أحرز الباحثون في جامعة أركنساس تقدمًا هائلًا في مجال الهندسة عبر إجراء رحلة طيران تجريبية ناجحة لطائرة هجينة مزودة بمحرك كهربائي، وذلك وفقًا لتصريح الجامعة.
قد يكون للمشروع تأثير كبير في مجال هندسة الطيران وآثار إيجابية هائلة على البيئة.
تزوَّد الطائرات الصغيرة مثل سيسنا 337 بمحركين عاملين على البنزين يتحملان عبء المهام التي تتطلب جهدًا مكثفًا مثل دفع الهواء والتسارع إضافةً إلى المهام الأخف وطأة كالنقل والتجول والهبوط. تُستخدم هذه الطائرات عمومًا سيارات أجرة جوية في الجزر والأرياف البعيدة. يؤخذ على تلك المحركات استهلاكها الكبير للوقود.
كان الباحثون في جامعة أركنساس في دأب مستمر على مدى سنوات لتصميم وإنشاء محركات تعمل على البطاريات قادرة على الحلول محل أحد محركي الوقود.
يقود آلان مانتوث هذا المشروع، وهو أستاذ بارز في الهندسة الكهربائية إضافة إلى كونه المدير التنفيذي للمركز الوطني لنقل الطاقة بكفاءة.
مولت وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة للطاقة هذا المشروع، وهي وكالة حكومية تابعة لوزارة الطاقة الأمريكية مهمتها دعم وتمويل المراحل الأولى للأبحاث والاكتشافات الجديدة في تقنيات الطاقة.
صنع مانتوث والباحثون في جامعة أريزونا ديفيد هويتينك ويو زاو وكريس فارنيل وحدة تحكم بقوة 250 كيلوواط لتزود بالطاقة محركًا كهربائيًّا خلفيًّا في منصة اختبار لطائرة كهربائية هجينة من إنتاج شركة أمباير سوذيرن كاليفورنيا المتخصصة في صناعة الطائرات الكهربائية.
كيف يعمل هذا المحرك الكهربائي؟
يعمل المحرك الكهربائي الخلفي للطائرة بتتالٍ مع محرك البنزين الأمامي لدفع الطائرة لتأدية كل مهامها من النقل والإقلاع والتجول والهبوط.
قدمت شركة وولفسبيد المنتجة لأنصاف نواقل السيليكون كاربايد وحدات طاقة تجارية وأظهرت براعة كبيرة في إنشاء وحدة تحكم المحرك الكهربائية.
أرشدت أمباير الفريق الأكاديمي لاجتياز متطلبات الاختبار البيئي العالية المأخوذة عن معايير قطع الطائرات، المطلوب تحقيقها؛ لإثبات أهلية المحرك وجودة أدائه قبل إجراء الطيران التجريبي.
نجحت أمباير في قيادة الطائرة باستعمال تكنولوجيا المحول التي طورها فريق الباحثين بعد نحو 18 شهرًا من الاختبارات الأرضية والمراجعات التي تثبت كفاءة هذه التكنولوجيا.
أُجريت رحلة طيران تجريبي في مطار كاماريو قرب لوس أنجلس في العشرين من فبراير 2023.
يقول مانتوث: «استطعنا مع التعديلات الأخيرة تحسين تصميم أنظمة التحكم والأنظمة الكهربائية والحرارية والميكانيكية، بتعبير آخر، كل جوانب المحرك تُطوَّر في آن معًا».
ويضيف: «إن لهذا الإنجاز تطبيقات مهمة في الفترة القادمة التي ستشهد تحويل وسائط النقل إلى العمل على الطاقة الكهربائية، سواء كانت طائرات أو قطارات أو سيارات أو عربات ثقيلة أو سفنًا أو طائرات مسيّرة. ونحن في قمة الحماس بشأن ذلك».
كانت الطائرة الهجينة معروضة في قمة تجديد الطاقة المنعقدة في دنفر عام 2022، وتفحصتها وزيرة الطاقة الأمريكية جينيفر غرانهولم.
أُجري الطيران التحريبي قبل مؤتمر تجديد الطاقة الذي استضافته واشنطن بين 22-24 مارس 2023 بعد اختبار وتقييم دقيق.
وستجري أمباير رحلات طيران تجريبية إضافية بمساعدة فريق الباحثين وتستمر بجمع البيانات لتحسين التصميمات القادمة.
نشأ التعاون الذي أثمر عن هذا المشروع ضمن المركز العلمي الوطني لتحسين الأنظمة الكهر-حرارية.
يركز المركز الواقع ضمن جامعة إلينوي في أوربانا شامباين على تحسين الإمداد الكهربائي في كل مناحي النقل والحركة.
اقرأ أيضًا:
أكبر طائرة ركاب في العالم تستعد للتحليق مجددًا
طائرة تعمل على الطاقة الشمسية، سوف تحلق سنة كاملة دون هبوط
ترجمة: إيهاب عيسى
تدقيق: تسبيح علي
مراجعة: نغم رابي
