كيف يتحول جناح طائرة الإيرباص A350 “الشبيه بالطير” في منتصف الرحلة لخفض حرق الوقود بنسبة 25%

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، ايرباص واجه مشكلة. أثبتت الطائرة بوينج 787 دريملاينر، وهي الطائرة التي رفضتها في البداية باعتبارها مجرد خيال بلاستيكي، أنها تحظى بشعبية لا تصدق. تهدف شركة إيرباص، المنخرطة في مشروع A380 الذي تبلغ قيمته 25 مليار دولار، إلى جذب العملاء من خلال إضافة محرك 787 وجناح جديد ومجموعة جديدة وقمرة قيادة جديدة إلى طائرة A330 وتسميتها A350، لكن شركات الطيران لم ترغب في ذلك. وفي الوقت نفسه، تعرضت الشركة لضغوط شديدة من طائرة بوينج 777، التي سحقت طائرة إيرباص A340 بعيدة المدى. أُجبرت شركة إيرباص على العودة إلى لوحة الرسم، وقد أنتجت ربما أكثر طائراتها تميزًا على الإطلاق.

كانت طائرة A350 XWB الجديدة عبارة عن هيكل عريض ذو أغلبية نظيفة يستخدم جميع التقنيات التي قدمتها طائرة دريملاينر، ولكن تم تكبير حجمها لجعل طائرة 777 قديمة الطراز. بفضل جسم الطائرة الأعرض من طائرة 787، ومحركات رولز رويس المصممة حسب الطلب، إلى جانب جناح ضخم يمكن أن يتغير شكله في منتصف الرحلة، تمكنت إيرباص من تسليم طائرة تحرق ثلاثة أرباع الوقود الذي تستخدمه طائرة A340، بينما تطير لمسافة أبعد وتحمل حمولة أكبر من طائرة A340 أو 777. دخلت طائرة A350 الخدمة في عام 2015 وسرعان ما دعمت ادعاءات إيرباص الطموحة، في حين بلغ عدد طلباتها الكبرى ما يقرب من 1600 مبيعات في جميع الطرازات جعلتها واحدة من أنجح السيارات ذات الأجسام العريضة في التاريخ.

مميزات جناح طائرة الإيرباص A350

نظرًا لأن الأجنحة ومعظم جسم الطائرة مصنوعة من البوليمر المقوى بألياف الكربون (CFRP)، ايرباص A350 أخف بكثير من الجيل السابق من الأجسام العريضة الكبيرة؛ تقريبا 20 طن في حالة الطائرة A350-1000 مقابل الطائرة Boeing 777-300ER ذات الحجم المماثل فيما يتعلق بالوزن الفارغ التشغيلي (OEW). وفي الوقت نفسه، فإن جناحها أكبر من جناح 777، مما يقلل بشكل كبير من حرق الوقود أثناء الطيران على ارتفاع عالٍ، وهو ما يعززه الديناميكا الهوائية المتقدمة في القرن الحادي والعشرين. ولكن مع طائرة A350، لم تكن شركة إيرباص تهدف فقط إلى جعل الطائرة ذات ديناميكية هوائية؛ كانوا يهدفون أيضًا إلى تطوير الطائرة الأكثر تقدمًا من الناحية الفنية في العالم.

تتميز طائرة A350 بنظامين، يسمى الحدبة المتغيرة (VC) وإعداد الرفرف التفاضلي (DFS)، اللذين يعملان معًا لإجراء تعديلات تدريجية على إعدادات رفرف الطائرة أثناء الرحلة. عادة، تطير الطائرات مع سحب اللوحات الخاصة بها بالكامل على ارتفاع التحليق، ولكن التعديلات الدقيقة التي أجراها VC وDFS تغير مركز الرفع بشكل طفيف جدًا لتقليل زاوية هجوم الطائرة، مما يقلل من حرق الوقود. وهذا مفيد بشكل خاص خلال الجزء الأول من الرحلة وعندما تكون الطائرة محملة بأحمال ثقيلة.

يقوم النظامان في المقام الأول بضبط اللوحات الداخلية للطائرة، والتي يتم نشرها بشكل غير متماثل على اللوحات الخارجية في هذه الحالة، وبضع درجات فقط. إنها ليست عملية ملحوظة عادة أثناء الرحلة، ولكن تحسين الديناميكا الهوائية للطائرة يساعد على تقليل حرق الوقود. يعد نظام DFS فريدًا بالنسبة لطائرة A350، وقد تم دمج النظامين بالكامل في قوانين التحكم في طيران الطائرة.

التقليد الحيوي والديناميكا الهوائية لطائرة A350

الائتمان: شترستوك

في سعيها الذي لا ينتهي لزيادة الرفع وخفض السحب، تحولت إيرباص إلى الطبيعة مع طائرة A350. يهدف شكل وتصميم الجناح إلى تقليد الطيور، بينما يقلل سمك القرش المنحني من توليد دوامات قمة الجناح. مع جناحيها الذي يبلغ طوله 212 قدمًا وخمس بوصات (64.75 مترًا)، فإنه يتناسب بشكل أساسي مع جميع بوابات الجسم العريض القياسية، وقد تم اختبار الأجنحة لتنثني بما يصل إلى 17 قدمًا (خمسة أمتار). في حين أن الأجنحة تنثني عادةً إلى درجة أقل دراماتيكية في الخدمة التجارية، إلا أن هذا يعمل على تحسين الديناميكا الهوائية للطائرة ويوفر راحة أكبر.

تتميز طائرة A350 ب جهاز تدلي الأنف على الجزء الداخلي من جناحيه، بدلاً من الشرائح الموجودة على الأجزاء الخارجية. كان هذا لاستيعاب رولز رويس ترينت XWB، والتي تم تركيبها بالقرب من الجناح لتقليل السحب. ونظرًا لموقع المحرك والتأثيرات الديناميكية الهوائية لهذا التصميم، فقد تم اعتبار جهاز الأنف المتدلي هو الخيار الأفضل. تم تبسيط واجهة بطن الطائرة على شكل فأس بأجنحة لتقليل مقاومة التداخل، في حين تم أيضًا تحسين فتحات المحرك لتقليل السحب.

الجزء الأمامي من الطائرة A350 انسيابي للغاية، ويحتفظ بشكل مستمر إلى حد كبير من المقدمة إلى أعلى نوافذ سطح الطيران بدلاً من وجود شكلين مختلفين. ويتم تمكين ذلك جزئيًا من خلال استخدام نوافذ سطح الطيران المنحنية، وهي الأولى من نوعها في طائرة إيرباص. في السنوات الأخيرة، واصلت الشركة المصنعة أيضًا تعديل الديناميكا الهوائية للطائرة، وضبطت تطور الجناح والقرشلات على طائرة A350-900، بينما قامت أيضًا بإزالة ثلاثة مجسات زاوية الانزلاق الجانبي الموجودة أسفل نوافذ قمرة القيادة مباشرةً بعد أن تم تحديد أنها زائدة عن الحاجة.

الابتكارات الأخرى مع A350

الائتمان: شترستوك

كما هو الحال مع طائرة 787، فإن طائرة A350 هي أيضًا طائرة ذات أغلبية من طائرات CFRP، حيث تشكل المادة حوالي 53٪ من وزن الطائرة وحوالي 80% من حيث الحجم. وبالنظر إلى التوفير في الوزن الذي توفره مادة CFRP مقارنة بالمعدن، فإن طائرة A350 هي في الواقع طائرة ثقيلة إلى حد ما (كما هو الحال في طائرة 787)، ولكن التوفير في الوزن الذي توفره مادة CFRP سمح لشركة إيرباص بمنح طائرتها CFRP قدرات حقيقية على الطيران لمسافات طويلة جدًا. إن طائرة A350-900 هي في الأساس نفس حجم طائرة Boeing 777-200ER وتزن أقل بكثير، ولكنها تتمتع تقريبًا بجميع القدرات التي تتمتع بها الطائرة 777-200LR الأثقل بكثير.

يتم تقديم A350 فقط مع Rolls-Royce Trent XWB، مع طراز XWB-84 الذي يعمل على تشغيل A350-900 وطراز XWB-97 الذي يعمل على تشغيل A350-1000 وA350F القادمة. تتميز بمروحة مقاس 118 بوصة (300 سم) مع نسبة تجاوز 9.6:1 ونسبة ضغط إجمالية 50:1. لتقليل حرق الوقود، يأتي مع ضاغط متوسط ​​الضغط من ثماني مراحل مدعوم بتوربينات ذات مرحلتين، بدلاً من توربينات أحادية المرحلة في نماذج ترينت السابقة، بالإضافة إلى توربينات عالية الضغط مكونة من ست مراحل مدعومة بتوربينات أحادية المرحلة.

ستأتي طائرة A350F بأكبر باب شحن جانبي على السطح الرئيسي لأي طائرة شحن قيد الإنتاج، في محاولة لتقليد القدرات التي توفرها باب مقدمة طائرة الشحن Boeing 747، في حين تتميز طائرات الركاب A350 بأسقف أعلى وارتفاعات أقل للمقصورة مقارنة بأي طائرة في الخدمة تقريبًا. تم تجهيز الطرازات الأحدث بميزات مثل النوافذ الخافتة وشاشات عرض سطح الطيران التي تعمل باللمس، في حين تم تجهيز جميع طائرات A350 بأنظمة مبتكرة مثل نظام الفرامل حتى الإخلاء (BTV) من إيرباص ونظام الحماية من تجاوز المدرج (ROPS).

تأثير طائرة الايرباص A350

الائتمان: شترستوك

إن طائرة A350 ليست الطائرة ذات الجسم العريض الأكثر نجاحًا في الخدمة؛ من شأنه أن لا يزال بوينغ 777ومن المؤكد أن طائرة 787 ستتفوق عليها في المستقبل. لكن طائرة A350 تواصل مبيعاتها بقوة، حيث تلقت 1595 طلبًا، بينما ساهم طراز A350-900 بـ 1121 عملية بيع بمفردها. كان الهدف من طائرة A350-900 أن تحل محل طائرة إيرباص A340-300 وبوينغ 777-200ER، ولكنها باعت وحدات أكثر من الطائرتين مجتمعتين، في حين حققت طائرة A350F نجاحًا كبيرًا بالنسبة لطائرة شحن جديدة لم تدخل الخدمة بعد. كانت مبيعات طائرة A350-1000 أبطأ، ولكنها بدأت في التحسن مع تقدم عمر طائرة 777-300ER.

تتميز طائرة A350 بكفاءة استهلاك الوقود، كما هو الحال مع طائرات A330neo وبوينج 777X و787، ولكن ما يميز طائرة A350 حقًا هو قدرتها. يتمتع كلا الطرازين من طائرات A350 بمدى أطول من أي طائرة ركاب في التاريخ، حيث يعمل طراز A350-900ULR المتخصص حاليًا على أطول طريق في العالم، من سنغافورة إلى نيويورك – جون كنيدي. وفي الوقت نفسه، من المقرر أن تتفوق كانتاس على خدمات الخطوط الجوية السنغافورية عندما تبدأ في استلام طائرة A350-1000ULR الأكثر قدرة، والتي ستربط سيدني وملبورن بمطار لندن هيثرو ونيويورك جون كنيدي.

ولكن خارج النطاق، يمكن للطائرة A350 أيضًا حمل حمولات كبيرة بشكل موثوق في الرحلات الجوية الطويلة جدًا. ال بوينغ 787-9من الناحية العملية، لديها مدى كافٍ عمليًا لاحتياجات أي شركة طيران، لكن طائرة A350-900 ستحمل حمولة أكبر عبر مسافات أطول. يمكن للطائرة A350-1000، على الرغم من كونها أصغر من طائرة Boeing 777-9، رفع المزيد من الحمولة على الرحلات الجوية الطويلة جدًا. واصلت شركة إيرباص أيضًا زيادة الحد الأقصى لوزن الإقلاع لطائرة A350 (MTOW)، حيث انتقلت طائرة A350-900 من 268 طن ل 283 طنًا، في حين ظهرت طائرة A350-1000 لأول مرة مع طن متري من طن متري (MTOW) يبلغ 308 طن ويمكن الآن تصنيفها ل 322 طن.

تنفيذ برنامج A350

الائتمان: شترستوك

إيرباص تحقق أرباحًا من برنامج A350. من ناحية أخرى، لم تجني شركة بوينج الأموال بعد من برنامج 787 ككل بسبب التجاوزات الهائلة في التكاليف والتحديات التنموية. في حين أن طائرة 787 لا تزال الطائرة العريضة الأكثر شعبية في الصناعة المعروضة للبيع، فقد انتهى الأمر ببوينغ إلى إنفاق ما يزيد عن 32 مليار دولار على البرنامج، في حين كلف برنامج A350 شركة إيرباص 15 مليار دولار. علاوة على ذلك، كان برنامج A350 XWB سلسًا بشكل مدهش بالنسبة لطائرة ركاب حديثة، وكانت الطائرة موثوقة للغاية بالنسبة لمشغليها، في حين أن كل طائرة A350 يتم تسليمها اليوم تحقق لشركة إيرباص ربحًا.

ويمكن قول الشيء نفسه عن محركات A350. في حين واجهت رولز رويس مشكلات كبيرة في المتانة مع طراز Trent 1000 المعروض على طراز 787، فقد أوفت Trent XWB بوعودها وأكثر من ذلك. لم يبلغ المشغلون عن أي مشكلات تقريبًا فيما يتعلق بالمتانة أو الموثوقية في XWB-84، وبينما واجه XWB-97 بعض الانتقادات فيما يتعلق بمتانته في المناخات القاسية، إلا أنه ليس كارثيًا. تعمل شركة Rolls-Royce على ترقيات لمضاعفة وقت طيران XWB-97 في مثل هذه الظروف، في حين تم بالفعل تنفيذ الترقيات الأخيرة لطائرة XWB-84 التي وعدت بتخفيض حرق الوقود بنسبة 1٪. 1.8% توفير الوقود.

إن طائرة A350 هي طائرة ركاب قادرة وفعالة في استهلاك الوقود ومحبوبة من قبل مشغليها. في حين أن طائرة 787 أصغر حجمًا، وتستهلك وقودًا أقل، وتحتل مكانة جيدة في سوق الطائرات ذات الجسم العريض، إلا أن طائرة A350 لا تزال مربحة بشكل لا يصدق. تعتبر عقوبة حرق الوقود لتشغيل طائرة A350 على طائرة 787 صغيرة، في حين أنها توفر المزيد من السعة والقدرة. بالمقارنة مع 777X، تعتبر طائرة A350 أرخص في التشغيل وأكثر قدرة. علاوة على ذلك، فإن تنفيذ برنامج A350 وTrent XWB سيكون بمثابة أحدث الأمثلة على الطائرات العريضة الناجحة التي تدر أموالاً للشركة المصنعة وتحظى بشعبية في السوق.