وتقف صناعة الطيران في مرحلة حرجة حيث تؤدي متطلبات الاستدامة إلى تحول أساسي في تكنولوجيا الدفع، وتُعدّ أجهزة كهربائية تعمل على خلط أجهزة التربين أو الطيف التقليدية بنظم الدفع الكهربائي، وتُعرض جسرا عمليا بين أسطول الطيران المعتمد اليوم على الوقود الأحفوري ومستقبلا للطيران الكامل، ومع ذلك فإن سرعة وصول هذه الطائرات إلى الخدمة التجارية لا تتوقف أيضا على الانقطاع عن العمل الهندسي.

الإطار التنظيمي المتطور

فالتنظيم الدولي للطيران نظام مطبق على نطاق واسع، وعلى رأسها منظمة الطيران المدني الدولي، وهي وكالة متخصصة تابعة للأمم المتحدة تضع المعايير العالمية والممارسات الموصى بها، وتشمل كل شيء من صلاحية الطيران إلى حماية البيئة، وتترجم الدول الأعضاء هذه القواعد إلى أنظمة وطنية، تنفذها سلطات مثل وكالة الطيران الاتحادية في الولايات المتحدة ووكالة الفضاء الأوروبية في أوروبا، وفيما يتعلق بالطائرات الهيجينة الكهربية، فإن هذا الهيكل يواجه توترا أساسيا:

وتقوم لجنة حماية البيئة التابعة لمنظمة الطيران المدني الدولي بدور رئيسي في تشكيل معايير الانبعاثات والضوضاء، مما يؤدي بصورة غير مباشرة إلى تطوير الطاقة الكهربائية الهجينة عن طريق وضع حدود صارمة بشكل متزايد لصالح تكنولوجيات أقل الانبعاثات، وبالمثل، فإن عمل مجلس منظمة الطيران المدني الدولي بشأن الوقود المستدام وتعويض الكربون يخلق حوافز سوقية للنشر المغناطيسي المماثل في الحجم، مما يمكن أن يقلل من حروق الوقود بعشرين وسيلة.

وقد اتخذت القوات المسلحة الأنغولية والإيسا زمام المبادرة في وضع مسارات لإصدار الشهادات لنظم الدفع الجديدة، وفي عام 2020، نشرت الرابطة قاعدة نهائية بشأن معايير الجدارة الجوية للطائرات الصغيرة التقليدية (الجزء 23)، التي أدخلت إطاراً يستند إلى الأداء ويستوعب أكثر التصميمات الكهربائية والمختلطة.

مسارات التصديق على الإشتعال

سلامة البطارية وتخزين الطاقة

ومن أكثر المجالات التنظيمية إثارة للجدل سلامة البطاريات، حيث أن البطاريات الليثيوم -يون، والكيمياء الحالية للخيارات الخاصة بالطائرات، تشكل مخاطر للمجرى الحراري، والنار، والقطع، وتشترط سلطات التصديق أن أي نظام للضرب يوضع على طائرة هيبرية تعمل على تكييف ظروف إساءة الاستعمال المحددة، أو في دوائر خارجية قصيرة، أو في حالة تحطيم، أو تعرض للطرد.

وتقضي وسائل الامتثال الخاصة بشركة SC-VTOL، على سبيل المثال، بأن يُستخدم نظام احتواء حرائق البطاريات يكفل عدم دخول أي ذخيرة سامة إلى المقصورة، وأن تستمر الطائرة في التحليق لفترة محددة بعد فشل البطاريات، وأن تشمل سياسة الوكالة بشأن الظروف الخاصة للتعبئة الكهربائية الهجينة متطلبات مماثلة، وكثيراً ما تُشير إلى مستوى الأداء التشغيلي للشركة/D-311 (Minimum)

Electromagnetic Compatibility and High-Voltage Systems

وتُدخل الطائرات المتحركة الكهربية نظماً لتوزيع الطاقة غير شائعة في الطيران التقليدي، وهي نظام يُعدُّ عالياً (يُعدُّ عادةً ما يتراوح بين 800 و000 1 من طراز V DC) ويُشترط أن تتضمن الفحوصات المتعلقة بالكهرباء والمكونات ذات التأثيرات العالية، كما أنَّ هذه الوسائل غير قابلة للفحص، كما أنَّهامشات الإلكترونية، التي تُعدُّها هذه الأجهزة.

التكامل الهيكلي والانتعاش

كما أن إصدار شهادات الطائرات المهجورة الكهربائية ينطوي على تعديلات هيكلية لاستيعاب الوزن والحمولات الحرارية، كما أن إضافة المحركات الكهربائية والبطاريات والإلكترونيات الكهربائية تتحول إلى مركز الجاذبية للطائرة وتفرض حمولات ثابتة ودينامية جديدة، كما أن المتحكمين يحتاجون إلى اختبارات كاملة وملموسة للتصميم الجوي مع نظام الدفع المختلط.

الأنظمة البيئية

شهادة الانبعاثات ووكالة CORSIA

فاللوائح البيئية الدولية هي المحرك الرئيسي للتنمية الكهربائية الهجينة، إذ إن شدّة المنظمة لانبعاثات أكسيد النيتروز (CAEP/10 والمعايير اللاحقة) تدفع المصنعين إلى مضخات الحرق الطفيف ودورات بديلة، ولكن نظم الطاقة الكهرمائية تنتج في جوهرها انبعاثات أقل لأن المحرك الكهربائي يتقاسم الحمولة ويقلل من حروق الوقود، علاوة على ذلك، فإن مخطط كربونات الكربون والحد منها هو رقم 21

The European Union has gone further with its ]Fit for 55] package, which includes a proposal to extend the EU Emissions Trading System (ETS) to all intra-European flights and to phase out free allowances by 2026. This regulatory pressure makes hytric aircraft increasingly attractive for short-European-electric

معايير الضوضاء

أما إصدار شهادات التأشيرات في مجال آخر يمكن أن تكتسب فيه الطائرات الكهربائية الهجينة ميزة تنظيمية، حيث يضع المجلد الأول من المرفق 16 للطائرات قيوداً على الضوضاء على أقصى كتلة من المحركات وعددها، وقد أدى الفصل 14، المعيار الحالي للتصميمات الجديدة، إلى تخفيضات كبيرة في الضوضاء التي تصيب الطائرات المتحركة والتي تستخدم ضوضاء متعددة أصغر حجماً على طول الجناحين(20).

محاسبة غازات الدفيئة لدورة الحياة

ويتزايد النظر في التنظيم البيئي إلى ما هو أبعد من الانبعاثات التي تُخلف آثار غازات الدفيئة على دورة الحياة، وتقوم لجنة حماية البيئة التابعة لمنظمة الطيران المدني الدولي بوضع منهجية لتقييم الأثر الكامل للكربون للطائرات الجديدة، بما في ذلك تصنيع البطاريات، وتوليد الكهرباء لأغراض الشحن، والتخلص من النفايات في نهاية العمر، ويمكن أن تبين للطائرات التي تعمل بالكهرباء من مصادر متجددة أن الانبعاثات المعتمدة في دورة المياه الجوفية أقل بكثير.

الاعتبارات التشغيلية والمتعلقة بالهياكل الأساسية

تكامل الفضاء الجوي والملاحة القائمة على الأداء

ويمكن أن تصمم الطائرات الكهربائية الهجينة للعمل من المطارات الموجودة، ولكن أداءها في التسلق وسرعة الرحلات السياحية وملامح النسب قد يختلف عن الطائرات التقليدية. كما أن الأنظمة الدولية بموجب إطار منظمة الطيران المدني الدولي المتعلق بالملاحة القائمة على الأداء تسمح بالمرونة في تصميم الطرق طالما أن الطائرات تستوفي إجراءات محددة بشأن الدقة والنزاهة والاستمرارية.

الترخيص والتدريب التجريبيان

وتمتد الرواية التشغيلية للرحلات الجوية المختلطة إلى قمرة القيادة، وسيحتاج الأمر إلى إدارة احتياطيات الطاقة، وصحة النظام الكهربائي، والانتقال بين وسائل توليد الطاقة - التي لا تشكل جزءا من التدريب التقليدي على محركات التربين، وتستلزم أحكام المنظمة المتعلقة بترخيص الموظفين تغطية أي نوع جديد من أنواع الطائرات ذات السمات الفريدة من نوعها أو النظامية من خلال تصنيف إضافي قائم على نوع آخر.

الصيانة والموثوقية الجوية المستمرة

وتستحدث عملية الدفع بالكهرباء مهام صيانة جديدة: عزلة نظام الكهرباء، ورصد صحة البطاريات، وخدمة نظام الإدارة الحرارية، وتقتضي الأنظمة الدولية أن تعتمد منظمات الصيانة (الجزء 145 من شروط الخدمة المالية، الجزء 145 من اتفاق أمريكا الوسطى) إجراءات وموظفين مؤهلين لهذه المهام، ويعمل المنظمون مع الصناعة على وضع مناهج تدريبية موحدة ومتطلبات استخدام الطائرات.

التحديات التي تنطوي عليها الثغرات التنظيمية

ورغم التقدم المحرز، لا تزال هناك تحديات كبيرة، إذ أن عدم وجود معيار متوائم على الصعيد العالمي لإصدار الشهادات لمصنعي قوات الدفع الهجينة الكهربية من أجل السعي إلى الحصول على موافقة منفصلة من وكالة الفضاء الأوروبية، ووكالة المحاسبة الدولية، والسلطات الوطنية الأخرى - عملية مكلفة ومستهلكة للوقت، ويمكن أن تؤدي الاختلافات في تفسير متطلبات السلامة من البطاريات إلى تصاميم تقلل من الأداء، وعلى سبيل المثال، فإن نهج " القوات المسلحة " في مجال الاحتواء على البطاري " يقترن.

] Another challenge is the slow pace of rulemaking relative to technology advancement. Hybrid-electric prototypes are already fly (e.g., the Heart Aerospace ES-30, the Ampaire 337), yet the regulations that will govern their commercial introduction are still being drafted. This uncertainty discourages investment and delays deployment.

كما أن تحويل المخاطر بين الجهات التنظيمية يشكل عقبات، وقد أدى الفشل الكبير في بطاريات الليثيوم -يون في الإلكترونيات الاستهلاكية وفي حوادث الطيران (مثل إطلاق حمولات الاتحاد البريدي العالمي لعام 2010) إلى جعل السلطات حذرة بشكل خاص، وهذا الحذر، وإن كان مفهوما، إلى هامش أمان متحفظ للغاية يزيد من الوزن والتكاليف ويقلل من الحالة الاقتصادية للطائرات الكهربية.

الفرص من خلال الحوافز التنظيمية

كما يمكن للأطر التنظيمية أن تعجل عملية التبني الهجينة، وقد أدخلت عدة حكومات ائتمانات ضريبية وبرامج منح وتمويل الطائرات من طراز RD مرتبط بأهداف الاستدامة، ويوفر قانون الولايات المتحدة للحد من التضخم ائتمانا ضريبيا لوقود الطيران المستدام (الذي يمكن أن تستخدمه الطائرات الإلكترونية المختلطة في الجزء المتعلق بمحرك الاحتراق)، فضلا عن تمويل البحوث المتعلقة بالدفع الكهربائي والهيجيني للمركبات من خلال برنامج " Celed-AS " .

كما أن الحوافز التنظيمية تأتي في شكل بدلات تشغيلية، إذ أن بعض المطارات تفرق بالفعل في رسوم الهبوط على أساس الضوضاء ومستويات الانبعاثات، وقد تكون الطائرات الكهربائية الهجينة التي يمكنها العمل بمراحل طيران كبيرة تعمل بالكهرباء فقط مؤهلة لخفض الرسوم أو الوصول إلى مطارات مراعية للضوضاء في الليل، وقد ناقش البرلمان الأوروبي تخصيص نسب مئوية دنيا من الرحلات الجوية التي لا تحمل أي انبعاثات في المطارات الرئيسية بحلول عام 2030، مما سيخلق سوقا مباشرا للتشغيل.

وتكافئ أسواق الكربون تحت بند CORSIA بصورة غير مباشرة الطائرات الكهربية عن طريق تخفيض خط أساس الانبعاثات بالنسبة للخطوط الجوية، حيث أن أسعار الصرف تزيد على 100 دولار للطن الواحد من ثاني أكسيد الكربون في بعض الإسقاطات ، فإن الميزة المالية لتخفيض الوقود بنسبة 50 في المائة تصبح كبيرة، إذ تصل إلى ملايين الدولارات لكل طائرة على مدى حياتها في الخدمة.

المكاتب الإقليمية لنظم الأراضي

أمريكا الشمالية: القيادة في الرابطة والمبادرات الحكومية

وقد اتخذت وكالة الطيران الاتحادية نهجا عمليا، معززة قاعدة الجزء 23 الجديدة وشروطا خاصة لمشاريع محددة، كما أنها شريكة مع الوكالة الوطنية للملاحة الجوية في مظاهرات الطيران التي تسترشد بها عملية وضع القواعد في المستقبل، غير أن مبادرات على مستوى الولايات تُحدث التجزؤ، فعلى سبيل المثال، لدى كاليفورنيا برنامجها الخاص بأعلى وجه الخصوص للطيران الذي يشمل الرحلات الجوية داخل الولايات، وينشئ تركيبة تنظيمية يجب على مشغلي الكهرباء أن يبحر.

أوروبا: دور الرابطة في مجال الرؤى

وقد كانت وكالة الطيران الأسترالية أكثر نشاطاً في تشكيل أنظمة خاصة بالطائرات الكهربائية والهجينة، وتشمل استراتيجية الوكالة البيئية للطيران، وشروطها الخاصة المقترحة للطائرات المتوسطة (المتجهة إلى 19 مقعداً) أهدافاً واضحة للمصنعين. الاستراتيجية البيئية للطيران التي وضعتها الوكالة، خريطة طريق لإدخال

آسيا والمحيط الهادئ: الأطر الناشئة

وتقوم اليابان وكوريا الجنوبية بوضع أطر تصديق خاصة بهما، وهي في كثير من الأحيان تعكس معايير الوكالة الأوروبية للطاقة الذرية والوكالة الألمانية للتعاون التقني لتيسير الواردات، وقد أعلنت إدارة الطيران المدني الصينية خططا للتصديق على أول طائرة إقليمية مختلطة بحلول عام 2028، معتمدة اعتمادا كبيرا على تكنولوجيا البطاريات المحلية، وقد يؤدي عدم التناسق بين المنظمين الآسيويين إلى إعاقة العمليات العابرة للحدود، ولكن الجمعية القادمة لمنظمة الطيران المدني الدولي قد تؤدي إلى التقارب.

رأس الطريق للطيران الهجين - الإليكتري

وسيحدد التفاعل بين التكنولوجيا والتنظيم مدى القدرة التجارية للطائرات الكهربية، إذ تطمح تطورات عديدة إلى تشكيل العقد القادم:

  • Establishment of an ILO standard for hybrid-electric propulsion.] Work is underway within CAEP to develop a dedicated emissions and noise certification requirement for hybrid structures, expected by 2027. This would provide a single global reference, reducing duplication of effort.
  • Advancement of bat and fuel-cell hybrid formations.] Hydrogen fuel cells combined with batteries offer a different regulatory challenge storage and handling are heavily regulated. EASA has already published a hydrogen certification framework in draft form, which could overlap with hybrid-electric regulations.
  • Introduction of operational incentives at busy airports.] London Heathrow, Amsterdam Schiphol, and other hubs are exploring differential charges for low-emission aircraft. If implemented broadly, these incentives could tilt the economics toward hybrid-electric for regional routes by 2035.

ويواجه المنظمون عملاً دقيقاً يتوازن بين الأمان دون اختراق الابتكار، وأنجح الأطر هي تلك التي تحدد أهدافاً واضحة للأداء (مثلاً، الحد الأقصى لثاني أكسيد الكربون لكل كيلومتر مقعد أو قياس للبطارية على درجة الحرارة) مع السماح للمصنعين بالمرونة في كيفية تحقيقهم لهذه الأهداف، والتعاون المباشر بين الوكالات القائمة مثل اللجنة الاستشارية المعنية بصنع قواعد الطيران في هيئة التشاور بين الولايات المتحدة والجماعة الاقتصادية لدول غرب أفريقيا.

خاتمة

وتُشكل الأنظمة الدولية تطوير الطائرات المهجورة بطرق عميقة، بدءاً من إصدار شهادات البطاريات والحدود المفروضة على الضوضاء إلى حوافز سوق الكربون وتكامل المجال الجوي، وفي حين أن التواريخ الحالية للأطر لا تنطوي على عدم يقين، فإن الاتجاه نحو تنسيق أقوى والحدود الدنيا للانبعاثات، التي تفضل الدفع الكهربي، وبالنسبة للمصنعين والخطوط الجوية، فإن البقاء أمام التطور التنظيمي - بالمشاركة في لجان وضع القواعد، والاستثمار في استراتيجيات قوية للتكيف.