اسمان 2050 از نگاه ایرباس :

شركت ايرباس چشم انداز خود از پشرفت صنعت هوانوردي در سال 2050 را با نام طرح "آسمان‌هاي هوشمند" منتشر كرده است.

طرح آسمان‌هاي هوشمند (Smarter Skies) ، چشم انداز اجمالي ايرباس به صنعت هوانوردي و حمل و نقل هوايي در سال 2050، نشان دهنده نگرش و رويكردي جديد به بهينه‌سازي عمليات‌هاي پروازي از طريق مديريت صحيح و ایجاد تغییرات در طراحي و تجهيزات هواپيماها است. در حال حاضر چالش‌هاي عمده در حمل و نقل هوايي، هزينه‌ها و اثرات زيست محيطي پروازها مي‌باشد. علاوه بر بهينه‌سازي در طراحي هواپيماها و ارائه سامانه‌هاي جديد و هم‌چنين بهبود عملكرد پروازها از طريق مديريت و نظارت بهتر، هم‌چنين منابع انرژي‌هاي تجديدپذير و پاك نيز بطور قابل توجهي مي‌توانند به حمل و نقل پاك و پايدار و البته كاهش هزينه‌ها كمك كنند.



بهينه‌سازي مديريت پرواز و كنترل ترافيك هوايي
سيستم مديريت و كنترل تراقيك هوايي (ATM) و فناوري‌هاي مرتبط با آن در هواپيماها از طرح‌هايي است كه ايرباس در مركز تحقيقات خود بر روي آن كار مي‌كند. طبق اعلام این شرکت، با بهينه‌سازي كنترل و ترافيك هوايي مي‌توان بطور ميانگين زمان پروازها در اروپا و آمريكا را به ميزان 13 دقيقه در هر پرواز كاهش داد، كه اين رقم در ساير مناطق جهان مي‌تواند بيش از اين نيز باشد. با فرض اينكه سالانه در حدود 30 ميليون پرواز در جهان انجام مي‌شود، اين كاهش 13 دقيقه‌اي زمان هر پرواز به ميزان 9 ميليون تن صرفه‌جويي در مصرف سوخت، 28 ميليون تن كاهش انتشار آلاينده‌ها و 500 ميليون ساعت كاهش در زمان پروازها را به دنبال خواهد داشت. بهينه‌سازي سيستم مديريت ترافيك هوايي شامل ارتقاي سامانه‌هاي ناوبري و تجهيزات هواپيما و فرودگاه‌ها و هم‌چنين بهينه‌سازي زيرساخت‌ها مي‌باشد تا به‌كمك فناوري‌هاي جديد بتوان با كاهش ازدحام و ترافيك هوايي در مسيرهاي پروازي، زمان پروازها را از طريق بهبود پروفيل پروازي و مستقيم‌تر كردن مسيرها و خطوط هوايي، كاهش داد كه اين امر منجر به كاهش هزينه‌هاي پروازي نيز مي‌گردد.
شركت ايرباس هم‌چنين اعلام كرده در آينده تعداد سفرهاي هوايي رشد چشمگيري خواهد داشت و رقابتی شدید برای کاهش قیمت بلیط میان شرکت‌ها درمی‌گیرد. بنابراين مي‌بايست اقتصادي كردن پروازها را در كنار كاهش اثرات مخرب زيست محيطي به اجرا درآورد. اين شركت بطور دقيق در طرح آسمان‌هاي هوشمند بر روي طرح‌هايي متمركز است تا از اين طريق بتوان در تمامي مراحل عمليات هواپيما، افت راندمان و هدررفت انرژي (مانند هدررفت زمان، سوخت، انتشار آلاينده‌ها و ساير ضايعات سيستم) را كاهش داد.  اين طرح‌ مشتمل بر 5 بخش كلي مي‌باشد : 

 
بهينه‌سازي و اقتصادي كردن نشست و برخاست هواپيما
 در اين طرح، ايرباس قصد دارد با حذف ارابه فرود در هواپيماها، مصرف سوخت را كاهش داده و هم‌چنين طول باند مورد نياز نشست و برخاست را نيز كاهش دهد. در اين طرح از يك سكوي حامل به منظور حركت دادن هواپيما بر روي باند استفاده مي‌شود. اين سكو كه مي‌تواند از سوخت‌هاي جايگزين و پاك مانند انرژي الكتريكي استفاده كند، هواپيما را از حالت سكون به حداكثر سرعت مورد نياز براي برخاست مي‌رساند و با تغييراتي در طراحي، هواپيما با سرعت بيشتري از روي سكوي پرواز بلند شده و در نتيجه زودتر مي‌تواند به ارتفاع كروز خود برسد. هم‌چنين به هنگام فرود، هواپيما بر روي آن قرار مي‌گيرد و متوقف مي‌شود. استفاده از اين سكوي پرواز باعث مي‌شود هواپيما پس از فرود، موتورهاي خود را خاموش كند و از اين طريق مصرف سوخت و هم‌چنين آلودگي صوتي ناشي از موتورها نيز كاهش مي‌يابد. هم‌چنين به دليل استفاده از سكوي فرود، طول باند مورد نياز براي نشست و برخاست هواپيما نيز كاهش مي‌يابد. به اين طريق مشكل تامين زمين براي باند فرودگاه در مناطق كوهستاني و يا شهرهاي بزرگ نيز برطرف مي‌شود.


پرواز آزاد در مسيرهاي سريع و ويژه
در اين طرح خلبانان مي‌توانند بهترين و كارآمدترين ارتفاع و مسير پروازي را با توجه به شرايط جوي و شرايط آب و هوايي انتخاب كرده و از اين طريق ضمن كاهش مصرف سوخت، مدت زمان پرواز خود را نيز كاهش مي‌دهند. هم‌چنين بخش ديگر اين طرح الگوبرداري از پرواز دسته جمعي پرندگان مي‌باشد. طي آزمايش‌هاي انجام شده، نشان مي‌دهد حركت V شكل 25 پرنده به هنگام پرواز دسته جمعي باعث كاهش 65 درصدي نيروي پسا القايي و افزايش برد پرواز آنها به ميزان 7 درصد مي‌شود. ايرباس هم‌اکنون بر روي طرحي كار مي‌كند تا از اين طريق در مسيرهاي پر تردد، تعداد مناسب هواپيماهايي كه مي‌توانند در كنار يكديگر در مسير پروازي بصورت V شكل همانند پرندگان پرواز كنند را محاسبه كند. نتايج حاصل از آزمايش‌هاي شبيه سازي شده حركت 2 و 3 هواپيما در كنار يكديگر، نشان مي‌دهد از اين طريق، با كاهش نيري پسا القايي، مصرف سوخت به ميزان 10 تا 12 درصد كاهش يافته و در نتيجه ميزان انتشار آلاينده‌ها نيز 25 درصد كم مي‌شود. 


فرود در حالت گلايد، با هدف كاهش مصرف سوخت و توليد صداي كمتر
با تغييراتي در طراحي، هواپيماها قادر خواهند بود براي تقرب به باند فرودگاه، گلايد كرده و ارتفاع خود را كاهش دهند. با اين روش، هواپيما جهت كاهش ارتفاع نيازي به تغيير نيروي پيشران موتور براي كاهش سرعت و ارتفاع نخواهد داشت و از اين طريق مصرف سوخت و به تبع آن انتشار آلاينده‌ها كاهش پيدا مي‌كند. هم‌چنين آلودگي‌هاي صوتي نيز كاهش يافته و هواپيما مي‌تواند سريعتر ارتفاع و سرعت خود را كاهش دهد. با كاهش سرعت فرود، طول باند مورد نياز براي نشستن هواپيما نيز به ميزان 30 درصد كاهش مي يابد. اين امر نيازمند تغيير در سيستم كنترل ترافيك هوايي مي باشد تا از اين طريق مسير مناسب براي فاز كروز پرواز انتخاب شود و هواپيما براي فرود نياز به كاهش ناگهاني سرعت و ارتفاع نداشته باشد و تنها از طريق گلايد كردن در مسير كروز به آرامي ارتفاع و سرعت خود را كاهش داده و به باند فرود برسد.


كاهش انتشار آلاينده‌ها در مرحله حركت روي باند
 
به هنگام فرود، موتور هواپيما تا لحظه توقف كامل و رسيدن به جايگاه مورد نظر براي خروج مسافران روشن مي‌ماند. در اين حالت هواپیما، سوخت مصرف كرده و هم‌چنين سر و صدا توليد مي‌كند. که این باعث انتشار آلاينده‌ها و آلوده شدن هواي فرودگاه مي‌شود. طرح جديد براي ارائه وسيله‌اي باربر شبيه به يدك كش مي‌باشد كه از سوخت‌هاي تجديدپذير و پاك مانند الكتريسيته استفاده مي‌كند. اين وسيله به هنگام فرود هواپيما مي‌تواند آن‌را يدك بكشد و هواپيما ديگر نيازي به استفاده از موتور نخواهد داشت. پس از توقف، موتور هواپيما خاموش شده و ساير جا‌به‌جايي ها توسط يدك كش انجام مي‌شود. از اين طريق هم‌چنين مي‌توان سريعتر مسير باند را پاكسازي كرد و باند زودتر براي فرود هواپيماي بعدي آماده مي‌شود، كه از اين طريق مي‌توان بار ترافيك هوايي را نيز كاهش داد. در برخي موارد به علت شلوغ بودن مسير پرواز و باند فروگاه، هواپيماها براي فرود مي‌بايست در آسمان گشت زني كنند تا باند خالي شود، اين گشت زني مصرف سوخت را افزايش مي‌دهد. با خالي كردن به موقع باند مي‌توان از اين مصرف بيهوده سوخت نيز جلوگيري كرد.


موتورهاي پاك و سوخت‌هاي جايگزين
بخش ديگر اين پروژه استفاده از پيل‌هاي سوختي به جاي موتور هواپيما مي‌باشد. اين فناوري را مي‌تواند نويدبخش‌ترين گام در كاهش مصرف سوخت و انتشار آلاينده‌ها برشمرد. در پيل‌هاي سوختي، هيدروژن و اكسيژن در يك محفظه احتراق سرد باهم تركيب شده و واكنش نشان مي‌دهند. خروجي حاصل به جاي گازهاي گلخانه‌اي آلوده، تنها آب پاك مي‌باشد. از اين آب مي‌توان در هواپيما استفاده كرد و ديگر نيازي به حمل مخازن آب در هواپيما نيست. از اين طريق وزن هواپيما نيز كاهش مي‌يابد.
استفاده از سوخت‌هاي تجديدپذير و جايگزين يكي از طرح‌هايي است كه در حال حاضر تحقيق و آزمايش‌هاي بسياري بر روي آن انجام مي‌شود. استفاده از اين سوخت‌ها مي‌تواند با كاهش هزينه‌ها، آلودگي‌هاي زيست محيطي را نيز بطور قابل توجهي كاهش دهد. در حال حاضر در حدود 2 درصد از انتشار دي اكسيد كربن توسط صنعت هوانوردي توليد مي‌شود. دي اكسيد كربن توليد شده از سوخت‌هاي زيستي 50 تا 80 درصد كمتر از دي اكسيد كربن توليدي سوخت‌هاي فسيلي مي‌باشد كه استفاده از آنها به ميزان قابل توجهي آلودگي‌ها را كاهش مي‌دهد. پيش بيني مي‌شود تا سال 2030 حدود 30 درصد از سوخت‌ هواپيماها را سوخت‌های زیستی تشكيل دهند و اين رقم تا سال 2050 به بيش از 50 درصد خواهد رسيد. در اثر استفاده از سوخت‌های زیستی و هم‌چنين بهينه‌سازي پروازها و استفاده از موتورهايي با فناوري‌هاي پيشرفته، انتظار مي‌رود تا سال 2050 انتشار آلاينده‌هاي صنعت هوانوردي به ميزان 70 درصد كاهش يابد.

منبع :
http://hitna.ir