وماذا لو انتهى حلم الطيران الذي بدأ مطلع القرن العشرين في ولاية كارولينا الشمالية على سطح منزلك؟

تبدأ قصة الأخوين ويلبر وأورفيل رايت في متجر للدراجات في ولاية أوهايو بالولايات المتحدة الأمريكية. كان حلم الأخوين رايت هو الطيران، وقد اخترعوا وصنعوا آلات غريبة من أجزاء الدراجات القديمة وأجزاء أخرى صنعوها بأنفسهم

بدأ كل شيء مع شقيقين في متجر للدراجات

تبدأ قصة الأخوين ويلبر وأورفيل رايت في متجر للدراجات في ولاية أوهايو بالولايات المتحدة الأمريكية. كان حلم الأخوين رايت هو الطيران، فاخترعا وصنعا آلات غريبة من أجزاء الدراجات القديمة وأجزاء أخرى صنعوها بأنفسهم.

كانت نجاحاتهم الأولى مع الطائرات الشراعية - لقد تمكنوا من الانزلاق، لكن الطيران الشراعي يعتمد على رحمة الرياح والطقس، وهذا لم يكن كافيًا للإخوة. لقد حلموا بطائرة يمكنهم التحكم بها وتوجيهها في الجو والسفر لمسافات كبيرة. كان التحدي التالي الذي واجههم هو الطائرة المزودة بمحرك، لكنهم لم يتمكنوا من العثور على محرك مناسب - لم يكن أي مصنع للمحركات في ذلك الوقت يعرف كيفية إنتاج محرك قوي بما فيه الكفاية وخفيف الوزن بما فيه الكفاية. لم يكن أمام الأخوة خيار سوى بناء مثل هذا المحرك بأنفسهم.

في 17 ديسمبر 1903، أقلع أورفيل رايت لأول مرة في الهواء بآلة غريبة نسميها الآن بالطائرة. استغرقت الرحلة الأولى 59 ثانية فقط لمسافة 260 مترًا ودخلت التاريخ كأول رحلة بطائرة مأهولة بمحرك.

وفي السنوات التالية، واصل الأخوان رايت تطوير أجيال جديدة وأكثر تقدمًا من الطائرات. ولم يعلنوا عن نجاحاتهم حتى تمكنوا من تسجيل براءات الاختراع والحصول على العقود التجارية. في عام 1908 ذهب الأخوان إلى فرنسا للكشف عن اختراعهما وأثار ضجة كبيرة في جميع أنحاء العالم. وبعد مرور عام، تواصل معهم الجيش الأمريكي لإنتاج طائرات خاصة له، وقام "الإخوة الطائرون" بتأسيس شركة "رايت" لإنتاج وتسويق الطائرات. البقية، كما يقولون، هو التاريخ.

ومنذ ذلك الحين، في 17 ديسمبر من كل عام، يأتي عشاق الطيران إلى الشاطئ في بلدة كيتي هوك في ولاية كارولينا الشمالية بالولايات المتحدة الأمريكية، حيث أقلع الأخوان رايت في رحلتهم الأولى، لإحياء ذكرى تلك الرحلة التاريخية. يحتفل العالم هذا العام بمرور 112 عامًا على بداية عصر الطيران الحديث، لذلك اغتنمنا الفرصة للحديث مع البروفيسور آفي سيفرت، رئيس مختبر الديناميكا الهوائية من كلية الهندسة الميكانيكية من جامعة تل أبيب.

إيجاد طرق لتقليل استهلاك الوقود

يرأس البروفيسور سيفرت مجموعة بحثية تحاول تطوير طرق التحكم في التدفق النشطة التي تستخدم محطات التدفق المبتكرة، والتي تكون قادرة مع مجموعة من أجهزة الاستشعار وأنظمة التحكم على تغيير خصائص مجال التدفق - الطبقات (الحركة في طبقات متوازية دون انقطاع بين الطبقات) ومضطرب (يتدفق السائل بطريقة غير منتظمة). كل هذه الأساليب لها هدف مشترك - تحسين الديناميكا الهوائية لتدفق السوائل حول وداخل الأجسام، وبالتالي تحسين الكفاءة وتقليل استهلاك الطاقة (الوقود اللازم للقيادة) للمركبات المختلفة.

إذن ما الذي تغير في عالم الطيران منذ الرحلة الأولى للأخوين رايت؟
"ليس هناك شك في أن الطيران اليوم هو شيء يومي. يقول البروفيسور سيفرت: "إن طائرات اليوم أسرع وأكبر وأكثر راحة وأكثر هدوءًا وقبل كل شيء أكثر كفاءة، كما أنها كهربائية ومحوسبة". "لقد زادت كفاءة أنظمة الدفع بشكل كبير، كما تم تقليل تلوث الهواء المنبعث من أنظمة الدفع - الجسيمات والكيميائية والصوتية."

فهل يصح القول أنه كان هناك تقدم تدريجي، ولكن لم تكن هناك ثورات في الميدان؟
"هذا صحيح تماما. إن تقدم الطيران تدريجي، ويرجع ذلك إلى أنه مجال تعتمد عليه حياة الإنسان،" يجيب البروفيسور سيفرت. "إن الصناعة محافظة للغاية أيضًا بسبب التكلفة العالية لتطوير وتصنيع الطائرات. هناك سبب لوجود شركتين فقط في العالم تصنعان طائرات ركاب كبيرة اليوم - إيرباص وبوينج. الفترة الزمنية التي تمر بين بداية التخطيط للطائرة الجديدة ووقت طرحها في السوق يمكن أن تصل إلى 20-10 سنة. إن الاستثمار الاقتصادي ضخم ولا توجد حوافز في مثل هذا السوق للرهانات الكبيرة. ويمكن رؤية التقنيات الأحدث والأكثر تجريبية في الطائرات العسكرية (حيث تكون الحاجة إلى الابتكار كبيرة للغاية) أو في الطائرات بدون طيار وغيرها من المركبات غير المأهولة، حيث لا تؤدي الأخطاء عادة إلى خسارة أرواح بشرية.

"لكن من المهم أن نفهم أن كل تغيير صغير في هذا المجال له أهمية كبيرة. إن تخفيض استهلاك الطائرات للوقود، حتى ولو بنسب قليلة، يمكن أن يعني توفير المليارات في استهلاك الوقود وكذلك انخفاض كبير في تلوث الهواء الذي تنتجه الطائرة. وينطبق الشيء نفسه على أنظمة النقل البري السريعة، مثل المركبات الثقيلة على الطريق السريع وتوربينات الرياح الكبيرة.

شاهد البروفيسور أبراهام سيفرت وهو يتحدث عن براءة الاختراع الفريدة التي طورها في هندسة الطائرات ومزاياها

التحديات في الطريق إلى المركبات الطائرة الخاصة

وما هي التحديات المتبقية في الميدان؟ "إن أهم عائق تكنولوجي اليوم ينبع من اقتراب سرعة الطيران من سرعة الصوت. عند الطيران بهذه السرعات، يتم إنشاء موجات الصدمة على الطائرة، مما يزيد بشكل كبير من استهلاك الوقود. وحتى لو توفرت التكنولوجيا القادرة على تمكين رحلات تجارية أسرع، فإن ذلك ليس له أي معنى من الناحية الاقتصادية. لكي تستثمر شركات الطيران في طائرات أسرع أكثر قليلاً، سيتعين عليها مضاعفة سعر تذاكر الطائرة أو ثلاثة أضعافها، ومن الواضح أن هذا ليس تسعيرًا واقعيًا، حتى في مقابل التخفيض الكبير في زمن الرحلة. خاصة بسبب الحاجة إلى فحوصات أمنية وسلامية مطولة قبل وبعد كل رحلة."

"أعتقد أننا سنشهد في المستقبل تطورات في مجال الطائرات الشخصية - مركبة طيران خاصة، كهربائية ومستقلة بالكامل، يمكنها الإقلاع من سطح أو ساحة منزلنا إلى الوجهة التي نريد الوصول إليها. لكن الطريق إلى مثل هذه الطائرات لا يزال طويلاً. تكلفة مثل هذه الرحلة أكثر تكلفة باستخدام التقنيات الحالية بمعامل عشرات الأمتار مقارنة بالسفر إلى نفس الوجهة بالسيارة، وذلك بسبب ارتفاع استهلاك الطاقة وتكلفة إنتاج الطائرة نفسها. وبعيدًا عن التكلفة، هناك مسألة السلامة - كيف يمكننا تجنب وقوع الحوادث في الوضع النظري لآلاف المركبات الطائرة في حجم هواء محدود؟ إن الإدارة التلقائية للمجال الجوي هي إحدى المشاكل الرئيسية."

"إن حل هذه المشاكل موجود في الأبحاث المكثفة في العديد من المراكز حول العالم وأيضا في جامعة تل أبيب، مع التطور في مجال الذكاء الاصطناعي والمركبات ذاتية القيادة. وستنخفض تكلفة الإنتاج بشكل كبير أيضًا. كما يتم تحقيق التقدم في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد عالية الجودة ورخيصة الثمن، واستخدام المواد المركبة واختراع مواد جديدة وأخف وزنًا وطرق متقدمة للتحكم في الطيران والتدفق.

وإلى أن تصل السيارات الطائرة التي ستوفر علينا كل وقت الوقوف في الاختناقات المرورية، يمكننا أن نقول شكرا للأخوين رايت الذين غيّر حلمهم بالوصول إلى السماء العالم الذي نعيش فيه جميعا.