مقدمة
-
إن تحليق طائرة عملية معقدة تعتمد على مبدأ برنولي. سمي هذا المبدأ على اسم العالم السويسري دانيال برنولي، الذي درس تدفق السوائل. باختصار، ينص مبدأ برنولي على أن السائل (في هذه الحالة، الهواء) يتدفق في تيار مستمر، يخضع لقوانين الحفاظ على الكتلة والزخم. هذا يعني أن الزخم الكلي (الكتلة × السرعة) لكل الهواء المتدفق حول جسم ما ثابت. - تستخدم جميع الطائرات، بغض النظر عن حجمها أو نوعها، مبدأ برنولي للبقاء في الهواء. يستخدم هذا المبدأ لإنشاء المصعد. الرفع هو ببساطة القوة التي تدفع الطائرة عن الأرض.
- الطريقة التي يتحرك بها الهواء حول الأجنحة تجعل الطائرة ترفع. تتشكل الأجنحة بطريقة يتدفق الهواء فوقها في اتجاه هبوطي. يؤدي هذا إلى قوة صاعدة على الأجنحة، مما يؤدي بعد ذلك إلى تحليق الطائرة.
- تستخدم الطائرات أيضًا المحركات للتحرك إلى الأمام بسرعات عالية. هذه الحركة تجعل الهواء يتدفق بسرعة فوق الأجنحة. يخلق ضغط الرياح على هذه الأجنحة قوة تسمى الدفع. الدفع هو ما يدفع الطائرة إلى الأمام.
- كل الطائرات لها أجنحة، ولكن لا تستخدم كل الأجنحة للطيران. تنقسم الأجنحة الموجودة في الطائرة إلى نوعين: أساسي وأجنحة إضافية. الأجنحة الأساسية هي المسؤولة عن خلق قوة الرفع أثناء الطيران وتقع في الجزء الأمامي والخلفي من الطائرة. تساعد الأجنحة المساعدة في التحكم في مسار طيران الطائرة وتقع في مقدمة الطائرة وخلفها.
فيزياء الطيران
-
عندما تقلع الطائرة، توفر المحركات دفعة قوية تقذف الهواء للأسفل على الأجنحة. هذا يخلق قوة رفع، مما يساعد الطائرة على التحرك للأمام. عندئذٍ يكون السحب مسؤولاً عن إبقاء الطائرة في الهواء عن طريق دفعها للخلف عكس اتجاه الهواء. وزن الطائرة يثبتها، ويوفر الدفع قوة إضافية لتحريكها للأمام. تعمل كل هذه القوى معًا لجعل الرحلة ممكنة.
تصميم الجناح في الطائرة
-
تصميم الأجنحة هو عملية معقدة تبدأ بتجميع الإطار المعدني للسبارات والضلوع، متبوعًا بإضافة أنظمة الطيران والمكونات الهوائية وخزانات الوقود. أخيرًا، الأجنحة متصلة بالإطار. الهدف من تصميم الجناح هو تحقيق نسبة رفع إلى سحب أعلى، وهو هدف رئيسي لتصميم الطائرة. يمكن تجهيز الطائرات الخالية من الذيل والأجنحة الطائرة بأي جناح هوائي تقريبًا، إذا تم اختيار توزيع الاجتياح والالتواء وفقًا لذلك. وبالتالي، فإن تصميم "الجناح الطائر" الوحيد لديه القدرة على إحداث ثورة في تصميم الطائرة.
محركات الطائرات
-
تتطلب محركات الطائرات قوة محرك هائلة لتحقيق الإقلاع والطيران. معظم محركات الطائرات إما محركات مكبسية أو توربينات غازية، على الرغم من أن القليل منها كان يعمل بالصواريخ، وفي السنوات الأخيرة، استخدمت العديد من الطائرات بدون طيار الصغيرة محركات كهربائية. - تعمل المحركات المكبسية عن طريق دفع المكبس لأسفل الأسطوانة، والتي بدورها تقود العمود المرفقي. يقوم العمود المرفقي بتدوير المروحة، والتي توفر حركة أمامية للطائرة. تعمل توربينات الغاز بطريقة مماثلة ولكن بدلاً من المكبس، فإنها تعتمد على حجرة تعمل بالغاز تمتص الهواء ومنتجات الاحتراق من المحرك. تعمل هذه الحرارة على تحويل الغاز إلى بخار، والذي بدوره يعمل على تشغيل التوربين.
- كلا النوعين من المحركات لهما مزايا وعيوب. تعتبر المحركات المكبسية بشكل عام أكثر قوة وكفاءة، ولكنها يمكن أن تكون أقل موثوقية في ظروف الطقس البارد. تعتبر توربينات الغاز أكثر كفاءة في استهلاك الوقود، لكنها تميل إلى أن تكون أعلى وتتطلب مزيدًا من الصيانة.
- لكي تطير الطائرة، يجب أن تولد المحركات حركة أمامية كافية لرفع الطائرة عن الأرض. يتم تحقيق ذلك إما باستخدام المكابس أو التوربينات الغازية. تستخدم المحركات المكبسية الهواء القسري لتشغيل المروحة، بينما تعتمد التوربينات الغازية على البخار للقيام بنفس الشيء.
قوة الرفع
-
عندما تحلق طائرة، تم تصميم الأجنحة لتوفير قوة رفع كافية للتغلب على وزن الطائرة، بينما يوفر المحرك قوة دفع كافية للتغلب على السحب. تسمى قوة الضغط هذه بالرفع. يتم توجيه الرفع بشكل عمودي (بالزاوية اليمنى) على اتجاه الطيران. - لا يوجد شكل محدد مسبقًا لجناح الجناح، فهو مصمم بناءً على وظيفة الطائرة التي سيتم استخدامها من أجلها. لفهم كيفية عمل المصعد، من المفيد فهم أساسيات الطيران. عند التفكير في أساسيات الطيران، هناك أربع قوى في العمل: الرفع، والدفع، والوزن، والسحب. ارفعنا، الوزن منخفض. الدفع للأمام، السحب ضدك!
- عندما تقلع الطائرة، تم تصميم الأجنحة لتوفير قوة رفع كافية للتغلب على وزن الطائرة. يوفر المحرك قوة دفع كافية للتغلب على السحب والحفاظ على الطائرة في الهواء.
قانون نيوتن الثالث
-
ينص قانون نيوتن الثالث للحركة على أنه لكل فعل رد فعل متساوٍ ومعاكس. هذا القانون مسؤول عن تحليق الطائرات ويشرح لماذا يمكن للطائرة أن تطير. تساعد القوى الأربع المؤثرة على الطائرة في الحفاظ على توازنها ودفعها للأمام.
مبدأ برنولي
-
تحلق الطائرة بسبب العمل الذي يقوم به الهواء وهو يدفع الأجنحة. كلما كان الهواء يتحرك بشكل أسرع، زاد العمل الذي يمكنه القيام به، وهذا ما يساعد الطائرة على الارتفاع في الهواء. عندما تقلع طائرة، فإنها عادة ما تواجه الريح من أجل الحصول على أفضل رفع ممكن.
القوى الديناميكية الهوائية
-
يتم دفع الطائرات للأمام بواسطة قوى الحركة الأربع: الدفع والوزن والسحب والرفع. الدفع هو القوة التي تدفع الطائرة إلى الأمام، في حين أن الوزن والسحب مسؤولان عن إبطائها. قوة الرفع هي القوة التي تساعد الطائرة على الصعود بعيدًا عن الأرض. إن فهم كيفية عمل هذه القوى معًا هو المفتاح لقيادة طائرة بنجاح.
دوامة الجناح
-
عند النزول في وضع حلزوني، تطير الطائرة في شكل مستطيل حول المطار مع كون أحد الجوانب الطويلة هو المدرج. غالبًا ما يشار إلى هذا الوضع باسم "هبوط مستوى الجناح". يستخدم مراقبو الحركة الجوية هذا الوضع عند الهبوط على مدرج أقصر. - تقوم الطائرة بالدوران الأوتوماتيكي طالما ظلت في حالة دوران، فبعض الطائرات قادرة على الخروج من الدوران بمجرد ترك أدوات التحكم في الطيران، وخلال دوامة المقبرة، من ناحية أخرى، كلا الجناحين لا يزالان يحلقان، لا يوجد فقدان لضوابط الطيران، والطائرة تسير بسرعات عالية.
خاتمة
-
في الختام، تحلق الطائرة باستخدام أربع قوى. هذه القوى هي الرفع، قوة الجاذبية أو الوزن، الدفع، والسحب. سبب الرفع هو الأجنحة وهو المسؤول عن تحليق الطائرة في الهواء. قوة الجاذبية أو الوزن هو ما يبقي الطائرة في الهواء وتسببها جاذبية الأرض. الدفع هو ما يدفع الطائرة للأمام ويتم توفيره بواسطة المحركات. السحب هو ما يبطئ الطائرة ويحدث بسبب مقاومة الهواء.
مقالات ذات صلة :
- وأخيرا: إن كان لديك أي اقتراح أو ملاحظة أو إضافة أو تصحيح خطأ على المقال يرجى التواصل معنا عبر الإيميل التالي: Info@Methaal.com
- لاتنس عزيزي القارئ مشاركة المقال على مواقع التواصل الاجتماعي لتعم الفائدة.
- ودمتم بكل خير .
- لاتنس عزيزي القارئ مشاركة المقال على مواقع التواصل الاجتماعي لتعم الفائدة.
- ودمتم بكل خير .