تاريخ الطائرات النفّاثة: من النظريّة إلى الواقع

شهدت الخمسينيّات والستّينيّات موجة من التصاميم التجريبيّة للطائرات الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت، حيث تسابقت الدول لتحقيق التفوّق التكنولوجيّ خلال الحرب الباردة، إذ ظهر X-15، وهو مشروع مشترك بين وكالة ناسا والقوّات الجوّيّة الأمريكيّة، كلاعب بارز في هذا المجال

منذ قديم الزمن، أسر مفهوم السفر بسرعة تفوق سرعة الصوت خيال البشريّة، وشهدت صناعة الطائرات الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت، وهي عالم من أحدث التقنيّات وهندسة دفع الحدود، تطوّرًا ملحوظًا على مرّ العقود، حيث زرعت بذور صناعة الطائرات الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت في أوائل القرن العشرين، في الوقت الذي بدأ فيه روّاد الطيران والعلماء في الخوض في عالم الطيران الأسرع من الصوت، وكان اختراع السير فرانك ويتلّ للمحرّك النفّاث في ثلاثينيّات القرن الماضي بمثابة قفزة كبيرة في تكنولوجيا الدفع، حيث وفّر الدفع اللازم للطائرات لكسر حاجز الصوت. ومع ذلك، لم تتحقّق رحلة الأسرع من الصوت الحقيقيّة حتّى أواخر الأربعينيّات مع Bell X-1.

وخلال السنوات اللاحقة، وضمن العمل على كسر الأرقام القياسيّة، بدأ حالمون مثل ثيودور فون كارمن و إيغني سينغر في استكشاف مفهوم الطيران فوق الصوتيّ – بسرعات تتجاوز خمسة أضعاف سرعة الصوت، حيث وضع هؤلاء الروّاد الأوائل الأساس النظريّ لتطوير المركبات الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت، وتصوّر الطائرات الّتي يمكنها عبور القارّات في غضون ساعات.

وشهدت الخمسينيّات والستّينيّات موجة من التصاميم التجريبيّة للطائرات الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت، حيث تسابقت الدول لتحقيق التفوّق التكنولوجيّ خلال الحرب الباردة، إذ ظهر X-15، وهو مشروع مشترك بين وكالة ناسا والقوّات الجوّيّة الأمريكيّة، كلاعب بارز في هذا المجال، حيث سجّلت هذه الطائرة الّتي تعمل بالطاقة الصاروخيّة العديد من سجلّات السرعة والارتفاع، ووصلت سرعتها إلى أكثر من 6 ماخ وارتفاعات تزيد عن 350 ألف قدم.

ومع ذلك، فإنّ هذه التجارب المبكّرة سلّطت الضوء أيضًا على التحدّيات الهائلة المرتبطة بالرحلة الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت، حيث شكّلت درجات الحرارة القصوى الناتجة عن احتكاك الهواء بسرعات تفوق سرعة الصوت عقبات هندسيّة كبيرة، كما كان هناك نقص في الموادّ القادرة على تحمّل مثل هذه الظروف، وقد كافح الباحثون لتطوير أنظمة حماية حراريّة يمكنها حماية كلّ من الطائرات والطاقم.

التطوّرات في الموادّ والتقنيّات

وشهدت فترة السبعينيّات والثمانينيّات تطوّرات كبيرة في علوم الموادّ والتكنولوجيا الحاسوبيّة، ممّا وفّر قوّة دفع متجدّدة لصناعة الطائرات الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت، حيث طوّر المهندسون موادّ مبتكرة مقاومة للحرارة مثل السيراميك ومركبات الكربون، ممّا يمكن الطائرات من تحمّل درجات الحرارة الشديدة للطيران فوق سرعة الصوت، وعلاوة على ذلك، سمح ظهور الحواسيب الفائقة للباحثين بمحاكاة وتحليل تدفّق الهواء فوق الصوتيّ بشكل أكثر شمولًا، كما أصبحت ديناميكيّات السوائل الحاسوبيّة (CFD) أداة لا تقدّر بثمن، تساعد في تصميم وتحسين المركبات الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت، ومهّدت هذه الاختراقات التكنولوجيّة الطريق لمشاريع تفوق سرعتها سرعة الصوت أكثر طموحًا وتطوّرًا.

ويمثّل برنامج مكوك الفضاء، الّذي تمّ تشغيله من عام 1981 إلى عام 2011، فصلًا آخر في تطوّر الرحلة الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت، وعلى الرغم من أنّ المكوك لم يكن طائرة تقليديّة، إلّا أنّ عودته إلى الغلاف الجوّيّ للأرض تضمّنت سرعات تفوق سرعة الصوت وشكّلت تحدّيات مماثلة، حيث أظهر البلاط المقاوم للحرارة وأنظمة الحماية الحراريّة للمكوك الأهمّيّة الحاسمة للحماية من الحرارة الشديدة المتولّدة أثناء إعادة الدخول، وبعد عصر المكوك، كثّفت الولايات المتّحدة ودول أخرى جهودها لتطوير مركّبات تفوق سرعة الصوت قابلة لإعادة الاستخدام والّتي يمكن أن تقدّم مجموعة متنوّعة من التطبيقات، من الاستطلاع العسكريّ إلى النقل العالميّ السريع، وعرضت X-37B، وهي طائرة فضائيّة غير مأهولة طوّرتها شركة بوينغ للقوّات الجوّيّة الأمريكيّة، إمكانات تكنولوجيا تفوق سرعة الصوت قابلة لإعادة الاستخدام، حيث قامت بمهامّ سرّيّة متعدّدة في مدار الأرض.

الصناعات الحديثة

مع بداية القرن الحادي والعشرين، بدأت عمليّات التعاون الدوليّ والمساعي التجاريّة في إعادة تشكيل صناعة الطائرات الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت، كما سرّعت دول مثل الصين وروسيا والهند من جهودها لتطوير أسلحة ومركّبات تفوق سرعة الصوت، ممّا أدّى إلى حقبة جديدة من سباق التسلّح الّذي تفوق سرعته سرعة الصوت، حيث أكّدت هذه التطوّرات الأهمّيّة الاستراتيجيّة للتكنولوجيا فوق الصوتيّة في الحرب الحديثة.

وعلى الصعيد التجاريّ، أعادت شركات مثل “سبيس إكس” و”بلو أورغن” إثارة الاهتمام بالسفر إلى الفضاء، ممّا أدّى إلى تطوير أنظمة الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام، وبينما ركّزت هذه الشركات في المقام الأوّل على الطيران دون المداري والمدار، كان لابتكاراتها آثارًا على صناعة الطائرات الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت على نطاق أوسع، حيث يمكن للتقنيّات الّتي يمكن إعادة استخدامها أن تمهّد الطريق لسفر أسرع من الصوت وأكثر فعّاليّة من حيث التكلفة في المستقبل.

وفي السنوات الأخيرة، شهدت صناعة الطائرات الّتي تفوق سرعتها سرعة الصوت إنجازات رائدة دفعت حدود ما كان يعتقد أنّه ممكن في السابق، حيث بدأت شركات الطيران والشركات الناشئة البارزة في الكشف عن نماذج أوّليّة ومفاهيم لسفر الركّاب الّذي تفوق سرعته سرعة الصوت، بهدف إحداث ثورة في طريقة عبور الناس حول العالم.

أعلنت شركات مثل Boom Supersonic و Aerion Corporation عن خطط لتطوير طائرات تجاريّة أسرع من الصوت وفوق سرعة الصوت تعدّ بتقليل أوقات السفر بشكل كبير، إذ يمكن لهذه الطائرات المتصوّرة أن تربط المدن البعيدة في غضون ساعات، ممّا يجعل الرحلات الطويلة تبدو وكأنّها تنقّلات قصيرة، وتعمل وكالة ناسا ووكالات فضائيّة أخرى أيضًا على أبحاث تفوق سرعتها سرعة الصوت، واستكشاف مفاهيم لكلّ من نقل الركّاب والبضائع بسرعات تفوق سرعة الصوت، كما تهدف X-59 QueSST، وهي طائرة تجريبيّة تابعة لوكالة ناسا، إلى إظهار رحلة أسرع من الصوت فوق مناطق مأهولة بالسكّان، ممّا قد يمهّد الطريق للتغييرات التنظيميّة الّتي من شأنها أن تسمح بالسفر فوق الصوتيّ برًّا.