ICTPRESS - دو خلبان ایرانی با هدف کاهش ریسک‌های پرواز و افزایش و ارتقای امنیت و ایمنی در زمان فرود هواپیما، «سیستم ارابه فرود» را اختراع کردند. این اختراع مدال طلا چهل‌وهفتمین دوره مسابقات جهانی مخترعان کرواسی و پنجمین دوره مسابقات جهانی علوم و اختراعات انگلیس را در سال ۲۰۲۳ به خود اختصاص داده است.

محمدیوسف ترکمن و علی کنگرانی فراهانی دو کاپیتان ارشد خطوط هوایی مسافربری مخترع این سیستم ابداعی هستند که درباره این سیستم و اهداف آن به شبکه خبری آی‌سی‌تی‌پرس، توضیح می‌دهند.

طرح ابداعی «ارابه فرود» چیست و چه مزایایی دارد؟
محمدیوسف ترکمن کاپیتان ارشد خطوط هوایی مسافربری که ۴۴ سال سن و ۱۰ هزار و ۳۰۰ ساعت تجربه پروازی دارد، از سال ۸۴ به صورت حرفه‌ای وارد صنعت هوانوردی شده و با هواپیماهایی مانند ایرباس ۳۰۰، ایرباس ۳۰۰ سری ۶۰۰، بویینگ ۷۴۷، هواپیمای BAE و ایرباس ۳۱۰ پرواز را به صورت حرفه‌ای دنبال کرده است. 
وی در این گفتگو با اشاره به چرایی و چگونگی اختراع (Mobile Emergency Landing System) اینطور توضیح می‌دهد: در مدتی که در صنعت هوانوردی مشغول به‌کار بوده‌ام این فرصت را داشتم تا به‌عنوان معلم، بتوانم تجربیات و اطلاعاتم را در اختیار سایرین بگذارم و این موقعیت هم برایم فراهم شد تا در حوزه تولید علم در صنعت هوانوردی، زمان بیشتری بگذارم. این دو موضوع سبب شد تا دامنه اطلاعاتم را افزایش دهم و در سیستم‌های مختلف هواپیمایی تحقیق کنم. 
ترکمن به این دغدغه ذهنی خود اشاره می‌کند که چگونه می‌توان امنیت یک پرواز را بالاتر برد و می‌گوید: در اغلب مواقع در میان هواپیماهای دسته سبک و یا بزرگتر، شاهد بروز مشکل هنگام لندینگ هستیم و احتمال اینکه هواپیما بدون چرخ مجبور به فرود شود وجود دارد. بنابراین هدف اولیه و چرایی این اختراع، ابداع روشی برای کاهش ریسک‌های پرواز بوده است. ما سیستمی را ابداع کردیم تا در صورتی‌که چرخ هواپیما باز نشود بتوان هواپیما را برای فرود نجات داد. روی این ایده حدود ۱۰ سال کار کرده و پس از شبیهسازی رایانه‌ای، آن را به سیستم عملیاتی تبدیل کردیم. 

کاپیتان ارشد خطوط هوایی مسافربری ماهیت پرواز را تفکر می‌داند و با تاکید بر اینکه ما در حرفه خلبانی به‌صورت مداوم درذهن محاسبه‌گر خود در حال کنکاش برای بهبود فرآیندها از نقطه A‌ به نقطه B‌ هستیم، درباره چگونگی کارکرد این سیستم ابداعی توضیح می‌دهد: اگر فضای فرود را در قالب یک مستطیل با عرض استاندارد بین ۴۵ تا ۶۰ متر و طول ۱۱ هزار فیت (بسته به ابعاد فرودگاه) در نظر بگیریم، این سیستم مانند یک ارابه‌ای عمل می‌کند که می‌تواند بدنه و سطح زیرین هواپیما را در خود قرار دهد. در سیستم ارابه، یک چرخ هواپیما قرار دارد که به خلبان این امکان را می‌دهد تا سیستم را در زمان فرود تنظیم ‌کند. در اصل کار این دیوایس این است که اصطکاک پایین نیامدن هواپیما در زمان لندینگ را با سطح آسفالت باند فرودگاه، متناسب می‌کند و خودش را در لحظه فرود با سرعت هواپیما هم‌اندازه کرده و باعث فرود موفق هواپیما می‌شود.
وی می‌گوید: این سیستم ابتدا با استفاده از مدل‌های کامپیوتری و الگوریتمی در شبیه‌ساز پرواز به اجرا درآمد و ما ‌توانستیم به دفعات و کرات یک حرکت را تست کرده، نتایج آن را ببینیم و پارامترهایش را بررسی و مدل‌سازی کنیم. البته در ابتدا میزان فرود هواپیما بدون چرخ را در شبیه‌ساز پرواز درنظر گرفتیم که از هر۱۰بار فرود، این مدل‌سازی تقریبا ۹ بار ناموفق بوده است. پس از آن متوجه شدیم که مشکل از همین سطح اصطکاکی است که به وجود می‌آید و دیوایس را مطابق با حل این مشکل طراحی کردیم. ماهیت این ارابه طوری است که توسط سیگنال‌هایی که از هواپیما دریافت می‌کند خود را به سرعت هواپیما در حالت لندینگ رسانده و پس از آن شروع به کم‌کردن سرعت می‌کند تا بتواند ثابت بایستد و فرود دقیق انجام دهد. این سیستم حتی در مواقعی که خلبان هنگام فرود با دید صفر مواجه است و عملا کاری در زمان اتولندینگ انجام نمی‌دهد، کاربرد دارد.
ترکمن با ذکر مثالی از نحوه عملکرد ارابه فرود، توضیح می‌دهد: در مواقعی اتفاق می‌افتد که خلبان برای لندینگ و نشستن آماده است اما هواپیمای جلویی هنوز موفق به فرود نشده و یا باند را تخلیه نکرده است. چرا که در زمان لندینگ چرخش باز نشده و راه فرود را بسته است. در این شرایط هواپیمای دوم قطعا باید در شهر دیگری فرود بیاید. اما اگر سیستم ابداعی ارابه فرود به‌کار گرفته شود نه فقط در مورد همان هواپیمایی که آسیب دیده، بلکه در مورد سایر پروازها هم مشکلی وجود نخواهد داشت و دیگر نیاز نیست که باند فرودگاهی چند روز بسته باشد و جلوی فرود سایرین گرفته شود. این سیستم از نظر اقتصادی نیز بسیاری از مشکلات را حل می‌کند.

علی کنگرانی فراهانی کاپیتان ارشد خطوط هوایی مسافربری که ۴۲ سال سن و ۱۰ هزار و ۷۰۰ ساعت تجربه پرواز با هواپیماهایی از جمله ایرباس ۳۰۰، ایرباس ۳۰۰ سری ۶۰۰، ایرباس ۳۱۰ و بویینگ ۷۴۷ و ایرباس ۳۲۰ دارد، با اشاره به نحوه ورود خود به صنعت هوانوردی از سال ۷۷ و گذراندن دوره مدیریت کنترل پرواز و پس از آن دوره‌های آموزش خلبانی، دلیل رفتن به سمت این اختراع را اینطور توضیح می‌دهد: ما به این فکر کردیم که چه‌کاری می‌توان کرد که دنیای هوانوردی را تحت‌تاثیر قرار داده و به این صنعت کمک کند هم از بعد ایمنی و هم از بعد اقتصادی. در ابداع این سیستم موضوع افزایش ایمنی هوانوردی پررنگ‌تر است و به‌ تبع سیستم ایمنی، قطعا بعد اقتصادی آن هم دیده‌ می‌شود.

به بیان ساده‌تر وقتی ماشینی تصادف نکند، بنابراین هزینه و بار مالی هم نخواهد داشت. به‌طور قطع هواپیما و همه تجهیزاتی که ساخت بشر هستند، دارای خطاهایی هستند و ما به این فکر کردیم که مشکل یکی از این خطاها که مکانیزم فرود بدون نقص است را رفع کنیم. به همین دلیل دستگاهی ابداع کردیم که اگر به هر دلیلی چرخ هواپیما باز نشد، ایمنی پرواز تضمین شود. چرا که وقتی چرخ هواپیما باز نمی‌شود، درصد ایمنی آن پرواز برای لندینگ، با توجه به شرایط فرودگاه، شرایط هواپیما و شرایط هوایی پایین می‌آید.

وی در ادامه به روش اولیه که برای حل این مشکل وجود دارد اشاره می‌کند و می‌گوید: ما ابتدا به این فکر کردیم که یک سیستمی را روی هواپیما تعبیه کنیم تا درصورتی‌که چرخ هواپیما باز نشد، هواپیما با کمترین آسیب بنشیند. اما این ایده یک مشکل داشت و آن این بود که باید به تعداد هواپیماهای موجود در دنیا، این دیوایس را روی آن‌ها نصب کنیم. به‌همین دلیل ایده‌مان را تغییر دادیم و سیستمی را ابداع کردیم که روی باند فرودگاهی قرار گیرد تا دیگر مجبور نشویم به تعداد هواپیماهای دنیا آن را بسازیم. اگر به‌طور متوسط یک باند فرودگاهی به ۱۰۰ هواپیما سرویس ‌دهد. پیادهسازی این سیستم ابداعی به طور قطع اقتصادی‌تر است.
کنگرانی فراهانی با تاکید دوباره که هدف اصلی این اختراع بالابردن ایمنی پرواز است، ادامه می‌دهد: بدون وجود این اختراع زمانی‌که هواپیما دچار نقص در هنگام فرود می‌شود هم به مسافران و هم به خود هواپیما آسیب می‌رسد و سطح باند فرودگاهی را نیز دچار آسیب می‌کند و همه اینها از نظر اقتصادی هزینه‌بر بوده و مستلزم هزینه بالایی است. اما ما در این سیستم، یک نشیمنگاه با مکانیزم و متریال خاص اختراع کردیم که به هواپیما و سطح باند فرودگاه هیچ آسیبی نرساند و جان مسافران هم در امان باشد. ارابه‌ای که خودش را از زمانی‌که هواپیما به آن نزدیک می‌شود، با هواپیما هماهنگ کرده و هواپیما روی آن می‌نشیند. در این روش نیروی حاصله از برخورد هواپیما با سطح باند و سطح ارابه کاهش پیدا می‌کند و عمل فرود بدون مشکل انجام می‌شود. 
این کاپیتان ارشد خطوط هوایی مسافربری با اشاره به مشکلاتی که به دلیل نقص در لندینگ، به شرکت‌های هواپیمایی بار مالی تحمیل کرده و شرکت‌ها مجبور می‌شوند پروازها را کنسل کرده و مسافرینی که باید به مقصد می‌رسیدند از کارهای حیاتی خود جا می‌مانند، می‌گوید: ما از سال ۲۰۱۳ به پیاده‌سازی این ایده فکر کردیم و هرچه جلوتر آمدیم یک قطعه به این پازل اضافه کردیم. ما با مهندس کامپیوتر برای گرفتن دیتای نرم‌افزار صحبت کردیم و ساعت‌های طولانی با مهندسان متالوژی مواد، جلسه برگزار کردیم و از آنها اطلاعات گرفتیم. ما برای این سیستم به مقدار زیادی اطلاعات IT‌ از شرکت‌های سازنده هواپیما،‌ سیستم‌های نرم‌افزاری، هوش مصنوعی، الکترونیکی و الکتروتکنیکی نیاز داشتیم. برای مثال اطلاعات نرم‌افزاری از مدل هواپیما، وزن تخمینی در زمان لندینگ، میزان سوخت، تعداد مسافران و ... در این سیستم اهمیت دارد. وقتی هواپیما به برج مراقبت اعلام می‌کند که چرخ باز نمی‌شود، از وزن تخمینی موقع فرودش هم اطلاع می‌دهد. ما باید این دیتای پایه درباره توانایی هواپیما را به سیستم نرم‌افزاری ارابه وارد کنیم. در این صورت زمانی که یکی از چرخ‌های هواپیما باز نشد، ارابه فرود که نزدیک باند فرودگاه است با توجه به بانک اطلاعاتی که در اختیار دارد و اطلاعاتی که خلبان به برج مراقبت می‌دهد، عملکرد خود را آغاز کرده و هواپیمایی که بدون چرخ می‌نشیند، نجات پیدا کرده و مسافرانش سالم می‌مانند. 

دریافت مدال طلا در مسابقات مخترعان کرواسی و انگلیس
مخترعان «سیستم ارابه فرود» در بخش دیگری از این گفتگو درباره زمان و مکان و نحوه دریافت جایزه جهانی برای این اختراع توضیح می‌دهند.
این دو خلبان به صورت مشترک این اختراع را در چهل‌وهفتمین دوره مسابقات جهانی مخترعان کرواسی (INOVA 2023) در تاریخ ۲۶ تا ۲۹ سپتامبر، ارائه کرده و موفق به کسب مدال طلای این رویداد شدند. در همین حال محمدیوسف ترکمن این اختراع را در پنجمین دوره مسابقات جهانی علوم و اختراعات انگلستان (ITE 2023‌) که ۵ و ۶ اکتبر به میزبانی دانشگاه کینگستون لندن برگزار شد، ارائه و مدال طلا دریافت کرد.
ترکمن درباره دریافت این جوایز اینطور توضیح می‌دهد:‌ بعد از ثبت‌نامی که برای شرکت در مسابقات کرواسی انجام دادیم، کلیات طرح را برای آن جشنواره ارسال کردیم و زمان برگزاری رویداد، اختراع خود را برای هیات داوران توضیح دادیم و از آن دفاع کردیم. ما حین بررسی برای ارسال اختراع خود به این رویداد متوجه شدیم که کرواسی یکی از معروف‌ترین رویدادهایی است که همواره این اختراع‌ها را ثبت می‌کند و سابقه قوی‌ در این زمینه دارد و مطمئن شدیم که کپی‌رایت ایده تضمین شده است. در این رویداد مضاف بر اختراع ما در صنعت هوانوردی، اختراعات دیگری در زمینه پزشکی و دارو و سایر علوم دیده می‌شد و از میان ۱۶۰ ایده راه‌یافته به این رویداد، حدود ۳۰ تا ۴۰ جایزه اعلام شد که مدال طلا بالاترین سطح بود. من به تنهایی این اختراع را در رویداد لندن هم ارائه کردم و این ایده در آن‌جا هم موفق به دریافت مدال طلا شده است.

کنگرانی فراهانی نیز در این‌باره می‌گوید: کشور کرواسی و شهر زاگرب به عنوان یکی از قدیمی‌ترین مراکز ثبت اختراعات بین‌المللی در دنیا معروف است و ما بعد از این‌که در مدل‌های کامپیوتری برای عملیاتی‌کردن این اختراع به نتیجه رسیدیم، شروع به جستجو برای ثبت اختراع کردیم و با ظرفیت کشور کرواسی در این زمینه آشنا شده و در این رویداد ثبت‌نام کردیم.
وی درباره تجاری‌سازی این محصول نیز گفت: ‌تجاری‌سازی سرمایه می‌خواهد. البته ما هنوز راجع به این سرمایه برآوردی نداریم و معتقدیم که هرچه میزان سرمایه بالاتر برود ما می‌توانیم آن‌چه را که در ذهن خود داریم، به نحو مطلوب‌تر و با کیفیت‌تری پیادهسازی کنیم. فعلا برنامه‌مان این است که این اختراع را در نمایشگاه‌های هوانوردی بین‌المللی مانند پاریس و دبی ارائه کنیم. چرا که فرصت ارائه و جذب سرمایه در این رویدادها فراهم است.