التكنولوجيا أخيرًا جيدة بما يكفي لإحياء المنطاد

في موفيت فيلد في ماونتن فيو بولاية كاليفورنيا ، يطرح بحث Lighter Than Air (LTA) نهجًا جديدًا للتكنولوجيا التي شهدت صعودها وهبوطها منذ قرن من الزمان: المناطيد. على الرغم من أن الطائرات حلت محل المناطيد منذ فترة طويلة ، إلا أن شركة LTA ، التي تأسست في عام 2015 من قبل الرئيس التنفيذي ألان ويستون ، تعتقد أنه من خلال مزيج من المواد الجديدة ، وتقنيات البناء الأفضل ، والتقدم التكنولوجي ، فإن المناطيد مستعدة – وليس استعادة السماء ، بالتأكيد . —لكن ابحث عن مكانة جديدة.

على الرغم من أن المناطيد لم تنقرض تمامًا – فإن منطاد جوديير ، المألوف لعشاق الرياضة ، دليل على ذلك – كانت الصناعة بالفعل في حالة تدهور بحلول عام 1937 ، عام كارثة هيندنبورغ. بحلول نهاية الحرب العالمية الثانية ، لم تستطع المناطيد منافسة الطائرات السريعة المعروضة ، وتطلبت أطقمًا أكبر. اليوم ، ما تزال المناطيد باقية في المقام الأول للإعلان ومشاهدة المعالم السياحية.

تحمل Pathfinder 1 من LTA أحلامًا أكبر من التحليق فوق ملعب رياضي. ترى الشركة أن المناطيد مناسبة بشكل طبيعي للمهام الإنسانية والإغاثية. يمكن للطائرات أن تبقى عالياً لفترات طويلة من الزمن ، في حال لم تكن الظروف الأرضية مثالية ، ولديها مدى طويل ، وتحمل حمولات كبيرة ، وفقًا لكارل توسيج ، كبير المسؤولين الفنيين في LTA.

يبلغ طول غلاف باثفايندر على شكل سيجار أكثر من 120 مترًا وقطره 20 مترًا. في حين أن هذا يقزم Wingfoot One الذي يبلغ طوله 75 مترًا لـ Goodyear ، إلا أنه لا يزال نصف طول Hindenburg. تتوقع LTA أن تحمل باثفايندر 1 ما يقرب من 4 أطنان من البضائع ، بالإضافة إلى طاقمها وصابورة المياه والوقود. ستبلغ السرعة القصوى للمنطاد 65 عقدة ، أو حوالي 120 كيلومترًا في الساعة – على قدم المساواة مع هيندنبورغ – مع سرعة رحلة ثابتة تتراوح من 35 إلى 40 عقدة (65 إلى 75 كم / ساعة).

بعض تقنيات المناطيد في القرن الحادي والعشرين

قد لا يبدو أن بناء منطاد يطير أسرع من هيندنبورغ يعد تقدمًا كبيرًا. لكن Pathfinder 1 تحمل الكثير من التقنيات الجديدة التي تراهن LTA على أنها ستثبت أنها مفتاح عودة ظهور المنطاد.

على سبيل المثال ، كان يتم بناء المناطيد حول عوارض الألمنيوم المثبتة ، والتي توفر أعلى نسبة قوة إلى وزن متوفرة في ذلك الوقت. بدلاً من ذلك ، ستستخدم LTA أنابيب ألياف الكربون المتصلة بمحاور التيتانيوم. نتيجة لذلك ، سيكون الهيكل الأساسي لـ Pathfinder 1 أقوى وأخف وزنًا.

يعد الغطاء الخارجي لـ Pathfinder 1 أيضًا خطوة للأجيال السابقة. كانت المناطيد مثل جراف زيبلين في الثلاثينيات من القرن الماضي تحتوي على أغطية مصنوعة من قماش قطني مخدر. زادت المخدر المرسوم على القماش من قوتها ومرونتها. لكن القماش لا يزال هو القماش. وبدلاً من ذلك ، قامت LTA ببناء أغطيةها الخارجية من صفائح من ثلاث طبقات من المواد التركيبية. الطبقة الخارجية هي Tedlar من DuPont ، وهو فلوريد البولي فينيل. الطبقة الوسطى عبارة عن نسج فضفاض من ألياف الأراميد المقاومة للحريق. الطبقة الداخلية من البوليستر. يقول توسيج: “إنه مشابه جدًا لما هو مستخدم في الكثير من قوارب السباق الشراعية”. “لقد احتجنا إلى تعديل هذه المادة لجعلها مقاومة للحريق وتغيير بعض الشيء في أدائها الهيكلي.”

أبحاث LTA

لكن لا علم المواد ولا التقدم في التصنيع سيأخذان الفضل الأساسي في نجاح بحث LTA ، وفقًا لتوسيج – بدلاً من ذلك ، إنه إدخال الإلكترونيات. يقول: “كل شيء يعمل بالكهرباء في الباثفايندر”. “كل عمليات التشغيل ، وكل الدفع ، وكل القوة الفعلية كلها مولدة كهربائيًا. إنها طائرة تعمل بالكهرباء بالكامل ، وهو أمر لم يكن ممكنًا قبل 80 عامًا “. تحتوي باثفايندر 1 على 12 محركًا كهربائيًا للدفع ، بالإضافة إلى أربعة زعانف خلفية مع دفات توجيه يتم التحكم فيها عن طريق نظام الطيران بالسلك. (خلال الرحلات التجريبية الأولية ، سيتم تشغيل المنطاد بمحركين للطائرات الترددية).

هناك قطعة أخرى من المعدات ظهرت على باثفايندر 1 لم تكن متوفرة منذ 80 عامًا: الليدار. تم تركيب ليدار في أعلى كل خلية من خلايا غاز الهليوم في باثفايندر 1. “يمكن أن يمنحنا الليدار سحابة نقطية تُظهر الهيكل الداخلي الكامل لخلية الغاز تلك” ، كما يقول تاوسيج ، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتحديد حجم الخلية الغازية بدقة. أثناء الطيران ، يمكن لطياري المنطاد استخدام هذه المعلومات ، بالإضافة إلى بيانات حول نقاء الهيليوم وضغطه ودرجة حرارته ، لإبقاء المركبة مائلة بشكل أفضل وتجنب الضغط الإضافي على الهيكل الداخلي أثناء الرحلة.

على الرغم من أن تركيز LTA الأولي ينصب على التطبيقات الإنسانية ، إلا أن هناك مجالات أخرى قد تتألق فيها المناطيد يومًا ما. يقول توسيج: “المنطاد هو نوع من” التوينر “بين الشحن البحري والشحن الجوي”. كونها كهربائية بالكامل ، فإن باثفايندر 1 هي أيضًا أكثر خضرة من خيارات الشحن الجوي أو البحري التقليدية.

بعد الانتهاء من بناء باثفايندر 1 في أواخر عام 2022 ، تخطط LTA لإجراء سلسلة من الاختبارات الأرضية على كل من أنظمة المنطاد في الجزء الأول من عام 2023. وبمجرد أن يرضي الفريق بهذه الاختبارات ، سينتقلون إلى اختبارات الطيران المقيدة وأخيراً اختبارات الطيران غير المقيدة فوق ساوث باي في سان فرانسيسكو في وقت لاحق من العام.

ستقوم الشركة أيضًا ببناء منطاد يبلغ طوله حوالي 180 مترًا ، باثفايندر 3 في منشأة أكرون إيردوك في أوهايو. لن تكون باثفايندر 3 جاهزة للطيران في عام 2023 ، لكن تطويرها يظهر أن تطلعات LTA في نهضة المنطاد هي أكثر من مجرد هواء ساخن.