رانندگی با سرعت 1600 کیلومتر بر ساعت

تا این لحظه هیجان انگیز فاصله چندانی باقی نمانده است. کمتر از دو سال دیگر «بلاد هاند اس.اس.سی» (Bloodhound SSC) در یک آزمایش تاریخی رونمایی می‌شود تا ثابت شود گرچه سفری طولانی برای تحقق چنین ایده‌ای انجام شده، اما به هر حال رسیدن به رکورد 1600 کیلومتر بر ساعت توسط یک خودرو امکانپذیر است.

بجز وقفه کوتاهی که در حد فاصل دهه 60 و 70 میلادی روی داد، مهندسان صنعت خودرو در اروپا و بویژه انگلیس نقش اساسی در طراحی و ساخت خودروهایی داشته‌اند که سرعت ماورای تصور دارند. این دسته از مهندسان همواره در تلاش بوده‌اند خودروهایی را طراحی کنند که رکوردشکن باشند، یعنی سریع‌ترین‌ها را مورد آزمایش قرار دهند. آغاز این فرآیند به Lydston Hornsted محصول شرکت بنز آلمان بازمی‌گردد که حدود یک قرن پیش با رسیدن به سرعت 200 کیلومتر بر ساعت رکورد افسانه‌ای در زمان خود به جای گذاشت. این فرآیند پایان نیافته و البته انگار هم قرار نیست پایانی داشته باشد، اما یکی از نقاط عطف آن به سال 1997 مربوط می‌شود. در آن سال Thrust SSC متعلق به «اندی‌گرین» دیوار صوتی را هم در شکست و به سرعت ماورای تصور 1227 کیلومتر بر ساعت رسید. حالا قرار است کمتر از دو سال دیگر 1600 کیلومتر بر ساعت هم به تاریخ سپرده شود!

مهندسان و محققانی که در پروژه Thrust SSC حضور داشتند با بهره‌گیری از تجربیات به دست آمده از آزمایش تاریخی سال 1997 اکنون خود را برای ثبت رکوردی جدید با Bloodhound SSC آماده می‌کنند. آنها از مدت‌ها پیش خود را برای ثبت این رکورد آماده کرده و به این منظور هزینه قابل توجهی را نیز صرف کرده‌اند. ساخت پیست مخصوصی با طول نزدیک به 20 کیلومتر و عرضی بیش از سه کیلومتر نشان از ابعاد گسترده این پروژه دارد. این پیست در «هاسکین پن» آفریقای جنوبی ساخته شده و به نظر می‌رسد مناسب‌ترین مکان برای انجام چنین آزمایشی باشد.

یکی از مهم‌ترین اهدافی که در پشت پرده این ماجراجویی فناورانه به چشم می‌خورد، تربیت و آماده‌کردن نسل جدیدی از دانشمندان و مهندسان جوان صنعت خودروسازی است تا با تکیه بر آنها این صنعت در دهه‌های پیش روی باز هم پوست‌اندازی کند. در حقیقت در این پروژه تلاش می‌شود استفاده از دیگر فناوری‌های روز دنیا، دانش طراحی و ساخت خودروهای جدید دستخوش تحولات شگرفی شود.

راندن، نه پراندن!

«ران آیرس» و «ریچارد نابل» دو محققی هستند که هدایت پروژه ساخت این خودرو را طی هفت سال گذشته بر عهده داشته‌اند. از همان موقع ایده‌های مختلفی درخصوص طرح کلی خودرو و بویژه ساختار آیرودینامیکی آن مطرح شد. حتی می‌توان به جرات گفت دستیابی به ساختاری کاملا آیرودینامیکی مهم‌ترین چالش پیش روی این محققان بوده است، اما این همه مشکلات نبوده است. خودرویی که قرار است به سرعت حیرت‌انگیز 1600 کیلومتر بر ساعت برسد به احتمال بسیار زیاد از زمین بلند خواهد شد و این همان مشکلی بود که بارها در آزمایش خودروهای ابتدایی این پروژه بروز می‌کرد. محاسبات مبتنی بر معادلات ریاضی و فیزیک نشان می‌دهد خودروها در چنین سرعت‌هایی در معرض خطر برخاستن از زمین قرار دارند؛ دقیقا مشابه هواپیماها هنگام برخاستن از زمین. فقط کافی است به یاد داشته باشیم یک هواپیمای مسافربری با رسیدن به سرعت 240 کیلومتر بر ساعت از باند فرودگاه جدا می‌شود حال آن که قرار است Bloodhound SSC به حدود پنج برابر این سرعت برسد.

البته تاکنون در آزمایش‌هایی از این دست که برای رسیدن به سرعت‌های به مراتب پایین‌تر صورت گرفته اتفاقات ناگواری روی نداده با این حال وقتی صحبت از 1600 کیلومتر بر ساعت می‌شود نباید از کوچک‌ترین احتمالات چشمپوشی کرد.

طی یک قرن گذشته دو عامل اساسی موجب شده ثبت رکوردهای شگفت‌انگیز در دنیای سرعت همواره تداوم داشته باشد: پیشرفت فناوری و رانندگان بی‌باک. مروری بر آنچه در یک قرن گذشته روی داده نشان از آن دارد که در عرصه خودروهای برقی تنها یک مورد رکوردشکنی صورت گرفته حال آن که در نیمه ابتدایی قرن بیستم همواره شاهد رکوردشکنی خودروهای پیستونی بوده‌ایم و حالا نوبت به Bloodhound SSC رسیده است. امروزه موتورهای احتراقی درون‌سوز در بسیاری از خودروهای بنزینی و دیزلی به کار گرفته می‌شود که البته با استفاده از آنها می‌توان به حداکثر سرعت 640 کیلومتر بر ساعت دست یافت.

دقیقا به دلیل وجود چنین محدودیتی است که خودروسازان برای رسیدن به حداکثر سرعت‌های بیشتر به «قدرت بیشتر» نیاز دارند. به همین دلیل به سمت موتورهای جت و حتی سیستم‌های موشکی رفتند تا رکوردهای حیرت‌انگیزتری به جای بگذارند. همزمان با تشدید این تلاش‌ها، مهندسان هر چه بیشتر به اهمیت کاستن از مقاومت هوا پی می‌بردند. عقیده بر این است که یکی از مهم‌ترین عوامل توسعه دانش بشر در زمینه ساختارهای آیرودینامیکی تلاش‌هایی است که در نیم قرن اخیر درخصوص دستیابی به سرعت‌های ماورایی انجام شده است.

سریع‌تر، قوی‌تر، صیقلی‌تر

آیرودینامیک، علم مطالعه جریان هوای در حال عبور از اطراف اجسام و تأثیر نیروی ناشی از آن بر سطح است. معادلات و فرمول‌های ریاضی که چنین پدیده‌ای را توصیف می‌کنند آنچنان پیچیده است که تا چند دهه پیش مهندسان از بررسی دقیق ارتباط آن با دستیابی به سرعت‌های بالا عاجز بودند تا این که عصر ابررایانه‌ها آغاز شد و به این ترتیب انقلابی در این زمینه صورت گرفت و حتی کار به جایی رسید که با بهره‌گیری از ابررایانه‌های مخصوص و تونل باد، ساختار آیرودینامیک متناسب برای انواع خودروها تعیین می‌شد، اما این فرآیند همچنان در حال پوست‌اندازی است. امروزه حتی شاید نیازی هم به تونل باد نباشد. مدلسازی‌های دقیق مبتنی بر معادلات ریاضی که البته در اینجا هم از ابررایانه‌ها استفاده می‌شود کار را برای مهندسان ساده تر از هر زمان دیگری کرده است. به این منظور مهندسان از ابررایانه‌هایی استفاده می‌کنند که با انجام پردازش‌های قوی‌تر تونل باد «مجازی» ایجاد می‌کنند. در این تونل‌ها مقاومت هوا دقیقا مشابه همان فرآیندی که در دنیای واقعی روی می‌دهد شبیه‌سازی می‌شود و این همان تکنیکی است که برای بررسی مقاومت هوا در جریان آزمایش Bloodhound SSC مورد استفاده قرار گرفته است. نکته جالب اینجاست که مهندسان پروژه در خلال بررسی‌های خود متوجه شدند جلوگیری از بلندشدن دماغه خودرو در زمان رسیدن به حداکثر سرعت را می‌توانند از فهرست نگرانی‌های اصلی خود خارج کنند.

آنها دریافتند با ایجاد تعادلی منطقی میان شدت جریان هوا در زیر و بالای دماغه خودرو ضمن ایجاد نوعی تعادل شاهد بلند شدن قسمت جلویی آن نخواهند شد. در حقیقت نگرانی اصلی را باید در قسمت عقبی خودرو جستجو کرد؛ جایی که به دلیل وجود چرخ‌های بزرگ مستقر در خارج از بدنه و شوک تولید شده توسط آنها هر لحظه امکان به پرواز درآمدن این قسمت از خودرو وجود دارد. همین رفتار آیرودینامیکی پیش‌بینی نشده موجب شده حدود شش ماه زمان صرف مطالعه سیستم تعلیق قسمت عقب خودرو شود که نتیجه آن به‌کارگیری طرح ابتکاری «Delta Firing» برای این قسمت از خودرو بود. این طرح خاص به طرز چشمگیری قسمت عقبی و کناره‌های خودرو را از فشار بسیار زیاد ناشی از چرخ‌ها در حین عبور از سرعت صوت محافظت می‌کند.

با برطرف شدن چنین نگرانی بزرگی حالا همه چیز برای خلق یک رکورد تاریخی و بی‌سابقه مهیا شده است. شبیه‌سازی‌هایی که بوسیله ابررایانه‌ها صورت گرفته ثابت می‌کند این آزمایش با موفقیت انجام خواهد شد با این حال تا موعد آزمایش؛ یعنی دو سال دیگر تیم مهندسی این پروژه همچنان نگران به نظر می‌رسد، نگرانی که شاید به لطف بهره‌گیری از پیشرفت‌های تکنیکی طی کمتر از دو سال باقیمانده به صفر میل کند، اما هیچ گاه به طور مطلق از بین نخواهد رفت.

پاپیولار ساینس / مترجم: مهدی پیرگزی