التصميم كهربائي للطائرات التصميم كهربائي للطائرات

تصميم كهربائي للطائرات يخفض انبعاثات أكاسيد النيتروجين

وائل نبيل السبت، 16 يناير 2021 - 10:33 م

ذكرت دراسة، قام بها مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، أن الانبعاثات الضارة من أكاسيد النيتروجين من الطائرات، يمكن أن تنخفض بنسبة تصل إلى 95 % باستخدام تصميم كهربائي هجين جديد ينظف العادم.

وبحسب ما نقلت صحيفة "ديلي ميل"، ووفقا للباحثين، فإن أكاسيد النيتروجين، تبقى في الهواء لإنتاج الأوزون والجسيمات الدقيقة، وهي مرتبطة بالربو، وأمراض الجهاز التنفسي، ومشاكل القلب والأوعية الدموية.

وحذر الخبراء من أن تلوث أكاسيد النيتروجين الناتج عن صناعة الطيران العالمية، مسؤول عن حوالي 16000 حالة وفاة مبكرة كل عام.

ووفقا للدراسة فإن الطائرات الجديدة الهجينة، من شأنها خفض نسب الوفيات التي تسببها أكاسيد النيتروجين إلى 92 %.

وقال الفريق البحثي، إن التصميم الجديد سيوفر بديلاً أقل تلويثًا للطائرات الأكبر حجمًا، والتي لا يمكن أن تعمل بالكهرباء بالكامل في الوقت الحالي.

ومثل محركات الطائرات، تنتج محركات الشاحنات أيضًا انبعاثات أكاسيد النيتروجين، والتي يتم تقييد إطلاقها بما يسمى أنظمة التحكم في انبعاثات ما بعد الاحتراق، والتي تستخدم المحفزات لتحويل أكاسيد النيتروجين في العادم إلى نيتروجين وماء.

ومع ذلك ففي الطائرات النفاثة، فإن العادم هو ما يعطي الطائرة الدفع حيث يتم ضغط الهواء في مقدمة المحرك بواسطة شفرات المروحة العملاقة قبل حقن الوقود فيه واشتعاله، مما يؤدي إلى تسخينه وتمدده وإطلاقه للخارج.

وفي الطريق للخروج من المحرك، يقوم العادم الساخن بتشغيل التوربينات التي تحرك مراوح الضاغط، مما يسمح للعملية بالاستمرار.

وبالنظر إلى هذا التكوين، فإن أي محاولة للاستفادة من جهاز التحكم في الانبعاثات في المحرك النفاث لن تتداخل مع تكوين العادم فحسب، بل فإن دورها أيضًا هو دفع الطائرة للأمام، وبالتالي إبقائها عالياً.

وللتغلب على هذا، اقترح الباحث في مجال الطيران ستيفن باريت من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وزملاؤه نقل جزء التوربينات الغازية من المحرك إلى جسم الطائرة، حيث يمكن تنظيف عادمها.

وهو ما سيؤدي بعد ذلك إلى دفع مولد لتزويد المراوح الكهربائية المتصلة بأجنحة الطائرة بالطاقة لإنتاج الدفع اللازم للطيران.

وقال البروفيسور باريت: "سيظل هذا تحديًا هندسيًا هائلاً ، لكن لا توجد قيود فيزيائية أساسية".

وأضاف: "إذا كنت ترغب في الوصول إلى قطاع طيران خالٍ من الصفر، فهذه طريقة محتملة لحل جزء تلوث الهواء منه، وهو أمر مهم"، وتابع: "النهج يأتي "بطريقة قابلة للتطبيق من الناحية التكنولوجية تمامًا".

ووفقًا لحسابات الباحث ، فإن طائرة هجينة تعمل بالكهرباء بمقياس طائرة بوينج 737 أو طائرة إيرباص A320 سوف تتطلب فقط حوالي 0.6 % من الوقود الإضافي لتحليق الطائرة، نظرًا للوزن الزائد لتكوين المحرك.

وأوضح البروفيسور باريت قائلا: "سيكون هذا أكثر جدوى بكثير مما تم اقتراحه للطائرات الكهربائية بالكامل".

وتابع: "سيضيف هذا التصميم مئات الكيلوجرامات إلى الطائرة، بدلاً من إضافة العديد من الأطنان من البطاريات ، والتي ستكون أكبر من الوزن الزائد".

وتابع البروفيسور باريت: "يُظهر البحث الذي تم إجراؤه في السنوات القليلة الماضية أنه يمكنك على الأرجح تزويد الطائرات الأصغر بالكهرباء، ولكن بالنسبة للطائرات الكبيرة، لن يحدث ذلك في أي وقت قريب دون اختراقات كبيرة جدًا في تكنولوجيا البطاريات".

وأشار قائلا: "فكرت ربما يمكننا أن نأخذ جزء الدفع الكهربائي من الطائرات الكهربائية، وتوربينات الغاز التي كانت موجودة منذ فترة طويلة وهي موثوقة للغاية وفعالة للغاية، ودمج ذلك مع تقنية التحكم في الانبعاثات المستخدمة في السيارات والطاقة الأرضية لتمكين الطائرات شبه المكهربة على الأقل.

الاخبار المرتبطة

الأكثر قراءة

 

الرجوع الى أعلى الصفحة