إن وعد الطائرات التجارية الخارقة - التي تقطع أوقات الطيران من نيويورك إلى لندن إلى أقل من أربع ساعات - قد استفد من صناعة الطيران لعقود، ومع ذلك فإن الطريق من رسم المفاهيم إلى خدمة الإيرادات ليس مجرد مسألة هندسية، بل هو ماراثون تنظيمي مطل، بل يجب على المنظمين التوفيق بين مزايا الأداء للطيران فوق الصوتي وبين السلامة الصارمة والضوضاء والمعايير البيئية التي كانت تُكتب إلى حد كبير لصانعي الخطوط الجوية دونسونية.

دور سلطات الطيران

وتوزع الرقابة على الطيران المدني على السلطات الوطنية والفوقية، مع قواعد التصديق الخاصة بها، ولكن يتزايد الاتساق من خلال المعايير الدولية، وفي الولايات المتحدة، تعمل إدارة الطيران الاتحادية بوصفها الهيئة التنظيمية الرئيسية المسؤولة عن التصديق على نوع الطائرة وإصدار الشهادات لها واستمرار صلاحية جميع الطائرات العاملة في المجال الجوي الأمريكي، وفي أوروبا، تقوم وكالة سلامة الطيران التابعة للاتحاد الأوروبي بدور مماثل، حيث تصدر طلبات الموافقة على المحركات وشهاداتها.

وفي حين تصدر كل سلطة شهادة نوعها الخاصة، فإنها تتعاون من خلال اتفاقات ثنائية - مثل اتفاق سلامة الطيران الثنائي بين الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي - للحد من الاختبارات الزائدة وتبسيط التصديق على الطائرات المصممة والمبنية في البلدان الشريكة، وبالنسبة للطائرات الخارقة التي كثيرا ما تستهدف الطرق العالمية، فإن الحصول على شهادة متزامنة أو متتابعة من القوات المسلحة الأنغولية، ووكالة الفضاء الأوروبية، وغيرها من السلطات الرئيسية، يمثل معلما تجاريا حاسما.

وفيما عدا الهيئات التنظيمية الوطنية، تضع منظمة الطيران المدني الدولي، وهي وكالة متخصصة تابعة للأمم المتحدة، المعايير العالمية التي تشكل أساس الأنظمة الوطنية، وتقوم منظمة الطيران المدني الدولي بوضع معايير وممارسات موصى بها فيما يتعلق بالضجيج الجوي والانبعاثات والإجراءات التشغيلية، بما في ذلك تلك الخاصة بالرحلات الجوية الخارقة، ولجنة حماية البيئة للطيران التابعة للوكالة هي المحفل الذي تتفاوض فيه الدول الأعضاء بشأن أحدث الضجيج والحدود للانبعاثات.

عملية التصديق

وتعتمد الطائرات على عملية متعددة السنوات تشمل إجراء استعراض تدريجي للتصميم والتصنيع والأدلة على الاختبار، وفي حين تختلف الخطوات المحددة حسب الولاية القضائية، فإن الإطار الشامل المحدد في الباب 14 من مدونة القواعد الاتحادية للولايات المتحدة (14 CFR) وقواعد تنفيذ الوكالة الأوروبية للطاقة الذرية متسق، ويمكن تقسيم العملية إلى مراحل متميزة للنقل فوق الصوتي (SST).

نظام الموافقة والإثبات النوعي

وتبدأ العملية عندما يقدم الصانع تصميما مقترحا من نوع ما إلى السلطة، ويعمل القائم بالتنظيم مع الصانع لإنشاء قاعدة من نوع الشهادة - مجموعة معايير الجدارة الجوية والضوضاء والانبعاثات التي يجب أن تستوفيها الطائرة، ويشمل ذلك في كثير من الأحيان، بالنسبة للطائرات الخارقة، المعايير الفرعية القائمة التي تعدلها الظروف الخاصة.

فعلى سبيل المثال، اقترحت وكالة الطيران الاتحادية شروطا خاصة للطائرات الخارقة التي تعالج خصائص فريدة من نوعها مثل التحليق على ارتفاع عال، أو على متن مداخل مختلفة، والآثار الهوائية للسرعة الخارقة، ويجب على الصانع أن يثبت الامتثال لكل شرط من شروط التصديق المنطبقة من خلال التحليل أو الاختبار أو الجمع بين الاثنين معا.

اختبارات الأرض والرحلات

وتجري اختبارات على شكل طائرات نموذجية شاملة، بدءا بالاختبارات الهيكلية والنظمية على الأرض، وتحفز اختبارات الطفرات مدى الحياة من دورات الضغط؛ وتتحقق اختبارات ضرب الطيور من سلامة الريح والمحركات؛ وتختبر أساليب الفشل الكهربائي في ظل أسوأ السيناريوهات، ثم تتقدم اختبارات الطيران من التوسع المظروف - السرعة والارتفاع المتزايدين - إلى الأداء، ومناولة الصفات، وإجراءات الطوارئ.

ويحتاج اختبار التضليل إلى طائرات خارقة، ويحتاج قانون الطيران المدني الدولي ومنظمة الطيران المدني الدولي إلى شهادة ضوضاء مقيسة عند نقاط محددة أثناء الإقلاع والنهوج والطيران الأفقي، وبالنسبة للطائرات الخارقة، قد يلزم وضع نقطة قياس رابعة لتحديد حجم الإفراط في الضغط الصوتي، ويسمح الإشعار الأخير الصادر عن وكالة الطيران الاتحادية ب " معايير الحد من درجة الحرارة " بالنسبة للطائرات العمودية.

النوع والإنتاج

وبعد إتمام جميع الاختبارات، وتؤكد السلطة الامتثال، تصدر شهادة من النوع الذي يُقر التصميم ويحدد القيود مثل الحد الأقصى لرقم التشغيل، وارتفاع درجة التعرض للضوضاء، ويحتاج الصانع عندئذ إلى شهادة إنتاج لبناء طائرات متعددة بنفس التصميم المعتمد، وكبديل لذلك، يمكن للمصنع أن يختار نظاماً لمراقبة الجودة تابعاً لمنظمة الإنتاج، وذلك بموجب قواعد منظمة إنتاجية.

والخطوة النهائية التي تسبق دخول طائرة إلى الخدمة التجارية هي إصدار شهادة صلاحية الطيران لكل طائرة على حدة، مؤكدة أنها تتفق مع تصميم النوع وأنها في حالة تشغيل مأمون، كما يجب على شركة الطيران أن تحتفظ بشهادة تشغيل جوي تغطي نوع الطائرة المحدد.

النظام البيئي ونظام الضوضاء

وتواجه الطائرات الخارقة ظغطتين مختلفتين: الضوضاء دون الصوتية (الهبوط والهبوط) والضوضاء الازدهارية الصوتية، كلاهما منظمان، ولكن هذه الأخيرة هي الأكثر خلافاً وتاريخياً.

شهادة التأشيرة دونسونية

ويجب أن تمتثل جميع الطائرات المدنية لمعايير الضوضاء في المرفق 16، المجلد الأول. فالمعايير الحالية، المعروفة باسم الفصل 14 (التي تشرف بفعالية على المرحلة 5 بالنسبة للطائرات الجديدة)، تتطلب أن تكون الطائرات على الأقل 7 طائرات من طراز EPNdB (المستوى الملاحظ للعلامات البحرية المتنازعة) أكثر هدوءا من المعيار السابق للفصل 4 في كل نقطة من نقاط التصديق، ويجب أن تبين معدلات الوزن فوق هذه المعايير بالنسبة للشحنات اللاحقة.

أنظمة سونيك بوم

ويحظر الجزء ٩١-٨١٧ من قانون الطيران الحربي الأمريكي حاليا تشغيل الطائرات المدنية الأمريكية بسرعة أكبر من ماتش ١ على الأرض، ويحظر فعليا الطيران التجاري فوق البر بسبب الطفرة الصوتية، وتوجد قواعد مماثلة في العديد من الدول الأخرى، وفقا لمعايير منظمة الطيران المدني الدولي، غير أن وكالة الطيران الاتحادية بصدد وضع أنظمة جديدة تسمح بالعمليات الخارقة على أساس الضجيج بدلا من حظر شامل.

كما تقوم منظمة الطيران المدني الدولي بتحديث معاييرها، وتعمل فرقة العمل الخارقة التابعة للجنة على وضع معيار لإصدار شهادات الازدهار الصوتي، الذي يتوقع أن يوضع في صيغته النهائية في الفترة 2025-2026، يحدد الحدود المقبولة للرحلة الجوية فوق سطح الأرض، وتُستخدم طائرة " اكس-59 " التي تُجرى على خط الأساس الحاد، والتي تعدها ناسا ولوكهايد مارتن، لجمع بيانات استجابة مجتمعية تُسترشد بها هذه الحدود.

الانبعاثات وتأثير المناخ

وقد تعرضت الطائرات فوق الصوتية للانتقاد تاريخيا لارتفاع استهلاك الوقود وانبعاثاته، وقد يحترق الكونكوردي أربع مرات تقريباً بقدر ما يلبي الوقود لكل مسافر على شكل بوينغ ٧٤٧، ويستهدف التصميمات الحديثة للساحل تحقيق الكفاءة، ولكنها لا تزال تواجه تحديات في استيفاء معايير المنظمة المتعلقة بالانبعاثات بالنسبة لأكسيدات النيتروجين، وثاني أكسيد الكربون، ومتوسطات الانبعاثات الناجمة عن الارتفاع ١٢.

التحديات في مجال الموافقة التنظيمية

ويواجه كل نوع جديد من الطائرات عقبات، ولكن النقل الساكن يمثل تحديات تنظيمية وجماعية صعبة بشكل فريد.

Sonic Boom and Community Acceptance

إن الصوت المتصاعد الذي ينتج عندما تتجاوز الطائرة ماش 1 هو أكبر عقبة أمام التحليق فوق سطح الأرض، وتتوقف كثافة الطفرة على حجم الطائرات وشكلها ووزنها وارتفاعها وظروفها في الغلاف الجوي، إذ أن شركة طيران كبيرة خارقة، مثل الكونكوردي، قد أحدثت ازدهاراً يبلغ نحو 100 دي بيزو (مطروحاً) على الأرض، وهو ما أدى إلى تعطيل المناطق المأهولة بالسكان.

ويجب على المنظمين أن يوازنوا بين القدرة التكنولوجية والتسامح العام، وتهدف عتبة " لا تتجاوز الحد الأدنى " التي وضعتها القوات المسلحة الأنغولية إلى ضمان ألا تؤدي الطائرات الخارقة إلى إثارة مزيد من الإزعاج أكثر من طائرة عمودية عادية، غير أن " القفز " الهادئ قد يكون غير مقبول خلال ساعات العمل الليلية أو في المجتمعات المحلية الحساسة للضجيج، كما أن رحلات الكشف والاستقصاءات المجتمعية، مثل تلك التي خططت لها وكالة الأمن الوطني ومؤسسة العليا، هي معايير حاسمة الأهمية.

السلامة في السرعة الخارقة

كما أن التلويح في ماتش ١-٧ أو أعلى يفرض حمولات حرارية وهيكلية شديدة، كما أن الأطقم الجوية ترتفع بسبب الاحتكاك بالغلاف الجوي - حيث بلغت درجة حرارة الجلد في كونكور ٧٢١ درجة مئوية )٢٦١ درجة ف-٠( مما يتطلب تيتانيوما وسبيكات خاصة للألومنيوم، كما أن المركبات الحديثة، شأنها شأن البلاستيك المقوى المحرر بالكربون، يمكن أن تتسامح مع الحرارة ولكن يجب حمايتها بالبطأة.

خط زمني وتكاليف

ومن المقدر أن تستغرق الموافقة التنظيمية على طائرة سوبرسونية من طراز نظيف ٧-١٠ سنوات من تجميد التصميم إلى إصدار الشهادات بتكلفة قدرها ٢-٤ بليون دولار أو أكثر، ويجب على الصانع تمويل حملات اختبار موازية عبر سلطات متعددة، والحفاظ على فريق امتثال كبير، والتفاوض بشأن شروط خاصة مع منظمين لا يملكون سوى خبرة حديثة ضئيلة في مجال التصديق على المواد الخارقة )شهادة فرز حركة الطيران الاتحادية السابقة في مجال النقل التجاري كانت شهادة التسجيل في سجل النقل التجاري لعام ١٩٧٩٧٩(.

برامج الطائرات الخارقة الحالية والمشاركة التنظيمية

وتتابع عدة شركات بنشاط شهادة الطائرات فوق الصوتية، في كل مرحلة من مراحلها المختلفة، ويوفّر فهم تفاعلاتها التنظيمية نظرة ثاقبة على المشهد المتطور.

سوبسونيتش (السفر)

وتأتي هذه الشركة في موقع " شركة " سوبرسونيك " وهي شركة " تعمل مع شركة " فوتش " على أساس التصديق، وقد اختارت شركة محرك (CA) (تتعاون حاليا مع شركة " كراتوس " (Semphony) وهي تعمل على اختبار نموذج أصغر حجما، وهو XB-1، الذي سبق أن تدفق إليه، وقد شاركت الشركة في إصدار شهادة " اكس " ).

NASA X-59 QueSST

وفي حين أن برنامج X-59 ليس برنامجا تجاريا، فهو أداة تنظيمية حاسمة، إذ سيُصمم لإنتاج مضخة زعنفة تبلغ نحو 75 دي بي، فإن الشكل X-59 سيتدفق مباشرة على المجتمعات المحلية في الولايات المتحدة من عام 2025 فصاعدا لجمع بيانات تصور الضوضاء، وستستخدم هذه البيانات من قبل القوات المسلحة الأنغولية ومنظمة الطيران المدني الدولي لوضع معيار كمي للازدهار الصوتي.

الجهود الأخرى

وقد اقترحت شركات أخرى، مثل شركة سبايك آيروسوس (S-512)، وشركة إكسسونيك، وشركة ديستنوس، مفاهيم سوبرسونية، ولكن لم يعلن أي منها عن خطة رسمية لإصدار الشهادات مع سلطة رئيسية، حيث أوقفت شركة إيريون، وهي شركة بارزة تعمل في مجال الطائرات العمودية، عملياتها في عام 2021، وذلك جزئيا بسبب صعوبة الحصول على شهادة تصميمها في شكل ماتش 1-4 إس 2 بدون محرك ثابت، وكان العبء التنظيمي عاملا هاما في إغلاقها.

الهروب التنظيمي والتعاون الدولي

ونظرا لأن هذه الطائرات الخارقة ستعبر الحدود حتما، فإن التنسيق الدولي للوائح أمر ضروري، ودور منظمة الطيران المدني الدولي دور مركزي: فكل سلطة وطنية تنقل شركات الطيران المدني إلى قواعدها الخاصة، وبالنسبة للضوضاء الصوتي، تقوم المنظمة بوضع فصل جديد للملحق ١٦ بشأن الطفرة الصوتية، يتوقع أن يعتمد بحلول عام ٢٠٢٧، مما سيحد من الضغط المسموح به )في الأصفاد( لإصدار الشهادات والموافقة التشغيلية.

كما تتعاون القوات المسلحة الأنغولية والرابطة وغيرها من السلطات من خلال اتفاقات ثنائية للحد من الازدواجية، ولبدء العمل، يمكن أن تحظى طائرة خارقة من طراز FAA، التي تصادق عليها هيئة الطيران المدني، بقبول تلقائي في ولايات الوكالة من خلال عملية التصديق في إطار وكالة بازل، غير أن كل سلطة تحتفظ بالحق في فرض متطلبات إضافية للعمليات في المجال الجوي الخاص بها، مثل حظر التجول أو الطرق المحدودة.

مستقبل الطيران التجاري الخارق

ولا يزال الإطار التنظيمي قائما، فإذا وضعت الصيغة النهائية لمعايير الضوضاء المقترحة في القوات المسلحة الأنغولية واعتمدت معايير ازدهار المنظمة، فإن الرحلات الجوية فوق سطح الأرض يمكن أن تصبح ممكنة من الناحية التقنية في غضون العقد القادم، غير أن القدرة التجارية تتوقف على أكثر من التنظيم: يجب على شركات الطيران أن ترى حالة تجارية، ويجب أن تحقق كفاءة مقبولة في استخدام الوقود، ويجب على المجتمعات المحلية أن تقبل مستوى الضوضاء، وإذا ما كانت جميع القطع متسقة، فإن السفر الجوي فوق الصوتي يمكن أن يعود إلى الخدمة في أوائل العشرينات.

إن العملية التنظيمية ليست عقبة بل هي أساس ضروري، فهي تكفل سلامة الطائرات الخارقة ومسؤوليتها بيئيا ومقبولة للجمهور، وقد يؤدي الجيل القادم من الطائرات التجارية الخارقة التي تعمل في وقت مبكر وشفاف مع المنظمين، وتستثمر في تكنولوجيا الحد من الضوضاء، وتضع برامج قوية للامتثال إلى إزالة العقبات، وقد يؤدي الجيل القادم من القدرة على الاتصال الشبكية العالمية الذي يبلغ من العمر عقودا إلى تحقيق تقدم أسرع.