برنامج المواد المركبة لدى ناسا يستهدف إنتاج الطائرات بوتيرة أسرع

ناسا تنقل تصنيع المواد المركبة من البحث إلى مرحلة العرض التوضيحي

خطا مشروع NASA Hi-Rate Composite Aircraft Manufacturing، أو HiCAM، خطوة أخرى نحو أهداف إنتاج الطائرات على نطاق واسع، وذلك من خلال مراجعة أُجريت في ربيع 2026 في Langley Research Center. وجمعت الجلسة نحو 150 مشاركًا من كونسورتيوم Advanced Composites Consortium العام-الخاص، المؤلف من 22 عضوًا، لتقييم التقدم الأخير ورسم مسار العمل المقبل.

للوهلة الأولى، قد تبدو مراجعة البرنامج إجراءً روتينيًا. لكن في تصنيع الطيران والفضاء، غالبًا ما تكون اللحظة التي تكشف فيها البرامج البحثية عما إذا كانت لا تزال تستكشف الاحتمالات أو بدأت بالفعل في التضييق نحو أساليب قابلة للتطبيق. وتشير التفاصيل التي قدمتها ناسا إلى أن HiCAM أصبح الآن بثبات في هذه المرحلة الثانية.

من خيارات المحفظة إلى العروض التوضيحية الموسعة

قالت ناسا إنها اتخذت مؤخرًا قرارات بشأن المحفظة لاختيار التقنيات المتوقع أن يكون لها أكبر أثر في معدل التصنيع لبرنامج الطائرة التالي. وهذه إشارة مهمة. فبدلًا من توزيع الجهد على مجموعة واسعة من الأفكار الواعدة، بدأت الوكالة في إعطاء الأولوية للتقنيات الأكثر احتمالًا لأن تكون ذات أهمية في بيئات الإنتاج الحقيقية.

غطت المراجعة نتائج مرحلة التطوير الخاصة بالمشروع والتقدم المبكر في المرحلة 2، أي مرحلة العرض التوضيحي. وصُممت هذه المرحلة الثانية لتوسيع نطاق تقنيات التصنيع الأساسية خلال السنوات المقبلة. وفي مجال الطيران، يمثل النطاق الحقيقي الاختبار الحاسم. فطريقة تصنيع تنجح في المختبر أو في بيئة تجريبية لا تترجم بالضرورة إلى إنتاج أسرع وأقل تكلفة وقابل للتكرار للهياكل الكبيرة.

ويكتسب تركيز ناسا على معدل التصنيع أهمية خاصة لأن المواد المركبة أصبحت بالفعل جزءًا أساسيًا من الطائرات الحديثة. فالأقسام من هيكل البدن والأجنحة في طائرات مثل Boeing 787 تعتمد بدرجة كبيرة على المواد المركبة. والمشكلة ليست في مدى فائدة المواد المركبة، بل في قدرتها على أن تُبنى بالسرعة والتكلفة اللتين ستطلبهما برامج الطائرات المستقبلية.

الجناح والبدن هما ساحة الاختبار

كان أحد العناصر الرئيسية في فعالية Langley عبارة عن ورشتين كاملتي اليوم ركزتا على عروض تجميع لهيكلين كبيرين للطائرات: الجناح والبدن. وهذان ليسا نظامين فرعيين هامشيين، بل من بين أكثر الهياكل تأثيرًا في أي طائرة نقل، كما أنهما يحددان بدرجة كبيرة تعقيد التصنيع والتكلفة والأداء النهائي للطائرة.

ومن خلال تنظيم العمل حول هذه الهياكل، ينسجم HiCAM مع الأسئلة الصناعية العملية. كيف يمكن تجميع الأجزاء الكبيرة المصنوعة من المواد المركبة بسرعة أكبر؟ وما العمليات التي تقلل كثافة العمل من دون التضحية بالجودة؟ وما توليفات المواد والأدوات والأتمتة التي توفر أفضل مسار لرفع الإنتاجية؟

ولا يوضح تقرير ناسا المقدم كل إجابة تقنية، لكنه يبين بوضوح أن المشروع يجمع الآن الباحثين والمهندسين والشركاء الصناعيين حول عروض توضيحية مشتركة بدلًا من تجارب منفصلة.

2028 و2029 هما عاما المحطة المهمة

لا تزال العلامات الفارقة الأوضح للمشروع في المستقبل. وتقول ناسا إن HiCAM يعمل على عروض تصنيع واسعة النطاق لأسطوانة بدن مركبة في 2028 وصندوق جناح مركب في 2029. وهذه المحطات مهمة لأنها تحدد مواعيد نهائية ملموسة لإظهار أن المواد المركبة المتقدمة يمكن أن تدعم إنتاجًا أسرع وأقل تكلفة، لا مجرد تحسينات نظرية.

وإذا نجحت، فقد تؤثر هذه العروض في الطريقة التي تُصمم بها الطائرات التجارية المستقبلية وتُبنى. فالهياكل المركبة خفيفة الوزن يمكن أن تحسن الكفاءة التشغيلية، لكن أثرها الأوسع يعتمد على قدرة المصنّعين على إنتاجها على نطاق واسع من دون تكلفة مفرطة أو عبء زمني كبير.

والصلة بين كفاءة المصنع وكفاءة الطائرة يسهل إغفالها. فغالبًا ما تركز شركات الطيران والمصنّعون والجهات التنظيمية على استهلاك الوقود والأداء التشغيلي. لكن طرق الإنتاج هي التي تحدد أولًا ما هي هياكل الطائرات القابلة للتطبيق اقتصاديًا. ويمكن لاختراق في معدل التصنيع أن يوسع نطاق التصاميم التي يكون القطاع مستعدًا لمتابعتها.

لماذا يهم البرنامج خارج ناسا

HiCAM هو جهد عام-خاص لسبب وجيه. فتصنيع المواد المركبة ليس مشكلة أكاديمية بحتة، بل يقع عند تقاطع علم المواد والأتمتة وسلاسل الإمداد واستراتيجية الطائرات التجارية. ويتمثل دور ناسا في تقليل مخاطر التقنيات وتنسيق العمل الذي يمكن أن يسرّع تبني الصناعة لها على نطاق أوسع.

وتقول الوكالة إن المشروع قد يساعد في تمهيد الطريق لأساليب تصنيع جديدة للهياكل المركبة خفيفة الوزن، بما يجعل الطائرات المستقبلية أسهل في البناء وأكثر كفاءة في التشغيل. وهي عبارة محسوبة بدقة، لكنها مهمة. فمجال الطيران يعرف منذ زمن طويل وعود المواد المركبة. أما الجزء الأصعب فكان تحويل هذه الوعود إلى أنظمة إنتاج سريعة بما يكفي للجيل المقبل من برامج الطائرات.

وتشير مراجعة Langley إلى أن HiCAM يُصاغ حول هذه الحقيقة الصناعية. فالاكتشافات المهمة الآن أقل تعلقًا بإثبات أن المواد المركبة تنتمي إلى الطائرات، وأكثر تعلقًا بإثبات أنها يمكن تصنيعها بالوتيرة التي يفرضها اقتصاد الطيران والفضاء الحديث.

محطات البرنامج

• جمعت مراجعة HiCAM الربيعية نحو 150 شخصًا من كونسورتيوم يضم 22 عضوًا.
• تقول ناسا إنها اختارت التقنيات ذات الأثر الأكبر المحتمل على معدل التصنيع.
• المشروع في المرحلة 2، أي مرحلة العرض التوضيحي، بعد العمل التطويري الأولي.
• تخطط عروض كبرى لأسطوانة بدن مركبة في 2028 وصندوق جناح في 2029.

يعتمد هذا المقال على تقرير من ناسا. اقرأ المقال الأصلي.