صناعة المروحيات – مبدأ طيران الطائرات

صناعة المروحيات – مبدأ طيران الطائرات

لابد لكل من أراد قيادة أو صناعة الطائرات و المروحيات أن يتعرف على مبدأ طيرانها. أي المصطلحات العامة المستخدمة في الطيران. لنرى إذن كيف يكون طيران المركبات...

---

تقديم

هذا المقال ضروري لهوات صناعة الطائرات والمروحيات. لتفهم ما أعنيه، يمكنني أن أطرح عليك السؤال البسيط التالي: كيف يمكنك التحكم بطيران الطائرة أو المروحية؟ هذا السؤال على بساطته فهو ينطبق على من يقود الطائرة من داخلها (قمرة القيادة) أو من خارجها (التحكم عن بعد). عندما أقول "قائد الطائرة" فأنا أعني "ربان الطائرة" و "المتحكم بها من بعد" أيا كان منهما.

ما هو الهواء؟ الهواء عبارة عن مادة فيزيائية لها وزن كما لك أنت وزن. يتكون الهواء من غازات مختلفة: الأوكسيجين وثاني أوكسيد الكربون والنيتروجين. كل الأشياء التي تطير تحتاج للهواء. وللهواء قوة يمكنها رفع أو خفض الطيور والمناطيد والطائرات والمروحيات. يعتبر الهواء الساخن أخف من الهواء العادي. لهذا يتم ملء المناطيد به لترتفع بذلك في السماء. ويمكنك أن تفهم هذه الظاهرة جيدا إذا ذهبت إلى حمام عمومي. عند وقوفك في إحدى غرف الحمام الساخنة مثلا، ستجد أنك تحس بالحرارة حوالي نصف جسمك العلوي. وإذا جلست على الأرض فستجد بأن الحرارة أخف. هل شعرت بهذا يوما ما؟ وهل تساءلت عن السبب وراء ذلك؟ هذا يعزى إلى أن الهواء الساخن يرتفع إلى أعلى وأن الهواء البارد ينزل إلى الأسفل. كيف يقوم الجناحان برفع الطائرة؟ أجنحة الطائرات محذبة من أعلى مما يجعل الهواء يمر بسرعة أكبر من أعلى الجناح. يمر الهواء بسرعة من أعلى الجناح بينما يمر ببطئ من تحته. الهواء البطيئ يدفع الجناح نحو الأعلى من تحته بينما الهواء السريع يدفعه نحو الأسفل من أعلى الجناح. يتغير اتجاه الطائرة نحو الأعلى إذا كانت قوة الدفع من أسفل أكبر من قوة الدفع من أعلى والعكس بالعكس. قوى الطيران توجد 4 قوى في الطيران وهي كما هو واضح في الصورة التالي: العربية الإنجليزية الفرنسية الرفع Lift Portance  الجاذبية أو الوزن Gravity or weight Gravitation ou poids  الدفع Thrust Poussée مقاومة الهواء Drag Traînée كيف يتحكم الربان بالطائرة؟ هذه الفقرة هي أهم ما نريد أن نوصله لك في هذا المقال لأنه مهم في فهم صناعة الطائرة وبعض المروحيات. لهذا انتبه لها جيدا فهي بسيطة وليست بالمميلا في الساعة. يتحكم قائد الطائرة بقوة المحرك من خلال داعس الوقود (Throttle). بدفعه تزداد قوة المحرك وتنقص بجره. الصورة التالية مؤخودة من موقع ناسا وهو يبين مختلف أسماء أطراف الطائرة.         تقوم الدفة بالتحكم بانعراج الطائرة. تقوم الرافعتان في ذيل الطائرة برفع الطائرة أو خفضها. تحريكهما نحو الأسفل يجعل أنف الطائرة متجها نحو الأعلى. أما إذا تم تحريكهما نحو الأعلى فهذا يجعل أنف الطائرة نحو الأسفل. يقوم الجنيحان (جنيح تصغير جناح) برفع وخفض الجناحان.   توجد 3 مصطلحات مهمة عند التكلم عن التحكم بالطيران: الانقلاب (العطوف) بالإنجليزية:    Roll بالفرنسية: Roulis هو الميلان على محور الطول. ويقع بصورة طبيعية للطائرات عند تغيير مسارها. كما ترى في الصورة جانبه، من خلال التحكم بحركة الجنيحين تتم هذه العملية. الميلان نحو اليمين: يتم بخفض الجنيح الأيمن ورفع الأيسر. الميلان نحو اليسار: يتم بخفض الجنيح الأيسر ورفع الأيمن. في قمرة القيادة: يتحكم قائد الطائرة بحركة الجنيحين من خلال controll wheel. بإدارته في اتجاه عقارب الساعة يتم رفع الجنيح الأيمن وخفض الأيسر والعكس بالعكس. الانعراج بالانجليزية: Yaw بالفرنسية: Lacet هو الميلان على محور الارتفاع. ويقع بصورة طبيعية للطائرات عند تغيير مسارها كذلك. كما ترى في الصورة جانبه، من خلال التحكم بحركة الدفة يتم تغيير مسار الطائرة. الانعراج نحو اليمين: يتم بتحريك الدفة نحو اليمين. الانعراج نحو اليسار: يتم بتحريك الدفة نحو اليسار. في قمرة القيادة: يقوم قائد الطائرة بتوجيهها باستخدام حركة الجنيحين والدفة جميعا. يتم التحكم بالدفة من خلال rudder pedals. الانتكاس (الخطران) بالإنجليزية: Pitch بالفرنسية: Tangage هو الميلان على محور العرض. ويقع بصورة طبيعية للطائرات عند الإقلاع أو النزول. كما ترى في الصورة جانبه، من خلال التحكم بحركة الرافعتين يتم تغيير اتجاه أنف الطائرة نحو الأعلى أو نحو الأسفل. التوجه نحو الأعلى: يتم بتحريك الرافعتين نحو الأعلى. التوجه نحو الأسفل: يتم بتحريك الرافعتين نحو الأسفل. في قمرة القيادة: يقوم قائد الطائرة بالتحكم بهما من خلال control wheel. بدفع هذه الأخيرة نحو الأمام يتم رفع الرافعتين والعكس بالعكس. آليا، كيف يتم التحكم بحركة الدفة والجنيحين إلخ...؟ يجب أن تعرف أنه غالبا عند صنعك لطائرة ما أو مروحية فستعتمد على محركات تدعى المحركات سيرفو، حيث يتم ربط هذه الأخيرة بالدفة والرافعتين والجنيحين وكل من له حركة في مجال محدد حسب الحاجة. وبهذا يمكنك التحكم بما تريد. يمكنك أن تضطلع على المقال برمجة المحركات - المحرك سيرفو للمزيد من المعلومات عنه. الصورتين التاليتين تظهر لك بعض محركات سيرفو في هيليكوبتر. جدار الصوت       يتكون الصوت انطلاقا من جزيئات الهواء المتحركة. عندما تندفع هذه الجزيئات وتتجمع معا تكون بذلك ما يعرف بالموجات الصوتية.تصل سرعة الموجات الصوتية إلي 750 ميلا في الساعة على مستوى البحر. عندما تصل سرعة الطائرة لسرعة الصوت تتجمع موجات الهواء معا مسببة بذلك انضغاط الهواء أمام الطائرة لكبح هذه الأخيرة من الاندفاع إلى الأمام. يسبب هذا الحدث ما يسمى بالاصدام الموجي (shock wave) الذي يقع أمام الطائرة. من أجل تحقيق سفر أسرع من الصوت، تحتاج الطائرة لقدرة خرق الجذار الصوتي. عندما تتحرك الطائرة خلال الموجات يحدث لهذه الأخيرة تشتتا مما يسبب في سماع صوت فضيع أو ما يسمى بالدوي الصوتي. تحدث هذه الظاهرة بسبب تغيير مفاجئ في الضغط الجوي. ونقول في هذه الحالة بأن الطائرة تسافر بسرعة فوق صوتي (supersonic). عندما تسافر الطائرة بنفس سرعة الصوت أي حوالي 760 ميلا في الساعة، نقول بأنها تسافر في الطور الأول (Mach 1). أما الطور الثاني (Mach 2) فيمثل ضعف سرعة الصوت. سرعات الطيران طيران عام (من 100 إلى 350 ميلا في الساعة) General Aviation لم تكن محركات الماضي قوية بما فيه الكفاية، لذلك كان مجال سرعة طائرات ذاك الوقت محدودا. وما تزال بعض الطائرات كالتي تستعمل في رش المبيدات على الحقول الزراعية أو تلك التي تستعمل في البحار. تحت صوتي (من 350 إلى 750 ميلا في الساعة) Subsonic معظم الطائرات التجارية تسافر في حدود هذا المجال. محركاتها تتميز بالقوة وخفة الوزن وممكن أن تسافر سريعا رغم الحمولة الكبيرة من أمتعة ومسافرين. فوق صوتي (من 760 إلى 3500 ميلا في الساعة) Supersonic يمكن أن تصل سرعة هذا النوع من الطائرات إلى 5مرات ضعف سرعة الصوت. تتميز محركاتها بمستوى عال وخفة وزن. طائرة الكوكنكورد مثال على هذا. فرط صوتي (من 3500 إلى 7000 ميلا في الساعة) Hypersonic تسافر الصواريخ والمركبات الفضائية من 5 إلى 10أضعاف سرعة الصوت. مواد جديدة ومحركات قوية جدا تم تصميمها خصيصا لهذا النوع من المركبات.

I'm reading: صناعة المروحيات – مبدأ طيران الطائرات

بقلم soufian najim

سفيان، احب أن أضع كل ما أعرف من معلومات حول الحاسوب والتقنيات الجديدة، وخطرت لي فكرة عمل مدونة تضم كل المجالات التعليمية التي أستطيع إفادتكم بها ، فأرجوا ان لاتبخلوا علي أيضا بمتابعتكم لمواضيعي كما ان تعليقاتكم تهمني وتزيد من عطائي لكم إخوتي الكرام وأي استفسار ان موجود وشكرا

قسم : اصنعها,الرئيسية