اهلا بك

الكاتب

مرحبا بكم

البحث فى المدونه

اشترك ليصلك كل جديد

احصل على كل جديد فى عالم التدوين لحظه بلحظه اشترك الان

الخميس، 26 فبراير 2015

صناعة المروحيات – مبدأ طيران الطائرات

صناعة المروحيات – مبدأ طيران الطائرات
image001
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.
image002
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.
image003

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.
image004


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.
image005
image006

قوى الطيران
توجد 4 قوى في الطيران وهي كما هو واضح في الصورة التالي:
image007
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.
image009
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.
 image010
 image011
 image012
 image013
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.

 image014
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.
image015
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.
image016
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.
image017
image018
image019  

image020
image021
 

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.
image022
image023

جدار الصوت
 image024
 image025
 image026
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.

image027
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.
image028
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.
image029
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.
image030

التعليقات
0 التعليقات

0 التعليقات:

إضغط هنا لإضافة تعليق

إرسال تعليق

Blogger Widgets