دال - التقدم المحرز في تكنولوجيات الإرسال والصفوف لتحسين الأداء

غير أن المركبين يحتاجون إلى عناية دقيقة لحماية الإضراب، والهجمات الرطبة، والقوة المترابطة في حفر الفولط، وتطبق المعاطف المتقدمة وطبقات الميوش الفلزية أثناء الاستلقاء لمعالجة هذه المسائل، وقد ثبت أن الاختبارات الواسعة النطاق قد زادت من تواتر هذه المكونات على عشرات الآلاف من دورات الطيران.

أجهزة الاستشعار المتكاملة والتوائم الرقمية

كما أن نظم النقل العالي الحديثة أصبحت غنية بالمشعرات، ويمكن لمستشعرات البرغوث في الجلد المركب أن تقاس الإجهاد ودرجة الحرارة في الوقت الحقيقي، كما أن مطياف التكليل الكهربي في التلويث أو الاهتزاز، كما أن ميناء صغير من نوع الحفريات على الصفيح نفسه يمكن أن يحس بالزاوية المحلية للهجوم وضغط الارتطام على الحاسوب.

وهذه البيانات تتيح الصيانة الافتراضية و نموذج التوأم الديجي ]، وبدلا من استبدال المُحاضرين في جدول زمني ثابت، يمكن للخطوط الجوية رصد دورات الحمولة والارتداء، والاستعاضة عن المكونات فقط عند الحاجة، وهذا يقلل من وقت التعطل والتكاليف.

ويشمل " المرصد " للطائرات في الموقع A380 و A350 المبنيين ذاتيا ورصد الحالة، كما أن أجهزة الاستطلاع التابعة للطائرة رقم 777X التابعة لبوينغ مجهزة بمستشعرات مواقع تبلغ حاسوب الصيانة المركزي، مما يتيح لطاقم الأرض تشخيص المسائل المعروضة على أراضي الطائرات، وهذا التكامل هو أساس هيكل الطائرات " الأكثر كهرباء " الذي يقلل من تعقيد النظام الهيدروليكي واسته للطاقة.

الاستحقاقات وتأثيرات الأداء

التحسينات الكمية للسرقة والتجهيزات

ويمكن أن يكون أثر نظم الرف والرفوف الحديثة على المصعد كبيرا، ففي طائرة صغيرة نموذجية ذات أجسام ثلاثية، تحلق وتصفح، و C_Lmax، يزيد من الاحتياجات القصيرة من 1.5 إلى 1.6 تقريبا في التشكيلة النظيفة إلى 2.5 إلى 3.5 في شكل الهبوط - يضاعف قدرة الرفع بسرعة إلى 20 في المائة.

ويمكن أن تعمل الطائرة المدفعية طراز Boeing 737 MAX، على سبيل المثال، في المطارات التي تقل فيها المجرى بمقدار 800 1 متر، وذلك جزئياً بفضل ما لديها من منحدرات متقنة وجيولوجيا مزدهرة، حيث تبلغ مسيرة الهواء 220، مع نظامها المتقدم للنقل العالي، نحو 400 1 متر - كئيبة بالنسبة لـ 130 طائرة مجهزة، وهذه الأرقام حاسمة ليس فقط بالنسبة لمرونة الطيران بل أيضاً بالنسبة للسلامة:

المكاسب الناتجة عن زيادة كفاءة الوقود

ولا يتم نشر أجهزة النقل المرتفعة في الرحلات البحرية، وبالتالي فإن تأثيرها على حرق وقود الرحلات البحرية يمتد من خلال الوزن والسحب، كما أن مركبي الخفيف والتصوير البسيط يقلل من وزن الطائرات الفارغ بمئات الكيلوغرامات، ويحسن مباشرة استهلاك الوقود، وعلاوة على ذلك، فقد تبين أن المنافذ التكييفية التي يمكن استخدامها في " كامبو كهرومغناطيسي " تقلل جرا الجناح بنسبة 200 2 إلى 4 في المائة.

كما أن المعالم التي تُحدد جدولاً للتمديد المفاجئ استناداً إلى الوزن الفعلي للإقلاع ودرجة الحرارة بدلاً من الجدول الزمني الثابت توفر الوقود أيضاً، وتنتج عن سمة " التأقلم الأمثل " التي وضعها الهواء في الطلق في الألف 350، حساباً آلياً لأفضل وضع للإقلاع (1، 2، 3)، وتخفض الجرعة، وتسمح بزيادة وزن الاقلاع في الأيام الساخنة، مما يؤدي إلى تحقيق وفورات تشغيلية مباشرة وتخفيض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

تحسين السلامة

ومن خلال زيادة الهامش بين سرعة المماطلة وسرعتها، توفر النظم الحديثة ذات الحركة العالية الحماية الحاسمة خلال النُهج غير المستقرة، وقدرة على تعديل الوضع بسرعة وارتفاعه في أقل من 20 ثانية من الانتكاس الكامل إلى الطيارين المتوسّعين من أجل التعافي من ظروف غير متوقعة، ويمنع منطق النشر الآلي/الانتعاش من تجاوز الإطار الجوي ويحد من خطر حدوث تأخير غير مقصود.

ومن مزايا السلامة الأخرى الحد من اضطراب الانقضاض، فالأفران التصحيحية ذات المواسير السلسة تنتج دوارات أنظف تقطع مسارات تزول بسرعة، وتخفض الاحتياجات من الفصل وزيادة قدرة المطارات.

التحديات والنظر في المسألة

التعقيد والاعتماد

فالنظم الحديثة للنقل العالي جدا أكثر تعقيدا بكثير من سابقيها الهيدروليكيين، إذ أن النظام، مع العديد من المحركات والمجسات والمتحكمين، قد يزداد الفشل من نقطة واحدة، فالأجهزة التنظيمية (FAA, EASA) تحتاج إلى تحليلات دقيقة للفشل والتأثيرات، ويجب أن يظهر النظام سلوكا " غير آمن " أو " مجهزا آليا " ، وهو في كثير من الأحيان يعني ثلاثة أضعاف.

وتكتسي عملية التصديق على السطح التكييفي أو المزخرف تحدياً خاصاً لأن الهيكل مصمم صراحة لتغيير شكله تحت الحمولة، ولا يوجد أساس ثابت لإصدار الشهادات لبخ الدفن الكامل؛ وتحتاج مشاريع مثل فريق التكنولوجيا والتقييم الاقتصادي إلى ظروف خاصة واختبارات واسعة لإثبات الامتثال، وتعمل أفرقة الصناعة على وضع معايير توافقية، ولكن الاعتماد سيستغرق وقتاً.

Icing and Contamination

فالأعلام والرصفات معرضة للتشكيل الجليدي لأنها تمتد إلى المجرى المائي بسرعة منخفضة، ويمكن للثلج أن يحجب الطوابق، ويقلل بشدة من المصعد، ويعتمد العديد من الطائرات على الأحذية الناعمة أو الحواف المسخة من النزيف على الرمل، أما بالنسبة للمركبات، فإن العجلات الحرارية الكهربائية التي تُدرج في الجلد، فتصبح متشابهة.

كما أن الهيمنة من الحطام الترابي أو الحشري يمكن أن تتدهور الأداء، كما أن المعاطف ذاتية التنظيف والمواد الهيدروفية يجري تطويرها، ولكن عمليات التفتيش اليدوية والغسل لا تزال ضرورية حاليا.

صيانة الهياكل المركبة

وفي حين أن المركبين يقدمون درجة أقل من الإرهاق، فإنهم يحتاجون إلى تقنيات إصلاح مختلفة مقارنة بالألومنيوم، فالتدمير والاستيعاب بالرطوبة والتفكيك يمكن أن يُخفى تحت الطلاء، ولا يمكن الكشف عنها إلا من خلال عمليات التفتيش فوق الصوت أو الترميمي، وقد استجابت الصناعة بأساليب التفتيش غير المدمرة التي تُجرى بسرعة ويمكن القيام بها على خطوط التركوب الضوئية مثل لوفتا.

ومع ذلك، فإن أوقات دورة إصلاح عناصر النقل المركبة العالية الحجم قد تكون أطول من تلك التي تستغرقها قطع المعادن، وتعمل نظم إدارة الأوزون على توحيد إجراءات إصلاح التصحيحات ولوجستيات سلسلة الإمداد.

التكلفة

إن تطوير وإنتاج نظم المنافذ والنقش المتقدمة باهظة الثمن، إذ أن المحركات المتحركة، والتأليف المركب، وتكامل الاستشعار يضيفان إلى التكلفة الأولية، غير أن التكلفة الإجمالية للملكية يمكن أن تكون أقل بسبب انخفاض حروق الوقود، وقلة عدد حوادث الصيانة، وطول مدة الخدمة، وتعتمد الخطوط الجوية والمصنّعين على دراسات تجارية مفصلة لتبرير الاستثمار، ومع تزايد حجم الإنتاج ونضج التكنولوجيا، يتوقع أن تنخفض تكاليف الوحدات

التوقعات المستقبلية

الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي

ومن أكثر الحدود واعدة استخدام الاستخبارات الاصطناعية لتحقيق الحد الأمثل من الرش/السلعة في الوقت الحقيقي، وبدلا من الجداول المسبقة عن برمجة استنادا إلى الوزن الإجمالي والزدحام، يمكن لوكيل من وكالات الاستخبارات أن يحلل الظروف الجوية في الغلاف الجوي، وتوزيع وزن الطائرات، وأداء المحرك، ويستيقظ الاضطرابات في قيادة أفضل الشبكات التي تستخدم فيها أجهزة الحرق في التدريب والتنبؤ بالوقود الجوي.

Actued and “Smart Skin”

ويمكن أن تستخدم نظم النقل العالي المقبلة عشرات من المخترعين الصغار المدمجين في الجلد الجناح، مما يتيح إحداث تغيير كامل في الكامبر عبر الطرف المقطوع بأكمله، ويجري استكشاف هذا المفهوم، الذي يسمى " الاصطناعات الموزعة " في إطار مشروع " الأدوات والتكنولوجيات التحويلية " التابع للأكاديمية، ويعمل كل ملجأ في إطار عمل مشترك لإنتاج تشوه سلس مستمر، ويزيل فتحات السفر ويصبح الجناح متحركاً تماماً.

ويمكن أن يكون هذا الجناح بمثابة سكن للبطاريات الهيكلية، يدمج تخزين الطاقة في محطات توليد الطاقة الكهربائية الهجينة، وتواجه التحديات إدارة هائلة للحرارة، وموثوقية المحركات، ونموذجات الوزن الهيكلي، ولكن تم اختبارها على الطائرات الآلية وطائرات البحوث الصغيرة.

التنقل الجوي الحضري والحركة الإلكترونية

وتأتي زيادة الرفع الرأسي للكهرباء والهبوط (eVTOL) بمتطلبات جديدة لأجهزة النقل المرتفعة، ويستخدم العديد من أجهزة التوليد الكهربائية الموزعة لتوليد الرفع، ولكن بالنسبة لعمليات الطيران الانتقالية والعمليات التقليدية التي تنقلها الأجنحة، يلزم وجود شكل من أشكال البطاريات المبطنة أو المزلاجئة، كما أن نظم التعبئة الخفيفة التي يمكن أن تعادل من أجل الضجيجات، والتشكيل الرقمي، كلها، هي عناصر أساسية.

الوقود الجوي المستدام والحد من الضوضاء

ومع انتقال هذه الصناعة نحو الوقود المستدام للطيران والهيدروجين، يمكن أن تسهم نظم النقل الجوي العالية في الحد من الضوضاء، وهو شاغل رئيسي للمجتمع المحلي، وضجيج سلات هو عنصر رئيسي من الضوضاء التي تصدر عن الحاسوب الجوي أثناء النهج، ويقوم الباحثون بتصميم حواف متحركة، وبطاقات مطاطية، وتتبعات ذات صفارة تكيفية تقلل من الاضطرابات والضجيج الواسع النطاق.

خاتمة

وقد قطعت تكنولوجيات الصمامات والصفوف شوطا طويلا من لوحات مائلة إلى هياكل ذكية ومكيفة ومخففة، فدمج المصباح الذكي والمواد المركبة والاستشعار في الوقت الحقيقي قد حقق مكاسب قابلة للقياس في أداء المصعد وكفاءة الوقود والسلامة، وفي حين أن التحديات ما زالت تتمثل في تدقيق أسطح الارتحال، والتخفيف من حدة الآثار، واتباع أجنحة غير فعالة من حيث التكلفة في المستقبل:

إن استمرار التقارب بين الديناميات الهوائية وعلوم المواد والمراقبة الرقمية سيمكن من تقليل المسافات وهبوطها، وانخفاض الانبعاثات، والعمليات الأكثر هدوءاً، وبالنسبة للخطوط الجوية، فإن الدفع هو اقتصاد أفضل ومرونة أكبر لخدمة المطارات المقيدة، أما بالنسبة للركاب والمجتمعات المحلية، فإن النتيجة ستكون أكثر أماناً، وأكثر راحة في السفر الجوي مع وجود بصمة بيئية أصغر، كما أن تطور تكنولوجيا النقل العالية دليل على وجود محرك فضائي.