إدخال مواد جديدة في صناعة الطائرات ستُحدث ثورة في السفر جواً

عندما حلقت أكبر طائرة في العالم "إيرباص A380" دون توقف من مدينة دبي إلى أوكلاند في وقت سابق من هذا العام، غطت حينها مسافة 14,200كم وحققت رقماً قياسياً كأطول رحلة تجارية حلّقت في الجو دون توقف، ولكن في المستقبل القريب سيتم كسر هذا الرقم لصالح مشروع CFM الدولي إذ أثبتت تجربته نجاعة صناعة محركات الطائرات النفاثة باستخدام نوع من السيراميك اسمه ذو القوالب المركبة (CMCs) والذي يُمكن أن يجعل على سبيل المثال لا الحصر رحلة طيران من مدينة نيويورك إلى سيدني دون توقف لمسافة 16,000كم.

مجلة GE Reports Malaysia نشرت اليوم تقريراً حصرياً حول الابتكار وكشفت أن المُحركات المصنوعة من السيراميك لها سمات هائلة تجعل صناعتها من سبائك معدن النيكل في الماضي، حيث تُعد المحركات الجديدة مُقاومة للضوء، والضغط والحرارة وأخف وزنا وأكثر كفاءة، ويمكنها أخذ الطائرات مسافات أطول دون توقف وحرق وقود أقل.

مادة CMCs عبارة عن عناصر مركبة من مادة السراميك الثابتة وتخدم معظم المحركات المدنية والعسكرية المُتطورة مثل محرك LEAP وصُنع بواسطة مشروع CFM الدولي الذي يُعد مشروعاً مشتركاً بين شركة الكتريك للطيران GE Aviation الأمريكي، ومجموعة سافران لمحركات الطائرات الفرنسية، ويهدف لصنع ودعم سلسلة من المحركات النفّاثة والتي عرفت لاحقا باسم سي اف ام 56 (CFM56).

وسيسمح CMCs بتغيير ثوري في تصميم محركات الطائرات النفاثة، وتعقيباً على ذلك بين جوناثان بلانك الذي يقود المشروع في حديثه للمجلة الدولية أن مادة السراميك وزنها ثلث وزن معدن النيكل الذي تصنع منه محركات الطائرات، إذ لا تحتاج المحركات الجديدة لتبريد هواء التوربينات، مُبيناً أن المهندسين القائمين على المشروع استخدموا الليزر لحفر ثقوب صغيرة في شفرات سبيكة التوربينات التي صنعت من السراميك ليخرج هواء التبريد ويحمي سطحها من الحرارة.

وشرح بلانك بالقول" المزيد من الحرارة يعني المزيد من تبريد الهواء مما يُقلل من الكفاءة العامة، فعندما تسقط الحاجة لمكونات التبريد سيصبح المحرك أكثر كفاءة وديناميكية هوائية وأيضا أكثر كفاءة في استهلاك الوقود" موضحاً أن أرياش توربينات السيراميك الدوارة خفيفة جدا، حيث تسمح للمهندسين للحد من حجم من الأقراص المعدنية المرفقة، لتُولد قوة طارد مركزي صغير يُقلص حجم القرص وأجزاء أخرى.

وانتهت GE من تجربتها لدورية شفرات CMC داخل محرك طائرة نفاثة عسكرية متعددة المهام وأمريكية الصنع F414 حيث وصلت القوة عادية F / A-18 هورنت، كما وأجريت التجربة على الطائرات النفاثة سوبر هورنيت حيث استطاع المهندسون تشغيل المحرك 500 دورة واحدة للإقلاع ذهاباً وعودة، وحصل المحرك على الطاقة من خلال القوى الديناميكية ودرجات الحرارة العالية داخل التوربينات والضغط المنخفض للمُحرك ما أعطاهم دليلاً آخر أن التكنولوجيا الجديدة مُقاومة للحرارة في حالات غير مسبوقة.

واختتم بلانك بالقول "بفضل CMCs, GE’s, ADVENT  مُحرك السيراميك حقق رقماً قياسياً عالمياً لأعلى ضاغط درجة حرارة توربينات مشتركة بعد أن تم إثباته داخل مختبر أبحاث سلاح الجو في الولايات المتحدة كأول تطبيق لشيفرات التوربينات يمكن أن يكون داخل محركات الطائرات الجديدة لمقاتلات الطائرات النفاثة "الجيل السادس" مثل ADVENT ولكن نحن بالفعل نضع تصور لمستقبل التطبيقات التجارية للطائرات".