वायुयान डिज़ाइन में नए नवाचारों का उद्देश्य ईंधन दक्षता को सुधारना और उत्सर्जन को कम करना है। दुनियाभर में लगभग हर व्यक्ति जानता है कि एक यात्री विमान कैसा दिखता है। दशकों से इसका आकार ज्यादा नहीं बदला है।
जैसे कि सबसे अधिक बिकने वाला विमान, बोइंग 737, जिसका 1967 का पहला मॉडल और नवीनतम संस्करण 737 मैक्स एक जैसा ही दिखते हैं। लेकिन अब यह परंपरागत डिज़ाइन बदलने की ओर बढ़ रहा है, क्योंकि निर्माता नए नवाचारों को देख रहे हैं जो विमानन की पूरी संरचना को बदल सकते हैं।
लंबे, पतले पंख, बिना कवर वाले फैन वाले जेट इंजन और ऐसा डिज़ाइन जहां पंख और विमान का शरीर आपस में मिलते हैं, इन सभी संभावनाओं पर विचार किया जा रहा है। यह दशकों पुराने ‘ट्यूब और विंग’ दृष्टिकोण से एक बड़ा परिवर्तन हो सकता है।
विमानन उद्योग पर कार्बन उत्सर्जन को कम करने का दबाव है, जो वैश्विक उत्सर्जन का 2.5% हिस्सा है (लेकिन तापमान वृद्धि के प्रभावों का 4%)। फिर भी, अब तक सुझाए गए समाधान सीमित रहे हैं: स्थायी विमानन ईंधन (SAF) का उत्पादन बड़े पैमाने पर नहीं हो रहा है, बैटरियां अभी तक लंबी उड़ानों के लिए पर्याप्त सघन नहीं हैं, और हाइड्रोजन तकनीक में भी अभी कोई महत्वपूर्ण सफलता नहीं मिली है।
विमान निर्माता मानते हैं कि ईंधन दक्षता में अभी भी बड़े सुधार किए जा सकते हैं और वे अगले दशक के मध्य तक नए विमानों के लिए तैयार हो रहे हैं। इससे हवाई यात्रा सस्ती हो सकती है और अधिक कुशल विमान उद्योग को कुछ राजनीतिक राहत दे सकते हैं, भले ही कुल कार्बन उत्सर्जन बढ़ता रहे।
“हम पारंपरिक डिज़ाइन के मामले में अब और जगह नहीं बची है,” एयरोडायनामिक एडवाइजरी के प्रबंध निदेशक रिचर्ड अबुलाफिया ने कहा। “ईंधन खपत को नियंत्रित करने के लिए अब रैडिकल आइडियाज़ ही जरूरी हैं।”
बोइंग पर विशेष रूप से एक नए डिज़ाइन के साथ आने का दबाव है।
बोइंग ने दशकों तक 737 श्रृंखला के लिए उसी मोटे तौर पर एक जैसे डिज़ाइन का उपयोग किया, लेकिन यह दृष्टिकोण तब समाप्त हुआ जब डिज़ाइन समझौतों के कारण 2018 और 2019 में दो दुर्घटनाओं में 346 लोगों की मौत हुई। इसके बाद बोइंग ने खुद को एक अस्तित्व संकट में पाया और एयरबस से काफी पीछे हो गया।
जुलाई में, बोइंग ने रॉबर्ट “केली” ऑर्टबर्ग को अपना नया मुख्य कार्यकारी अधिकारी नियुक्त किया। जल्द ही उन्हें कंपनी के अगले विमान पर ध्यान देना होगा। नासा के साथ मिलकर विकसित किया जा रहा “ट्रांसोनिक ट्रस-ब्रेस्ड विंग” इसमें मदद कर सकता है। इसमें एक लंबा और पतला पंख है जो ट्रस द्वारा समर्थित है और ट्रांसोनिक उड़ान के लिए सक्षम है (आवाज़ की गति से थोड़ा नीचे)। बोइंग का दावा है कि प्रारंभिक परीक्षणों में 9% ईंधन की खपत में कमी देखी गई। बोइंग का लक्ष्य 2028 तक इसका एक डेमोंस्ट्रेटर उड़ाने का है, और इसे 2030 से 2035 के बीच सेवा में लाने का इरादा है।
ब्रिस्टल की एक फैक्ट्री, जहां दूसरे विश्व युद्ध के दौरान ब्लेनहेम बॉम्बर बनाए जाते थे, में एयरबस भी पंख प्रौद्योगिकी में सुधार की दिशा में काम कर रहा है।
एयरबस की यूके वाणिज्यिक विमान संचालन प्रमुख, सू पार्ट्रिज ने कहा, “भौतिकी हमें बताती है कि पंख को लंबा और पतला होना चाहिए ताकि कम खिंचाव के साथ अधिक लिफ्ट प्राप्त हो सके।”
एयरबस के मुख्य कार्यकारी, गिलॉम फौरी ने संकेत दिया है कि अगली पीढ़ी के विमान शायद अब सेवा में चल रहे विमानों की तरह ही दिखेंगे। हालांकि, एयरबस एक ऐसे डिज़ाइन पर भी विचार कर रहा है जिसमें मुख्य शरीर और पंख एक साथ मिलते हैं। यह एक बड़ा बदलाव होगा और विमान के शरीर से खुद लिफ्ट पैदा होने का लाभ मिलेगा।
एक स्टार्टअप, JetZero, दावा करता है कि इसका “ब्लेंडेड विंग” ईंधन खपत को आधा कर सकता है। और नीदरलैंड्स के डेल्फ़्ट विश्वविद्यालय ने अपने फ्लाइंग-वी विमान अवधारणा के 3-मीटर मॉडल का परीक्षण किया है, जो इसी दृष्टिकोण का अनुसरण करता है।
विभिन्न डिज़ाइन अलग-अलग उपयोगों के लिए बेहतर हो सकते हैं, जैसा कि जेरी लुंडक्विस्ट, एक सलाहकार और पूर्व अमेरिकी वायु सेना अधिकारी, ने कहा। लंबे सफर के लिए ब्लेंडेड विंग डिज़ाइन बेहतर हो सकता है, लेकिन इसके साथ कुछ चुनौतियाँ भी आ सकती हैं।
उदाहरण के लिए, यात्रियों को खिड़की से दूर बैठाया जाएगा, और संभवतः उन्हें दिन के प्रकाश का अनुभव कराने के लिए स्क्रीन की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, बाहरी हिस्सों में बैठे यात्री विमान के घुमाव में अधिक बल महसूस कर सकते हैं, जिससे उनका पेट खराब हो सकता है।
परिवर्तन के इंजन
इंजन से होने वाली दक्षता में सुधार अभी भी उद्योग के लिए महत्वपूर्ण रहेगा।
इंजनों के आकार में सबसे बड़ा परिवर्तन हो सकता है बिना आवरण वाले प्रोपेलर का वापसी। यह डिज़ाइन नासेल – कवर – को हटा देता है ताकि बड़ा फैन अधिक प्रोपल्सिव बल प्रदान कर सके। यह देखने में मौजूदा टर्बोप्रॉप इंजनों जैसा लगेगा, लेकिन ध्वनि की गति के 80% (Mach 0.8) की गति से उड़ान भरने में सक्षम होगा, जो वर्तमान जेट इंजनों के समान है।
CFM, जो अमेरिका के जनरल इलेक्ट्रिक और फ्रांस के सफ्रान का संयुक्त उपक्रम है, का कहना है कि इसका ओपन फैन राइज़ इंजन सैद्धांतिक रूप से ईंधन की खपत और कार्बन उत्सर्जन को 20% तक कम कर सकता है।
वायुयान निर्माताओं को यह भी देखना होगा कि छोटे-छोटे सुधारों से कैसे ईंधन खपत को थोड़ा-थोड़ा कम किया जा सकता है।