طائرات مطورة من دون طيار تعمل بخلايا الوقود

اختبر باحثون في مختبرات الأبحاث التابعة للبحرية الأميركية طائرة «أيون تايغر» من دون طيار Ion Tiger UAV في رحلة تجريبية جديدة، حلقت فيها 48 ساعة ودقيقة واحدة في أواسط أبريل (نيسان) الماضي. وتعمل الطائرة بخلايا الوقود التي تستخدم الهيدروجين السائل الموجود في خزان تجميد جديد طورته شركة «إن آر إل». وقد حطم هذا الرقم الجديد، الرقم السابق الذي بلغ 26 ساعة ودقيقتين، والذي سجل في عام 2009 باستخدام الطائرة ذاتها، لكن الهيدروجين كان مخزنا تحت ضغط قدره 5000 رطل في البوصة المربعة الواحدة. وفي التصميم تم تكثيف الهيدروجين السائل ثلاثة أضعاف مقارنة بالهيدروجين المضغوط بالضغط السابق، لكنه كان مخزنا في خزان خفيف الوزن، مما يسمح بحمل المزيد من الهيدروجين، وبالتالي زيادة فترة الطيران.

ولغرض النجاح في تحليقات كهذه، يتطلب الأمر تطوير قوارير عازلة من نوع «ديوار» خفيفة الوزن، لحمل الوقود المجمد تحت حرارة منخفضة جدا، علاوة على إتاحة المجال أمامه للغليان لأغراض استهلاكه من قبل الطائرة. وأشارت الدكتورة كارين سوايدر - ليونز كبيرة الباحثين في شركة «إن آر إل» إلى أن «الهيدروجين السائل، مقرونا بتقنيات خلايا الوقود، له إمكانية توسيع الفوائد المكتسبة من النظم الصغيرة التي لا يقودها إنسان، عن طريق زيادة مداها وفترة عملها، فضلا عن فوائد الدفع الكهربائي».
ورغم أن تحقيق المدى الكبير هو أمر ممكن عن طريق النظم التقليدية التي تعمل بالوقود الهيدروكاربوني، فإن الأخيرة عالية الضجيج عادة، وتنقصها الكفاءة، ولا يمكن الاعتماد عليها في مثل هذا الصنف من الطائرات. وعلى غرار ذلك فإن نظم الطائرات الصغيرة العاملة بالبطاريات الكهربائية هي ذات مدى تحليق محدود لا يتعدى عددا من الساعات.
ولتذليل الصعوبات المتعلقة باللوجستيات لتزويد الهيدروجين السائل، أو الغازي، تقترح شركة «إن آر إل» إنتاج السائل منه كوقود في مسرح العمليات، إذ لا يحتاج النظام الذي أساسه أداة للتحليل الكهربائي، سوى إلى الماء كمواد أولية، كما يمكن تأمين الكهرباء من الشمس، أو الرياح لغرض إنتاج الهيدروجين وضغطه وتبريده كوقود».
على صعيد آخر، ذكرت شركة «بيل» المصنعة لطائرات الهليكوبتر أنها استمدت دروسا من طائرة «في - 22 أوسبري»، وتقوم حاليا باعتمادها في الجيل الثالث من طائرات الدوار القابل للإمالة محوريا، التي يمكنها الإقلاع عموديا، والتحليق كالطائرات العادية التي تشيدها لحساب الجيش الأميركي مستقبلا.
وطائرة «في - 280 فالور» (V - 280 Valor) التي كشف النقاب عنها أخيرا في المؤتمر الأميركي للجمعية الجوية التابعة للجيش في فورت ورث، هي تصميم خال من العيوب تقريبا لتلبية متطلبات سلاح البر الأميركي للحصول على 4000 طائرة من هذا النوع، خلال السنوات المقبلة، لتحل محل كل من طائرتي الهليكوبتر «يو إتش - 60 بلاك هوك»، و«إيه إتش - 64 أباتشي» في نوعين من المهمات: النقل العسكري والهجومي. وبتسليم هذه الطائرة الجديدة، تؤكد «بيل» عامل السرعة، والمدى، والإنتاجية، زاعمة أن طائرة الدوار المائل ستكون أكثر كفاءة بقدر الضعف، مقارنة بالتصاميم التقليدية، وغيرها من تصاميم الهجين، التي خرجت من مصانع الشركات المنافسة.
وتصميم الدوار المائل الذي يجمع بين الإقلاع والهبوط العمودي، والتحليق كالطائرات العادية، من شأنه مضاعفة القدرة عن طريق السرعة والمدى، ومع زيادة المسافات المقطوعة، تزداد الإنتاجية. ويأتي التعديل الواضح هنا على صعيد ترتيب المحركات. فبدلا من إمالة حاضنتي المحركين، يبقى الأخيران مثبتين أفقيا، أما الدوار، ونظام التشغيل، فيجري وضعهما في الحاضنة التي تميل. واستنادا إلى «بيل»، فإن هذا من شأنه حماية خروج المقاتلين ودخولهم إلى الطائرة من الأبواب الجانبية، وبالتالي زيادة مجال إطلاق النار بالنسبة إلى رماة المدفعية المتمركزين على هذه الأبواب، لدى الاقتراب من مناطق الهبوط المعادية. وتعمل «بيل» على منح «في - 280» تحميلا أقل بالنسبة إلى أقراص الدوارات، التي من شأنها بدورها تخفيض مستوى الانجراف الهوائي الذي ستكون نسبته بين العائد إلى طائرة «في - 22»، والهليكوبتر التقليدية.
والنقطة الأهم في التطوير لتخفيض التكلفة، هو تبسيط تصميم الدوار المائل مقارنة بـ«في - 22»، وبذلك تتميز «في - 280» بجناح مستقيم، بدلا من الجناح المنساب أماميا، كما هو الحال في بـ«في - 22 أوسبري». والأكثر من ذلك تخطط «بيل» لاستخدام ما تسميه «تقنية القلب الكربوني ذي الخلية الواسعة» الذي يتيح إنتاج الجناح من قطعة واحدة كبيرة، وهو ما يخفف من عامل الوزن والتكلفة الإجمالية. والمهم هنا، أن استخدام مثل هذه التقنية سيتيح اكتشاف أي تلف، فورا.
ونتيجة لكل ذلك، لن تكون النماذج الأساسية من الطائرة الجديدة هذه مزودة بآليات طي الأجنحة المعقدة التي تحتاجها «أوسبري» لأغراض مهماتها البحرية.