط على الابتكارات في الوقود. لا يمكن أن تساعد التطورات السلبية في ذلك فحسب ، بل ستفعل ذلك دون الاعتماد على الأنظمة الإلكترونية المعقدة.

ومع ذلك ، فإن الطريق إلى تبني هذه التكنولوجيا تجاريًا يمثل تحديًا-وكان هذا هو الحال بالنسبة للعديد من التقنيات الأخرى المستوحاة من الحيوانات. على سبيل المثال ، في الثمانينيات من القرن الماضي ، اكتشف العلماء أن أسماك القرش لديها نتوءات صغيرة ، تسمى Riblets ، التي تغطي أجسامهم ، والتي تقلل من السحب أثناء انزلاقها عبر الماء. وتساءلوا عما إذا كان تطبيق تصميم مماثل على الطائرات يمكن أن يقلل بشكل كبير من استهلاك الوقود. في عام 1997 ، قام الباحثون بتقدير أن Riblets على غرار سمك القرش يمكن أن تقلل من السحب على الطائرات بنسبة حوالي 10 في المائة. ومع ذلك ، فإن الاختبارات التجارية على الطائرات الحقيقية لم تبدأ حتى عام 2016.

طورت شركة Lufthansa Technik ، وهي شركة Aerospace الألمانية ، في نهاية المطاف Aeroshark ، وهي تقنية سطح الطائرات مستوحاة من جلد القرش. يقول ليا كلينج ، المتحدثة باسم لوفثانسا تقنيك: “اليوم ، تم تعديل 25 طائرة عبر سبع شركات طيران من خلال تقنية Sharkskin ، والعدد ينمو بشكل مطرد”. وتضيف أن مثل هذه الابتكارات تتطلب عقودًا من البحث ، وأن دمج الحلول الجديدة في الأساطيل الحالية دون تعطيل العمليات لا يزال يمثل تحديًا كبيرًا.

عند النظر في كيفية توسيع نطاق هذه اللوحات المستوحاة من الريش ، “هناك بعض التحديات اللوجستية من حيث نوع المواد التي يمكننا إخراج تلك اللوحات أو كيف يمكننا إرفاقها بشكل صحيح بالأجنحة” ، كما تقول Wissa. ولن يكون هذا الابتكار بسيطًا مثل إضافة الفيلم البلاستيكي إلى طائرة النموذج الأولي الصغير في تجربة الفريق. يقول Ruxandra Botez ، وهو مهندس الطيران في جامعة ETS Montreal: “في كثير من الأحيان ، يمكن أن يصبح دمج الحلول المبتكرة على المستوى التجاري بسرعة معقدة ومتعددة التخصصات”. يتعين على الطائرة أن تمر بمجموعة متنوعة من اختبارات وشهادات السلامة ، والتي يمكن أن تستغرق عدة سنوات بسهولة. يلاحظ Botez أيضًا أن معظم الطائرات الحديثة مبنية مع تحسينات تدريجية على النماذج السابقة ، حيث يحجم الشركات المصنعة عن الابتعاد عن التصميمات الحالية.

ومع ذلك ، يجادل Lentink بأن التركيز فقط على قابلية التوسع التجاري هو النهج الخاطئ. ويضيف أنه إذا كانت الابتكارات ذات قابلية التوسع الواضحة هي الوحيدة التي يتم اختبارها ، فلن يفكر الباحثون خارج الصندوق. يقول: “إذا كنت ترغب حقًا في الابتكار في الفضاء الجوي ، فعليك التوصل إلى هذه الأفكار البرية تمامًا”. البقاء على مقربة من التطبيق النهائي يحد من قدرة المهندسين على إنشاء أشياء جديدة. وهو يعتقد أن اللوحات المستوحاة من الريش السرية ، في ستارها الحالي ، ربما ليست قريبة من التطبيق الفوري. يقول: “لكنني لا أرى ذلك انتقادًا”. “أرى أنها باحثين يطورون أفكارًا مهمة يمكن الآن تطويرها في خط الأنابيب التكنولوجي هذا نحو التطبيق.”

تحدث العلماء السلكيون عن الإجهاد بأن مستقبل تصميم الطائرات يجب أن يستمر في استلهام الطبيعة. الطيور أكثر مرونة ، قادرة على المناورة أكثر من أي شيء قام به البشر. يقول سيدكي: “إذا كنا نريد إنشاء طائرة يمكن أن تطير بكفاءة وبشكل غير متوقع في ظروف لا يمكن التنبؤ بها ، سنحتاج حتما إلى دمج جوانب طيران الطيور في تصميمات الجيل التالي”.

حتى لو لم يصلوا إلى طائرات تجارية كبيرة ، تقول Wissa إن هذه الابتكارات المستوحاة من الريش يمكن أن تكون متغيرة للألعاب للطائرات الصغيرة ، والتي من المتوقع أن تلعب دورًا رئيسيًا في مستقبل الطيران ، كما هو الحال في تسليم الحزم أو تنقل الهواء الحضري-هناك العديد من الشركات الناشئة التي تحاول تطوير خدمات سيارات الأجرة ، على سبيل المثال. من المحتمل أن تحتاج هذه الطائرة إلى الإقلاع والهبوط في مساحات ضيقة. هذه الابتكارات يمكن أن تعزز الرفع والتحكم خلال هذه المناورات عالية الزاوية.

“عندما تصبح الطائرات أصغر ، فإنها تصبح أيضًا أكثر عرضة للعوامل البيئية مثل العواصف والرياح العاتية وتدفقات الهواء المضطربة” ، يوضح ويسا. مجهزة بهذه اللوحات ، قد تكون المركبات الطيران الصغيرة في المستقبل قادرة على التعامل مع “العواصف التي كانت ستطرح طائرة من السماء”.