طائرة آلية بالطاقة الشمسية تنجز أولى رحلاتها بنجاح

طائرة آلية بالطاقة الشمسية تنجز أولى رحلاتها بنجاح
TT

طائرة آلية بالطاقة الشمسية تنجز أولى رحلاتها بنجاح

طائرة آلية بالطاقة الشمسية تنجز أولى رحلاتها بنجاح

أتمَّت طائرة «فازا - 35» (PHASA – 35) العاملة بالطاقتين الكهربائية والشمسية التي يبلغ باع جناحها 35 متراً، أولى رحلاتها بنجاح مبهر. ويمهِّد هذا الطيران الاستثنائي الطريق للدور الكبير الذي ستلعبه هذه المركبة في تغيير المشهد السائد في صناعة الطيران والفضاء، لا سيما أنها تقدِّم مزيجاً بين الطائرات والأقمار الصناعية.
خاضت «فازا - 35» مراحل التصميم، والبناء، والطيران، في أقل من سنتين، في إطار شراكة بين «بي إيه إي سيستمز» المتخصصة في الصناعات الجوية والفضائية، وشركة «بريسماتيك» التي استحوذت عليها العام الماضي. تُقدِّم هذه الطائرة الاستثنائية الجديدة التي صُممت للتشغيل الآلي والطيران في طبقة «الستراتوسفير» (أي في الطبقة التي تعلو نشاط الطيران والمناخ التقليدي) بديلاً متيناً وزهيداً للأقمار الصناعية. كما أن مرونة الطيران التي تتمتع بها قد تتيح استخدامها في مجموعة من التطبيقات المهمة، كرصد حرائق الغابات، والمراقبة البحرية.
أُجريت اختبارات الطيران الناجحة التي خاضتها هذه الطائرة برعاية مختبر علوم وتكنولوجيا الدفاع في المملكة المتحدة، ومجموعة علوم وتكنولوجيا الدفاع الأسترالية، في محطة «ووميرا» التابعة للقوات الجوية الملكية الأسترالية في جنوب أفريقيا.
تضمنت التجارب أول اختبار طيران كامل وشامل لنظام طائرة «فازا - 35» الذي أثبت أهليته الكاملة بعد 20 شهراً فقط، انتقل فيها من التصميم إلى الطيران. وجاء هذا النجاح ليكلل جهود التعاون بين فريق من الخبراء البريطانيين من شركة «بريسماتيك» في هامبشاير التي شهدت بناء نموذجين كاملين من الطائرات العام الماضي، وفريق من مهندسي «بي إيه إي سيستمز» في لانكشر؛ حيث خاضت الطائرة اختباراً أولياً شاملاً سبق تجارب الطيران.
تنتمي «فازا - 35» إلى النوع العالي الارتفاع والتحمل الطويل من المركبات، وتستمد طاقتها من الشمس نهاراً، ومن البطارية ليلاً. تتيح البطارية بخدمتها الطويلة الأمد والطاقة الشمسية بفعاليتها العالية للطائرة التحليق لعام كامل في «الستراتوسفير»، أي المناطق العليا من مجال الأرض الجوي.صُممت هذه المركبة لتأمين منصة متينة ومتوازنة تستخدم في تطبيقات المراقبة، والاتصالات، والأمن. عندما تتصل الطائرة بتقنيات وموارد أخرى، ستزوِّد زبائنها في المجالين التجاري والأمني بقدرات غير متوفرة في المنصات الجوية والفضائية الحالية.
تعِد هذه الطائرة الآلية أيضاً باستخدامها في توصيل شبكات الاتصالات، كالجيل الخامس، وتوفير خدمات أخرى، كالإغاثة في حالات الكوارث، وحماية الحدود مقابل جزء بسيط جداً من الكلفة التي تتطلبها الأقمار الصناعية عادة لأداء هذه المهام.
من جهته، قال إيان مولدوني، مدير قسم الهندسة في شركة «بي إيه إي سيستمز»: «يعتبر نجاح اختبارات هذه الطائرة برهاناً أول على الإنجازات السريعة التي يمكن تحقيقها إذا اجتمعت المهارات البريطانية بعضها مع بعض. إن الانتقال من التصميم إلى الطيران في أقل من عامين يظهر أننا قادرون على الانتصار، في التحدي الذي وضعته الحكومة البريطانية أمام هذه الصناعة لتطوير نظام قتال جوي مستقبلي في العقد المقبل».
لا يزال أمام هذه الطائرة الخارقة جدول من تجارب الطيران المحددة في أواخر هذا العام، ومن المتوقع أن تدخل مرحلة التشغيل الاستهلاكي خلال 12 شهراً من إتمام برنامج الرحلات التجريبية.



لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»