ایکس-۶۵ وارد مرحله نهایی ساخت شد؛ هواپیمایی که بدون سطوح کنترل پرواز می‌کند

بیش از یک قرن است که تغییر جهت تقریباً تمام هواپیماها به کمک سطوح متحرکی مانند فلپ، ایلرون و سکان انجام می‌شود. اما اکنون پژوهشگران آمریکایی درحال آزمایش هواپیمایی هستند که شاید این روش قدیمی را برای همیشه تغییر دهد.

هواپیمای آزمایشی X-65 نه فلپ دارد، نه ایلرون و نه حتی سکان؛ بلکه فقط با هدایت هوشمند جریان هوا مانور می‌دهد. اگر این فناوری موفق شود، می‌تواند راه را برای ساخت هواپیماهایی سبک‌تر، کم‌مصرف‌تر، کم‌هزینه‌تر و حتی رادارگریزتر هموار کند.

به گزارش نیواطلس، شرکت آرورا فلایت ساینسز (Aurora Flight Sciences) به‌تازگی اعلام کرده که بال‌های مثلثی X-65 به مرکز مونتاژ این شرکت در ایالت ویرجینیای آمریکا رسیده‌اند و نصب آن‌ها روی بدنه آغاز شده است. این مرحله یکی از مهم‌ترین گام‌های پروژه محسوب می‌شود و آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا (دارپا) و آرورا فلایت اکنون قصد دارند نخستین پرواز این هواپیمای آزمایشی را پیش از پایان سال ۲۰۲۶ انجام دهند.

پروژه X-65 بخشی از برنامه CRANE (مخفف کنترل هواگردهای انقلابی با عملگرهای نوین) محسوب می‌شود و هدفش ابداع روش‌های کاملاً جدید برای کنترل هواپیما است.

هواپیمای ایکس-۶۵ قرار بود نخستین پرواز خود را در تابستان ۲۰۲۵ انجام دهد، اما افزایش هزینه‌های توسعه، چالش‌های مهندسی و مشکلات زنجیره تأمین باعث شدند برنامه بیش از یک سال به تعویق بیفتد. اکنون با تکمیل تدریجی سازه هواپیما، پژوهشگران معتقدند پروژه وارد مرحله نهایی شده است.

تقریباً تمام هواپیماهای امروزی با حرکت‌دادن بخش‌هایی از بال یا دم تغییر مسیر می‌دهند. برای مثال، ایلرون‌ها روی لبه عقبی بال قرار دارند و باعث چرخش هواپیما به چپ یا راست می‌شوند. فلپ‌ها هنگام برخاست و فرود نیروی برا را افزایش می‌دهند و سکان عمودی نیز دماغه هواپیما را به چپ و راست منحرف می‌کند.

در ایکس-۶۵ هیچ‌یک از این قطعات متحرک وجود ندارد. راز پرواز این هواپیما در سامانه‌ای به نام کنترل فعال جریان هوا (AFC) نهفته است. روی بال‌ها و دیگر سطوح پروازی این هواپیما ۱۴ نازل نصب شده است که در لحظه‌های بسیار دقیق، جت‌هایی از هوای پرفشار را به سطح بال تزریق می‌کنند.

سامانه AFC دقیقاً از همین ویژگی استفاده می‌کند. نازل‌ها با دمیدن پالس‌های بسیار کوتاه و کنترل‌شده از هوای پرفشار، مسیر جریان هوا را تغییر می‌دهند؛ گویی مانعی نامرئی در مسیر هوا قرار گرفته است. درنتیجه، بدون حرکت دادن هیچ قطعه مکانیکی، نیروی وارد بر بال تغییر می‌کند و هواپیما می‌تواند گردش کند، اوج بگیرد یا تعادل خود را حفظ کند. به بیان ساده، اگر هواپیماهای معمولی با حرکت دادن بال تغییر مسیر می‌دهند، ایکس-۶۵ با هدایت خود هوا این کار را انجام می‌دهد.

حذف فلپ‌ها، ایلرون‌ها و سکان‌ها فقط یک نوآوری مهندسی نیست، بلکه مزایای متعددی به همراه دارد. سطوح متحرک به لولا، موتورهای کوچک، کابل‌ها، عملگرهای هیدرولیکی یا الکتریکی و سامانه‌های کنترلی پیچیده نیاز دارند. همه این تجهیزات وزن هواپیما را افزایش می‌دهند و احتمال خرابی مکانیکی را نیز بیشتر می‌کنند. در صورت موفقیت فناوری AFC، بسیاری از این قطعات حذف خواهند شد. در نتیجه هواپیما سبک‌تر می‌شود، تعمیر و نگهداری آن ساده‌تر خواهد بود و هزینه‌های عملیاتی نیز کاهش می‌یابد.

از سوی دیگر، حذف شکاف‌ها و لبه‌های متحرک باعث می‌شود بدنه هواپیما یکپارچه‌تر شود. هرچه سطح خارجی هواپیما صاف‌تر باشد، اصطکاک با هوا کمتر خواهد بود، بازده آیرودینامیکی افزایش می‌یابد و این امر می‌تواند مصرف سوخت را نیز کاهش دهد.

یکی از مهم‌ترین انگیزه‌های ساخت ایکس-۶۵، کاربردهای نظامی آن است. در هواپیماهای رادارگریز، کوچک‌ترین شکاف یا لبه می‌تواند بخشی از امواج رادار را بازتاب و احتمال شناسایی هواپیما را افزایش دهد. از آنجا که سطوح کنترلی سنتی ذاتاً دارای شکاف و لولا هستند، همواره یکی از چالش‌های طراحی هواپیماهای جاسوسی محسوب می‌شوند. اگر کنترل فعال جریان هوا بتواند جایگزین این قطعات شود، مهندسان خواهند توانست بدنه‌هایی تقریباً یکپارچه طراحی کنند که سطح مقطع راداری بسیار کمتری داشته باشند.

همچنین در پهپادهای نظامی، حذف سامانه‌های مکانیکی پیچیده می‌تواند فضای بیشتری برای حمل تجهیزات یا سوخت فراهم کند و اطمینان‌پذیری مأموریت‌ها را افزایش دهد.

ایده کنترل جریان هوا دهه‌هاست در آزمایشگاه‌ها بررسی می‌شود و پژوهشگران بارها آن را در تونل‌های باد آزمایش کرده‌اند. برای مثال، شرکت BAE Systems نیز در اواخر دهه ۲۰۱۰ نمونه آزمایشی کوچکی به نام MAGMA را به پرواز درآورد که از جت‌های هوای مافوق صوت برای کنترل استفاده می‌کرد. اما تفاوت ایکس-۶۵ در مقیاس پروژه است. این هواپیما یک نمونه تقریباً تمام‌اندازه با سرعتی نزدیک به ۸۰۰ کیلومتر بر ساعت است و قرار است نشان دهد این فناوری در شرایط واقعی پرواز نیز می‌تواند جایگزین سطوح کنترلی سنتی شود.

براساس اطلاعات منتشرشده توسط شرکت آرورا، هواپیما دارای دهانه بال ۹٫۱ متر، حداکثر سرعت بیش از ۸۰۰ کیلومتر بر ساعت و وزن برخاست حدود ۳هزار و ۱۷۵ کیلوگرم است. بال‌های آن نیز به‌صورت ماژولار طراحی شده‌اند؛ به این معنا که بخش‌های بیرونی بال و حتی نازل‌های AFC به‌راحتی قابل تعویض هستند تا پژوهشگران بتوانند آرایش‌های مختلف را در آزمایش‌های آینده بررسی کنند.

از زمان نخستین پرواز برادران رایت در سال ۱۹۰۳، تقریباً تمام بخش‌های هواپیماها دگرگون شده‌اند؛ موتورهای پیستونی جای خود را به موتورهای جت داده‌اند، سامانه‌های ناوبری دیجیتال شده‌اند و مواد کامپوزیتی جایگزین بسیاری از فلزات شده‌اند. با‌این‌حال، اصل هدایت هواپیما همچنان تقریباً همان چیزی است که بیش از یک قرن پیش ابداع شد.

پروژه ایکس-۶۵ تلاشی است برای تغییر همین اصل بنیادین. اگر آزمایش‌های پیش رو موفق باشند، فناوری کنترل فعال جریان هوا می‌تواند در آینده نه‌تنها در پهپادهای نظامی، بلکه در هواپیماهای مسافربری و باری نیز به کار گرفته شود.