نجح فريق من الطلاب من جامعة بيزا في إيطاليا مؤخرًا في بناء وتحليق طائرة ورقية عملاقة تسمى إيكاروس، محطمين رسميًا الرقم القياسي العالمي لموسوعة غينيس لـ "أكبر طائرة ورقية في العالم". تم اعتماد الطائرة الورقية وتقديمها في 25 يونيو خلال حدث WMF – We Make Future في مدينة بولونيا فييري بإيطاليا.
وأشار التقرير إلى أن عملية البحث والتطوير في إيكاروس تذهب إلى ما هو أبعد من "الفصل الدراسي".
إنه أمر بسيط مثل "العمل اليدوي"، ولكنه تطور تدريجيًا إلى تمرين عملي كامل لهندسة الطيران. يحتاج فريق الطلاب إلى مراعاة الاستقرار والوزن والصلابة والأداء الديناميكي الهوائي في نفس الوقت في التصميم، وإجراء دراسة دقيقة تقريبًا "جراحية" لكل ملليمتر من الهيكل والحجم.
ووفقا لبيانات شهادة موسوعة غينيس للأرقام القياسية، يبلغ طول جسم إيكاروس حوالي 7 أمتار، وطول جناحيها 20.04 مترا، ووزنها حوالي 28.49 كيلوغراما. وتبلغ مسافة الطيران الداخلي 59 مترًا، متجاوزة بنجاح الرقم القياسي السابق الذي سجله فريق من جامعة براونشفايغ التقنية في ألمانيا عام 2013. يتمتع المشروع أيضًا بمشاركة ودعم منشئ العلوم والمبدع جاكوبو داليسيو (الاسم المستخدم جاكيدال)، الذي ساعد في تنظيم وتوثيق عملية التصنيع واختبار الطيران بأكملها.
قال جاكيدال إنه عندما تواصل لأول مرة مع هذه المجموعة من الطلاب من بيزا، انجذب إلى هذه الفكرة "التي تبدو مجنونة" - وهي استخدام الورق والغراء، جنبًا إلى جنب مع أفكار تصميم أجنحة الطائرات التجارية، لإنشاء عملاق لم يكن موجودًا من قبل. وفي رأيه، فإن أهمية إيكاروس لا تكمن فقط في الحجم القياسي، ولكن أيضًا في أنه يجلب الطائرات الورقية بالكامل إلى عالم الهندسة الحقيقية.
من حيث الهيكل المحدد، فإن منطق تصميم إيكاروس أقرب إلى الطائرات التقليدية، باستثناء أن المادة الرئيسية يتم تغييرها من المعدن إلى الورق. استخدم الفريق هياكل مثل الساريات والأضلاع والحواف الأمامية والحواف الخلفية والذيل للحفاظ على استقرار الطيران داخل جسم الطائرة للتأكد من أنه لا يزال يتمتع بصلابة يمكن التحكم فيها وخصائص ديناميكية هوائية بعد توسيع جناحيها إلى 20 مترًا.
لزيادة القوة الإجمالية دون زيادة الوزن بشكل ملحوظ، استخدم الطلاب ورقًا مصفحًا، ومكونات معيارية متكررة، وهندسة شاملة تسهل نقل القوة. يُظهر فيديو المشروع أن الفريق قضى عدة أشهر في الحسابات والمحاكاة واختبار النموذج الأولي، وقام بمراجعة التصميم باستمرار قبل وضع اللمسات النهائية على الخطة النهائية.
ووفقاً لإحصائيات الفريق الطلابي، استهلكت الطائرة الورقية بأكملها ما مجموعه حوالي 300 كيلوغرام من الورق وحوالي 60 كيلوغراماً من غراء فينافيل برو (بعضها تم استخدامه بشكل مخفف). ومن حيث تكوين المواد، يتم استخدام ورق أكثر سمكًا يبلغ وزنه حوالي 120 جم/م2 للأجزاء الرئيسية الحاملة، بينما يتم استخدام ورق خفيف يبلغ وزنه حوالي 40 جم/م2 للبشرة الخارجية لتحقيق التوازن بين القوة والوزن.
على مستوى العملية الهيكلية، قام الفريق بربط الورقة في هيكل على شكل قرص العسل، وبالتالي تحسين الصلابة بشكل كبير في ظل الوزن المحدود. وشددوا على أن الهدف ليس مجرد "استخدام المزيد من الورق"، ولكن ترتيب المواد بشكل عقلاني بحيث يمكن لكل جزء من الهيكل أن يتحمل أحمالًا أكبر بحجم أقل.
وفقًا لقواعد غينيس للأرقام القياسية، للفوز بلقب "أكبر طائرة ورقية"، فإن مجرد كونها ضخمة لا يكفي. يجب أن تقلع المشاركات من منصة لا يزيد ارتفاعها عن 3 أمتار، وأن يطلقها شخص واحد، وأن تنزلق لمسافة لا تقل عن 15 مترًا في الهواء. وهذا يعني أن التصميم كان عليه أن يحقق توازنًا بين الكفاءة الديناميكية الهوائية والاستقرار، ليكون أقرب إلى آلة ورق عملاقة منزلقًا أكثر من مجرد "منحوتة ورقية".
من أجل تلبية هذه المعايير الصارمة، أنتج فريق بيزا مجموعة متنوعة من النماذج المصغرة قبل الانتهاء منها لإجراء تقييم منهجي لأداء التحكم في الرفع والوضعية في ظل مجموعات مختلفة من الجنيحات ومناطق الأجنحة وسرعات الإطلاق. فقط بعد أن أثبتت اختبارات النموذج الأولي أنها مجدية، بدأوا في بناء النسخة النهائية من إيكاروس التي يبلغ طول جناحيها 20 مترًا.
"قد تبدو الطائرة الورقية التي يبلغ طولها 20 مترًا للوهلة الأولى ليس لها أي غرض عملي، وهي كذلك إلى حد ما"، كما اعترف جاكيدال في مراجعة للمشروع. "لكن هذه المحاولة لدفع الهندسة إلى أقصى حدودها في مواجهة التحدي الهائل الذي يمثله هو الذي غالبًا ما يدفع التقدم الحقيقي."
وأشار إلى أن الفريق قضى أشهرا "يقاتل" الرطوبة والبنية والديناميكا الهوائية وكل ملليمتر من التسامح وحتى جاذبية الأرض. بعد أن رأى بأم عينيه اللحظة التي انزلق فيها إيكاروس بنجاح عشرات الأمتار ثم اصطدم بأعمدة الجناح، اعتقد أن هذه كانت إشارة - حتى لو كانت النتيجة هي "الاصطدام بالأعمدة"، فمن المفيد دائمًا محاولة بناء شيء يبدو مستحيلاً.