في فترة من فترات حياتي كنت افكر كثيرة في كيف تطير الطائرة في السماء، واعتقد ان نفس هذا السؤال قد تبادر الى ذهن الكثير من الناس، بعضهم بحث في هذا الموضوع وعرف السبب، والاخرون لم يعرفوا السبب حتى الان. اذا كنت احد هؤلاء فسوف نتعرف معا من خلال السطور التالية بالتفصيل على ما الذي يجعل كتلة من المعدن تحلق في السماء؟
وتعد الطائرة من أعظم الاختراعات التي عرفتها البشرية و أكثرها فائدةً للإنسان ، فبعد هذا الاختراع العظيم أصبح بإستطاعة الإنسان التنقل و السفر إلى أماكن لا يمكن أن يحلم بها لولا هذا الاختراع العظيم.
كيف تطير الطائرة؟
بما ان قوة الرفع تؤثر على الجسم المتحرك. مثلا تطير الطائرة بقوة الرفع حيث يتخلخل الهواء فوق الجناح، فيزيد بذلك ضغط الهواء أسفل الجناح ويقل الضغط فوق الجناح. بذلك تنشأ قوة رفع تعمل على رفع الجناحان وبالتالي الطائرة في الجو.
عندما تحلق الطائرة في الجو، فإنها تطرد الهواء المحيط بها وتستند إلى ضغط الهواء المار تحتها والذي يعمل على رفعها للأعلى. ويعود الفضل للعالم دانيل برنولي، والذي ربط بين سرعة الهواء وضغطه فيما يعرف بمبدأ برنولي والذي ينص على (أن ضغط الهواء يقل عندما تزيد سرعته)، وبسبب الشكل الانسيابي لجناح الطائرة، فإن الهواء يتحرك فوقه بسرعةٍ كبيرةٍ، وهذا يتسبّب في تقليل الضغط تحته، الأمر الذي يساعد على رفعه إلى أعلى، وهذا ما ساهم في تطوير جناح الطائرة.
الجدير بالذكر ان جناح الطائرة يعد من الأجزاء الهامة في عملية الطيران، حيث يتخذ هذا الجناح الشكل الانسيابي المحدب من الأعلى، الأمر الذي جعل الهواء في الأعلى تسير بسرعة أكبر منه أسفل الجناح، وبالتالي زيادة الضغط أسفل الجناح، هو السبب الرئيسيّ في ارتفاع الطائرة في أعلى. ويقوم قائد الطائرة بالتحكمّ بقيادتها من خلال استخدام الأنظمة الكهربائية والميكانيكية، والهيدروليكية يدوياً أو من خلال الطيار الآلي.
وكلما زادت سرعة الطائرة كلما زادت قوة الرفع على الجناح، ولذلك لا ترتفع الطائرة في الجو في السرعات البطيئة. ولا بد أن يكون ممر الإقلاع بالطول المناسب حتى تكتسب الطائرة السرعة الكافية لتوليد قوة رفع مناسبة لرفع الطائرة عن الأرض والطيران .
القوى التي تؤثر على الطائرة أثناء الطيران
بما ان الطائرات أكثر كثافةً من الهواء المحيط بها، وبالتالي لكي ترتفع الطائرات عن سطح الأرض يجب أن توجد قوة أكبر من وزن الطائرة وبالاتجاه المعاكس لها، وهذه القوّة تعرف بقوة الرفع. بالإضافة إلى وزن الطائرة وقوة الرفع توجد قوتان إضافيّتان تؤثّران على الطائرة، وهما قوة الدفع، وقوة السحب، بحيث يؤثر وزن الطائرة عليها نحو الأسفل وتؤثر قوة الرفع عليها نحو الأعلى، بينما تقوم قوة الدفع بدفعها نحو الأمام وقوة السحب الناتجة من احتكاك الطائرة بالهواء المحيط بها بسحبها نحو الخلف.
كيف يعمل محرك الطائرة
يعتبر محرّك الطائرة من أهم اجزائها، لانه يقوم بتأمين القوّة الدافعة اللازمة لها، فيعمل على سحب الهواء ثمّ دفعه بقوّة كبيرة باتجاه الخلف لتتقدّم الطائرة إلى الأمام. .
يعمل محرك الطائرة النفاث على دفع الطائرة للأمام، حيث ينطبق عليه قانون نيوتن الثالث الذي يؤسس لمبدأ عمل المحرك، وينص على أن لكل قوة فعل قوة رد فعل، مساوية لها في المقدار ومعاكسة لها في الاتجاه. حيث يكون المحرك مرتبط بإطارات الطائرة بواسطة وصلات، تجعل الطائرة تتحرك بسرعة مسببة اندفاع الطائرة للأمام، ومن المعروف أن الطائرة تحوي على جناحان كبيران حيث يقومان بتخفيف الضغط الكبير الذي ينتج عن وزن الطائرة.
وتختلف قوّة المحرّك باختلاف نوعه، وقد عمل المهندسون على زيادة قوّة المحرّك بشكل أكبر خلال السنوات الماضية، فبدأت قوّة المحرك بقوّة 12 حصاناً عند تصميم المحرّك الهوائي الطولي سنة 1903، وواصلت قوّة المحرّكات بالازدياد حتى عام 1948 تم تصميم المحرّك التوربيني بقوّة 100 حصان.
سرعة الطائرة
يمكننا معرفة سرعة اي طائرة من خلال عاملين رئيسيين وهما:
قوة الدفع المتاحة التي تنتج من محركات الطائرة على دفع الطائرة إلى الأمام، مما يكسبها السرعة اللازمة للإقلاع والتحليق، لكن تعتمد السرعة الناتجة عن أقصى قوة دفع متاحة على كتلة الطائرة والارتفاع ودرجة الحرارة أيضاً، إذ تتحكم جميعها في قوة الاحتكاك التي تعمل على تقليل سرعة الطائرة عند أقصى قوة دفع متاحة للطائرة.
القدرة على اختراق حاجز الصوت وهي قدرة تحمل جسم الطائرة لتغيرات الضغط الناتجة من اختراق حاجز الصوت، بحيث يؤدي زيادة السرعة إلى تحرك الهواء فوق أجزاء الطائرة حتى الاقتراب من سرعة الصوت، ولذلك تصبح ظروف الطيران خطيرة على تلك الطائرات غير المجهزة لاختراق حاجز الصوت. وبالتالي لا تستطيع الكثير من الطائرات الطيران بسرعة الصوت أو سرعة قريبة منها.
ويمكننا قياس سرعة الطائرة بإستخدام نظام الأنبوب الثابت الي يقيس سرعة الطائرة أثناء الطيران، بحيث يعتمد على فرق الضغط بين نقطتين، أحدهما يقيس الضغط الثابت والآخر يقيس الضغط الناتج من اصطدام جزيئات الهواء بمقدمة الأنبوب، ثم يتم تحويل الفرق بينهما عبر علاقة رياضية إلى السرعة المطلوب معرفتها.
الاجزاء الرئيسية في الطائرة
الجناح هو أحد أجزاء الطائرة الرئيسيّة، ويتواجد في جميع أنواع الطّائرات، وهو جسم مسطّح وانسيبابي الشكل ويتم استخدامه للحصول على قوة الرفع اللاّزمة لتشغيلها، كما يعمل الجناح على حمل المحرّكات وتعتمد عليه عملية الإقلاع والهبوط.
ذيل الطائرة يتكوّن من الزعنفة والجناحين في مؤخّرة الطائرة، ووظيفته هي المحافظة على توازن الطائرة، حيث يضبط حركتها يميناً أو يساراً وأيضاً للأعلى والأسفل.
المحرك النفاث يعمل على إنتاج القوّة الرّافعة اللاّزمة لعمل الطائرة.
عجلات الطائرة هام جدا لإتمام عملية الهبوط في الطائرة. وزن الطائرة يختلف وزن الطائرة حسب الاستخدام، فبعض الطائرات أكثر وزناً من الطائرات الأخرى، ومثال ذلك طائرة الركاب التي تختلف في حجمها وسعتها عن الطائرات الأخرى، حيث صُنعت هذه الطائرة لنقل المسافرين، ممّا يعني أنّ سعتها أكبر من سعة الطائرات الأخرى.
ويختلف وزن طائرة الركاب حسب نوع الطائرة أيضاً فهناك طائرات ركاب صغيرة وتنقل عدداً قليلاً من الركاب وتوجد طائرات نقل ركاب عملاقة، وأكبر طائرة ركاب في العالم هي من نوع "ايربس إيه 380"، ووزنها 562 طناً عند الانحدار، و560 طناً عند الإقلاع، ويحتلّ الوقود وزناً كبيراً من الطائرة، حيث إنّ وزنها وهي فارغة من الوقود هو 361 طناً.
طائرة نقل الوقود وهي مُخصّصة لتزويد الطائرات بالوقود جوّاً في الحالات الاضطرارية، فأكبر طائرة رُكّاب تستطيع حمل 100 طن من الوقود، بينما ناقلة الوقود تستطيع ملء سعة الطائرة الكاملة من الوقود ويفوق وزنها 300 طن. ويميل مصمّمو الطائرات للتقليل من وزنها، حيث إنّه كلّما قل وزن الطائرة استطاعت قطع مسافات أكبر، والعكس صحيح.
مستقبل الطيران
الطيران الالكتروني سيكون مستقبل الطيران لعدة اسباب ومنها انها ستكون طائرة صغيرة وخفيفة بدون انبعاثات ضارة بالبيئة. الطائرات التي تعمل بالطاقة الكهربائية المستخرجة من مصادر الطاقة المتجددة صديقة للبيئة لأنها خالية من ثاني أكسيد الكربون. خالية من الانبعاثات الضارة بالبيئة مثل أكسيد النيتروجين.
كما أن إنخفاض معدل الضوضاء، وإنخفاض تكلفة التشغيل في تلك الطائرات عن مثيلاتها التي تعمل بالوقود سوف يسمح لها بالطيران داخل المدن.
اكبر طائرة ركاب بالعالم
وهي طائرة إيرباص إيه 380، تم تصنيعها بواسطة شركة إيرباص. بدأت دراسات إيرباص في عام 1988 وتم الإعلان عن المشروع في عام 1990 لتحدي هيمنة طائرة بوينغ 747 في سوق المسافات الطويلة. تم الكشف عن النموذج الأولي الأول في تولوز في 18 يناير 2005، مع أول رحلة لها في 27 أبريل 2005. حصلت على شهادة نوعها من وكالة سلامة الطيران الأوروبية وإدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية في 12 ديسمبر 2006.تم تسليمها لأول مرة إلى الخطوط الجوية السنغافورية في 15 أكتوبر 2007 ودخلت الخدمة في 25 أكتوبر.
تتسع الطائرة ل 525 راكبًا، على الرغم من إمكانيتها لما يصل إلى 853 راكبًا. يتم تشغيله بواسطة أربعة محركات توربينية من تحالف المحرك جي بي 7000 أو رولز رويس ترنت 900 توفر مدى يبلغ 8000 ميل بحري (14800 كم).
وفي الختام نكون قد تعرفنا على كل ما يخص الطائرة من حيث مبدأ الطيران وكيفيته، القوى المؤثرة على الطائرة، اجزاء الطائرة، سرعتها واكبر طائرة موجودة حاليا.
اذا وجدت ذلك مفيدا قم بنشره لتعم الفائدة..
اترك لنا تعليقك للمناقشة..
اكتب تعليقك وسنرد عليك