جسم الجناح المخلوط

جسم الجناح المخلوط (blended wing body) اختصاراً (BWB)، والمعروف أيضًا باسم الجسم الممزوج (blended body) أو جسم لجناح الهجين (hybrid wing body) اختصاراً (HWB)، هو طائرة ذات جناح ثابت ليس لها خط فاصل واضح بين الأجنحة والجسم الرئيسي للمركبة.[1] تتميز الطائرة بهيكل جناح وجسم متميزين، يتم دمجهما بسلاسة مع عدم وجود خط فاصل واضح.[2] يتناقض هذا مع الجناح الطائر، الذي ليس له جسم مميز، وجسم الرفع، الذي ليس له أجنحة مميزة. قد يكون تصميم جسم الجناح المخلوط عديم الذيل وقد لا يكون.

النموذج الأولي X48B BWB كما هو موضح أعلاه

الميزة الرئيسية لـ جسم الجناح المخلوط هي تقليل المساحة المبللة والسحب المصاحب المصاحب للوصلة التقليدية بين الجناح والجسم. يمكن أيضًا تزويدها بجسم عريض على شكل انسيابي، مما يسمح للمركبة بأكملها بتوليد قوة رفع وبالتالي تقليل حجم وسحب الأجنحة.

يتم استخدام تكوين جسم الجناح المخلوط لكل من الطائرات وزلاجات تحت الماء.

تاريخ
مفهوم N3-X ناسا

في أوائل العشرينات من القرن الماضي، طور نيكولاس ووييفودسكي نظرية جسم الجناح المخلوط، وبعد اختبارات نفق الرياح، تم بناء ويستلاند Dreadnought. توقفت في أول رحلة لها في عام 1924، مما أدى إلى إصابة الطيار بجروح خطيرة، وتم إلغاء المشروع. تم اقتراح الفكرة مرة أخرى في أوائل الأربعينيات من القرن الماضي لمشروع مايلز M.26 للطائرات وتم بناء النموذج الأولي البحثي مايلز (M.30 "X Minor") للتحقيق في ذلك. طار النموذج الأولي المعترض من طراز ماكدونيل إكس بي-67 أيضًا في عام 1944 لكنه لم يلب التوقعات.

عادت ناسا إلى هذا المفهوم في التسعينيات مع 17 قدم (5.2 م) مستقرًا بشكل مصطنع (5.2 نموذج (مقياس 6٪) يسمى (BWB-17)، تم بناؤه من قبل جامعة ستانفورد، والذي تم إطلاقه في عام 1997 وأظهر صفات المناولة الجيدة.[3]:16منذ عام 2000، واصلت ناسا تطوير نموذج بحث يتم التحكم فيه عن بُعد 21 قدم (6.4 م) جناحيها.

قامت ناسا أيضًا باستكشاف تصاميم جسم الجناح المخلوط بشكل مشترك لمركبة بوينغ إكس-48 بدون طيار.[4] أشارت الدراسات إلى أن طائرة ركاب جسم الجناح المخلوط تحمل من 450 إلى 800 راكب يمكن أن تحقق وفورات في الوقود تزيد عن 20 بالمائة.[3]:21

تدرس شركة إيرباص تصميم جسم الجناح المخلوط كبديل محتمل لعائلة إيرباص إيه 320 نيو. طار نموذج صغير الحجم لأول مرة في يونيو 2019 كجزء من برنامج "مافريك" (MAVERIC) (طائرة نموذجية للتحقق من الضوابط الابتكارية القوية واختبارها)، والذي تأمل شركة إيرباص أن يساعدها في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة تصل إلى 50٪ مقارنة بمستويات عام 2005.[5]

يستخدم مفهوم N3-X ناسا عددًا من المحركات الكهربائية فائقة التوصيل لدفع المراوح الموزعة لتقليل احتراق الوقود والانبعاثات والضوضاء. يتم توليد الطاقة اللازمة لتشغيل هذه المراوح الكهربائية من خلال مولدين كهربائيين فائق التوصيل مثبتين على طرف الجناح يعملان بالتوربينات الغازية. هذه الفكرة لطائرة مستقبلية محتملة تسمى "جسم الجناح الهجين" أو أحيانًا جسم الجناح المخلوط. في هذا التصميم، يمتزج الجناح بسلاسة مع جسم الطائرة، مما يجعله ديناميكيًا هوائيًا للغاية، وهو يبشر بتخفيضات كبيرة في استهلاك الوقود والضوضاء والانبعاثات. تقوم ناسا بتطوير مفاهيم مثل هذه لاختبارها في محاكاة الكمبيوتر وكنماذج في أنفاق الرياح لإثبات ما إذا كانت الفوائد المحتملة ستحدث بالفعل. 

صفات

تشكل المساحات الداخلية الواسعة التي تم إنشاؤها بواسطة المزج تحديات هيكلية جديدة. كانت ناسا تدرس الجلد المركب من ألياف الكربون المكسو بالفوم المكسو بالنسيج المكسو بالخرز لخلق مساحة غير متقطعة في المقصورة.[6]

يقلل شكل جسم الجناح المخلوط من إجمالي المساحة المبللة - مساحة سطح جلد الطائرة، وبالتالي تقليل سحب الجلد إلى الحد الأدنى. كما أنه يخلق سماكة لمنطقة جذر الجناح، مما يسمح ببنية أكثر كفاءة ووزنًا أقل مقارنة بالمركبة التقليدية. تخطط ناسا أيضًا لدمج محركات نفاثة ذات نسبة تجاوز عالية جدًا (UHB) مع جسم الجناح الهجين.[7]

يحمل جسم الطائرة الأنبوبي التقليدي 12-13٪ من إجمالي الرفع مقارنة بنسبة 31-43٪ التي يحملها الجسم المركزي في (BWB)، حيث يمكن أن تحمل تركيبة جسم الرفع المتوسطة الأكثر ملاءمة للطائرات ذات الحجم الضيق 25-32٪ مقابل 6.1– 8.2٪ زيادة في كفاءة الوقود.[8]

طيف مفاهيم تصميم الطائرات. من اليسار إلى اليمين: طائرة ركاب تقليدية (بوينغ 757)، وجسم جناح مخلوط ( B-1 لانسر )، وجناح طائر مع هدية منتفخة (بي 2 سبيرت)، وجناح طائر نظيف تقريبًا (نورثروب واي بي-49).

المزايا المحتملة

العيوب المحتملة
  • قد يكون إخلاء جسم الجناح المخلوط في حالة الطوارئ تحديًا. نظرًا لشكل الطائرة، سيكون تصميم المقاعد على طراز المسرح بدلاً من الأنبوب. هذا يفرض قيودًا متأصلة على عدد أبواب الخروج.[12][13]
  • لقد تم اقتراح أن التصميمات الداخلية (BWB) ستكون بلا نوافذ،[14] تظهر المعلومات الأحدث أن النوافذ قد يتم وضعها بشكل مختلف ولكنها تنطوي على نفس عقوبات الوزن مثل الطائرات التقليدية.[15]
  • لقد تم اقتراح أن الركاب على أطراف المقصورة قد يشعرون بعدم الارتياح أثناء تدحرج الجناح[14] ومع ذلك، فإن الركاب في الطائرات التقليدية الكبيرة مثل 777 معرضون بشكل متساوٍ للانحراف الهولندي.[15]
  • يجب أن يكون صندوق الجناح المركزي طويلًا لاستخدامه كمقصورة ركاب، مما يتطلب مساحة جناح أكبر لتحقيق التوازن.[16]
  • يحتوي جسم الجناح المخلوط على وزن فارغ أكبر لحمولة معينة، وقد لا يكون اقتصاديًا للبعثات القصيرة التي تبلغ حوالي أربع ساعات أو أقل.[16]
  • قد يكون امتداد الجناح الأكبر غير متوافق مع بعض البنية التحتية للمطار، مما يتطلب أجنحة قابلة للطي مماثلة لطائرة بوينغ 777 أكس.
  • يعد تعديل التصميم أكثر تكلفة لإنشاء متغيرات مختلفة الحجم مقارنة بجسم الطائرة التقليدي والجناح الذي يمكن تمديده أو تقليصه بسهولة.[16]

قائمة الطائرات ذات جسم الجناح المخلوط
طائرة نورثروب BAT بدون طيار في رحلة من الأسفل
نوعالدولةفئةالدورالتاريخالحالةعددملاحظات
Airbus Mavericالاتحاد الأوروبيUAVتجريبي2019نموذج مبدئي1[17][18]
بوينغ إكس - 45الولايات المتحدةUAVتجريبي2002نموذج مبدئي2
بوينغ إكس-48 (C)الولايات المتحدةUAVتجريبي2013نموذج مبدئي2محركان
بوينغ إكس-48 (B)الولايات المتحدةUAVتجريبي2007نموذج مبدئي2ثلاثة محركات
لوكهيد إيه-12، M-21 و واي أف-12الولايات المتحدةنفاثةاستطلاع1962إنتاج18YF-12 was a prototype interceptor
لوكهيد إس آر-71 بلاك بيردالولايات المتحدةنفاثةاستطلاع1964إنتاج32
Northrop Grumman Batالولايات المتحدةمروحة/كهرباءاستطلاع2006إنتاج10
McDonnell XP-67الولايات المتحدةمروحةمقاتلة1944نموذج مبدئي1Aerofoil profile maintained throughout.
Miles M.30المملكة المتحدةمروحةتجريبي1942نموذج مبدئي1
بي-1 لانسرالولايات المتحدةنفاثةقاذفة1974إنتاج104جناح متعدد الأوضاع
توبوليف تي يو-160الاتحاد السوفيتينفاثةقاذفة1981إنتاج36جناح متعدد الأوضاع
توبوليف تو-444روسيامروحةAirliner1991مشروع0أحد بديلين تمت دراسته
Westland Dreadnoughtالمملكة المتحدةمروحةنقل1924نموذج مبدئي1طائرة بريد. Aerofoil profile maintained throughout.

في الثقافة الشعبية

مفهوم الفن في العلوم الشعبية

ظهرت صورة مفاهيمية لطائرة تجارية ذات جسم مجنح ممزوج في عدد نوفمبر 2003 من مجلة بوبيولار ساينس.[19] قام الفنانون نيل بلومكامب و سيمون فان دي لاجيمات من (The Embassy Visual Effects) بإنشاء الصورة للمجلة باستخدام برنامج رسومات الكمبيوتر لتصوير مستقبل الطيران والسفر الجوي.[20] في عام 2006، تم استخدام الصورة في خدعة عبر البريد الإلكتروني تزعم أن شركة بوينغ قد طورت طائرة نفاثة تتسع لـ 1000 راكب ("بوينغ 797") مع "تصميم جذري للجناح المخلوط" ودحضت شركة بوينغ هذا الادعاء.[21][22][23]

مراجع
  1. Russell H. Thomas, Casey L. Burley and Erik D. Olson (2010)، "Hybrid Wing Body Aircraft System Noise Assessment With Propulsion Airframe Aeroacoustic Experiments" (PDF)، اطلع عليه بتاريخ 26 يناير 2013. Presentation نسخة محفوظة 2013-05-16 على موقع واي باك مشين.
  2. Crane, Dale. Dictionary of Aeronautical Terms, third edition. Newcastle, Washington: Aviation Supplies & Academics, 1997. (ردمك 1-56027-287-2). p. 224.
  3. Liebeck, R.H. (يناير–فبراير 2004)، "Design of the Blended Wing Body Subsonic Transport"، Journal of Aircraft، 41 (1): 10–25، doi:10.2514/1.9084، مؤرشف من الأصل في 15 يونيو 2022.
  4. "A flight toward the future." نسخة محفوظة December 4, 2012, على موقع واي باك مشين. Boeing, August 7, 2012 Retrieved: November 23, 2012.
  5. Reim (11 فبراير 2020)، "Airbus studies blended-wing airliner designs to slash fuel burn"، Flight Global (باللغة الإنجليزية)، مؤرشف من الأصل في 2 نوفمبر 2021.
  6. Bullis, Kevin (24 يناير 2013)، "NASA has demonstrated a manufacturing breakthrough that will allow hybrid wing aircraft to be scaled up."، إم آي تي تكنولوجي ريفيو، مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2021.
  7. Michael Braukus / Kathy Barnstorff (7 يناير 2013)، "NASA's Green Aviation Research Throttles Up Into Second Gear"، ناسا، مؤرشف من الأصل في 21 يناير 2021، اطلع عليه بتاريخ 26 يناير 2013.
  8. Graham Warwick (22 أغسطس 2016)، "Finding Ultra-Efficient Designs For Smaller Airliners"، Aviation Week & Space Technology، مؤرشف من الأصل في 2 أغسطس 2020.
  9. Warwick, Graham. "Boeing works with airlines on commercial blended wing body freighter." الطيران الدولي, May 21, 2007. نسخة محفوظة 2019-01-27 على موقع واي باك مشين.
  10. "NASA – Blended Wing Body Fact Sheet"، www.nasa.gov (باللغة الإنجليزية)، مؤرشف من الأصل في 1 أكتوبر 2021، اطلع عليه بتاريخ 17 مايو 2021.
  11. Warwick, Graham (12 يناير 2013)، "Hear This – The BWB is Quiet!"، أسبوع الطيران وتقنية الفضاء، مؤرشف من الأصل في 24 ديسمبر 2018.
  12. E. R. Galea؛ L. Filippidis؛ Z. Wang؛ P. J. Lawrence؛ J. Ewer (2011)، "Evacuation Analysis of 1000+ Seat Blended Wing Body Aircraft Configurations: Computer Simulations and Full-scale Evacuation Experiment"، Pedestrian and Evacuation Dynamics، ص. 151–61، doi:10.1007/978-1-4419-9725-8_14، ISBN 978-1-4419-9724-1.
  13. Galea, Ed، "Evacuation analysis of 1000+ seat Blended Wing Body aircraft configurations"، evacmod.net (video)، مؤرشف من الأصل في 24 ديسمبر 2018، اطلع عليه بتاريخ 25 أغسطس 2015.
  14. "Boeing not convinced by blended wing aircraft design"، معهد المهندسين الميكانيكيين، 16 يونيو 2015، مؤرشف من الأصل في 1 فبراير 2021.
  15. Page, Mark (14 سبتمبر 2018)، "SINGLE-AISLE AIRLINER DISRUPTION WITH A SINGLE-DECK BLENDED-WING-BODY" (PDF)، icas.org، مؤرشف من الأصل (PDF) في 20 ديسمبر 2018.
  16. "Don't look for commercial BWB airplane any time soon, says Boeing's future airplanes head"، Leeham News، 3 أبريل 2018، مؤرشف من الأصل في 14 أغسطس 2021.
  17. "Airbus reveals its blended wing aircraft demonstrator", Airbus, 11 February 2020. (Retrieved 18 February 2020) نسخة محفوظة 2021-10-23 على موقع واي باك مشين.
  18. Caroline Delbert; "Will We One Day Fly in This 'Blended Wing' Airplane? Airbus Built a Prototype To Find Out", Popular Mechanics, 13 February 2020. (Retrieved 18 February 2020) نسخة محفوظة 2021-07-31 على موقع واي باك مشين.
  19. "Future of Flight." Popular Science, November 2003. نسخة محفوظة 2020-07-27 على موقع واي باك مشين.
  20. "Future Flight: A Gallery of the Next Century in Aviation." PopSci.com, October 15, 2003. Retrieved: November 22, 2012. نسخة محفوظة 2021-08-04 على موقع واي باك مشين.
  21. "New Boeing 797 Giant "Blended Wing" Passenger Airliner-Fiction!"، TruthOrFiction.com، 17 مارس 2015، مؤرشف من الأصل في 26 مارس 2015.
  22. Christensen, Brett M. "Boeing 797 Hoax" Hoax-Slayer, April 19, 2012. Retrieved: November 22, 2012. نسخة محفوظة 2018-05-25 على موقع واي باك مشين.
  23. Baseler, Randy. "Air mail." Boeing blogs: Randy's Journal, November 1, 2006. Retrieved: November 22, 2012. نسخة محفوظة 2016-03-04 على موقع واي باك مشين.

قراءة متعمقة
  • بوابة طيران
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.