الملخص:
أعلنت شركة ماكسويل إيركرافت، وهي شركة طيران مقرها فلوريدا في الولايات المتحدة، مؤخرا عن طائرة شحن برمائية هجينة تسمى M1 Hybrid. يعتمد هذا الطراز نظام دفع هجينًا فريدًا من نوعه يعمل بالديزل والكهرباء، حيث يستخدم المحرك الكهربائي لتوفير طاقة قوية أثناء مرحلة الإقلاع، ومن ثم يتولى محرك الديزل رحلة الرحلة البحرية، وبالتالي يأخذ في الاعتبار قدرات الإقلاع والهبوط عالية الطاقة وكفاءة النقل لمسافات طويلة.
وفقًا لمفهوم التصميم، تحتاج الطائرات التقليدية عادةً إلى أن تكون مجهزة بمحركات عالية الطاقة يمكنها تلبية متطلبات الإقلاع، ولكنها تستخدم فقط جزءًا من القدرات أثناء مرحلة الرحلة، مما يؤدي إلى إهدار الكفاءة. لحل هذه المشكلة، طور ماكسويل نظامًا هجينًا في انتظار الحصول على براءة اختراع يركز على متطلبات الطاقة العالية أثناء مراحل الإقلاع والصعود، مما يوفر قوة دفع إضافية من خلال البطاريات والمحركات الكهربائية، مع الاعتماد على محركات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة للحفاظ على التشغيل أثناء الرحلات اللاحقة.
تم تجهيز M1 Hybrid بنظامي دفع، كل مروحة مدفوعة بمحرك ديزل ثنائي الشوط ومتصلة به ميكانيكيًا من خلال محرك كهربائي مبرد بالسائل. يستخدم محرك الديزل وقود الطيران Jet A ويعمل من خلال الإشعال بالضغط بدلاً من الإشعال بالشرارة. وبحسب المقدمة الرسمية، يمكن تشغيل النظام بالكهرباء أو الوقود أو كليهما للتكيف مع احتياجات مراحل الطيران المختلفة.
يمكن أن تصل القوة القصوى النظرية لنظام الدفع بأكمله إلى 1500 حصان (حوالي 1119 كيلووات)، لكن هذا الناتج يستمر لمدة ست دقائق فقط أثناء الإقلاع والتسلق الأولي. وقال ديفيد ديلون، الرئيس التنفيذي لشركة ماكسويل، إن هذا التصميم يمكن أن يزود طائرة محملة بالكامل بالطاقة الهائلة اللازمة للإقلاع من الماء مع تقليل وزن البطارية. وبعد الدخول في مرحلة الرحلة، تحتاج القوة الإجمالية للمحركين فقط إلى حوالي 300 حصان (224 كيلووات) للحفاظ على الرحلة.
النسخة الأولى، المسماة M1-HC، هي طائرة نقل برمائية تستهدف سوق الشحن على وجه التحديد. تم تجهيز الطائرة بباب شحن يبلغ عرضه حوالي 1.5 متر، والذي يمكنه تحميل البضائع المنقولة مباشرة. تخطط ماكسويل لتحقيق هدف نقل 2000 رطل (حوالي 907 كجم) من البضائع في رحلة واحدة وإكمال نطاق يبلغ 1000 ميل بحري (حوالي 1852 كيلومترًا).
نظرًا لقدراتها على الإقلاع والهبوط البرمائي، لا تستطيع الطائرة M1-HC الإقلاع والهبوط في المياه مثل الأنهار والبحيرات فحسب، بل يمكنها أيضًا العمل على مدارج بسيطة ذات ظروف سيئة. وتعتقد الشركة أن الطائرة مناسبة بشكل خاص لسيناريوهات مثل الخدمات اللوجستية والنقل في المناطق النائية، وإمدادات الجزر، والإنقاذ في حالات الكوارث، ومهام الدفاع الوطني.
من حيث هيكل الجسم، فإن M1 مصنوع من ألياف الكربون ومواد مركبة من مادة الكيفلار. يعتمد تصميمها على الطائرة البرمائية المركبة Gweduck التي حلقت لأول مرة في عام 2009. ويطلق عليها ماكسويل تطور الجيل الخامس من تصميم الطائرة المائية الكلاسيكي من Grumman. وقالت الشركة إنه بالمقارنة مع هياكل الطائرات المعدنية التقليدية، يمكن للمواد المركبة أن تقاوم بشكل فعال تآكل مياه البحر، وبالتالي تحسين المتانة وتقليل تكاليف الصيانة.
على الرغم من التصميم المميز للطائرة M1، إلا أن الطيران الهجين ليس مفهومًا جديدًا. تقوم شركة Ampaire، وهي شركة مقرها كاليفورنيا، حاليًا باختبار طائرة من طراز Cessna Caravan بحل مماثل، حيث يشترك محرك الديزل التوربيني والمحرك الكهربائي في نفس نظام عمود المروحة. ادعى Ampaire سابقًا أن هذا التصميم يمكن أن يقلل من استهلاك الوقود بنسبة 54% إلى 57% مقارنة بإصدار المحرك التوربيني التقليدي.
تقوم شركات الطيران الكبرى أيضًا باستكشاف هذا المجال بنشاط. تعمل شركة Pratt & Whitney Canada، وهي شركة تابعة لمجموعة RTX الأمريكية للطيران والفضاء والدفاع، على تطوير نظام طاقة هجين للطائرات الإقليمية وتخطط لتحليق طائرة Dash 8-100 المجهزة بمحرك كهربائي بقدرة 1 ميجاوات لاختبار الطيران في عام 2027 لتوفير دعم إضافي للطاقة أثناء مراحل الإقلاع والصعود.
ومع ذلك، يعتقد ماكسويل أن أكبر ميزة في M1 هي نسبة تكوين الطاقة. وفقًا للمعايير العامة، يمكن أن يصل إنتاج الطاقة أثناء مرحلة الإقلاع إلى ما يقرب من خمسة أضعاف ما تنتجه مرحلة الرحلة البحرية. وهذا التصميم، الذي يفضل بوضوح دفعات قصيرة من الطاقة العالية، نادر في مشاريع الطيران الهجين الحالية.
وكشف ديلون أن المحرك المستخدم في المشروع قد أكمل عددًا كبيرًا من الاختبارات الأرضية، ولكن لم يتم التصريح بعد بما إذا كان النظام الهجين الكامل قد تم التحقق منه للتشغيل الشامل. وفي الوقت نفسه، خرجت الدفعة الأولى من هياكل الطائرات من مصنع الطائرات المائية الكربونية.
وبموجب الخطة، ستعرض ماكسويل طائرة M1 علنًا لأول مرة في أبريل 2027 في معرض ليكلاند الجوي في فلوريدا بالولايات المتحدة الأمريكية. ومع ذلك، ستظل النماذج المعروضة مجهزة بمحركات المكبس Lycoming التقليدية، ومن المتوقع أن يتم الكشف عن نسخة هجينة حقيقية في وقت لاحق في الربع الرابع من عام 2027. وبعبارة أخرى، عندما يرى الجمهور طائرة الشحن المائية الجديدة هذه لأول مرة، ستظل تقلع بالطريقة التقليدية.
التعليقات