واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)
Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering
واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)
Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineeringادعای دانشمندان چینی: راز ساخت سریع ترین زیردریایی جهان را یافته ایم!
عصر ایران؛ مجله تصویری سلاح - تصور کنید یک زیردریایی به اندازه ای سریع باشد که بتواند از اژدرهایی که قصد رهگیری آن را دارند، بگریزد. به لطف یک روش پیشرانش پیشرفته که دانشمندان چینی مدعی اند می تواند سریع ترین زیردریایی های جهان را تولید کند، این می تواند امکانی بسیار واقعی باشد.
لیزر و ساخت زیردریایی هایی بسیار سریع
این روش شامل استفاده زیردریایی ها از "پروانه های لیزری" برای حرکت با سرعت های باورنکردنی است. از لیزر برای ایجاد انفجارهای کوچک که زیردریایی را با سرعت های بی سابقه به جلو می راند، استفاده می شود. در شرایطی که این فناوری از نظر تئوری ممکن است، اما از یک نقص بالقوه مرگبار رنج می برد؛ هر زیردریایی که از آن استفاده کند بیش از هر زمان دیگری در برابر شناسایی آسیب پذیرتر می شود.
روزنامه South China Morning Post مستقر در هنگ کنگ، برای نخستین بار در آوریل 2024 این فناوری جدید را معرفی کرد. طبق گزارش این روزنامه، این فرآیند از لیزر به عنوان شکلی از پیشرانش در زیر آب استفاده می کند تا سرعت های بسیار بالای زیردریایی را ممکن سازد که با هواپیماهای جت رقابت می کند.
قدمت استفاده از لیزر به عنوان شکلی از پیشرانش به سال 1972 برمی گردد، زمانی که برای نخستین بار به عنوان روشی برای تامین نیروی فضاپیما پیشنهاد شد. در سفرهای جوی، این فناوری به نسبت ساده و قابل درک است: تابش لیزر از زیر یک هواگرد دمای هوای زیر آن را بسیار افزایش داده و پلاسمایی ایجاد می کند که هوا را منفجر کرده و هواگرد را به سمت بالا می راند. پیشرانش لیزری جوی فقط با مدل های مقیاس در شرایط کنترل شده آزمایش شده است و تاکنون به معرفی یک وسیله نقلیه سرنشین دار واقعی منتج نشده است.
ایجاد نیروی رانش در زیر آب با کمک لیزر
اکنون، پژوهشگران دانشگاه مهندسی هاربین پیشنهاد استفاده از همان روش برای پیشرانش اجسام در زیر آب را مطرح کرده اند. این فرآیند شامل پوشاندن یک زیردریایی با شبکه ای از فیبرهای نوری با ضخامت کمتر از موی انسان است. سپس، فیبرها برای شلیک لیزرهایی با منبع تغذیه دو مگاواتی استفاده می شوند. لیزرها پلاسمایی ایجاد می کنند که آب در تماس با آن را تبخیر کرده و در نتیجه نیروی رانش ایجاد می کند. این تبخیر همچنین پوششی از حباب ها ایجاد می کند که زیردریایی می تواند با اصطکاک بسیار کمتر از زمان حرکت در آب دریا از آن بگذرد.
طبق گزارش روزنامه South China Morning Post، پیشرانش لیزری زیر آب می تواند تا 70000 نیوتن نیرو تولید کند. این مقدار نیرو در یک وسیله نقلیه زیرآبی ساخته شده توسط انسان بی سابقه است و مشابه آن را می توان تنها در هواپیماهایی یافت که با سرعت چند صد کیلومتر بر ساعت پرواز می کنند.
مهندسان دانشگاه هاربین، به رهبری پژوهشگر شه یانگ، معتقدند که این نیرو می تواند برای دادن مزیتی عمده به زیردریایی ها و سلاح های چینی استفاده شود. این می تواند به یک زیردریایی اجازه دهد تا سریع تر از سرعت صوت حرکت کند. افزون بر این، برخلاف ترکیب توربین ها، چرخ دنده ها و پروانه هایی که طرح های زیردریایی معمولی را به حرکت در می آورند، پیشرانش لیزری تقریبا بی صدا خواهد بود.
این ترکیب سرعت و سکوت، جام مقدس جنگ زیردریایی خواهد بود و زیردریایی ها را در برابر کشتی های جنگی سطحی و حمل و نقل تجاری تقریبا شکست ناپذیر می کند.
نقطه ضعفی مرگبار
بیشتر زیردریایی ها از پروانه ها برای حرکت در زیر آب استفاده می کنند. با چرخش سریع تر پروانه، سرعت زیردریایی تا 35 گره افزایش می یابد و در آب اطراف فشار ایجاد می کند. این فشار به نوبه خود گرما تولید می کند که آب را به جوش آورده و ردی از حباب های کوچک در دنباله زیردریایی باقی می گذارد. حباب ها در نهایت می ترکند و صدایی شبیه به حرکت سنگ ها از درون یک لوله فلزی را ایجاد می کنند. این فرآیند به عنوان کاویتاسیون شناخته می شود، چیزی که در دل سرنشینان زیردریایی ها هراس ایجاد می کند.
زیردریایی ها بقای خود را با پنهان باقی ماندن حفظ می کنند و در قلمرو زیر آب این به معنای بسیار ساکت بودن است. نویز کاویتاسیون را می توان با سامانه ای به نام سونار غیرفعال دریافت کرد، که صداها را در اقیانوس به روشی متفاوت از سونار فعال دریافت می کند. هیچ راه حلی برای کاویتاسیون جز پرهیز از آن وجود ندارد. یک زیردریایی می تواند خطر ایجاد نویز کاویتاسیون را در آب های دوستانه پذیرا باشد و با سرعت بیشتری حرکت کند، اما در جایی که دشمن ممکن است در حال گوش دادن باشد، باید سرعت را کاهش داد.
مشکل کاویتاسیون، روش جدید پروانه لیزری دانشگاه هاربین را برای جنگ های زیر دریا غیرعملی می کند. در یک سناریوی جنگی در دریای چین جنوبی، یک زیردریایی چینی ممکن است با استفاده از پیشرانش لیزری از رقیب خود پیشی بگیرد، اما مانند یک خودرو آتش نشانی که در حال حرکت با سرعت بالا آژیر خود را به صدا در می آورد، ردیابی آن آسان خواهد بود. در نهایت، زیردریایی باید متوقف شود و هر کسی که گوش می دهد می داند که کجا متوقف شده است. حتی اگر یک زیردریایی بتواند از کشتی های سطحی و دیگر زیردریایی های معمول پیشی بگیرد، نمی تواند از دست هواگردهای ضد زیردریایی فرار کند.
پروژه ای ارزشمند برای دولت چین؟
این واقعیت که چنین پژوهشی در محیطی باز منتشر شده است، جایی که رقبای چین می توانند به آن دسترسی داشته باشند، احتمالا به معنای آن است که از ارزش نظامی کم یا هیچ ارزشی برای دولت چین برخوردار نیست. به عنوان نمونه، نیروی هوایی آمریکا در دهه 1980 وجود جنگنده رادارگریز اف-117ای نایت هاوک را تقریبا یک دهه مخفی نگه داشت، تا زمانی که نشت اطلاعات و سقوط یکی از آن ها در بیابان کالیفرنیا پنتاگون را مجبور کرد تا وجود این هواپیما را تایید کند. اگر آمریکا چیزی را که به عنوان یک روش پیشرفته برای پیشرانش زیردریایی در اختیار داشت که هم سریع و هم بی صدا بود، تقریبا به طور قطع آن را تا حد ممکن مخفی نگه می داشت.
ابر زیردریایی ما در سناریوی دریای چین جنوبی از یک نقص مهلک رنج می‌برد: در حالی که پیشرانش لیزری به معرفی زیردریایی های سریع تر منجر می شود، اما با زیردریایی هایی پر سر و صداتر نیز مواجه خواهیم بود و زیردریایی های پر سر و صدا، زیردریایی های مرده هستند.
اگرچه جالب است، اما به نظر نمی رسد هیچ ارزش عملی در یک زیردریایی که همزمان سریع و پر سر و صدا باشد، وجود داشته باشد. با این وجود، تردیدی نیست که چین، روسیه، آمریکا و دیگر قدرت های اصلی زیردریایی در حال کار به منظور توسعه یک روش سریع تر برای حرکت زیردریایی ها هستند. روشی که شبیه حرکت سنگ ها در یک لوله فلزی سر و صدا ایجاد نمی کند!
ویند وینگز ؛ نسل جدید بادبان و کمک به کشتیرانی سبز (+فیلم و عکس)
عصر ایران - یک کشتی باری شرکت میتسوبیشی پس از مجهز شدن به دو بادبان سخت به ارتفاع 37.5 متر فعالیت خود را آغاز کرده که می تواند گامی مهم در جهت کربن زدایی صنعت دریایی باشد.
کشتری باری "پیکسیس اوشن" (Pyxis Ocean) که می تواند نزدیک به 81 هزار تن بار را حمل کند، روز دوشنبه از سنگاپور به سمت برزیل حرکت کرد. این کشتی به بادبان هایی از جنس فولاد و فایبرگلاس مجهز شده که به نام "ویند وینگز" (WindWings) یا بال های باد شناخته می شوند. این بادبان های ویژه توسط شرکت مهندسی بار تکنولوجیز (BAR Technologies) و شرکت یارا مارین تکنولوجیز (Yara Marine Technologies) ساخته شده اند.
ویند وینگز؛ استفاده از نیروی باد برای کاهش مصرف سوخت
ویند وینگز برای بهره بردن از نیروی باد هنگام حرکت کشتی طراحی شده تا کشتی تنها به نیروی پیشرانه خود متکی نباشد. به گفته سازندگان، این بادبان ها می توانند به کاهش تا 30 درصدی مصرف سوخت و در نتیجه کاهش آلایندگی کمک کنند.
در ترکیب با سوخت های بدون آلایندگی، سازندگان عنوان کرده اند که فناوری ویند وینگز می تواند به کربن زدایی صنعت کشتیرانی کمک کند. این صنعت از نظر حجم مسئول حمل و نقل بیش از 80 درصد کل کالاها در سطح بین المللی است، در شرایطی که تقریبا به طور کامل از سوخت های فسیلی استفاده می کند.
به گفته جان کوپر، مدیرعامل شرکت بار تکنولوجیز، کاهش مصرف سوخت از طریق بهره برداری از انرژی باد به عنوان سوختی رایگان دو مزیت کاهش هزینه های سوخت و آلایندگی کمتر را به همراه دارد. همچنین، می تواند ناوگان جهانی را با قیمتی مقرون به صرفه در مسیر کربن زدایی پیش ببرد.
مانند توربین های بادی، بادبان های به کار گرفته شده در کشتی پیکسیس اوشن میتسوبیشی از فولاد و فایبرگلاس ساخته شده اند. آنها از سه بخش تشکیل شده اند که شامل یک بخش مرکزی با پهنای 10 متر و دو بال با پهنای پنج متر در دو طرف می شود و هر کدام دارای یک محور مرکزی هستند.
کل بال می تواند بچرخد تا با توجه به زاویه و سرعت باد موقعیت خود را تغییر دهد. همچنین، امکان تا شدن آن روی عرشه کشتی وجود دارد تا هنگام رسیدن به بندر و برای عبور از پل ها یا کانال ها مشکلی ایجاد نشود.
به گفته شرکت بار تکنولوجیز، بادبان های خودکار ویند وینگز می توانند به طور متوسط تا 30 درصد صرفه جویی مصرف سوخت در کشتی های جدید را به همراه داشته باشند و هر ویند وینگز در یک مسیر متوسط جهانی می تواند صرفه جویی روزانه تا 1.5 تن سوخت را موجب شود.
بادبان ها را می توان برای کشتی های جدید نصب کرد یا آنها را متناسب با کشتی های موجود تولید کرد که برای کشتی باری پیکسیس اوشن با عمر پنج سال همین کار انجام شده است.
به گفته شرکت بار تکنولوجیز، عملکرد ویندوینگز طی ماه های پیش رو به دقت زیر نظر خواهد بود تا طراحی و عملکرد آن هرچه بیشتر ارتقا یابد.
بار تکنولوجیز و یارا مارین تکنولوجیز ساخت صدها ویند وینگز طی چهار سال آینده را برنامه ریزی کرده اند.
صنعت کشتیرانی جهانی تاکنون از ارائه تعهدی قاطع برای رسیدن به آلایندگی صفر تا سال 2050 مطابق با توافقنامه پاریس خودداری کرده است. اما در ماه میلادی گذشته، سازمان بین المللی دریانوردی با هدف کاهش خداقل 20 درصدی انتشار گازهای گلخانه ای مرتبط با کشتیرانی تا سال 2030 و حداقل کاهش 70 درصدی تا سال 2040 موافقت کرد.
طرح سرزمین روی آب؛ ساخت جایگاههای زندگی روی آبها
عصر ایران – در شرایطی که برخی برای ایجاد کلنی هایی روی کره ماه یا سیاره مریخ برنامه ریزی می کنند، اما شاید کمتر به ظرفیت هایی که برای حضور روی آب دریاها و اقیانوس های سیاره زمین وجود دارد، توجه می شود.
این در شرایطی است که با توجه به تهدیداتی مانند گرمایش جهانی و افزایش سطح آب دریاها، می توانیم درباره استفاده از این منابع ارزشمند، به ویژه در زمینه ساخت خانه ها در زیر یا روی آب هوشمندانه‌تر عمل کنیم.
برخی ایده ها درباره چگونگی ساخت خانه ها و حتی جوامع شناور روی آب ارائه شده اند، و در همین راستا به تازگی یک طرح مفهومی پایدار ارائه شده است که نه تنها به محیط زیست دریایی احترام می گذارد، بلکه حتی می تواند زیستگاه هایی برای موجودات دریایی ایجاد کند.
سرزمین روی آب
بنیان های اساسی طرح "سرزمین روی آب" (Land on Water) که یک سامانه ساختمانی ماژولار است ریشه در دوران باستان دارد. در این طرح از قفس های گابیون (قفس سنگ) و پر کردن آنها با موادی از منابع محلی برای شکل‌گیری شالوده هایی کم هزینه استفاده می شود تا پشتیبان هر سازه ای باشد که روی آن ساخته می شود. خود قفس ها از پلاستیک تقویت شده بازیافتی ساخته می شوند که جابجایی این ماژول های سفت (محکم) و مونتاژ آنها در جا را آسان‌تر می کند.
افزون بر پرهیز از رنگ های ضد رسوب سمی مورد استفاده در پایه های فولادی و بتنی، این ماژول ها می توانند به زیستگاه هایی طبیعی برای ماهی ها و سخت‌پوستان تبدیل شده و همچنین پشتیبانی برای زندگی نرمتنان و جلبک های دریایی باشند. به بیان دیگر، طرح "سرزمین روی آب" فقط شامل ساخت خانه هایی برای سکونت انسان ها نمی شود، بلکه بستری برای حیات دریایی نیز شکل می دهد که می تواند به پشتیبانی از جامعه انسانی روی آب کمک کند.
قفس های ماژولار می توانند برای ساخت هر چیزی روی آنها از خانه های شناور تا سایت های کمپینگ یا حتی استخرها و سوناها استفاده شوند. طرح "سرزمین روی آب" می تواند حتی به نقشه راهی برای نوع جدیدی از جامعه پویا بدون اتصال به شبکه برق سراسری در آینده تبدیل شود. ممکن است این طرح برای ساختمان های بزرگ و سنگین قابل استفاده نباشد، اما نکته همین است که سازه های کوچک‌تر و کاربردی‌تر شکل گرفته در شرایطی که به محیطی که روی آن ساخته شده اند نیز آسیبی وارد نمی کنند.
آشنایی با طرح مفهومی هواپیمای خورشیدی "فالکون سولار"
عصر ایران - جهان به تدریج به سمت استفاده از روش ها و گزینه های دوستدار محیط زیست حرکت می کند، و حمل و نقل یکی از صنایع مهمی است که باید خود را با این شرایط سازگار کند. هواپیماهایی که از انرژی خورشیدی نیرو می گیرند یکی از گزینه هایی هستند که در این زمینه مورد توجه قرار گرفته و برخی طرح های مفهومی نگاهی به آینده سفر هوایی داشته اند.
دانلود فیلمهواپیماهای خورشیدی سولار ایمپالس که توسط شرکت هوافضای آمریکایی-اسپانیایی اسکای‌دوئلر اِرو معرفی شدند، چشم اندازی از این که ماشین های پرنده بدون وابستگی به مخزن سوخت یا نیاز به سوختگیری روی زمین چه توانایی هایی دارند را به ما ارائه کرده اند.
بکارگیری هواپیماهای خورشیدی در پروازهای بین قاره ای و طولانی مدت فرصت هایی برای محقق شدن پروازهای کاملا پایدار ایجاد می کند. در همین راستا، شرکت طراحی صنعتی لاسکی دیزاین با معرفی طرح مفهومی "فالکون سولار" (فالکن سولار) رویای پروازهای هواپیماهای تجاری و خصوصی بدون انتشار گازهای گلخانه ای را دنبال می کند.
هواپیمای مفهومی فالکون سولار را می توان به نوعی شبیه به خودرو تسلا مدل اس دنیای هواپیماهایی که از انرژی تجدیدپذیر نیرو می گیرند، در نظر گرفت که با بال هایی پهناور در آسمان پرواز می کند. این طرح مفهومی قواعد پذیرفته شده طراحی هواپیما را با ارائه مجموعه ای پیشرفته از بال ها به شکل منحنی، به چالش کشیده است. اندازه بزرگ و شکل بال ها در برابر نسبت کلی بدنه این هواپیمای خورشیدی جلب توجه می کند. طراحی هواپیما با الهام از پرنده شکاری قوش صورت گرفته و شکل آن می تواند به تامین نیروی بالابر بیشتر کمک کند.
در قسمت عقب هواپیمای خورشیدی فالکون سولار هیچ سکان، بال عقب یا تثبیت کننده عمودی دیده نمی شود. از این رو، امیدواریم در حال نگاه به فناوری پیشرفته ای باشیم که امکان چرخش بی نیاز از قسمت های کلیدی فعلی در هر ماشین پرنده را ممکن می سازد. مجموعه ای از پنل های خورشیدی در سراسر طول بال ها جای گرفته اند که باید قادر به تولید انرژی کافی هنگام پرواز فالکون سولار در آسمان باشند.
در حال حاضر، کابین هواپیمای فالکون سولار نسبتا جمع و جور به نظر می رسد و هنوز مشخص نیست فضای کافی برای جابجایی مسافران وجود دارد یا خیر. این هواپیما را می توان بیشتر شبیه به یک قایق تفریحی لوکس پرنده در نظر گرفت که می تواند در آینده نزدیک توجه افراد ثروتمند را به سوی خود جلب کند.
اوشنیکس؛ راهکار کره جنوبی برای زندگی حتی در طوفان! (+عکس)
همچنین شهر شناور اوشنیکس به گونه ای طراحی شده تا در برابر بلایای طبیعی مانند سونامی و طوفان مقاومت کند. تمام سازه ها هفت طبقه به زیر، بلندی خواهند داشت تا مرکز ثقل پایینی ایجاد کنند.
عصر ایران - اوشنیکس (OCEANIX)، یک طرح مفهومی معماری بلندپروازانه است که توسط گروه بیارکه اینگلس (بیگ) برای ساخت در سواحل کره جنوبی ارائه شده است. از این طرح برای نخستین بار در سال 2019 رونمایی شد و اکنون چراغ سبز برای آغاز ساخت و ساز را از سوی برنامه اسکان بشر ملل متحد (UN-Habitat) و شهر بوسان دریافت کرده است. این شهر شناور آینده‌نگر می تواند در برابر طوفان های درجه 5 نیز مقاومت کند.
با توجه به تداوم روند افزایش سطح آب دریاها، شهرهای ساحلی به ایجاد زمین های جدید با استفاده از ریختن شن و ماسه در آب روی آورده اند که می تواند به زیست بوم های دریایی موجود آسیب بزند. شرکت بیگ با راه حلی بهتر در قالب پروژه ای به نام اوشنیکس وارد میدان شده که یک سامانه طراحی ماژولار را ارائه کرده و امکان زندگی پایدار و ایمن به صورت شناور روی آب را برای مردم فراهم می کند.
مجموعه اوشنیکس از محله های دو هکتاری با 300 سکنه تشکیل شده که به هم متصل می شوند تا دهکده هایی 1650 نفره دارای سامانه هایی مانند کشاورزی زیر آب و گلخانه ها برای خودکفایی هرچه بیشتر شکل بگیرند. طراحی ماژولار این امکان را فراهم می کند تا شهری به وسعت 18900 هکتار با 2.52 میلیون نفر سکنه نیز شکل بگیرد.
شهرهای شناور پایدار بخشی از راهبردهای سازگاری با تغییرات آب و هوایی در دسترس ما هستند. در واقع، به جای جنگیدن با آب، می توانیم زندگی هماهنگ با آن را بیاموزیم. توسعه راهکارهای سازگاری با تغییرات آب و هوایی و مبتنی بر طبیعت از طریق طرح مفهومی شهر شناور مورد توجه برنامه اسکان بشر سازمان ملل قرار گرفته و شهر بوسان برای استقرار نمونه اولیه آن مکانی ایده آل بوده است.
ساکنان این شهر شناور می توانند به راحتی در اطراف پیاده‌روی کرده یا بین جوامع شناور که شامل اقامتگاه ها و همچنین یک میدان عمومی، سازه های هنری، بازارها، باشگاه های ورزشی، مدارس و موارد دیگر می شوند، قایق‌سواری کنند.
همچنین شهر شناور اوشنیکس به گونه ای طراحی شده تا در برابر بلایای طبیعی مانند سونامی و طوفان مقاومت کند. تمام سازه ها هفت طبقه به زیر، بلندی خواهند داشت تا مرکز ثقل پایینی ایجاد کنند.
به گفته بیارکه اینگلس، بنیانگذار شرکت بیگ، از هر 10 شهر بزرگ جهان، 9 مورد از آنها تا سال 2050 تحت تاثیر افزایش سطح آب دریاها قرار خواهند گرفت. در حال حاضر، این آینده ای اجتناب ناپذیر به نظر می رسد. پروژه اوشنیکس با فناوری های آبی خود می تواند صنعتی جدید را شکل دهد که نیازهای بشر به سرپناه، انرژی، آب و غذا را بدون از بین بردن زیست‌بوم های دریایی پاسخ می دهد.
این مجموعه به گونه ای طراحی شده تا با گذشت زمان همراه با انسان ها و شرایط آب و هوایی به صورت ارگانیک رشد کند، سازگار شود و تغییر کند، در شرایطی که تعادل بین نیازهای هر دو را برقرار می کند.
