أداة ثورية للتنبؤ بالصواعق قد تغير مستقبل الطيران

في كل يوم، تتعرض أكثر من 70 طائرة لضربات البرق، ولكن الركاب غالباً لا يشعرون بشيء بفضل أنظمة الحماية المدمجة في هيكل الطائرة. لقد تم تصميم هذه الأنظمة لتناسب الشكل التقليدي للطائرات المعروف بـ”الأنبوب والجناح”، إلا أن التصاميم المستقبلية قد تحتاج إلى تغيير في هذه التقنية.

فريق من مهندسي الفضاء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا طور أداة تعتمد على الفيزياء للتنبؤ بكيفية انتشار البرق على أي تصميم للطائرات، بما في ذلك تلك التي لم تختبر بعد. تقوم الأداة برسم خريطة للمناطق الأكثر عرضة للصواعق لتحديد مستوى الحماية المطلوب لكل جزء من الطائرة.

قالت أستاذة الهندسة الجوية في المعهد، كارمين غيرا غارسيا، إن التصاميم الجديدة تختلف جذرياً عن الطائرات التقليدية، لذلك لا يمكن الاعتماد على البيانات التاريخية وحدها. وأشارت إلى أن الفيزياء تمثل الحل، لأنها لا ترتبط بشكل محدد للطائرة.

##

لماذا هذا الابتكار مهم؟

تعتمد الطائرات الحالية على تصميم “الأنبوب والجناح”، مما جعل أنظمة الحماية فعالة لعقود. لكن الصناعة تتجه نحو تصاميم مبتكرة مثل الأجنحة المدمجة والهياكل المدعومة بالدعامات، التي تهدف إلى تقليل الوزن واستهلاك الوقود. هذه الأشكال الجديدة تطرح تحديات غير مسبوقة في مواجهة البرق.

تستند الأداة الجديدة إلى نماذج فيزيائية تحاكي كيفية تدفق الهواء حول الطائرة، وتتوقع النقاط التي قد يلتصق بها البرق أولاً، ثم مساره عبر الهيكل. وكشفت النتائج عن خرائط دقيقة تحدد المناطق التي تحتاج إلى تعزيز الحماية، دون زيادة الوزن بشكل مبالغ فيه.

##

من الطائرات إلى توربينات الرياح

الابتكار لا يقتصر على الطيران فقط. الفريق يدرس تطبيق التقنية على توربينات الرياح، التي تخسر نحو 60% من شفراتها بسبب الصواعق، خاصة مع التوسع في مزارع الرياح البحرية.

تم نشر الدراسة في مجلة معنية بالبحوث التكنولوجية، بدعم من إحدى الشركات الكبيرة في صناعة الطيران، التي ترى في هذه التقنية فرصة لوضع معايير جديدة في صناعة الطيران.