עם הכנפיים לעתיד
איך מונעים פקקי תנועה בשחקים ואיך מפחיתים את זיהום האוויר ואת הבומים העל-קוליים שמייצרים המטוסים? בדיוק עם אתגרים אלה מתמודדות חברות התעופה הגדולות בעולם.
קבלו הצצה למטוסי העתיד
הציבור הרחב מכיר את נאס"א כסוכנות החלל האמריקאית, אולם ראשי התיבות NASA פירושם National Aeronautics and Space Administration. ה"A" הראשונה בשמה של נאס"א מציינת מסורת ארוכת שנים של מחקר אווירונאוטי, תכנון כלי טיס ופריצות דרך מרשימות בתחומים מגוונים בתעופה.
זמן קצר לאחר מלחמת העולם השנייה, החל בארצות-הברית פיתוח של סדרת מטוסי ניסוי, המוכרת כ"מטוסי האיקס" (X planes).
הגוף שקדם לנאס"א, NACA, היה מעורב במיזמים אלה. בשנות השישים שותְפה נאס"א במטוסי המחקר של חיל האוויר האמריקאי, ובמסגרת מעורבותה בתחום המחקר, שולבו גם טייסי ניסוי מטעמה בתוכניות אלה. הידוע שבהם הוא ניל ארמסטרונג, שבטרם היותו לאסטרונאוט (ובן התמותה הראשון שצעד על הירח) הטיס את מטוס המחקר X-15.
בשנים האחרונות מובילה נאס"א באפיון ובתכנון דור חדש למטוסי נוסעים, מהם שאמורים לטוס ב-2025 ומהם, אם יבשילו לטיסות של ממש, רק לקראת 2035. המטוסים הנסקרים בטור זה נמצאים כיום בשלבים ראשוניים של מחקר, אפיון ופיתוח, ובשלב זה לא ברור אם בסופו של דבר ייבנו בכלל.
העתיד בידיים שלהם
התכנון של מטוסי הנוסעים של העתיד שיטיסו אותנו מ-2025 ואילך, הוא מורכב ביותר ועוסק במגוון דרישות שהמרכזית בהן היא יעילות אנרגטית – חיסכון בדלק מחד גיסא, וצמצום ניכר בזיהום האוויר מאידך גיסא. היבטים נוספים של ידידותיות לסביבה נכללים גם הם בתכנון של מטוסי העתיד, ובהם צמצום מטרדי הרעש של המטוסים: הן בהמראה ובנחיתה והן בעמעום ה"בום" העל-קולי במטוסים הנעים מהר ממהירות הקול.
בסוף 2010 העניקה נאס"א מימון לחברות "בואינג", "לוקהיד מרטין" ו"נורתרופ-גרומן" לשם פיתוח תפיסות ראשוניות של מטוסי נוסעים, שיוכלו להמריא כבר ב-2025. מהתבוננות בשלוש התפישות שהציגו החברות עולות תצורות שונות מאוד של מטוסים, המדגימות גישה שונה לאתגר הטכנולוגי.
בין התפישות היו מטוס "ירוק", הנדרש לפעול בשמיים צפופים יותר מאלה של היום, וזאת בבטיחות משופרת לעומת מטוסי ההווה. דרישותיה של נאס"א היו מהירות שיוט של 85 אחוזים ממהירות הקול (0.85 מאך) לפחות, טווח טיסה של כ-10,000 ק"מ (7,000 מייל), ויכולת נשיאת מטען (או נוסעים) של עד 45 טון. ההחלטה על החברה הזוכה עתידה להתקבל במהלך שנת 2011.
פקקי תנועה בשמיים
מתחת למעטה החיצוני של המטוסים ישולבו בהם טכנולוגיות חדשניות בתחום החומרים, ההנעה ומערכות הבקרה. במטוסי העתיד ישתמשו בסגסוגות חדשות של מתכות, בעלות יכולת "זיכרון" של צורה (כדוגמת חומרים שאפשר להכניס למטוסים במבנה צורה מרחבית, ואם הם מתעוותים הם שבים אליה).
כמו כן ישתמשו בחומרים מרוכבים מתקדמים, הכוללים ננו-צינוריות פחמן (Carbon Nano Tubes), מעטה חיצוני המתקֵן את עצמו, מנועים חשמליים יעילים, כנף בעלת גאומטריה משתנה וחלונות מדומים לנוסעים במטוס.
נאס"א עוסקת גם בעבודה ראשונית על המטוסים לשנת 2035, שהאתגרים הטכנולוגיים הקשורים בהם מאפילים על מטוסי ההווה ואף על מטוסי העתיד הקרוב. בין היתר אפשר לציין את הדרישות הבאות שאותן ניסחו אנשי נאס"א: הפחתה של 71 דציבל בעוצמת הרעש הנפלט מן המטוסים ביחס לתקנות מינהל התעופה האמריקאי הנהוגות כיום, הפחתה של 75 אחוז מפליטות המזהמים לאטמוספרה – בייחוד תחמוצות חנקן – שיפור של 70 אחוז לפחות בצריכת הדלק וביעילות ניצולו במנועי המטוס, לעומת המצב כיום, והתאמה מרבית של מטוסי העתיד לפעולה משדות תעופה קטנים ועירוניים, לצורך צמצום ה"פקקים בשחקים".
מטוסים שקטים
הצעד הבא בפיתוח מטוסי העתיד הוא זיהוי הטכנולוגיות הנדרשות לשם בניית המטוסים העתידיים, ובייחוד איתור הטכנולוגיות הדורשות זמן רב יותר במעבר מן המעבדה אל השמיים. טכנולוגיות אלה יאותרו במהלך 2011, ויושקעו בהן משאבים ניכרים על מנת להוזילן ולהנגיש אותן לתעשיות המטוסים.
מעניין לציין את מאמצי נאס"א בתחום מטוס נוסעים על קולי. כזכור, ארה"ב ניסתה לפתח (באמצעות חברת "בואינג") מטוס נוסעים על קולי שיתחרה במטוס האנגלי-צרפתי "קונקורד". בניית המטוס בוטלה בראשית שנות השבעים, ומאז לא שבה ארה"ב לעסוק בתעופה אזרחית על קולית.
ביפן נמצא בפיתוח מטוס נוסעים על קולי בעל הנעת מימן, ולא מן הנמנע כי שיקולי נאס"א כוללים את מיצובה של ארצות-הברית כמובילה בתחום. לא חשוב מהו יעד הטיסה שלכם – קפיצה ליעד קרוב או טיסה מעבר לאוקיינוס – מטוסי העתיד, שכבר היום אפשר להציץ אל עיצובם, יהיו מהירים, יעילים, חסכוניים ובטוחים בהרבה מהמטוסים של ימינו.
טל ענבר הוא ראש המרכז לחקר החלל, מכון פישר למחקר אסטרטגי אוויר וחלל, ויו"ר אגודת החלל הישראלית