5 دقیقه
جمعیت حاضر در بولونیا تماشاگر پرواز غولی ظریف و شکننده بود. این هواپیما غرش نکرد. آرام، صبور و دقیق در هوا سر خورد و پس از پروازی ۵۹ متری فرود آمد؛ پروازی که نام آن را در رکوردهای جهانی گینس ثبت کرد. این سازه که ایکاروس نام دارد، یک اثر هنری خیالپردازانه نیست. ایکاروس یک ماشین مهندسیشده است که تقریبا به طور کامل از کاغذ ساخته شده؛ بدنهای هفت متری، دهانه بالی بیش از ۲۰ متر و وزن پروازی نزدیک به ۲۹ کیلوگرم دارد.
فراتر از تا کردن کاغذ: مهندسی در مقیاس بزرگ
چیزی که در نگاه اول شبیه یک اسباببازی کاغذی بزرگ به نظر میرسد، بر پایه همان اصولی شکل گرفته که در طراحی هواپیماهای واقعی به کار میروند. دانشجویان دانشگاه پیزا ماهها روی پایداری، توزیع بار، سختی سازهای و فرم آیرودینامیکی آن بازطراحی و آزمون انجام دادند. بزرگ کردن یک هواپیمای کاغذی در چنین مقیاسی کار سادهای نیست. نیروهای آیرودینامیکی افزایش مییابند، رفتار مواد تغییر میکند و حتی ناهماهنگیهای بسیار کوچک میتوانند تعیینکننده باشند. این تیم آنقدر با هندسه بال، سرعت پرتاب و توازن وزن آزمایش کرد تا محاسبات و نمونههای اولیه به نتیجهای هماهنگ برسند.
نتیجه این فرایند، سازهای بود که درون بالها و بدنه آن تیرکها و دندههای داخلی، لبههای حمله آیرودینامیکی و یک دم افقی کارآمد قرار داشت. لایههای کاغذ با چیدمانی دقیق روی هم چسبانده شدند تا پنلهایی سبک اما مقاوم در برابر خمشدگی و برش ساخته شود. در بخشهای باربر از کاغذ ضخیمتر برای استحکام بیشتر استفاده شد و برای سطوح بیرونی، ورقهای سبکتر وزن کلی را پایین نگه داشتند. برای افزایش سختی بدون افزودن وزن زیاد، سازندگان لایهها را در آرایشهایی شبیه ساختار لانهزنبوری به هم متصل کردند؛ روشی الهامگرفته از کامپوزیتهای هوافضا که در آن نسبت بالای سختی به وزن اهمیت حیاتی دارد.
آزمایشها، قوانین و آمادهسازی برای روز رکورد
رکوردهای جهانی گینس شرایط سختگیرانهای تعیین میکند: پرتاب باید توسط یک نفر و از سکویی با ارتفاع حداکثر سه متر انجام شود و حداقل مسافت پرواز ۱۵ متر باشد. همین محدودیتها باعث شد تیم پیش از ساخت نمونه نهایی در ابعاد کامل، دهها مدل کوچکتر را اعتبارسنجی کند. هر آزمایش حساسیت تازهای را نشان میداد: پیچش چند میلیمتری یک بال، سطح رطوبتی که پیوندهای چسب را نرم میکرد، یا تغییر ظریف در سرعت پرتاب که میزان تولید نیروی برآ را دگرگون میساخت.
ساخت نسخه نهایی ایکاروس به حدود ۳۰۰ کیلوگرم کاغذ و نزدیک به ۶۰ کیلوگرم چسب نیاز داشت. اعضای سازهای سنگینتر از کاغذ متراکمتر ساخته شدند، در حالی که پوششها از ورقهای سبک شکل گرفتند. توجه دقیق به جزئیات ساخت نتیجه داد. در ۲۵ ژوئن، در رویداد فناوری وی میک فیوچر در بولونیا، این هواپیما پرواز آزاد ۵۹ متری را ثبت کرد و رکورد قبلی را که از سال ۲۰۱۳ در اختیار دانشگاه فنی براونشوایگ آلمان بود، پشت سر گذاشت.
یاکوپو دالسّیو، که در فضای آنلاین با نام جاکیداله شناخته میشود و از چهرههای فعال در ترویج علم است، در طول توسعه پروژه با دانشجویان همکاری کرد. او تأکید کرد که ارزش این پروژه فراتر از خود رکورد است. ایکاروس درسی زنده از مهندسی کاربردی بود: حل مشکلات ناشی از رطوبت، ایجاد تعادل میان سختی و جرم، و پذیرش این واقعیت که تنها خطاهای ابعادی بسیار کوچک قابل تحملاند.
پیامدهایی فراتر از یک نمایش تماشایی
در نگاه نخست، یک هواپیمای کاغذی ۲۰ متری ممکن است صرفا یک پدیده تازه و سرگرمکننده به نظر برسد. اما روشها و حل مسئلهای که پشت ایکاروس قرار دارد، با چالشهای واقعی مهندسی پیوند میخورد. این تیم مفاهیم سازهای مورد استفاده در هواپیماها و فضاپیماها را به کار گرفت: پنلهای ساندویچی و لانهزنبوری، مسیرهای بار بهینهشده و آزمایشهای تکرارشونده شبیه تونل باد با مدلهای مقیاسدار. همین ایدهها برای نمونهسازی کمهزینه، سازههای بازشونده و برنامههای آموزشی که تفکر طراحی را از طریق ساخت عملی آموزش میدهند، اهمیت دارند.
این پروژه همچنین دستاورد مهمی در جلب مشارکت عمومی دارد. طرحهایی از این دست، فیزیک انتزاعی و علم مواد را به آزمایشی مشترک و قابل مشاهده تبدیل میکنند. آنها دانشجویان و عموم مردم را دعوت میکنند بپرسند چرا چیزها پرواز میکنند و ببینند انتخابهای طراحی چگونه با عملکرد ارتباط دارند. همین کنجکاوی، موتور عملی پرورش مهندسان و طراحان آینده است.
دیدگاه کارشناس
دکتر النا روسی، مهندس هوافضا و مدرس سازههای سبک، درباره این پروژه گفت: «بزرگ کردن یک طرح کاغذی، بدهبستانهای اصلی پیش روی همه مهندسان را آشکار میکند. باید میان سختی و جرم تعادل برقرار کرد، اثرات محیطی مانند رطوبت را پیشبینی نمود و پذیرفت که دقت ساخت اهمیت دارد. تیم پیزا اصولی را به نمایش گذاشت که به طور مستقیم به مفاهیم هوافضای سبکوزن قابل انتقالاند.»
ایکاروس هرگز قرار نبود جایگزین هواپیماهای متعارف شود. دستاورد آن در این است که مهندسی دقیق را به مادهای ترجمه کرد که معمولا آن را با تا کردن کاغذ در کلاس درس میشناسیم. همین ترجمه و توجه عمومی که ایجاد کرد، ارزش این رکورد را فراتر از عدد ثبتشده در گزارش پرواز میبرد. این هواپیما آنقدر دور پرواز کرد که نکتهای مهم را ثابت کند: طراحی منظم و علمی، حتی با مواد ساده و فروتنانه، میتواند مرزهای آنچه ممکن به نظر میرسد را جابهجا کند.
.avif)
نظر بگذارید
نظرات (4)
خیلی جذابه ولی یه ذره احساس میکنم دارن رکورد رو بزرگش میکنن، ارزش آموزشی بالا داره، نمایش هم قشنگ بود، اما
این واقعیه؟ ۳۰۰ کیلو کاغذ و ۶۰ کیلو چسب، یعنی عملا کار کرد یا شِو تبلیغاتی؟ سوال دارم هنوز…
یاد پروژههام افتادم؛ ما هم با رطوبت و تنظیم بال کلی دست و پنجه نرم کردیم، ساعتها آزمون، خسته ولی خوشحال، درک میکنم
وااای، یعنی یک صفحه کاغذی غولپیکر که پرواز میکنه؟ دیگه چی میشه ساخت با فکر و دقت، کیف کردم واقعا…