تحسين الطيران عبر تطوير جلد ذكي رقيق كالشعر

إيلاف - متابعة: يهدف مشروع بحثي جديد مدته خمس سنوات إلى تطوير أجهزة استشعار رقيقة كالشعر لاستخدامها على سطح الطائرة لتحسين التحكم والاستدامة في مجال الطيران مستقبلًا.

تقلد البروفيسور كريستوف برويكر أخيرًا منصب رئيس قسم الأبحاث في مجال الاستشعار المستوحى من الطبيعة والتحكم في التدفق الهوائي للنقل المستدام في جامعة سيتي يونيفرسيتي في لندن. 

أدوات تحكم
حصلت هذه الأبحاث على دعم من الأكاديمية الملكية للهندسة و"بي أيه إي سيستمز"، وتهدف إلى تطوير "جلد" إيروديناميكي يمكن تقييمه للاستخدام في طائرات المستقبل.

ستجمع الأبحاث مئات من "الشعيرات الصغيرة" الشفافة مع الألياف الضوئية على سطح إيروديناميكي، لتوفير وسيلة لقياس تدفق الهواء حول السطح بقدر أكبر من التفصيل والدقة مقارنة بأجهزة الاستشعار المعدودة الموجودة حاليًا على متن الطائرات. 

يمكن لأجهزة الاستشعار أيضًا أن تنثني استجابة لتدفق الهواء، باستخدام مواد مرنة للأعمدة الصغيرة التي تشبه الشعر، مما يسمح باستخدامها لا كمجرد أجهزة استشعار سلبية، لكن كأدوات للتحكم في الطيران، والتكيّف مع الظروف الخارجية المتغيّرة وتوفير تحكم أدق بالطائرة.

تكيّف مع الظروف
يعني استخدام تكنولوجيا الألياف البصرية أنه، وعلى عكس أجهزة الاستشعار الحالية، فإن الشعيرات الصغيرة لا تولد الموجات الكهرومغناطيسية، مما يسمح لهم بالحفاظ على التحكم والسيطرة حتى في البيئات القاسية.

تطبيقات تكنولوجيا الجلد الذكي يمكن لها أن تتجاوز الطائرات، حيث إن الشعيرات الصغيرة يمكن أن تتكيف مع الظروف المتغيرة فهي لا تغير فقط الخصائص الهوائية للسطح - على سبيل المثال، من خلال الحد من الاحتكاك - ولكنها تغير خصائصها الصوتية أيضًا، بحيث يمكن استخدامها على عنفات الرياح والنظم المروحية الأخرى. ويمكن لهذا القياس المفصل والتحكم الدقيق بالتدفق أيضاً أن يكون مفيدًا داخل أنابيب المياه أو على القوارب المزعنفة.

وأوضح برويكر في هذا الشأن أن "تلك الأبحاث لا تهدف إلى مجرد تقليد الطبيعة، لكنها تستوحي الأفكار منها. فمن خلال فهم المبادئ الفيزيائية الكامنة وراء الطيران الطبيعي، مثل بنية الريش والشعر، يمكننا تعلم كيفية تحسين الأنظمة الخاصة بنا. فالمعلومات المفصلة التي تقدمها الهياكل التي تشبه الشعر تمنحنا فهمًا أفضل بكثير عن حالة التدفق المحلي، والتي يمكن عندها للهياكل أن تعدّلها لتحسين السيطرة والتحكم الهوائي".

آفاق أوسع
بدورها اعتبرت مورين ماك كيو، رئيسة قسم الأبحاث والتكنولوجيا في قطاع الطائرات العسكرية لدى "بي أيه إي سيستمز": "نحن نعتقد أن البحوث المستوحاة من الطبيعة ستستمر في توفير مزايا تقنية مهمة للطائرات العسكرية والمدنية. ويعدّ برويكر وفريقه من أفضل الخبراء في هذا المجال على مستوى العالم، ونحن سعداء لمواصلة دعمنا لعملهم في جامعة سيتي يونيفرسيتي لندن".

أما السير جيمس ماكدونالد، (الزميل في الأكاديمية الملكية للهندسة، والزميل في جمعية أدنبره الملكية) رئيس لجنة البحوث في الأكاديمية الملكية للهندسة فقال: "ستقوم أبحاث برويكر المستوحاة من الطبيعة بتوفير حلول للاستشعار والتحكم بطريقة جديدة كليًا، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير من كفاءة الوقود واستدامة الطائرات، مما سيوفر فائدة كبيرة لكل من الصناعة والمجتمع. وسيؤثر هذا العمل المذهل إيجابًا في قطاعات مختلفة، بما في ذلك الفضاء، والطاقة، ونقل السوائل".

هذا وتستضيف جامعة سيتي يونيفرسيتي محاضرة "بي أيه إي سيستمز" الهندسية لريتشارد أوليفر يوم 29 مارس، ويرتقب أن تتحدث فيها رئيسة الأكاديمية الملكية للهندسة، آن داولنغ (الزميلة في الأكاديمية الملكية للهندسة، والزميلة في الجمعية الملكية البريطانية) عن موضوع الاستراتيجية الصناعية.