چرا هیچ موردی از سبقت گرفتن یا مسابقه دادن بی‌ملاحظه هواپیماها وجود ندارد؟

پرواز هواپیما فراتر از استانداردهای فنی یا محدودیت‌های ایمنی در صنعت هوانوردی اکیداً ممنوع است و می‌تواند عواقب فاجعه‌باری داشته باشد.

در ۱۴ مه، ویدئویی که سه هواپیما را همزمان در آسمان نشان می‌داد، در شبکه‌های اجتماعی به سرعت پخش شد. این ویدئو توسط یکی از مسافران پرواز اسپرینگ ایرلاینز در دویین منتشر شده بود.

در توضیحات، شخص اظهار داشت که هواپیمای زیر متعلق به خطوط هوایی چنگدو است، در حالی که هواپیمای دیگری که در ارتفاع پایین از آن سبقت می‌گیرد متعلق به خطوط هوایی شاندونگ است، هواپیمایی که با نام‌های مستعار "خطوط هوایی لایتنینگ" یا "سرعت شاندونگ" شناخته می‌شود.

با این حال، پدیده‌ای که به عنوان "شاندونگ اکسپرس" این شرکت هواپیمایی شناخته می‌شود، ناشی از سرعت نیست. با توجه به مقررات سختگیرانه هوانوردی، تقریباً غیرممکن است که خلبانان سریع‌تر از حد مجاز پرواز کنند.

اساس آیرودینامیک

دلیل قطعی که مانع از افزایش خودسرانه سرعت یک هواپیمای تجاری در هوا می‌شود، از قوانین دینامیک سیالات، به ویژه رفتار جریان هوا در ارتفاعات بالا که به سرعت صوت نزدیک می‌شود، ناشی می‌شود.

ویدئویی که سه هواپیما را همزمان در آسمان نشان می‌دهد و در آن هواپیمایی شاندونگ از هواپیمایی چنگدو پیشی می‌گیرد، در شبکه‌های اجتماعی به سرعت پخش شده است. عکس: دویین.

هواپیماهای تجاری مدرن، از هواپیماهای باریک‌پیکر جمع‌وجور گرفته تا غول‌های پهن‌پیکر، معمولاً در حالت مادون صوت کار می‌کنند و سرعت چرخش بهینه‌ی آن‌ها بین ۰.۷۸ تا ۰.۸۵ ماخ (۷۸ تا ۸۵ درصد سرعت صوت در هوا) است.

سرعت واقعی یک هواپیما با عدد ماخ اندازه‌گیری می‌شود که به صورت نسبت سرعت جسم به سرعت صوت در همان محیط سیال اطراف تعریف می‌شود.

اگرچه خود هواپیما با سرعتی کمتر از سرعت صوت (زیر ۱ ماخ) حرکت می‌کند، طراحی منحنی سطح بالایی بال، جریان هوای روی آن را مجبور به شتاب‌گیری موضعی می‌کند و طبق اصل برنولی، نیروی بالابر ایجاد می‌کند.

اگر خلبان عمداً با هدف سبقت گرفتن یا "رقابت" با هواپیمای دیگر، دریچه گاز را فشار دهد تا سرعت هواپیما را فراتر از حداکثر عدد ماخ آن افزایش دهد، پدیده‌های فیزیکی شدیدی رخ خواهد داد.

در آن نقطه، امواج ضربه‌ای، مرز نامرئی فشار و دمای فزاینده، تشکیل می‌شوند و اختلال جدی در جریان هوا ایجاد می‌کنند. پیامد مستقیم آن، لایه لایه شدن مرز است، جایی که جریان هوا دیگر به سطح آیرودینامیکی بال محکم نمی‌چسبد، بلکه در پشت آن از هم جدا می‌شود و گرداب‌های آشفته ایجاد می‌کند.

علاوه بر محدودیت‌های مقاومت هوا، هواپیماهای تجاری که در ارتفاعات بالا پرواز می‌کنند، با فضای عملیاتی بسیار محدودی نیز مواجه هستند که دانشمندان هوافضا آن را گوشه تابوت می‌نامند.

زاویه تابوتی زمانی اتفاق می‌افتد که هواپیما به اندازه کافی سریع و بالا حرکت کند تا فشار بین زیر و بالای بال شروع به برابر شدن کند و باعث شود نیروی بالابر به تدریج از بین برود.

با افزایش ارتفاع هواپیما، هوا رقیق‌تر می‌شود و مولکول‌های هوا کمتر می‌شوند، در حالی که مساحت بال‌ها بدون تغییر باقی می‌ماند. این امر هواپیما را مجبور می‌کند سریع‌تر پرواز کند تا نیروی بالابر کافی برای بال‌ها ایجاد شود.

اگر یک هواپیما خیلی آهسته حرکت کند، سقوط خواهد کرد زیرا دیگر نیروی بالابر کافی برای مقابله با نیروهایی که بر آن وارد می‌شوند، مانند کشش گرانشی زمین یا نیروی گریز از مرکز، ندارد. وقتی نیروی بالابر کمتر از نیروی گرانش باشد، هواپیما دچار واماندگی می‌شود - قاتل نامرئی در هوا.

این تصویر، مفهوم گوشه تابوتی را نشان می‌دهد. عکس: PilotMall.

با این حال، در ناحیه درب تابوت، اگر سریع پرواز کند، هواپیما به سرعت ماخ زیرصوت می‌رسد. جریان هوا روی بال‌ها به سرعت‌های نزدیک یا بالاتر از سرعت صوت می‌رسد، در حالی که هواپیما هنوز زیر سرعت صوت حرکت می‌کند.

در سرعت‌های بسیار بالا، امواج ضربه‌ای که در اثر برخورد جریان هوا با سطح بال ایجاد می‌شوند، تمایل دارند دماغه هواپیما را به سمت زمین هل دهند.

این باعث می‌شود پرواز در نزدیکی گوشه تابوت شبیه به حالتی باشد که با چشمان بسته و در حال حفظ تعادل روی طناب باریک هستید. تغییر کوچکی در سرعت یا ارتفاع می‌تواند منجر به از دست دادن نیروی بالابرنده یا سرعت بیش از حد شود که هر دو می‌توانند فاجعه‌بار باشند.

مشکل اقتصادی

حتی بدون محدودیت‌های ایمنی و فیزیکی، «مسابقه سرعت» هواپیماهای تجاری همچنان توسط ساختار بنیادی اقتصاد هوانوردی محدود خواهد شد.

در سال ۱۹۵۷، اولین بوئینگ ۷۰۷ به پرواز درآمد. این هواپیما به سرعت کروز ۰.۷۸ ماخ دست یافت. در سال ۲۰۰۹، بوئینگ ۷۸۷ دریم‌لاینر را به بازار عرضه کرد. این هواپیما سرعت کروز ۰.۸۵ ماخ دارد.

دو هواپیما که هر دو با فاصله ۵۲ سال ساخته شده‌اند، تنها ۸٪ سریع‌تر هستند. با چنین پیشرفت‌های چشمگیری در علم و فناوری، چرا هواپیماها نمی‌توانند سریع‌تر پرواز کنند؟

دلیل این امر این است که صنعت حمل و نقل هوایی یکی از بخش‌هایی با حاشیه سود بسیار کم است. هزینه‌های سوخت بزرگترین و بی‌ثبات‌ترین بخش از کل هزینه‌های عملیاتی مستقیم یک شرکت هواپیمایی را تشکیل می‌دهد.

تا به امروز، کنکورد تنها هواپیمای تجاری است که به سرعت مافوق صوت دست یافته است. این هواپیما می‌توانست با سرعت ۲.۰۲ ماخ پرواز کند و سفر از نیویورک به لندن را تقریباً در ۳ ساعت و ۳۰ دقیقه امکان‌پذیر سازد.

این تعداد قابل توجه است، اما تنها ۱۴ فروند کنکورد به بهره‌برداری رسیده است و آنها فقط در دو مسیر برای دو شرکت هواپیمایی بریتیش ایرویز و ایرفرانس فعالیت داشته‌اند. اولین پرواز تجاری کنکورد در سال ۱۹۷۶ بود و آخرین پرواز آن در سال ۲۰۰۳ به پایان رسید.

تا به امروز، کنکورد تنها هواپیمای تجاری است که به سرعت مافوق صوت دست یافته است. عکس: CNN

برای پرواز مافوق صوت، یک هواپیما باید آیرودینامیک بالایی داشته باشد، به این معنی که باید طراحی باریکی داشته باشد، در نتیجه تعداد مسافران را محدود می‌کند. این بدان معناست که کنکورد فقط می‌تواند حدود ۱۰۰ مسافر را حمل کند، که در مقایسه با ۳۳۰ مسافری که بوئینگ ۷۸۷-۱۰ می‌تواند حمل کند، عدد کمی است.

علاوه بر این، هزینه‌های بالای عملیاتی که بین تعداد نسبتاً کمی از مسافران تقسیم می‌شد، مدل اقتصادی مناسبی نبود. در اواخر دهه ۱۹۹۰، بلیط یک طرفه کنکورد تا ۶۰۰۰ دلار قیمت داشت، قیمتی که به طور قابل توجهی بالاتر از بلیط هواپیمای مسافربری معمولی بود.

به جای سرعت، خطوط هوایی بر اساس سود حاصل از پروازهای عملیاتی فعالیت می‌کنند. بنابراین، فناوری هوانوردی تجاری در حال حاضر صرفاً بر افزایش بهره‌وری تمرکز دارد.

به عنوان مثال، بوئینگ ۷۰۷ و بوئینگ ۷۸۷ را در نظر بگیرید. اگرچه سرعت کروز آنها مشابه است، اما بوئینگ ۷۸۷ گزینه بسیار مقرون به صرفه‌تری است.

به طور خاص، بوئینگ ۷۸۷ تنها حدود ۵ تن سوخت در ساعت مصرف می‌کند و می‌تواند تقریباً ۱۴۰ مسافر اضافی را حمل کند. برای مقایسه، بوئینگ ۷۰۷ حدود ۶.۸ تن سوخت در ساعت مصرف می‌کند. هواپیماهای مدرن بر رساندن بیشترین مسافر به مقصد با کمترین هزینه سوخت و هزینه‌های عملیاتی ممکن تمرکز دارند.

هواپیماها باید با سرعتی به اندازه کافی بالا پرواز کنند تا به راندمان بالا دست یابند، اما نیروی پسا و مصرف سوخت نباید درآمد را کاهش دهد. بنابراین، سرعت پرواز هواپیماهای تجاری امروزه اساساً سرعت بهینه بین راندمان و درآمد است.

منبع: https://znews.vn/vi-sao-khong-co-chuyen-may-bay-vuot-au-dua-toc-do-post1652089.html