آخرین خبرها
خانه » اخبار سازمان بسیج مهندسین » هواپیماها در سال ۲۰۵۰ چه فناوری‌هایی خواهند داشت؟

هواپیماها در سال ۲۰۵۰ چه فناوری‌هایی خواهند داشت؟

1415691666102_1کارشناسان صنعت هواوفضا معتقدند که با توجه به افزایش هفت برابری ترافیک هوایی و انتشار چهار برابری گازهای گلخانه‌ای در سال ۲۰۵۰، انقلابی گسترده در طراحی هواپیماها کاملا ضروری است.

برای مقابله با این مشکلات، صاحبان صنایع هواپیمایی و مهندسان جوان به طراحی هواپیماهای مفهومی آینده روی آورده‌اند که از برق و سوختهای زیستی برای تامین نیرویشان استفاده می‌کنند.

هواپیماهای آینده همچنین می‌توانند از طراحی بالها و بدنه نوآورانه با الهام از طبیعت در کنار رایانه‌های هوشمندتر و کوچکتر آنبرد بهره ببرند.

به گفته اش دووجی، محقق مهندسی هواوفضا در دانشگاه بریستول، گام مهم بعدی در جهت اطمینان از سازگار شدن صنعت هواپیمایی با محیط زیست، برقی کردن کامل هواپیماهای تجاری است.

چنین سیستمهایی به معنی انتشار صفر دی‌اکسیدکربن و اکسید نیتروژن بوده و انرژی مورد نیاز هواپیما از پایگاههای نیروی سبز تامین خواهد شد.

1415691666788_4

الون ماسک، مدیر ارشد شرکت تسلا نیز با تاکید بر نیاز به انقلابی شگرف در تولید باتری‌هایی با ظرفیت بسیار بالا گفت: یکی از مشکلات عمده برای کنار گذاشتن سوخت‌های فسیلی، فقدان فناوری ساخت باتری‌هایی با ظرفیت بسیار بالا برای ذخیره انرژی پیشرانه‌های هواپیماهای تجاری است.

وی در ادامه افزود: تنها زمانی رویای ساخت هواپیماهای مسافربری به واقعیت تبدیل می‌شود که بتوان نوعی باتری تولید کرد که در هر کیلوگرم ۴۰۰ وات ساعت انرژی ذخیره کرده و تحویل دهد.

کارشناسان صنعت هواوفضا معتقدند که با توجه به روند رشد ظرفیت باتری‌های لیتیوم یونی از سال ۱۹۹۴، به احتمال زیاد رسیدن به ظرفیت ۴۰۰ وات ساعت در یک کیلوگرم باتری لیتیوم یون در دهه آینده امکان‌پذیر است، چرا که در سال ۱۹۹۴ میلادی ظرفیت باتری‌های لیتیوم در حدود ۱۱۳ وات ساعت بود و پس از یک دهه در سال ۲۰۰۴ رشد ظرفیت به ۲۰۲ وات ساعت رسید. هم اکنون توانایی تولید باتری‌ لیتیوم با ظرفیت ۳۰۰ وات بر ساعت امکان‌پذیر است.

کارشناسان صنعت هواو فضا معتقدند که با توجه به روند رو به رشد و خطرناک افزایش سطح گازهای گلخانه‌ای در جو و کاهش منابع سوخت‌های فسیلی قطعا در آینده نزدیک شاهد حضور هواپیماهای عظیم مسافربری با سوخت پاک الکتریسته و پنل‌های جذب نور خورشید هستیم.

1415691666304_2

به گفته ماسک، با توجه به اینکه موتور احتراقی تا اواسط قرن حاضر از دور خارج خواهد شد، بنظر می‌رسد که نوآوری در زمینه‌های دیگر از قبیل طراحی بدنه، تحقیقات مواد، طراحی نیروی محرکه الکتریکی و کنترل ترافیک هوایی می‌تواند اقتصادی‌تر و سازگارتر با محیط زیست باشد.

اگر هواپیماها الکتریکی شوند، دیگر نیازی به سیستمهای بزرگ نیروی محرکه و سکانهای مورد نیازی امروزی نبوده و به یک طراحی کاملا متفاوت منجر خواهد شد.

بالهای هواپیماهای آینده ممکن است از شکل متفاوت یا حتی منعطفتر نسبت به نمونه‌های امروزی برخوردار باشند. ناسا به نمایش طرحی شبیه به فضاپیمایی با «بدنه آمیخته» پرداخته، در حالیکه مفهوم ۲۰۵۰ شرکت ایرباس بنظر می‌رسد که از بالهای بسیار خمیده و یک دم نامتعارف برخوردار باشد.

همچنین هواپیماها و کنترل ترافیک هوایی در سال ۲۰۵۰ از رایانه‌های هوشمندتر بهره خواهند برد. اکنون فناوری رایانه با گذشت هر ساعت نسبت به ۹۰ سال ابتدایی آن، بیشتر ارتقا می‌یابد.

کارشناسان با توجه به این امر، پیش‌بینی می‌کنند که یک رایانه ۱۰۰۰ دلاری امروزی در سال ۲۰۲۳ بسیار قدرتمندتر از نیروی مغز یک انسان خواهد بود و تا سال ۲۰۴۵، این توانایی از قدرت مغزی همه انسانها فراتر خواهد رفت.

1415691666694_3

هواپیماهای آینده مانند پروژه E-Thrust گروه EADS علاوه بر ظاهر متفاوتشان، دارای رایانه‌های بسیار پیچیده‌تر خواهند بود.

کوچک‌سازی دستگاههای الکترونیکی در نیم قرن گذشته با یک روند نمایی مشابه به اندازه درگاه ترانزیستورها در رایانه‌ها همراه بوده که اندازه ۱۰۰۰ نانومتری آنها در سال ۱۹۷۰ را به ۲۳ نانومتر امروزی کاهش داده است. با ظهور ترانزیستورهای گرافنی نویدبخش، انتظار می‌رود که این کوچک‌سازی تا سال ۲۰۲۵ به هفت نانومتر (به اندازه یک سلول خون انسان) برسد.

افزایش قدرت محاسباتی و کاهش اندازه مدار در ترکیب با پیشرفتهای بدست آمده از چاپ سه‌بعدی به معنی امکان ساخت رایانه‌های یکپارچه کوچکی خواهد بود که از قدرت کافی برای کنترل یک هواپیما در دهه آینده برخوردارند.

سیستمها با الهام از سیستم عصبی زیستی از سیستمهای حاوی گیرنده‌هایی استفاده خواهند کرد که در تمام هواپیما برای حس کردن نیروها، دما و جریان هوا تنظیم شده و بهره‌وری انرژی هواپیماها را بطور چشمگیری ارتقا خواهند داد.

در آینده این سیستمها حتی می‌توانند با نرم‌افزار و سخت‌افزارهایی به منظور تغییر شکل هواپیما برای کاراتر کردن آنها جفت شوند.

این مقاله در مجله The Conversation منتشر شده است.

1415691667194_5

منبع: ایسنا

جوابی بنویسید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.