soheiiil
26th May 2010, 09:10 PM
شايد کنکورد افسانه‌اى با آن دماغ شکسته و هيبت مغرورانه به تاريخ پيوسته باشد؛ اما قلب روِياى پرواز مافوق صوت غيرنظامى‌هنوز مى‌تپد.
جت‌هاى بازرگانى مافوق صوت مى‌توانند تا سال 2010 به پرواز درآيند. بخش ويژه‌اى به شکل حرف V معکوس به بال‌ها و دم هواپيما متصل است و به منظور بى‌صدا کردن فرآيند انفجار صوتى ناشى از صداى برخورد هوا با هواپيما در زمان شکستن ديوار صوتى طراحى مى‌شود. به گفته متخصصان هوانوردى، عملکرد، قدرت و برترى محض اين جت آينده نظير هيچ خودروى مسابقه‌اى يا قايق تندرو يا حتى هواپيماهاى پرسرعت نيست.
اين هواپيما که در شرکت لاک هيد مارتين افسانه‌اى در حال سپرى کردن مراحل ساخت و اختراعى خود است بسيار گران و بيشتر از هر چيزى سريع خواهد بود. بله، سريع‌تر از هر هواپيماى خصوصى‌اى که در حال حاضر موجود است و حتى سريع‌تر از بسيارى از جت‌هاى نظامي. در حقيقت، اين جت بازرگانى جديد نزديک به سرعت کنکورد افسانه‌اى پرواز مى‌کند و عنوان نخستين جت مافوق صوت دنيا را که فردى مى‌تواند مالکش باشد از آن خود خواهد نمود. قيمت درخواستى اين سوپرجت مافوق صوت تجارى 100 ميليون دلار تخمين زده مى‌شود. تاريخ تحويل آن هنوز مشخص نشده است؛ زيرا آشيانه ساخت آن به وسيله شرکت سازنده در مکانى کاملا مخفيانه و امنيتى از نظرها پنهان نگه داشته شده است.
با اين حال دانيل نيپل، سخنگوى گروه سازنده معتقد است: <تمام چيزى که مى‌توانيم بگوييم اين است که ما به فناورى خنثى‌کننده مافوق صوت دست يافته‌ايم که مى‌تواند در قراردادهاى دولتى يا تجارى به‌کار برده شود <اين در حالى است که ديگر فعالان صنعت هوانوردى نيز درباره اجرايى ساختن طرحهاى جت مافوق صوت خودشان اعلام آمادگى کرده‌اند. مثلا گروه برنامه‌هاى فناورى برتر شرکت جنرال الکتريک که در بخش حمل و نقل و مهندسى پيشرفته فعال است نيز از داشتن فناورى لازم براى توليد يک جت مافوق صوت بازرگانى خبر مى‌دهد. شمارى از منابع صنعتى نيز برنامه‌اى محرمانه با هدف ساخت حداقل يک هواپيماى آزمايشى تحت پروژه‌اى موسوم به Initiative 10 Super را تاييد کرده‌اند. در واقع جنرال الکتريک، ناسا و تمامى‌کارخانجات عمده سازنده اسکلت هواپيما و نيروى محرکه از جمله گروه لاک هيد مارتين درگير اين پروژه برتر هستند.
حق ثبت اختراعى که سکوت را مى‌شکند
توانايى لاک هيد مارتين براى حفظ اسرار پرنده‌هاى آهنينش به چند دهه مى‌رسد: اين گروه جنگنده شکارى مخوف استيلت 117F- و هواپيماى شناسايى با سرعت 3 ماخ(3670 کيلومتر بر ساعت) موسوم به پرنده سياه 71SR- را توسعه بخشيد که تبديل به ستاره جنگ سرد شد. ولى بالاخره سکوت کمپانى در مورد طرح جت مافوق صوت تجارى‌اش در سال 2004 شکست، و آن زمانى بود که اداره ثبت اختراع و علائم تجارى آمريکا به مورگنشترن، مهندس شرکت حق امتيازى داير بر ثبت هواپيمايى با بال و دم مهار شده و پيکربندى مخصوص براى دستيابى به برد زياد مافوق صوت و شکست ديوار صوتى کم‌صدا اعطا کرد.
مقررات محيطى عليه شکست ديوار صوتى مانع عمده‌اى بر سر راه ساخت هر گونه طرح جديد هواپيما با سرعتى سريع‌تر از سرعت صوت بوده است. مورگنشترن از معدود مهندسانى بوده است که در چند سال گذشته راه‌حل‌هايى براى اين مشکل کشف کردند. وى در کنفرانسى فنى تشريح کرد که تحقيق پيرامون کم کردن سروصداى شکست ديوار صوتى براى هواپيماى نظامى چگونه مى‌تواند ساخت يک جت مافوق صوت تجارى بى‌صداتر را امکان‌پذير کند.
يک شکست ديوار صوتى، هواى آزاد معادل جريان‌هاى حلقوى اطراف هواپيما يا خط حرکت وسيله است و اساسا هر دو به يک روش ايجاد مى‌شوند. همچنان که قايقى در ميان آب به جلو پيش مى‌رود، شعاع امواجى که ايجاد مى‌کند به تمام جهات پيرامون آن به حرکت درمى‌آيد. جنبش ناشى از حرکت قايق امواج را در جلوى کمان آن به هم فشرده مى‌کند. زمانى که قايق به همان سرعت حرکت اين امواج مى‌رسد، امواج به يک رد يا شيار حرکت تبديل مى‌شوند.
پشت پرده اين افسانه
در سال 1943 وزارت دفاع آمريکا از کارگر سابق اسکله و نابغه فعلى صنعت هوانوردى کلارنس کلى جانسون طراحى يک جت جنگنده شکارى را تقاضا کرد، وى نيز واحد عملياتى طرحهاى توسعه پيشرفته فوق سرى لاک هيد خود را در چادر سيرکى در کاليفرنيا برپا کرد. تيم کلى مدل اوليه <تير شهاب پى 80> را تنها در عرض 143 روز تحويل داد. بعدها گروه عملياتى وى شهرت و اعتبار پارک هوانوردى را به‌دست آورد. هواپيماهاى شگفت‌انگيز گروه لاک هيد مارتين از جمله پرنده سياه اس‌آر71 هواپيماى جاسوسى فوق سرى اس آر 7 با قابليت رسيدن به سرعت3 ماخ (3670 کيلومتر بر ساعت) از مشهورترين طرحهاى گروه به شمار مى‌روند.
در اصل همان فرآيند شکل‌دهنده جريان‌هاى حلقوى يا شيار خط سير کشتى‌ها باعث حرکت رو به جلوى يک هواپيما مى‌شود. زمانى که چاک يگر ضمن پرواز با هواپيماى راکت بل ايکس خود در ارتفاع 12000 مترى به سرعت 1065 کيلومتر بر ساعت رسيد، شکاف خط سير مشابهى در آسمان ايجاد کرد و دنيا براى نخستين بار غرش شکستن ديوار صوتى را شنيد. مثل تندر که همراه با آذرخش است، يک فرآيند غرش شکست ديوار صوتى به‌وسيله فشرده‌سازى بيش از حد ناگهانى هوا ايجاد مى‌شود. بسته به ميزان اين فرايند فشردگى بيش از حد که بر حسب پوند بر فوت مربع سنجيده مى‌شود و تحت تاثير عواملى از جمله فاصله است، شخصى که روى زمين قرار دارد موقع پرواز هواپيمايى مافوق صوت برفراز سرش صداى تندر دورى را مى‌شنود يا صفحات برق‌آسايى را مى‌بيند. به اعتقاد مورگنشترن بر اساس يافته مهمى حاصل از تحقيقات شکست ديوار صوتى، واکنش‌هايى نظير يکه خوردن، ترسيدن، به لرزه افتادن و لرزش‌هاى ساختمان از جمله عناصر کليدى در تعيين واکنش و پاسخ افراد به شکستن ديوار صوتى به شمار مى‌رود. بيشتر داده‌هاى مربوط به واکنش افراد و ساختمان‌ها به غرش‌هاى صوتى با فشردگى بيشتر از يک واحد هستند. وى معتقد است طراحى هواپيمايى که موج فشار غرش صوتى معادل 3/0 واحد توليد کند، امکان پرواز با سرعت‌هاى مافوق صوت را فراهم مى‌کند، بدون اين که موجب تاثيراتى مثل به‌هم خوردن دندان‌ها شود که برنامه ترابرى مافوق صوت را در دهه 70 محکوم به فنا کرد.
مورگنشترن از کسانى بود که اعلام کرد مى‌تواند با اصلاح و تغييراتى در شکل هواپيما موج فشار ناشى از سرعت‌هاى بسيار بالا را کاهش دهد. اين مفهوم سال گذشته زمانى که شرکت نورثراپ گرومن و آژانس طرحهاى تحقيقات پيشرفته دفاعى، برآمدگى شلجمى‌شکلى را زير شکم يک جت اف5يى نيروى هوايى موجود در انبار متصل کردند، مورد ارزيابى و تاييد قانونى قرار گرفت؛ چون که موج فشار شکست صوتى تا 20 درصد تقليل يافت. اما اين جتى نظامى بود و اين مفهوم با کاربرد غيرنظامى هنوز ساخته نشده بود.
جت مافوق صوت تجارى پرواز مى‌کند؟
تاريخچه پيشنهادهاى هواپيمايى پر از نمونه تلاش‌هاى نافرجام براى ساخت جت مافوق صوت بازرگانى است. سازندگان آمريکايى، روسى و فرانسوى جت تجارى همگى هواى رقيق شده را که در آن جت مافوق صوت تجارى پرواز خواهد کرد، آزمايش کرده‌اند، و خودشان را فاقد مهارت‌هاى لازم براى ساخت چنين هواپيمايى يا مشتريان لازم براى خريدش يافته‌اند. به اعتقاد شرکت داسال فرانسه، براى به‌تنهايى برداشتن اين سنگ بزرگ هيچ کمپانى بزرگى وجود ندارد. البته ظهور لاک هيد مارتين به عنوان برنده قهرمان جت مافوق صوت اين معادله را تغيير مى‌دهد. اين گروه با طيفى از خبرگان هوانوردى از هواپيماهاى بارى گرفته تا هواپيماهاى فوق مدرن مشغول ساخت جت مافوق صوت تجارى است که چيزى فراتر از پروازى تجملى و تفننى است.
در حال حاضر در پاسخ به پيشنهادى مبنى بر آوردن جت‌هاى مافوق صوت به خطوط هوايى مسافربرى، توليدکنندگان صنعت هواپيمايى از جمله گلف استريم و لاک هيد مارتين در حال طراحى هواپيماهايى با مشخصه‌هايى نظير نوک جمع شونده هستند که قرار است اين سروصداهاى استخوان خردکننده را کاهش دهد. اما در عوض تکيه کردن تنها بر گزينه‌هاى سخت افزارى،شرکت کوچکى موسوم به آئريون بر روى پديده‌اى فيزيکى متمرکز شده که خلبانان مى‌توانند از آن براى کاستن اين غرش‌هاى صوتى استفاده کنند. سرعت صوت با ارتفاع تغيير مى‌يابد و به‌وسيله دما و فشار تحت تاثير واقع مى‌شود. مثلا در حالى که سرعت يک ماخ در سطح دريا در حدود 1223 کيلومتر است، ممکن است در هواى سبک و سرد لايه استراتوسفر تا 1062 کيلومتر کاهش يابد. اگر شرايط جوى ميان هواپيما و زمين درست باشد، موج ضربه‌اى ايجاد شده به وسيله هواپيما با انتقال به ارتفاع پايين‌تر تا سرعت زير صوت تنزل خواهد کرد. يک خلبان با استفاده از داده‌هاى همزمان درباره دماى هوا و شرايط جوى مى‌تواند با سرعتى پرواز کند که تضمين دهد غرش صوتى در ارتفاع حدود 1500 مترى به زير سرعت صوت برسد. البته محدوديت ديگر در پرواز مافوق صوت مصرف سوخت است. هواپيماى کنکورد يکبار در حالى که روى باند حرکت مى‌کرد سوخت بنزينش را به اتمام رساند. جت 80 ميليون دلارى آئريون طورى طراحى شده است که ناکارامدى‌هاى آئروديناميکى ناشى از حرکت در هر دو سوى ديوار صوتى را کاهش خواهد داد. بال‌هاى زاويه دار کوتاه آن به هواپيما کمک خواهد کرد تا با سرعت نزديک به يک ماخ بدون بلعيدن اضافى سوخت پرواز کند.
http://www.smeir.ir/find.php?item=1.100.29.fa
جت‌هاى بازرگانى مافوق صوت مى‌توانند تا سال 2010 به پرواز درآيند. بخش ويژه‌اى به شکل حرف V معکوس به بال‌ها و دم هواپيما متصل است و به منظور بى‌صدا کردن فرآيند انفجار صوتى ناشى از صداى برخورد هوا با هواپيما در زمان شکستن ديوار صوتى طراحى مى‌شود. به گفته متخصصان هوانوردى، عملکرد، قدرت و برترى محض اين جت آينده نظير هيچ خودروى مسابقه‌اى يا قايق تندرو يا حتى هواپيماهاى پرسرعت نيست.
اين هواپيما که در شرکت لاک هيد مارتين افسانه‌اى در حال سپرى کردن مراحل ساخت و اختراعى خود است بسيار گران و بيشتر از هر چيزى سريع خواهد بود. بله، سريع‌تر از هر هواپيماى خصوصى‌اى که در حال حاضر موجود است و حتى سريع‌تر از بسيارى از جت‌هاى نظامي. در حقيقت، اين جت بازرگانى جديد نزديک به سرعت کنکورد افسانه‌اى پرواز مى‌کند و عنوان نخستين جت مافوق صوت دنيا را که فردى مى‌تواند مالکش باشد از آن خود خواهد نمود. قيمت درخواستى اين سوپرجت مافوق صوت تجارى 100 ميليون دلار تخمين زده مى‌شود. تاريخ تحويل آن هنوز مشخص نشده است؛ زيرا آشيانه ساخت آن به وسيله شرکت سازنده در مکانى کاملا مخفيانه و امنيتى از نظرها پنهان نگه داشته شده است.
با اين حال دانيل نيپل، سخنگوى گروه سازنده معتقد است: <تمام چيزى که مى‌توانيم بگوييم اين است که ما به فناورى خنثى‌کننده مافوق صوت دست يافته‌ايم که مى‌تواند در قراردادهاى دولتى يا تجارى به‌کار برده شود <اين در حالى است که ديگر فعالان صنعت هوانوردى نيز درباره اجرايى ساختن طرحهاى جت مافوق صوت خودشان اعلام آمادگى کرده‌اند. مثلا گروه برنامه‌هاى فناورى برتر شرکت جنرال الکتريک که در بخش حمل و نقل و مهندسى پيشرفته فعال است نيز از داشتن فناورى لازم براى توليد يک جت مافوق صوت بازرگانى خبر مى‌دهد. شمارى از منابع صنعتى نيز برنامه‌اى محرمانه با هدف ساخت حداقل يک هواپيماى آزمايشى تحت پروژه‌اى موسوم به Initiative 10 Super را تاييد کرده‌اند. در واقع جنرال الکتريک، ناسا و تمامى‌کارخانجات عمده سازنده اسکلت هواپيما و نيروى محرکه از جمله گروه لاک هيد مارتين درگير اين پروژه برتر هستند.
حق ثبت اختراعى که سکوت را مى‌شکند
توانايى لاک هيد مارتين براى حفظ اسرار پرنده‌هاى آهنينش به چند دهه مى‌رسد: اين گروه جنگنده شکارى مخوف استيلت 117F- و هواپيماى شناسايى با سرعت 3 ماخ(3670 کيلومتر بر ساعت) موسوم به پرنده سياه 71SR- را توسعه بخشيد که تبديل به ستاره جنگ سرد شد. ولى بالاخره سکوت کمپانى در مورد طرح جت مافوق صوت تجارى‌اش در سال 2004 شکست، و آن زمانى بود که اداره ثبت اختراع و علائم تجارى آمريکا به مورگنشترن، مهندس شرکت حق امتيازى داير بر ثبت هواپيمايى با بال و دم مهار شده و پيکربندى مخصوص براى دستيابى به برد زياد مافوق صوت و شکست ديوار صوتى کم‌صدا اعطا کرد.
مقررات محيطى عليه شکست ديوار صوتى مانع عمده‌اى بر سر راه ساخت هر گونه طرح جديد هواپيما با سرعتى سريع‌تر از سرعت صوت بوده است. مورگنشترن از معدود مهندسانى بوده است که در چند سال گذشته راه‌حل‌هايى براى اين مشکل کشف کردند. وى در کنفرانسى فنى تشريح کرد که تحقيق پيرامون کم کردن سروصداى شکست ديوار صوتى براى هواپيماى نظامى چگونه مى‌تواند ساخت يک جت مافوق صوت تجارى بى‌صداتر را امکان‌پذير کند.
يک شکست ديوار صوتى، هواى آزاد معادل جريان‌هاى حلقوى اطراف هواپيما يا خط حرکت وسيله است و اساسا هر دو به يک روش ايجاد مى‌شوند. همچنان که قايقى در ميان آب به جلو پيش مى‌رود، شعاع امواجى که ايجاد مى‌کند به تمام جهات پيرامون آن به حرکت درمى‌آيد. جنبش ناشى از حرکت قايق امواج را در جلوى کمان آن به هم فشرده مى‌کند. زمانى که قايق به همان سرعت حرکت اين امواج مى‌رسد، امواج به يک رد يا شيار حرکت تبديل مى‌شوند.
پشت پرده اين افسانه
در سال 1943 وزارت دفاع آمريکا از کارگر سابق اسکله و نابغه فعلى صنعت هوانوردى کلارنس کلى جانسون طراحى يک جت جنگنده شکارى را تقاضا کرد، وى نيز واحد عملياتى طرحهاى توسعه پيشرفته فوق سرى لاک هيد خود را در چادر سيرکى در کاليفرنيا برپا کرد. تيم کلى مدل اوليه <تير شهاب پى 80> را تنها در عرض 143 روز تحويل داد. بعدها گروه عملياتى وى شهرت و اعتبار پارک هوانوردى را به‌دست آورد. هواپيماهاى شگفت‌انگيز گروه لاک هيد مارتين از جمله پرنده سياه اس‌آر71 هواپيماى جاسوسى فوق سرى اس آر 7 با قابليت رسيدن به سرعت3 ماخ (3670 کيلومتر بر ساعت) از مشهورترين طرحهاى گروه به شمار مى‌روند.
در اصل همان فرآيند شکل‌دهنده جريان‌هاى حلقوى يا شيار خط سير کشتى‌ها باعث حرکت رو به جلوى يک هواپيما مى‌شود. زمانى که چاک يگر ضمن پرواز با هواپيماى راکت بل ايکس خود در ارتفاع 12000 مترى به سرعت 1065 کيلومتر بر ساعت رسيد، شکاف خط سير مشابهى در آسمان ايجاد کرد و دنيا براى نخستين بار غرش شکستن ديوار صوتى را شنيد. مثل تندر که همراه با آذرخش است، يک فرآيند غرش شکست ديوار صوتى به‌وسيله فشرده‌سازى بيش از حد ناگهانى هوا ايجاد مى‌شود. بسته به ميزان اين فرايند فشردگى بيش از حد که بر حسب پوند بر فوت مربع سنجيده مى‌شود و تحت تاثير عواملى از جمله فاصله است، شخصى که روى زمين قرار دارد موقع پرواز هواپيمايى مافوق صوت برفراز سرش صداى تندر دورى را مى‌شنود يا صفحات برق‌آسايى را مى‌بيند. به اعتقاد مورگنشترن بر اساس يافته مهمى حاصل از تحقيقات شکست ديوار صوتى، واکنش‌هايى نظير يکه خوردن، ترسيدن، به لرزه افتادن و لرزش‌هاى ساختمان از جمله عناصر کليدى در تعيين واکنش و پاسخ افراد به شکستن ديوار صوتى به شمار مى‌رود. بيشتر داده‌هاى مربوط به واکنش افراد و ساختمان‌ها به غرش‌هاى صوتى با فشردگى بيشتر از يک واحد هستند. وى معتقد است طراحى هواپيمايى که موج فشار غرش صوتى معادل 3/0 واحد توليد کند، امکان پرواز با سرعت‌هاى مافوق صوت را فراهم مى‌کند، بدون اين که موجب تاثيراتى مثل به‌هم خوردن دندان‌ها شود که برنامه ترابرى مافوق صوت را در دهه 70 محکوم به فنا کرد.
مورگنشترن از کسانى بود که اعلام کرد مى‌تواند با اصلاح و تغييراتى در شکل هواپيما موج فشار ناشى از سرعت‌هاى بسيار بالا را کاهش دهد. اين مفهوم سال گذشته زمانى که شرکت نورثراپ گرومن و آژانس طرحهاى تحقيقات پيشرفته دفاعى، برآمدگى شلجمى‌شکلى را زير شکم يک جت اف5يى نيروى هوايى موجود در انبار متصل کردند، مورد ارزيابى و تاييد قانونى قرار گرفت؛ چون که موج فشار شکست صوتى تا 20 درصد تقليل يافت. اما اين جتى نظامى بود و اين مفهوم با کاربرد غيرنظامى هنوز ساخته نشده بود.
جت مافوق صوت تجارى پرواز مى‌کند؟
تاريخچه پيشنهادهاى هواپيمايى پر از نمونه تلاش‌هاى نافرجام براى ساخت جت مافوق صوت بازرگانى است. سازندگان آمريکايى، روسى و فرانسوى جت تجارى همگى هواى رقيق شده را که در آن جت مافوق صوت تجارى پرواز خواهد کرد، آزمايش کرده‌اند، و خودشان را فاقد مهارت‌هاى لازم براى ساخت چنين هواپيمايى يا مشتريان لازم براى خريدش يافته‌اند. به اعتقاد شرکت داسال فرانسه، براى به‌تنهايى برداشتن اين سنگ بزرگ هيچ کمپانى بزرگى وجود ندارد. البته ظهور لاک هيد مارتين به عنوان برنده قهرمان جت مافوق صوت اين معادله را تغيير مى‌دهد. اين گروه با طيفى از خبرگان هوانوردى از هواپيماهاى بارى گرفته تا هواپيماهاى فوق مدرن مشغول ساخت جت مافوق صوت تجارى است که چيزى فراتر از پروازى تجملى و تفننى است.
در حال حاضر در پاسخ به پيشنهادى مبنى بر آوردن جت‌هاى مافوق صوت به خطوط هوايى مسافربرى، توليدکنندگان صنعت هواپيمايى از جمله گلف استريم و لاک هيد مارتين در حال طراحى هواپيماهايى با مشخصه‌هايى نظير نوک جمع شونده هستند که قرار است اين سروصداهاى استخوان خردکننده را کاهش دهد. اما در عوض تکيه کردن تنها بر گزينه‌هاى سخت افزارى،شرکت کوچکى موسوم به آئريون بر روى پديده‌اى فيزيکى متمرکز شده که خلبانان مى‌توانند از آن براى کاستن اين غرش‌هاى صوتى استفاده کنند. سرعت صوت با ارتفاع تغيير مى‌يابد و به‌وسيله دما و فشار تحت تاثير واقع مى‌شود. مثلا در حالى که سرعت يک ماخ در سطح دريا در حدود 1223 کيلومتر است، ممکن است در هواى سبک و سرد لايه استراتوسفر تا 1062 کيلومتر کاهش يابد. اگر شرايط جوى ميان هواپيما و زمين درست باشد، موج ضربه‌اى ايجاد شده به وسيله هواپيما با انتقال به ارتفاع پايين‌تر تا سرعت زير صوت تنزل خواهد کرد. يک خلبان با استفاده از داده‌هاى همزمان درباره دماى هوا و شرايط جوى مى‌تواند با سرعتى پرواز کند که تضمين دهد غرش صوتى در ارتفاع حدود 1500 مترى به زير سرعت صوت برسد. البته محدوديت ديگر در پرواز مافوق صوت مصرف سوخت است. هواپيماى کنکورد يکبار در حالى که روى باند حرکت مى‌کرد سوخت بنزينش را به اتمام رساند. جت 80 ميليون دلارى آئريون طورى طراحى شده است که ناکارامدى‌هاى آئروديناميکى ناشى از حرکت در هر دو سوى ديوار صوتى را کاهش خواهد داد. بال‌هاى زاويه دار کوتاه آن به هواپيما کمک خواهد کرد تا با سرعت نزديک به يک ماخ بدون بلعيدن اضافى سوخت پرواز کند.
http://www.smeir.ir/find.php?item=1.100.29.fa