داستان هواپیمای مافوق صوت بوئینگ، رقیب کنکورد که رنگ آسمان را ندید

دوران جنگ سرد زمانه ناامنی و تاریکی برای جهان بود، اما هم‌زمان، رقابت شدیدی را در صنعت هوانوردی ایجاد کرد که سازندگان هوافضا را به سمت طراحی شاهکارهای مهندسی سوق می‌داد. درحالی‌که هواپیمای انگلیسی-فرانسوی کنکورد و توپولف TU144 شوروی توانستند از روی کاغذ به مرحله خدمت تجاری برسند، جاه‌طلبانه‌ترین پروژه هوافضای ایالات‌متحده پیش از آنکه حتی یک پروتوتایپ از آن رنگ آسمان را ببیند، در سکوت خبری برچیده شد. توسعه هواپیمای بوئینگ ۲۷۰۷ که با حمایت مالی سنگین دولت آمریکا همراه بود، قرار بود برتری مطلق آمریکا را در آینده سفرهای هوایی جهان تثبیت کند. این پروژه پیش از قطع ناگهانی بودجه توسط کنگره آمریکا در سال ۱۹۷۱، بیش از یک میلیارد دلار از سرمایه دولتی را بلعید.

تولد برنامه ترابری مافوق صوت آمریکا، واکنش مستقیم به توسعه سریع کنکورد و توپولف TU144 در اوایل دهه ۱۹۶۰ بود. جان اف کندی، رئیس‌جمهور وقت آمریکا، از ترس ضربه خوردن به اعتبار ملی و از دست رفتن دائمی سلطه صنعتی در بخش ترابری هوایی تجاری، یک مسابقه طراحی با بودجه دولتی را برای ساخت جایگزین آمریکایی پایه‌گذاری کرد. اداره هوانوردی فدرال (FAA) چالش سختی را پیش روی صنعت هوافضای داخلی گذاشت. هدف، ساخت جت مسافربری بود که به‌مراتب بزرگ‌تر و سریع‌تر از کنکورد و توپولوف باشد. کنکورد با بدنه آلومینیومی طراحی شده بود تا با سرعت ۲.۰ ماخ (حدود ۲۴۵۰ کیلومتر بر ساعت) نزدیک به ۱۰۰ مسافر را جابه‌جا کند اما دستور کار آمریکا جهشی بزرگ در ابعاد و سرعت نسبت به پروژه کنکورد بود. دستورالعمل‌های اولیه خواهان هواپیمایی با ظرفیت ۲۵۰ تا ۳۰۰ مسافر و سرعت کروز نجومی ۲.۷ ماخ (حدود ۳۳۰۰ کیلومتر بر ساعت) بودند.

این اختلاف سرعت چشمگیر، مانع بزرگی بر سر راه پروژه ایجاد کرد زیرا آلومینیوم استاندارد هوانوردی نمی‌تواند در برابر حرارت شدید ناشی از اصطکاک هوا در سرعت‌های بالاتر از ۲.۲ ماخ مقاومت کند. همین موضوع مهندسان بوئینگ را مجبور کرد تا روش‌های سنتی ساخت را کاملاً کنار بگذارند و برای اولین بار در مقیاسی گسترده، از فلز تیتانیوم در ساختار هواپیما استفاده کنند. بوئینگ درنهایت در اول ژانویه ۱۹۶۷ با شکست دادن طرح بال دلتای ثابت لاکهید، برنده این قرارداد فدرال شد. این پیروزی دسترسی به میلیون‌ها دلار یارانه دولتی را فراهم کرد. بوئینگ در اوج این برنامه توانست ۱۲۲ سفارش قطعی از ۲۶ شرکت هواپیمایی بین‌المللی دریافت کند. آزمایش‌های پروازی برای اواخر سال ۱۹۷۲ و ورود کامل به خدمت تجاری برای سال ۱۹۷۵ برنامه‌ریزی شده بود زیرا صنعت هوانوردی تصور می‌کرد دوران هواپیماهای مسافربری زیر سرعت صوت به پایان رسیده است.

بوئینگ برای دستیابی به ترکیب غیرممکنی از پایداری در سرعت‌های پایین هنگام نشستن در فرودگاه و درگ فوق‌العاده کم در سرعت ۲.۷ ماخ، طرح هواپیمای بال متغیری که با نام بوئینگ ۱۰۰-۲۷۰۷ شناخته می‌شد را پیاده کرد که عملکردی شبیه به یک جنگنده نظامی بزرگ‌شده داشت. بال‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده بودند که در هنگام برخاستن و فرود کاملاً باز بمانند تا نیروی بالابر (لیفت) را به حداکثر برساند. سپس با عبور هواپیما از سرعت صوت، بال‌ها به‌صورت مکانیکی به سمت عقب بدنه جمع می‌شدند تا یک پروفایل باریک و درگ پایین ایجاد کنند. بااین‌حال، بزرگ کردن مکانیزم بال متغیر نظامی برای یک هواپیمای مسافربری تجاری با حداکثر وزن ۳۰۶ تن، یک کابوس مکانیکی بی‌سابقه بود. ارزیابی‌های فنی نشان می‌داد که لولاهای چرخان عظیم از فولاد و تیتانیوم، برای حرکت دادن بال‌ها زیر بار شدید آیرودینامیکی، اضافه‌وزن غیرقابل‌تحملی را به مرکز بدنه تحمیل می‌کردند. با افزایش وزن این مکانیزم‌ها، وزن خالی عملیاتی پیش‌بینی‌شده هواپیما به‌شدت بالا رفت و ظرفیت سوخت که برای تجاری‌سازی پروازهای اقیانوسی حیاتی بود را بشدت تحت تأثیر قرار داد. درنتیجه، بوئینگ که با هواپیمایی بیش‌ازحد سنگین مواجه شده بود که قبل از رسیدن به اروپا سوختش تمام می‌شد، در سال ۱۹۶۸ مجبور به یک عقب‌نشینی ویرانگر شد. طرح بال متغیر به‌طور کامل کنار گذاشته شد و مهندسان ناچار شدند سال‌ها تلاش را دور بریزند و به سراغ یک پلتفرم بال دلتای ثابت سنتی‌تر به نام ۳۰۰-۲۷۰۷ بروند.

تغییر مسیر به سمت طراحی بال دلتای ثابت، مشکل اضافه‌وزن لولاهای بال متغیر را حل کرد اما مجموعه کاملاً جدیدی از ضعف‌های آیرودینامیکی را به همراه آورد. بوئینگ برای حفظ عملکرد قابل‌قبول در سرعت‌های پایین روی باندهای فرودگاهی موجود بدون نیاز به بال‌های متغیر، مجبور شد بال دلتای مدل ۳۰۰-۲۷۰۷ را بیش‌ازحد بزرگ طراحی کند و زاویه عقب‌رفتگی آن را کاهش دهد. این تغییر، کارایی مافوق صوت هواپیما را در ارتفاعات بالا به‌شدت کاهش داد و منجر به افزایش ظریف درگ شد که مصرف سوخت را بازهم بالاتر برد. بنابراین، بوئینگ برای عبور دادن این بدنه دلتای بزرگ از دیوار صوتی، ناچار شد به نیروی پیشران خالص تکیه کند. طرح بازنگری‌شده به چهار موتور توربوجت عظیم جنرال الکتریک GE4 مجهز شد که هرکدام توانایی تولید نیروی رانش بی‌سابقه ۲۸۰ کیلونیوتنی را داشتند اما مصرف سوخت آن‌ها مدیران خطوط هوایی تجاری را شوکه کرد. زمانی که ساخت ماکت مهندسی در ابعاد واقعی در سپتامبر ۱۹۶۹ آغاز شد، حداکثر وزن برخاست پیش‌بینی‌شده بازهم افزایش یافت درحالی‌که ظرفیت مسافران هم به ۲۳۴ کاهش یافت. تغییرات مداوم طراحی و محاسبات دوباره وزن، بودجه برنامه را بلعید و ثابت کرد که فناوری اواخر دهه ۱۹۶۰ برای ساخت یک هواپیمای تیتانیومی با سرعت ۲.۷ ماخ کافی نیست.

درحالی‌که چالش‌های فنی در بخش مهندسی بوئینگ روی‌هم انباشته می‌شدند، موج قدرتمندی از مخالفت‌های سیاسی و زیست‌محیطی نیز در سراسر ایالات‌متحده شکل گرفت. محرک اصلی این اعتراضات عمومی، صدای مهیب شکستن دیوار صوتی یا همان موج شوک صوتی بود که توسط هواپیماهای مافوق صوت ایجاد می‌شود. آزمایش‌های اولیه با استفاده از بمب‌افکن‌های نظامی نشان داد که یک هواپیمای تجاری با ابعاد عظیم ۲۷۰۷، موج صوتی رعدآسایی تولید می‌کند که می‌تواند شیشه‌های خانه‌های مسکونی را بشکند و حیات‌وحش را در زیر مسیر پروازی خود آشفته کند. این پدیده باعث شد دولت ایالات‌متحده ممنوعیت کاملی را برای پروازهای مافوق صوت غیرنظامی بر فراز خاک کشور وضع کند که این تصمیم، کاربرد تجاری اصلی هواپیمای بوئینگ را از بین برد زیرا خطوط هوایی دیگر نمی‌توانستند از سرعت ۲.۷ ماخ بوئینگ ۲۷۰۷ در مسیرهای داخلی پردرآمدی مانند نیویورک به لس‌آنجلس یا شیکاگو به سانفرانسیسکو استفاده کنند. با ممنوعیت پرواز بر فراز خشکی، این هواپیما تنها به کریدورهای اقیانوسی محدود شد که بازار جهانی آن را به نصف کاهش داد.

پایان پروژهٔ بوئینگ ۲۷۰۷ درواقع نه به خاطر شکست مهندسی بلکه با یک رأی‌گیری در واشنگتن رقم خورد. تا مارس ۱۹۷۱، این پروژه به یک هدف سیاسی بزرگ تبدیل شده بود و قانون‌گذاران منتقد تزریق صدها میلیون دلار از پول مالیات‌دهندگان به یک پروژهٔ لوکس تجاری در دوران فشارهای شدید اقتصادی داخلی بودند. توجیه مالی پروژه زمانی کاملاً فروپاشید که ارزیابی‌های اقتصادی مستقل نشان دادند هواپیماهای مافوق صوت به‌شدت در برابر تغییرات قیمت سوخت آسیب‌پذیر هستند. ازآنجاکه هواپیماهای مافوق صوت در هر صندلی-کیلومتر چندین برابر بیشتر از یک جت زیر سرعت صوت سوخت مصرف می‌کنند، هرگونه افزایش در قیمت جهانی نفت می‌توانست این هواپیما را فوراً غیررقابتی کند. همچنین صنعت هوانوردی جهانی هم تمایل خود را برای استفاده از هواپیماهای سریع اما پرمصرف از دست داده بود. نهایتاً، در ماه می ۱۹۷۱، سنای ایالات‌متحده رسماً با ۵۱ رأی موافق در برابر ۴۶ رأی مخالف، به قطع تمامی بودجه‌های فدرال برای برنامه مافوق صوت آمریکا رأی داد و پایانی ناگهانی را برای بوئینگ ۲۷۰۷ رقم زد. دو پروتوتایپی که در خطوط مونتاژ بوئینگ در سیاتل در آستانه تکمیل بودند نیز اوراق و به‌عنوان ضایعات فلزی فروخته شدند تا رقیب آمریکایی کنکورد هرگز شانس پرواز پیدا نکند.

فروپاشیدن ناگهانی برنامه بوئینگ ۲۷۰۷ یک نقطه عطف ساختاری بزرگ در تاریخ هوانوردی تجاری جهان بود. این لغو پروژه به دوران تمرکز روی سرعت پایان داد و سازندگان پیشروی هوافضا را مجبور کرد اولویت‌های تحقیق و توسعه بلندمدت خود را تغییر دهند. صنعت هوانوردی به‌جای ادامه دادن به مسیر دسترسی به ماخ‌های بالاتر به هر قیمتی، تمرکز خود را روی بهره‌وری سوخت، ساخت آسان‌تر و افزایش ظرفیت مسافران گذاشت. همین تغییر مسیر، راه را برای تسلط مطلق بوئینگ ۷۴۷ بر آسمان هموار کرد. هرچند پروژه ۲۷۰۷ تمام منابع مهندسی پیشرفته بوئینگ را می‌بلعید اما هم‌زمان، تیمی موازی در سکوت خبری مشغول تکمیل یک هواپیمای پهن‌پیکر زیر سرعت صوت بودند که می‌توانست نزدیک به ۴۰۰ مسافر را با هزینه‌ای بسیار کمتر جابه‌جا کند. درحالی‌که کنکورد تا زمان بازنشستگی تنها به‌عنوان یک پروژه تجملاتی و کم‌تیراژ با یارانه سنگین برای قشر مرفه فعالیت کرد، ۷۴۷ سفرهای بین‌المللی را در دسترس عموم مردم قرارداد و به میلیون‌ها مسافر عادی اجازه داد تا با هزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه از اقیانوس‌ها عبور کنند.