Ο ριζοσπαστικός νέος σχεδιασμός αεροπλάνων της Air France-KLM

Τα περιθώρια κέρδους της αεροπορικής βιομηχανίας μειώθηκαν στο ελάχιστο τις δύο τελευταίες δεκαετίες και τα εμπορικά αεροπορικά ταξίδια συνεισφέρουν σήμερα το 2,5% του συνόλου των παγκόσμιων εκπομπών CO2.

Εν ολίγοις, πρέπει πραγματικά να αρχίσουμε να σκεφτόμαστε διαφορετικά όταν πρόκειται για το σχεδιασμό του αεροπλάνου.

Αυτή είναι η ιδέα πίσω από το Flying-V, σχεδιασμό αεροσκάφους που υπόσχεται εξοικονόμηση καυσίμου κατά 20% σε σύγκριση με το Airbus A350 – χάρη στους νόμους της φυσικής.

Αυτός είναι ο κύριος λόγος για τον οποίο η γαλλο-ολλανδική αεροπορική εταιρεία Air France-KLM πρόκειται να χρηματοδοτήσει την ανάπτυξη αυτής της ιδέας.

Η KLM βασίζεται στην Boeing 787, τον ανταγωνιστή των ΗΠΑ στο A350, το οποίο είναι το αεροπλάνο που πετάει η Air France.

Στη βιομηχανία πτητικών αεροσκαφών, όπου κάθε ευρώ καυσίμου μετράει πολύ στην κερδοφορία και όλοι οι στόλοι ανανεώνονται για εξοικονόμηση καυσίμου 2%, το 20% θα μπορούσε να σημαίνει ένα απίστευτα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα.

Σηματοδοτεί την πρώτη φορά που οποιαδήποτε αεροπορική εταιρεία έχει υποσχεθεί να χρηματοδοτήσει την ανάπτυξη ενός πρωτοτύπου, ενός ριζικά νέου σχεδίου.

Η αεροπορική εταιρεία θα συνεργαστεί με το Delft University of Technology (TU Delft) στις Κάτω Χώρες για να δημιουργήσει ένα λειτουργικό, κλιμακωτό πρωτότυπο μέχρι τον Οκτώβριο του 2019.

Το πρωτότυπο θα χρησιμοποιηθεί για τη δοκιμή των χαρακτηριστικών πτήσης των υφιστάμενων μοντέλων υπολογιστών.

Το αεροσκάφος ήταν αρχικά μια ιδέα του σπουδαστή του TU του Βερολίνου, Justus Benad, ο οποίος ανέπτυξε την ιδέα κατά τη διάρκεια των σπουδών του στην Airbus Hamburg.

Τα καθίσματα σχεδιασμού της Benad αρκούν για περίπου 314 επιβάτες – παρόμοια με το A350, αλλά το πραγματικό μέγεθος είναι μικρότερο και έχει μικρότερη επιφάνεια εισροής σε σύγκριση με τον όγκο του.

Σύμφωνα με τον Dr Roelof Vos, τον επικεφαλής του έργου στο TU Delft, αυτό έχει ως αποτέλεσμα λιγότερη αντίσταση και λιγότερα καύσιμα που χρειάζονται για να πετάξουν.

Ομοίως, όλο το σώμα του αεροπλάνου λειτουργεί σαν μια πτέρυγα, η οποία καθιστά ολόκληρο το πτερύγιο μια επιφάνεια ανύψωσης, μειώνοντας περαιτέρω το λογαριασμό καυσίμων. Το μικρότερο μέγεθος του αεροσκάφους είναι συμβατό με την τρέχουσα αερολιμενική υποδομή, μια κρίσιμη πρόκληση για τις αεροπορικές εταιρείες.

Ο ίδιος βασικός σχεδιασμός εμφανίστηκε στην πραγματικότητα πριν από περισσότερο από έναν αιώνα, με το έργο του Γερμανού μηχανικού αεροναυπηγικής Hugo Junkers, ο οποίος κατοχύρωσε την αρχιτεκτονική του αεροσκάφους το 1910.

Όπως και ο Benad και η ομάδα στο TU Delft, ο Junkers πίστευε ότι θα ήταν ο καλύτερος σχεδιασμός να πετάξεις ανθρώπους πέρα ​​από τον Ατλαντικό, χάρη στη βελτιωμένη αεροδυναμική και την αποδοτικότητα των καυσίμων.

Ο Junkers δεν συνειδητοποίησε ποτέ το όραμά του για μια εμπορική “πτέρυγα”. Το πρώτο του μεγάλο πρωτότυπο καταστράφηκε από τη γερμανική κυβέρνηση μετά τον Α ‘Παγκόσμιο Πόλεμο, ακολουθώντας τους περιορισμούς της Συνθήκης των Βερσαλλιών για το μέγεθος των γερμανικών αεροσκαφών.

Τελικά, οι Ναζί χρησιμοποίησαν τις ιδέες του Junkers για το υπερ-μυστικό Horten Ho 229, έναν βομβιστή που ο Χίτλερ ήθελε να χρησιμοποιήσει για να καταστρέψει τη Νέα Υόρκη.

Την ίδια στιγμή, ο θρυλικός Αμερικανός μηχανικός Jack Northrop εργαζόταν στο βομβαρδιστικό Northrop YB-35 με βάση τις ίδιες αρχές. Ο σχεδιασμός του τελείωσε τελικά στο Spirit N-Brop B-2, το στολίδι της στρατηγικής βομβιστικής δύναμης των ΗΠΑ.

Αλλά δεν ήταν μέχρι το 2007 όταν η NASA και η Boeing επέστρεψαν στο σχεδιαστήριο για να δουν αν τα πτητικά πτερύγια θα μπορούσαν πραγματικά να χρησιμοποιηθούν στην εμπορική πτήση.

Οι δύο ομάδες άρχισαν να εργάζονται σε ένα έργο που ονομάζεται X-48, δημιουργώντας ένα πρωτότυπο μοντέλο της σχεδίασης πετάλου που ήταν 8,5% του μεγέθους του σχεδιαζόμενου αεροπλάνου.

Το πρωτότυπο της πτέρυγας 12 ποδιών πέταξε με επιτυχία τον Απρίλιο του 2013 και η NASA και η Boeing ανακοίνωσαν την ανάπτυξη μιας μεγαλύτερης έκδοσης ικανής να πετάξει με την ταχύτητα του ήχου.

Αυτό μας φέρνει στο Flying-V του Benad. Σε αντίθεση με το X-48 που αναπτύχθηκε στις Η.Π.Α., το οποίο είναι “μείγμα” σχεδιασμού πτερυγίων, το Flying-V είναι ένα πραγματικό φτερό που φέρει το σχήμα “V”.

Ο σχεδιασμός του συνδυασμού πτερυγίων είναι ένας τύπος πτητικής πτέρυγας, αλλά ο τελευταίος δεν έχει κάποια ξεχωριστή άτρακτο, ενώ ο πρώτος έχει. Το Flying-V είναι ένα καθαρά συμμετρικό φτερό και όλα τα μέρη του είναι ενσωματωμένα μέσα σε αυτό: η καμπίνα του πληρώματος, τα καθίσματα των επιβατών, το διαμέρισμα φορτίου και οι δεξαμενές καυσίμων.

Θεωρητικά, αυτό είναι ένα υλικοτεχνικό πλεονέκτημα σε σχέση με το σχεδιασμό του μεικτού πτερυγίου-αν και δεν θα γνωρίζουμε με σιγουριά μέχρι να ολοκληρωθούν οι δοκιμές και για τα δύο αεροπλάνα.

Το μοναδικό σχήμα του Flying-V θέτει νέες ευκαιρίες για σχεδιασμό καμπίνας. Σύμφωνα με ένα από τα μέλη της ομάδας του έργου, τον Peter Vink, καθηγητή εφαρμοσμένης εργονομίας και σχεδίασης στη Σχολή Μηχανικών Βιομηχανικού Σχεδιασμού, ο ευρύτερος χώρος μέσα στο αεροσκάφος ανοίγει νέα μοτίβα κατανομής καθισμάτων που θα οδηγήσουν σε καλύτερη άνεση των επιβατών.

Ο κεντρικός χώρος, για παράδειγμα, μπορεί να γίνει ένας μεγάλος κοινόχρηστος χώρος: “Αναζητούμε νέες επιλογές για να ξεκουραστείτε ή να παίρνετε γεύματα σε ένα αεροπλάνο”, λέει ο Vink στην ιστοσελίδα του project. “Η προσφορά τροφίμων από μπουφέ είναι μια από τις επιλογές που εξετάζουμε ένθερμα”.

Το τρίτο και σημαντικότερο πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού δεν είναι η άνεση των επιβατών ή η εξοικονόμηση καυσίμων, αλλά η κλιματική αλλαγή.

Τα εμπορικά αεροπλάνα παράγουν τώρα το επιβλητικό 2,5% των συνολικών εκπομπών CO2, αριθμός που πρόκειται να αυξηθεί εάν δεν ληφθούν ριζοσπαστικά μέτρα για τον περιορισμό των εκπομπών.

Η δημιουργία αεροπλάνων που μειώνουν δραστικά την κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές CO2 δεν είναι μόνο μια ενδεδειγμένη πορεία, αλλά μια απολύτως καθοριστική εντολή.

Μέχρις ότου η τεχνολογία φέρει τους ηλεκτρικούς ή υδρογόνους κινητήρες ικανούς για διηπειρωτική πτήση – ένα κατόρθωμα που δεν μπορεί να συμβεί μέχρι το 2040 – χρειαζόμαστε εναλλακτικές λύσεις που μπορούν να αναπτυχθούν γρήγορα.

Το αεροσκάφος X-48 της NASA και της Boeing και το Flying-V θα μπορούσαν να αποτελέσουν και το εισιτήριο μας στα ταξίδια του μέλλοντος, αν υπάρξει επαρκής οικονομική και πολιτική βούληση για την άνοδο των φτερών τους προς τον ουρανό.