«هواپیما باله» ماژولار سازمان «ناسا» که مانند پرندگان در هنگام پرواز تغییر شکل می‌دهد

هواپیماهایی که به شکل بال ساخته می شوند (plane wing) و ما آن را «هواپیما باله» می نامیم معمولاً قوی، زمخت و غول پیکر هستند اما تیمی از محققان در ناسا یک بال انعطاف پذیر ساخته اند که در هنگام پرواز تغییر شکل می دهد. نیک کرامر، مهندس تحقیقاتی ناسا، می گوید که این هواپیما باله، ۴ متر عرض داشته و باله آن از هزاران قطعه مجزا تشکیل شده که در یکدیگر چفت شده و درست مانند بال یک پرنده عمل می کنند. او می گوید: «چیزی شبیه کرکس مفصل هایش را هنگام پرواز قفل کرده و سپس بال هایش را به شکلی بسیار کارآمد و بهینه تنظیم کرده و به پرواز خود ادامه می دهد. وقتی که بخواهد یک مانور بسیار تهاجمی انجام دهد شانه هایش را قفل می کند. این واکنش مشابهی است که ما اینجا انجام می دهیم».

اما تنها روش کارکرد هواپیما باله جدید نیست که آن را از دیگر سازه های پرنده متمایز می سازد. تیم تحقیقاتی ساخت این هواپیما باله که تعدادی از کارشناسان ناسا و موسسه تکنولوژی ماساچوست از اعضای آن هستند می گویند که طراحی آن ها می تواند به کارآمدی قابل توجهی در ساخت و تعمیر و نگهداری هواپیماهای آینده منتهی شود. کنت چونگ، از محققان مرکز تحقیقات ایمز ناسا، هواپیمای بوئینگ ۷۸۷ Dreamliner را مثال می زند که از بخش های بدنه ای ساخته شده که چنان بزرگ هستند که به قالب ها و دیگ های بزرگ برای ساخته شدن نیاز دارند و سپس با هواپیماهای غول پیکر به مکان سر هم کردن منتقل می شوند. همین موضوع در مورد هواپیمای ایرباس A380 نیز صدق می کند.

چونگ می گوید: «هزینه بالا رفته و مقدار زیرساختی که کسب و کار برای سرمایه گذاری به منظور اجرای این طراحی های جدید نیاز دارد بسیار قابل توجه است. از این رو کاری که ما با این پروژه انجام می دهیم این است که تمام این چیزها را کاهش دهیم چنانکه بتوانیم عملکرد مشابهی در زمینه مواد داشته باشیم اما قادر باشیم آن را بدون تهیه تمام زیرساخت هایی که اکنون مورد نیاز است بسازیم». بال های جدید از طریق تزریق فیبر های تقویت شده پلی اتریمید (polyetherimide) به درون قالب های سه بعدی برای تولید هر قطعه ساخته شده که در فرآیندی ساده که می تواند توسط گروهی از ربات ها انجام گیرد در یکدیگر قفل می شوند. چونگ تصریح می کند: «جایی که به طور سنتی مجبورید یک کارخانه داشته باشید که بسیار بزرگ تر از چیزی است که می سازید، روش اتصال واحدها در اینجا به نحوی است که به شما اجازه می دهد به طور دقیق ظاهر محصول خود را پیش بینی کنید، آن هم تنها بر اساس این که کدام قطعات را به یکدیگر متصل می کنید».

بیشتر بخوانید: جت استارلینگ؛ هواپیمایی که مانند هلی کوپتر از روی زمین بلند می شود

این ساختار ماژولار و منعطف بسیار سبک، همچنین می تواند به راحتی باز شده و به مکان دیگری منتقل شود که آن را به یک بسته ایده آل برای اهداف دیگر مانند فرستادن به فضا تبدیل می سازد. کرامر می گوید: «تمام آن چیزها براحتی به مدار زمین منتقل شده و بعد از سر هم شدن به یک ساختار فضایی بسیار بزرگ تبدیل خواهند شد. از این رو این یک ابزار جذاب است که ما فعالانه در حال بررسی آن هستیم و آن سر هم کردن رباتیک این ساختارهای شبیه شبکه در فضا است». در حالی که مفهوم هواپیماهای ارزان تر و انعطاف پذیرتر می تواند برای صنعت هوانوردی تجاری جذاب باشد، موانع عمده ای وجود دارد که برای دیدن چنین هواپیماهایی در فرودگاه های تجاری باید آن ها را کنار زد. مسئله حیاتی یکپارچه سازی و هماهنگ کردن این ماده با سیستم های جاری است که به احتمال فراوان به تحولی کامل در زمینه رویکرد سنتی به طراحی هواپیماها نیاز دارد و این به زمان، تحقیقات و البته بودجه ای هنگفت نیاز دارد.

کرامر در ادامه می گوید: «اگر بخواهید تحول این فرآیند سنتی تولید صنعت هوا فضا را توجیه کنید باید دلیل بسیار خوبی داشته باشید. سوال این است که آیا چنین چیزی ممکن است بلکه مسئله این است که آیا چنین کاری از لحاظ تجاری قابلیت ارائه در بازار را دارد یا خیر». اگر این تکنولوژی بتواند در نهایت و به هر شکلی به هواپیماهای تجاری راه یابد، این پتانسیل را دارد که نه تنها ساخت هواپیماها را تغییر دهد بلکه تعمیر و نگهداری آن ها را نیز دچار تحول نماید. چونگ بر این عقیده است که «هر چه بتوانید یک سیستم را در زمینه تولید ماژولارتر کنید این احتمال افزایش خواهد یافت که بتوانید به نقطه ای برسید که بتوانید بخش هایی از آن را چنان کارآمد جایگزین و مبادله کنید که بتوانید همیشه هواپیما را در حال سرویس نگه دارید، تا جایی که هر قطعه از هواپیما را جایگزین کرده باشید. این کاری است که در مورد قایق ها انجام شده است. نکته کلیدی برای این پروژه این است که نشان داده ایم ماژولار بودن در حال حاضر بهترین راه برای رسیدن به بهترین عملکرد در این مواد است».

بیشتر بخوانید: ۱۳ هواپیما و پرنده عجیبی که قوانین فیزیک را به سخره گرفته‌اند