تعد الصين واحدة من الدول الرائدة فيما يتعلق بالنقل العالي السرعة في المستقبل، لا سيما مع الـ (Hyperloop). لكن في الآونة الأخيرة، يريد العملاق الآسيوي أن يفرض نفسه في سوق الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ! بحلول عام 2030، تريد الدولة الصينية أن تكون قادرة على ربط بكين بنيويورك في ساعة واحدة فقط ! كل التفاصيل في هذا المقال الوجيز.
تبلغ المسافة الإجمالية بين (بكين) و (نيويورك) حوالي 11000 كيلومتر، وفي غضون 8 سنوات، سيكون من الممكن قريبًا القيام برحلة بين المدينتين في غضون ساعة واحدة بفضل شركة (Space Transportation). كيف ذلك ؟ الجواب، أن وسيلة النقل المستخدمة لن تكون طائرة تقليدية، بل طائرة
صاروخية تفوق سرعتها سرعة الصوت وأقل تكلفة من المركبة الفضائية وأسرع بعشر
مرات من طائرة ركاب. تعتزم الشركة الصينية المضي أبعد من ذلك من خلال رحلات سياحة
وأسفار الى الفضاء، ناهيك عن أنها بدأت بالفعل إختبار نماذج محركها الصاروخي منذ حوالي
ثلاث سنوات.
بالتفصيل، يمكن للنموذج الأولي الحقيقي إجراء
اختباراته الأولى في حوالي عام 2023 وإجراء أول رحلة مع الركاب في عام 2024. وبمجرد اعتماد
هذه الطائرة، سيتم استخدامها مبدئيًا في السياحة الفضائية، أي لأقلية من
الأثرياء جدًا، ثم بين عام 2025 و 2030 لعامة الناس. بالإضافة إلى
هذه القدرات الخارقة، لم تكشف الشركة بعد عن أي شيء بخصوص طائراتها التي تفوق
سرعتها سرعة الصوت. من المعروف أن هذه التكنولوجيا الفائقة لسرعة
الصوت حساسة للغاية ويحافظ عليها المهندسون في طي الكتمان. بالإضافة إلى الطائرات
، كانت الصين تختبر صواريخ تفوق سرعتها سرعة الصوت وطائرات شراعية (glider) منذ سنوات عديدة، مما يمنحها دفعة قوية في عالم التكنولوجيا، متقدمة على روسيا والولايات
المتحدة على وجه الخصوص.. وفقًا لبعض المراقبين، هناك عدة نماذج للطائرات الصينية جاهزة للعمل بالفعل، الأمر الذي يُقلق بشدة الولايات المتحدة الأمريكية في سباقها نحو التفوق التكنولوجي.
كيف تعمل الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ؟
تعمل الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت باستخدام مبادئ ديناميكية هوائية مماثلة للطائرات التقليدية، ولكن بسرعات أعلى بكثير، عادةً ما تزيد عن 5 Mach (خمسة أضعاف سرعة الصوت). فيما يلي خصائص الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت :
1- قوة الدفع : يتم تشغيل الطائرات التي تفوق سرعة الصوت عادةً بمحركات مصممة خصيصًا للسرعات فوق الصوتية. يتم استخدام نوعين رئيسيين من المحركات : محركات الاحتراق الأسرع من الصوت والمحرك النفاث الفرطي (Scramjet). تعد محركات سكرامجت أكثر شيوعًا وتعمل عن طريق ضغط الهواء بسرعة عالية عند مدخل المحرك ثم حقنه في غرفة الاحتراق حيث يتم إشعال خليط الوقود والهواء. لا تحتوي هذه المحركات على أجزاء متحركة مثل الضواغط وتوربينات المحركات التقليدية.
2- الديناميكا الهوائية : تم تصميم الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت بأشكال ديناميكية هوائية خاصة للتعامل مع تأثيرات السرعة فوق الصوتية، مثل مقاومة المائع والحرارة الناتجة عن الاحتكاك بالهواء. غالبًا ما تكون الحواف الأمامية للأجنحة وأسطح التحكم مزودة بمواد مقاومة للحرارة، مثل الكربون المقوى بالكربون (C / C)، لتحمل درجات الحرارة المرتفعة الناتجة عن عبور الغلاف الجوي بسرعة عالية.
3- التبريد الحراري : في مثل هذه السرعات، يولد الاحتكاك مع الهواء كمية كبيرة من الحرارة. تم تجهيز الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت بأنظمة تبريد حراري متطورة، مثل المواد المقاومة للحرارة وأنظمة التبريد بالهواء أو السائل، وأحيانًا استخدام أنواع الوقود الخاصة التي تعمل كمبرد لامتصاص الحرارة.
4- إدارة تدفق الهواء : يجب على الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت إدارة انتقالات تدفق الهواء بين مراحل الرحلة المختلفة، بما في ذلك مرحلة التسارع، ومرحلة الطيران عالية السرعة، ومرحلة الهبوط. تستخدم أسطح التحكم الخاصة، مثل اللوحات وأسطح التحكم والجنيحات، للتحكم في موقف ومسار الطائرة في هذه المراحل المختلفة.
5- الملاحة والتحكم : الملاحة والتحكم في طائرة تفوق سرعة الصوت أمر معقد بسبب السرعة العالية والآثار الديناميكية الهوائية غير المتوقعة في مثل هذه السرعات. تُستخدم أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي وأجهزة استشعار الضغط وأجهزة الكمبيوتر المتطورة على متن الطائرة للمساعدة في الحفاظ على الاستقرار والمسار المطلوب.
باختصار، تعمل الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت باستخدام محركات خاصة وتصميمات ديناميكية هوائية للتعامل مع التحديات الفريدة التي تفرضها السرعات فوق الصوتية. تعتبر التطورات في تكنولوجيا إدارة الدفع والحرارة وتدفق الهواء أساسية لجعل السفر الفرط صوتي آمنًا وفعالًا.