طائرة هجينة تنظف غازات العادم قبل طرحها في الغلاف الجوي

وتبقى أكاسيد النيتروجين في الهواء لإنتاج الأوزون والجسيمات الدقيقة، وهي مرتبطة بالربو وأمراض الجهاز التنفسي ومشاكل القلب والأوعية الدموية، وحذر الخبراء من أن تلوث أكاسيد النيتروجين الناتج عن صناعة الطيران العالمية مسؤول عن حوالي 16000 حالة وفاة مبكرة كل عام.

وبوحي من أجهزة تنظيف الانبعاثات المستخدمة في شاحنات الديزل، يمكن لمفهوم الطائرة الهجينة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن يخفض هذه الوفيات بنسبة 92%، وقال الفريق إن التصميم سيوفر بديلاً أقل تلويثًا للطائرات الأكبر حجمًا والتي لا يمكن أن تعمل بالكهرباء بالكامل في الوقت الحالي.

ومثل محركات الطائرات، تنتج محركات الشاحنات أيضًا انبعاثات أكاسيد النيتروجين، والتي يتم تقييد إطلاقها بما يسمى أنظمة التحكم في انبعاثات ما بعد الاحتراق والتي تستخدم المحفزات لتحويل أكاسيد النيتروجين في العادم إلى نيتروجين وماء.

ومع ذلك، في الطائرات النفاثة، فإن العادم هو ما يعطي الطائرة الدفع، حيث يتم ضغط الهواء في مقدمة المحرك بواسطة شفرات المروحة العملاقة قبل حقن الوقود فيه واشتعاله، مما يؤدي إلى تسخينه وتمدده وإطلاقه. وفي الطريق للخروج من المحرك، يقوم العادم الساخن بتشغيل التوربينات التي تحرك مراوح الضاغط، مما يسمح للعملية بالاستمرار.

وبالنظر إلى هذا التكوين، فإن أي محاولة للاستفادة من جهاز التحكم في الانبعاثات في المحرك النفاث لن تتداخل مع تكوين العادم فحسب، بل أيضًا مع دورها في دفع الطائرة للأمام، وبالتالي إبقائها عالياً.

وللتغلب على هذا، اقترح الباحث في مجال الطيران ستيفن باريت من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وزملاؤه بدلاً من ذلك نقل جزء التوربينات الغازية من المحرك إلى جسم الطائرة، حيث يمكن تنظيف عادمها، وسيؤدي ذلك إلى دفع مولد لتزويد المراوح الكهربائية المتصلة بأجنحة الطائرة بالطاقة لإنتاج الدفع اللازم للطيران.


ووفقًا لحسابات الباحث، فإن طائرة هجينة تعمل بالكهرباء بمقياس طائرة بوينج 737 أو طائرة إيرباص أي 320 سوف تتطلب فقط حوالي 0.6% من الوقود الإضافي لتحليق الطائرة، نظرًا للوزن الزائد لتكوين المحرك، وسيضيف هذا التصميم مئات الكيلوجرامات إلى الطائرة، بدلاً من إضافة العديد من الأطنان من البطاريات.

ويتخيل الفريق نظام التحكم في الانبعاثات باستخدام محفز بهيكل مطوي من شأنه زيادة مساحة السطح المتاحة إلى أقصى حد، بينما يشغل مساحة محدودة فقط في جسم الطائرة.

ومع اكتمال دراستهم الحالية، يعمل الفريق الآن على تصاميم لطائرة "ذات تأثير صفري" يمكنها الطيران دون أن تنبعث منها أكاسيد النيتروجين والمركبات الأخرى التي تغير المناخ مثل ثاني أكسيد الكربون، بحسب صحيفة ديلي ميل البريطانية.