طائرة كهربائية ثورية من «ناسا» تتهيأ للإقلاع

«إكس ـ 57 ماكسويل» تصمم بسلسلة محركات تعزز فاعلية الطيران

تتهيأ طائرة كهربائية تجريبية وثورية، من تصميم وكالة الطيران والفضاء الأميركية «ناسا» للإقلاع في أوّل طيران تجريبي لها، معلنة بذلك عن إنجاز جديد في عالم الطيران المدعوم بالبطارية.
وقد وضع برنامج «ناسا» «إكس - 57 ماكسويل» المتعدّد المراحل هدفاً طموحاً يقوم على حلّ تحديين كبيرين يواجهان هندسة الطيران في وقتٍ واحد؛ إذ لم يهدف البرنامج إلى إثبات إمكانية تزويد الطائرة بطاقة كهربائية كاملة فحسب، بل خطّط أيضاً لبرهنة المكاسب الكبيرة في مجال الفاعلية والأداء والتي يمكن تحقيقها من خلال استبدال محرّكين كبيرين بمحرّكات كثيرة صغيرة موزّعة على امتداد الجناحين – في تصميم يُعرف بـ«الجناح المنفوخ».
قضت خطّة البرنامج باستعراض هذين الطرحين من خلال سلسلة اختبارات متقدّمة. ولكنّ تعقيد التحدّي الأوّل، تُضاف عليه التعطيلات التي سببتها الجائحة، أدّى إلى تأجيلات متكرّرة. وكانت النتيجة أنّ أعلن قادة المشروع أنّ التمويل لم يعد كافياً للاستمرار وإتمام المراحل النهائية من البرنامج. ومن المزمع أنّ يقلع التصميم الأوّل من «إكس - 57»، وهو عبارة عن طائرة «تكنام P2006T» خفيفة الوزن استبدل محركاها العاملان بالوقود بمحرّكات كهربائية، في الربيع أو الصيف المقبلين.
يقول نيك بورير، نائب الباحث الرئيسي في مشروع «إكس - 57» في مركز لانغلي البحثي التابع لـ«ناسا»: «حاولنا القيام بشيء طموحٍ للغاية. إنّ التأسيس لنوعٍ جديد من الأطر الجوية ومشروع محركات جديد ليس بالأمر العادي؛ لأنّ المسعيين معقّدان وصعبان جداً».
عزم البرنامج منذ بدايته على الاستفادة من مكاسب الدفع الكهربائي لوضع تصوّر جديد لتصميم أجنحة الطائرات. ففي حالة ذلك الجناح المنفوخ مثلاً، تدفع المحرّكات الصغيرة والدعائم الكثيرة المثبّتة في الطرف الأمامي من الجناح الهواء بنسبٍ عالية؛ الأمر الذي يولّد ميلاً مؤثراً حتّى أثناء الطيران بسرعة منخفضة. يتيح هذا الأمر الإقلاع من مدارج قصيرة، وقد يسمح أيضاً بتقليص حجم الجناح، وتقليل الاحتكاك، وتعزيز فاعلية الطيران.
يصعب تحقيق هذا التصميم باستخدام محرّكات الاحتراق التقليدية بسبب ثقل وزنها.
يتألّف التصميم الأخير من «إكس - 57» من ستّة محرّكات دفع كهربائية صغيرة مثبّتة في طليعة كلّ جناح، بالإضافة إلى جناحين أصغر بنسبة 40 في المائة من الجناح التقليدي في طائرة «P2006T». ويحتوي التصميم أيضاً على محرّكين أكبر حجماً مثبّتين على طرف الجناحين مهمّتهما تقليل الاحتكاك من خلال مواجهة الدوّامات الطبيعية التي تنتج في مؤخّرة الجناح. ولأنّ الرفعة العالية التي تولّدها المحرّكات الصغيرة على طول الطرف الأمامي من الجناح مطلوبة عند الإقلاع فقط، صُممت هذه المحرّكات مع قابلية للطي تعمل فور بلوغ الطائرة لارتفاعها المطلوب للمساعدة في تقليل الاحتكاك.
وهذه الابتكارات الديناموهوائية ستقلّل استهلاك الطائرة للطاقة أثناء الطيران بمعدّل الثلث. كما أنّ المحرّكات الكهربائية تتميّز أيضاً بثلاثة أضعاف الفاعلية على صعيد مقياس القدرة - إلى - الوزن مقارنة بالمحركات الحارقة للوقود؛ ما يعني أنّ هذه التغييرات التصميمية مجتمعة كانت لتؤدي إلى تقليل حاجات الطاقة بمعدّل خمسة أضعاف تقريباً أثناء تحليق الطائرة بسرعة تقارب 280 كيلومتراً في الساعة. ومع هذه النجاحات، يبدو أنّ البرنامج وهدفه الطموح الذي يقضي باستغلال المزايا الفريدة للدفع الكهربائي لتغيير قواعد تصميم الطيران العصري محكومٌ بالفشل لاحقاً؛ لأنّ الوقت والتمويل المخصصين له على وشك النفاذ.