ایرباس به فناوری نوین «پوست کوسه» مجهز خواهد شد

به گزارش پایگاه خبری پژوهندگان عصر، شرکت لوفتهانزا تکنیک موفق به دریافت تأییدیه آژانس ایمنی هوانوردی اتحادیه اروپا (EASA) برای نصب پوسته بیونیک AeroSHARK بر روی یک فروند ایرباس A330-300 شده است. این فناوری که بر اساس الگوی پوست کوسه طراحی شده، به منظور کاهش نیروی پسار و افزایش بهره‌وری پرواز توسعه یافته است. مهندسی هوانوردی همواره در تلاش است تا یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های عملکرد هواپیما، یعنی نیروی پسار را کاهش دهد. اگرچه بدنه آلیاژی هواپیما به نظر کاملاً صاف می‌آید، اما سطح آن در مقیاس میکروسکوپی ناهموار است.

زمانی که هواپیما در ارتفاع بالا و با سرعتی نزدیک به ۴۸۰ گره دریایی (معادل ۸۹۰ کیلومتر بر ساعت) پرواز می‌کند، لایه‌ای نازک از هوا به سطح بدنه می‌چسبد. در نزدیکی سطح بدنه، لایه‌ای با ضخامت تقریبی یک میلی‌متر شکل می‌گیرد که به آن لایه مرزی ویسکوز گفته می‌شود. این لایه شامل جریان‌های آشفته و گرداب‌های کوچک است. وجود این تلاطم باعث ایجاد پسار اصطکاکی می‌شود که حدود ۵۰ درصد از کل پسار آیرودینامیکی را تشکیل می‌دهد و در نتیجه، عملکرد و بهره‌وری هواپیما را تحت تأثیر قرار می‌دهد. کاهش این تلاطم می‌تواند به بهبود قابل توجه کارایی پرواز منجر شود؛ هدفی که فناوری AeroSHARK با الهام از پوست کوسه دنبال می‌کند.

برخلاف تصور عمومی، پوست کوسه کاملاً صاف و یکدست نیست و دارای ساختاری زبر است. سطح بدن این آبزی با فلس‌های بسیار ریز و دندان‌مانند پوشیده شده که زیست‌شناسان آن‌ها را دندانک‌های پوستی می‌نامند. این ساختارها شامل شیارها و برجستگی‌های میکروسکوپی و موازی هستند. دندانک‌های پوستی در سراسر بدن کوسه قرار دارند و هنگام عبور آب از روی پوست، با ایجاد گرداب‌های کوچک به کنترل جریان آب کمک می‌کنند. شیارهای موجود بر روی این ساختارها مانع از جدا شدن جریان از سطح پوست می‌شوند و در نتیجه، تلاطم و اصطکاک کاهش می‌یابد. این مکانیسم به کوسه اجازه می‌دهد تا با مقاومت کمتری در آب حرکت کند.

فناوری AeroSHARK با الگوبرداری از این ساختار طبیعی، عملکرد مشابهی را ایجاد می‌کند. این فناوری از یک لایه پلیمری مصنوعی تشکیل شده که شیارهایی با عمق حدود ۵۰ میکرومتر بر روی آن ایجاد شده است. این شیارها هندسه، ارتفاع و فاصله برجستگی‌های موجود بر روی پوست کوسه را بازسازی می‌کنند. شرکت سازنده این فناوری ادعا می‌کند که استفاده از AeroSHARK می‌تواند مصرف سوخت و میزان انتشار آلاینده‌ها را در هر پرواز حدود یک درصد کاهش دهد. در صورت استفاده از این پوشش بر روی بال‌ها و بخش دم هواپیما، میزان صرفه‌جویی می‌تواند به حدود ۲ درصد برسد.

تأییدیه جدید EASA نخستین مجوز استفاده از این فناوری در هواپیماهای تجاری نیست. AeroSHARK پیش از این نیز بر روی ۲۲ فروند بوئینگ ۷۷۷ در ناوگان لوفتهانزا نصب شده و به گفته شرکت، استفاده از آن به صرفه‌جویی روزانه حدود ۱۹ تن سوخت منجر شده است.