مقايسه دو هواپيماي دو موتوره ديزلي - بنزيني

شرکت دياموند در حال فروش يک جفت هواپيماي دو موتوره ي جديد بوده که طراحي کاملاً نوآورانه دارند. موتورهاي آنها از نوع ديزلي است وتاکنون موفق به دريافت گواهينامه ي اروپايي EASA شده اند. اصلاحات عديده اي در اين دو هواپيما نسبت به مدل اوليه که از موتور THIELERT در آن استفاده شده بود و در سال 2005در ايالات متحده به پرواز درآمد به انجام رسيده است. حال بايد ديد چگونه شرکت دياموند به نقطه اي رسيد که تصميم گرفته است دو مدل که از بسياري جهات با يکديگر متفاوت بوده و هر دو از مواد کامپوزيتي ساخته شده و دو موتوره هستند را هم زمان وارد بازار مي کند؟ يکي از دلايل آن شايد ناشي از شتابي است که اين کمپاني اتريشي سازنده ي هواپيما براي مواجهه با خطرات حذف شدن از بازار دارد و به همين دليل سعي کرده با ارائه طرح هايي که در نوع خود استثنايي هستند نيازهاي خريداران مختلف را تأمين کند.

توئين استار: تاريخي از نوآوري
 

کمپاني دياموند با طراحي، ساخت و ارائه توئين استار که يک هواپيماي دو موتوره چند منظوره بود در واقع يکي از نادرترين هواپيماهاي جهان را از نظر طراحي عرضه کرد. در حالي که بال کشيده با نسبت قطر به عرض زياد آن شبيه ساير طرح هاي اين کمپاني بود از تجربيات مهندسين کمپاني در ساخت هواپيماهايي که قادر بودند در آب فرود آيند در طراحي آن استفاده شده بود و نام آن را DA42 گذاشتند. امّا زماني که به فکر طراحي يک هواپيماي دو موتوره افتادند (که به چند سال پيش باز مي گردد، به نظر مي رسيد که کمپاني در انتخاب موتور دچار مشکل و ترديد شده است. انتخاب محافظه کارانه در اين مورد موتور 180 اسب بخاري Lycoming 10-360 بود، موتور بنزيني 4 سيلندر که شرکت دياموند سال هاي متمادي از آن در مدل DA40 (هواپيماي تک موتوره) استفاده کرده بود. حال انتخاب يک موتور جديد و به نوعي نوآورانه توأم با ريسک بود چون تصميم گرفته شده بود از يک پيشرانه توربوديزلي که بدواً براي استفاده در اتومبيل طراحي شده بود، در هواپيما استفاده شود.
دست اندرکاران صنعت هواپيماسازي مي دانند که در مقطعي شرکت دياموند تصميم به استفاده از موتورهاي ديزلي در هواپيماهاي توليدي خود گرفت ولي کمپاني Thielert يک موتور ديزلي ساخت مرسدس بنز به حجم 1/7 ليتر را براي استفاده در هواپيما و انجام تغييرات روي آن عرضه کرد، در حالي که موتور Lycoming يک موتور کاملاً شناخته شده و قابل اعتماد بود ولي در عين حال موتور ساخت Thielert نيز داراي ويژگي هاي استثنايي بود. توان توليدي موتور Thielert معادل 135 اسب بخار و توان توليدي موتور Lycoming معادل 180 اسب بخار بود که دليل اين اختلاف ناشي از ديزلي بودن اوليه و بنزيني بودن دومي بود.
امّا از آنجايي که موتورهاي Lycoming قادر بودند که سوخت جت را نيز مورد استفاده قرار دهند. بنابراين در بسياري از نقاط جهان مي توانستند مورد استفاده قرار گيرند و به دليل اينکه اين موتورها براي استفاده در مرسدس مجهز به سيستم کنترل کامپيوتري بودند لذا استفاده از آنها که به موتورهاي FADEC (به معناي کنترل کامل ديجيتالي موتور) مي توانست در هوانوردي به گونه اي مفيد فايده باشد. استفاده از چنين موتورهايي مزايايي براي خلباناني دارد که هواپيماي تحت کنترل آنها مجهز به چنين موتورهايي هستند که اين مزايا عبارتند از: استارت آسان و راحت، عدم نياز به استفاده از سيستم مديريتي موتور مضاعف که منجر به خستگي فکر خلبان مي شود، تأمين نيروي کافي و در عين حال روان در تمامي دورهاي مجاز موتور.
در دوره اي که هزينه ي سوخت روي تصميمات بنگاه هاي و آموزشگاه هاي پروازي تأثيرگذار بوده ابتدا تصميم بر آن گرفته شد که از موتورهاي Thielert براي مدل جديد استفاده شود چرا که ميزان مصرف سوخت آن به طور ميانگين در هر ساعت کمتر از 10 گالن بود که مي توانست بهترين انتخاب براي آموزشگاه هاي خلباني باشد. سابقه درخشان اين موتورها نيز حاکي از آن بود که به طور مثال يکي از آموزشگاه هاي پروازي که دو دستگاه DA42 مجهز به موتورهاي Thielert را دريافت کرده بود بسيار راغب به دريافت سومين فروند آن بود چرا که اين هواپيماها بدون وقفه پرواز مي کردند و براي آموزشگاه درآمدزايي داشتند و در قبال آن هزينه ي بسيار اندکي را بر دوش آموزشگاه مي گذاشتند. متأسفانه اين خوشي زمان زيادي به طول نيانجاميد و به سرعت مشکلات آغاز شد و موتورهايي که تصور مي شد واقعاً نياز به تعمير و نگهداري ندارند به ناگهان تبديل به يک کابوس شدند. از جمله اين مشکلات مي توان به سيستم کلاچ موتورهاي Thielert اشاره کرد که نه تنها نيازمند انجام تعمير اساسي بعد از 300 ساعت پرواز بودند بلکه صاحبان و دارندگان آنها مي بايست آنها را براي انجام تعميرات به آلمان مي فرستادند که اين کار هم پرهزينه بود وهم زمان بر.
آخرين مشکلي که پيش آمد مربوط به اوايل سال 2008 بود زماني که موتورهاي Thielert که به دليل نقاط ضعف تحت بازرسي بودند توسط بازرسان اعلام گرديد که مشکل آنها غيرقابل حل بوده و همين امر آينده اين موتورها و همين طور هواپيماي DA42 را در هاله اي از ابهام فرو برد. نتيجه ي آن اين بود که کمپاني از مالکيت بنيانگذار آن خارج شده و تحت مالکيت دولت درآمد و طي برنامه ي بازيافت شرکت اعلام شد که گارانتي موتورهاي فروخته شده از درجه اعتبار ساقط است. به دنبال اين ماجرا شرکت دياموند رسماً استفاده از آن موتورها را منتفي اعلام نمود و ضمناً به بخش اداري خود فشار آورد که به دارندگان هواپيماهاي DA42 کمک کنند که به پرواز با هواپيماهاي خود ادامه داده و در قبال آن کمپاني هزينه ي لوازم يدکي و تعميرات را کاهش مي دهد. در آن دوره بود که شرکت دياموند اعلام نمود قصد دارد مدل DA42 جديد خود را با موتورهاي Lycoming به بازار عرضه کند.امّا مشکلات دارندگان DA42 قديمي کماکان باقي مانده بود و بسياري از آنها زمين گير شده بودند و در نهايت کمپاني تصميم گرفت براي دارندگان مدل هاي قديمي شرايط ويژه اي را براي خريداري مدل هاي جديد در نظر بگيرد.

بعضي از راه حل ها
 

آنچه که شرکت دياموند موفق به انجام آن در طي 18 ماه گذشته شده معرفي و اخذ گواهينامه پروازي براي دو هواپيماي دو موتوره ي جديد خود است، آن هم در بدترين شرايط اقتصادي جهان که در 80 سال گذشته بي نظير بوده است.

موتورهاي پيستوني بنزين سوز کلاسيک و ديزلي جديد
 

با توجه به تجربه ي فاجعه آميز با موتورهاي ديزلي Thielert بعضي ها ممکن است اين سؤال را مطرح کنند که چرا کمپاني دياموند مجدداً تصميم گرفت از موتورهاي توربوديزلي که اساساً براي اتومبيل طراحي و ساخته شده بود استفاده کند؟ پاسخ به اين سؤال آسان است چون دارندگان قبلي موتورهاي توربوديزلي به دليل اينکه موتورها از نوع FADEC و تمامي کنترل ها ديجيتالي بود، سوخت کمتري را مصرف مي کردند و همين طور نيروي زيادي داشتند، بسيار علاقه مند شدند. شرکت دياموند و مهندسين آن بر اين باور بودند که مشکل موتورهاي Thielert در ساختار آن نبود بلکه در اجراي آن بود و چنانچه آنها مي توانستند موتور ديزلي بعدي را به درستي بسازند مي توانستند برنده ي اين جريان شوند.
بعد از انجام پرواز با موتورهاي Lycoming که در ماه سپتامبر سال 2009 انجام گرفت همگان بر اين باور رسيدند که مناسب ترين موتور براي چنين هواپيمايي بوده و مدارس آموزش خلباني نيز که تعداد زيادي از آن را سفارش دادند بر همين باور بودند. نيروي بيشتر موتور به همراه وزن کمتر هواپيما شتاب خوبي را به آن داده بود. L360 داراي قدرت برخاستن از زمين بهتري بود، اوج گيري سريع تري داشت و همين طور فرود بهتر و مطمئن تري را براي خلبان به ارمغان مي آورد.
شرکت دياموند همانند Thielert موتور ابداعي خود را ساخت که از نظر فني و تکنيکي محصول کمپاني متعلق به خود او يعني Austro Engines بود. ابتداي کار با موتور توربو ديزلي ساخت مرسدس که براي اتومبيل در نظر گرفته شده بود آغاز گرديد منتهي موتور انتخاب شده داراي 2 ليتر حجم با بلوک آهني و نسبت تراکم بالاتر بود. موتور Austro سنگين تر از مدل Thielert بود و وزن دو تاي آن معادل 175 پاوند يا حدود 79/5 کيلوگرم ولي قدرتمندتر بود و توان توليدي آن 170 اسب بخار بود. شرکت هاي آسترو/دياموند براي اين موتور گيربکس کاملاً متفاوتي را در نظر گرفتند که ارتباط مستقيم با موتور داشت و مجهز به يک ضربه گير طولي بود و با مکانيسم کلاچ موتور Thielert کاملاً متفاوت بود، فواصل انجام سرويس هاي دوره اي براي کنترل ضربه گير طولي موتور آسترو بعد از هر 300 ساعت پرواز بود و انجام آن در مقايسه با Thielert هم نياز به زمان کمتري داشت و هم هزينه انجام آن بسيار پايين تر بود. دو پيشرانه ديزلي از يک سيستم خنک کننده استفاده مي کردند و همين طور تانک هاي ذخيره سوخت و مسيرهاي متعلق به آن به صورت مشترک بودند با اين تفاوت که آسترو براي برخاستن از زمين و يا فرود آمدن مجهز به پمپ هاي بنزين بود. تفاوت سه موتور با نگاهي به آنها کاملاً مشهود بود. در دو موتور Thielert و آسترو مجاري قيفي شکل کاملاً بزرگ وجود دارد که در زير ملخ قرار گرفته ولي در موتور آسترو به دليل وجود توربور شارژر که در کنار موتور قرار گرفته و داراي شيارهاي کاملاً مشخص است آن را از ديگري متمايز مي سازد. هواپيماي مجهز به موتور Lycoming که در تصوير ملاحظه مي کنيد موتور به دليل ملاحظات تعادلي تاحدود زيادي به قسمت جلو انتقال پيدا کرده است.

DA42 L360 مجهز به موتورهاي بسيار جذاب Lycoming
 

بعد از پرواز با DA42 مجهز به موتورهاي Lycoming مشخص شد که نه تنها هيچ نارسايي ندارد بلکه انتخاب بسيار درستي بوده است. مدارس و آموزشگاه هاي خلباني نيز که تعداد زيادي از اين هواپيما را سفارش داده اند، در مورد آن همين احساس را دارند. نيروي بيشتر موتور و وزن کمتر شتاب خوبي را براي اين هواپيما به ارمغان آورده و با توجه به اينکه جهت چرخش موتور برعکس بوده لذا از نظر ايمني اهميت بسيار زيادي دارد چون فارغ از اين که کدام موتور از کار بيفتد (چپ يا راست) هيچ گونه تفاوت قابل تشخيصي در رفتار و عملکرد هواپيما به وجود نمي آيد، سرعت اوج گيري اين هواپيما که مجهز به موتور Lycoming بوده براي يک هواپيما دو موتور سبک واقعاً خيره کننده است. حال با يک موتور و يا با هر دو موتور و ميزان آن 2000 پا در دقيقه است. در آزمايشي که با آن انجام گرفت مشخص شد که در ارتفاع 5 هزارپايي چنانچه يک موتور آن را خاموش کنيد، ميزان سرعت اوج گيري آن به 300 پا در دقيقه مي رسد آن هم با قابليت هدايت فوق العاده خوب و همه اينها ناشي از توان موتورهاي بسيار خوب آن است. يکي ديگر از جذابيت هاي آن حداقل از نقطه نظر فروش اين است که اين موتورها ديزلي نيستند. مصرف سوخت بالاتر در واقع بهاي اندک است که براي هواپيمايي با چنين ويژگي هايي پرداخته مي شود و 20 تا 30 درصد مصرف سوخت بيشتر نسبت به هواپيماهايي که موتور آسترو دارند، رقم چنداني نيست چون به معناي مصرف چند گالن سوخت بيشتر در هر ساعت پروازي است.
البته شعاع پروازي آن در مقايسه با مدل هايي که مجهز به موتور ديزلي هستند 30 درصد کمتر است و همين طور در ارتفاعات بالا از نظر ميزان سرعت کرويز قابل رقابت با انواع ديزلي نيست، استفاده از چنين هواپيمايي توسط هنرجويان خلباني به آنها آموزش مديريت موتور و سوخت را مي دهد چرا که موتورها داراي اهرم هاي گاز مختلف هستند ولي خريداران معمولي به احتمال زياد مدل ديزلي مجهز به موتور آسترو را که هر دو موتور داراي يک اهرم گاز هستند را به دليل آساني کار به آنها ترجيح مي دهند.

DA42 NG: نسل جديد موتور ديزلي براي هواپيما
 

موتورهاي آسترو داراي تمام ويژگي هايي است که موتورهاي THLELERT دارا بودند که عبارتند از: سيستم کنترل کاملاً ديجيتالي يا FADEC، استارت آسان، عملکرد نرم و راحت، موتور توربوشارژردار و مصرف سوخت بسيار پايين، برتري، آسترو، توان بيشتر توليدي موتورهاي آن به ميزان 70 اسب بخار بوده نسبت به تايلرت که همين امر برخاستن از زمين، سرعت اوج گيري و کرويز آن را بسيار افزايش داده است. سرعت اوج گيري آن در هر دقيقه بعد از برخاستن از زمين 1200 فوت بوده و چنانچه دماغه آن را قدري زاويه دار بنمائيد، اين رقم چندين صد فوت اضافه مي شود. سرعت کرويز آن از مدل L360 به مراتب بيشتر است به طوري که در ارتفاع 12 هزارپايي معادل 180 ناوت و در 10 هزار پايي با سرعت 175 ناوت قابليت پرواز داشته و ميزان مصرف سوخت آن نيز 17 گالن در هر ساعت است، بسياري از استاد خلبانان که با اين هواپيما نيز پرواز کرده اند آن را از نظر پايداري و قابليت هدايت همپايه ي مدل مجهز به موتور Lycoming مي دانند و بنابران اين مدل هم مي تواند يک هواپيماي آموزشي خوب باشد ولي اينطور به نظر مي رسد که شرکت دياموند اين مدل را بيشتر به عنوان يک هواپيماي شخصي در نظر گرفته و به همين دليل از نظر تجهيزات ناوبري و هوايي مدل کامل تري نسبت به مدل L360 است. کمپاني سازنده براي مدل هايي که براي بازار ايالات متحده در نظر گرفته هنوز قيمتي اعلام نکرده ولي به نظر مي رسد که قيمت نمونه ي ديزلي آن يعني مدل DA42NG اندکي گران تر از مدل بنزيني آن باشد. به هر حال قيمت دو مدل که داراي تجهيزات نسبتاً کاملي شامل سيستم ناوبري گارمين XM سيستم ضد يخ زدگي TKS و ساير تجهيزات پيشرفته باشد براي مدل ديزلي 750 هزار دلار و براي مدل بنزيني حدود 600 هزار دلار است. با ارائه ساير مشخصات اين دو هواپيما بحث خود را خاتمه مي دهيم.
منبع: ماهنامه ي نوآور، شماره ي 67.