نسل آینده هواگردهای آتش‌نشان چگونه خواهند بود؟

آتش‌نشانی هوایی گونه‌ای از عملیات مقابله با آتش است که در آن از هواگرد به منظور عملیات اطفاء آتش استفاده می‌شود. این گونه عملیات بیشتر در آتش‌سوزی‌های گسترده جنگل‌ها و مهار آتش‌سوزی‌هایی که در مناطقی که از راه‌های زمینی غیرقابل دسترسی هستند، انجام می‌شود. سایت آی او در یک خبر درباره چند هواگرد آتش نشانی که انعطاف پذیر و کارامد هستند و می‌توانند به صورت عمودی فرود بیایند توضیحاتی داده است که در ادامه به آن پرداخته‌ایم.

کد خبر: ۵۲۶۶۴۳

تاریخ: ۰۱ آبان ۱۴۰۱ - ۰۹:۳۳

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی او، همانطور که در تابستان امسال در منطقه مدیترانه مشاهده شد، هواپیماها یا هلیکوپترهای آتش نشانی تنها وسیله ای هستند که آتش نشانی ها برای مقابله با آتش سوزی های بزرگ جنگل ها دارند. هواپیماها می توانند به سرعت مقادیر زیادی آب را حتی روی آتش سوزیهای مسیرهای صعب العبور پرتاب کنند. مرکز هوافضای آلمان (DLR) شش سال است که میزبان برنامه "چالش های طراحی" (Design Challenges) برای دانشمندان جوان بوده است.موضوع امسال، ارئه طرح هایی برای هواگردهای آتش نشان آینده بود که شش تیم طرح های خود را ارائه کردند.

هواپیماهای آتش نشانی فعلی معمولاً هواپیماهای نظامی تبدیل شده به هواگردهای آتش نشانی یا هواپیماهای مسافربری قدیمی یا هلیکوپترهایی با مخازن آتش نشانی هستند. تنها دو هواپیمای تخصصی آتش نشانی در سراسر جهان در حال تولید هستند. هر دو قایق های پرنده آبی خاکی هستند که می توانند هم روی آب و هم پروازگاه ها فرود بیایند. شرکت د هویلند کانادا (De Havilland Canada)  از سال ۱۹۹۴ هواگرد آبی خاکی CL-۴۱۵ را تولید می کند که این هواگرد می تواند تا ۶۰۰۰ لیتر آب را حمل کند. قایق جت پرنده روسی Beriev Be-۲۰۰ نیز از سال ۱۹۹۸ پرواز می کند و به اندازه یک جت تجاری کوچک است و حدود ۱۱۰۰۰ لیتر آب در خود جای می دهد اما گفتنی است CL-۴۱۵ بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد و توسط فرانسه، اسپانیا و یونان نیز استفاده می شود.

برنامه چالش طراحی مرکز هوافضای آلمان آلمان در سال ۲۰۲۲

برنامه چالش طراحی امسال صرفاً در مورد طراحی هواگردهای آینده نگر نبود. وظیفه محققان طراحی ناوگانی از هواگردها بود که در یک عملیات اطفاء حریق به طور جمعی حداقل ۱۱۰۰۰ لیتر آب را روی آتش بریزند. این به گروه ها بستگی داشت که تصمیم بگیرند از چه تعداد هواگرد استفاده کنند و میزان بار آنها چقدر باشد.

در زیر الزامات یک هواگرد مناسب آمده است:

هواگردها یا باید در پروازگاه ها سوخت گیری کنند یا از دریاچه ها، رودخانه ها یا اقیانوس ها آب بگیرند.

این هواگرد می تواند توسط خلبان کنترل شود یا از راه دور از زمین کنترل شود یا به صورت مستقل و بدون سرنشین باشد.

عملیات استقرار باید در شب و در شرایط دید نامناسب نیز امکان پذیر باشد.

حداکثر آب ممکن باید در عرض ۲۴ ساعت به محل آتش سوزی تحویل داده شود.

باید از هواگردهای چند منظوره استفاده کرد که می توانند به عنوان هواگرد مسافربری یا باری نیز به کار گرفته شوند.

این هواگرد باید تا سال ۲۰۳۰ عملیاتی شود.

تیم برنده از دانشگاه اشتوتگارت آلمان: هواپیمای آتش نشانی INFERNO

مقام اول به تیمی از دانشگاه اشتوتگارت با طراحی INFERNO رسید. این کلمه مخفف عبارت "عملیات پاسخ هوشمند پاسخ آتش‌" است. این هواپیما خود یک هلیکوپتر به اصطلاح ترکیبی است. هشت روتور افقی به آن اجازه می دهد تا به صورت عمودی بلند شود و فرود آید. نیروی پیش‌رانش آن توسط یک سیستم هیبریدی-الکتریکی ارائه می شود که در آن یک توربین گازی از باتری شارژ شده و موتورهای الکتریکی پشتیبانی می کند. INFERNO می تواند در حین سر خوردن بر روی یک بدنه آب، آب را جذب کند، یا می تواند فرود بیاید، کمی عمیق تر شیرجه بزند و آب را به مخازن خود پمپاژ کند. این به هواگرد اجازه می دهد تا به یک دریاچه نزدیک شود و به سبک هلیکوپتر در آنجا فرود بیاید.

مقام دوم: PE-L-FAN-T از درسدن آلمان

تیم دانشگاه صنعتی درسدن به مقام دوم راه یافت. تیم درسدن پهپاد PE-L-FAN-T را طراحی کرد که یک پهپاد مستقل با چهار ملخ بالابر و دو ملخ کششی است. ملخ های بالابر به پهپاد اجازه می دهد تا به صورت عمودی بلند شود و فرود بیاید، در حالی که ملخ های کششی نیروی محرکه را فراهم می کنند. کلمه " PE-L-FAN-T" مخفف عبارت " پهپاد اطفای حریق برخاست عمودی الکتریکی هیبریدی پروانه محور" است. بسته به ماموریت، ماژول ها در زیر بدنه مرکزی متصل می شوند. برای مأموریت های آتش نشانی، از تشکیلات چند ماشین استفاده می شود که دو مورد آن ها دارای ماژول های شناسایی برای مکان یابی آتش و هماهنگی ریزش آب هستند.

مقام سوم: اطفاء حریق با FireWasp از آخن آلمان

مقام سوم به طرح FireWasp از دانشگاه فنی راینیش-وستفلیشه آخِن رسید که این هواگرد ترکیبی از هلیکوپتر و هواگرد است. FireWasp همچنین با یک توربین گازی معمولی پرواز می کند، اما مانند INFERNO، از سوخت های جایگزین مصنوعی تغذیه می کند. FireWasp آب را از طریق یک پمپ غواصی جذب می کند و بنابراین می تواند از حجم های کوچکتر آب استفاده کند. توسعه دهندگان آن قصد دارند یک ناوگان کامل را به عملیات اطفای حریق بفرستند. این هواگرد شناسایی به شش هواگرد دیگر آتش نشانی اطلاع رسانی خواهد کرد و تأثیر ریزش آب را مشاهده خواهد کرد. این هفت دستگاه به عنوان یک گروه پهپاد مستقل عمل می کنند و از یک ایستگاه زمینی سیار کنترل می شوند.

طرحی از درسدن و براونشوایگ: قایق پرنده آتش نشانی GLAROS

یک تیم مشترک از دانشجویان دانشگاه فنی درسدن و دانشگاه فنی براونشوایگ با GLAROS به مقام چهارم دست یافتند. GLAROS  یک قایق پرنده خودران است که مانند CL-۴۱۵ یا Beriev Be-۲۰۰، آب مورد نیاز برای آتش نشانی را در حین سر خوردن روی آب جذب می‌کند. در مقایسه با طراحی هواگردهای پرنده، GLAROS می‌تواند آب بیشتری را در فواصل طولانی‌تر به سمت هدف مورد نظر حمل کند. نیروی محرکه ۱۲ پروانه توزیع شده روی هر دو لبه جلویی بال توسط یک توربو ژنراتور یا مولد توربینی و دو باتری تامین می شود. با این حال، توربین گازی باید با نفت سفید معمولی یا سوخت مصنوعی کار کند.مولد توربینی شامل یک توربین است که به صورت مستقیم به مولد الکتریکی متصل می‌شود و برای تولید توان الکتریکی به کار می‌رود.

Dipper - یک قایق پرنده آتش نشانی از رافنسبورگ آلمان

دانشگاه دولتی بادن-وورتمبرگ در رافنسبورگ دو تیم را به برنامه چالش طراحی مرکز هوافضای آلمان فرستاد. تیم Dipper نیز یک طرح نسبتا معمولی ارائه کرد. Dipper یک قایق پرنده آبی خاکی خودران با هشت ملخ در امتداد بال است. این طرح همچنین از یک پیشرانه الکتریکی هیبریدی برای کارکردن پروانه های ضد چرخش استفاده می کند. برای هماهنگی استقرار ناوگان Dipper، دانشمندان جوان نرم افزار خاصی را توسعه داده اند. در طول عملیات اطفای حریق، شش قایق پرنده در یک ساختار مشخص پرواز می کنند.

هلیکوپتر آتش نشانی خودران: دومین پیشنهاد از رافنسبورگ آلمان

طرح دوم از دانشگاه دولتی بادن-وورتمبرگ Firef(l)lighter است که یک جایروکوپتر است که توسط یک توربین گازی معمولی کار می کند. دو پروانه نیروی محرکه آن را فراهم می‌کنند، در حالی که بال‌های کوتاه و روتور بزرگ نیروی بالابر را فراهم می‌کنند. Firef(l)lighter  نیز بدون سرنشین است. جایروکوپتر مخزن آب خود را از طریق یک دستگاه مکش پر می کند که می تواند به عنوان مثال، آن را در دریاچه یا رودخانه جذب کند. عملیات اطفای حریق توسط یک گروه متشکل از ده ماشین انجام می شود. تیمی متشکل از چند نفر یز روی زمین عملیات را زیر نظر دارند. هواچرخ یا جایروکوپتر یا اتوجایرو یا جایروپلن (به اختصار جایرو) به هواگردی گفته می‌شود که پروانهٔ بزرگ آن بدون موتور باشد. هواچرخ در ظاهر همانند بالگرد است اما حرکت آن یا به‌وسیله یک پروانه موتوری یا یک کابل کششی صورت می‌گیرد. گذشتن هوا از پیرامون پروانهٔ بزرگ، باعث بلند شدن هواچرخ از زمین می‌گردد.