كيف تعمل الطائرة

القوي المؤثرة على الطائرة

هناك أربعة قوي أساسية تؤثر علي الطائرات بجميع أنواعها في الجو أثناء طيرانها وهي

1-الوزن (لأسفل) weight

2-الرفع (لأعلي) lift

3-الدفع (للأمام) thrust

4-السحب (للخلف) drag

كيف تطير الطائرة؟

قوة الوزن (لأسفل)

لكل شئ علي كوكبنا الأرض له وزن وذلك نتيجة للجاذبية الأرضية, مثلا طائرة بوينج 747-8 لها وزن يصل الي 442 طن ودائما قوة الوزن تكون لأسفل.

قوة الرفع (لأعلي)

لكي نفهم طريقة طيران الطائرة, دعونا نفهم أولا شكل جناح الطائرة

جناح الطائرة هو المسبب الأساسي لرفعها لأعلي وهو مصمم لجعل الهواء يتحرك بانسيابية كبيرة مع مقاومة قليلة للهواء.

وقد وجد العلماء والمصممون أن أفضل تصميم للجناح هو ما يسمي بألايروفويل (airfoil) وهذا التصميم مأخوذ أساسا من دراسة الإنسان لجناح الطيور.

عند انسياب الهواء علي الجناح تتولد قوة رفع عليها لأعلي وحتي ترتفع عن الأرض لابد أن تكون قوة الرفع أكبر من قوة الوزن التي ذكرناها سابقا فترتفع الطائرة لأعلي.

قوة الرفع (lift) > قوة الوزن (weight)

وفي الصورة التالية مقطع من جناح طائرة نجد فيه نفس شكل الايروفويل.

لماذا تسبب جناح الطائرة الأيرفويل (airfoil) برفعها عن الأرض ؟

عندما ينساب الهواء حول الجناح الأيروفويل الجناح يجبر الهواء الجاري أن يأخذ شكل معيّن يتوّلد عنه فرق ضغط محدّد يتّجه نحو مركز التقعّر. أما عن الضغط فيكون أكبر تحت الجناح ويكون أقل فوقه ويسبب فرق الضغط هذا تتولد قوة رفع لأعلي حتي تكون أكبر من الوزن فترتفع الطائرة لأعلي.

في الفيديو التالي تجربة لنموذج لجناح الطائرة من الخشب ينساب عليه الهواء من مروحة بموتور ونلاحظ في الفيديو ارتفاع نموذج الجناح لأعلي.

 

قوة الدفع (للأمام)

قوة الدفع هي القوة التي تسبب تحرك الطائرة للأمام عن طريق محركاتها وذلك أما بأستخدام المراوح أو عن طريق المحركات النفاثة وفي الطريقتين يسبب اندفاع الهواء بسرعة كبيرة للخلف مما يسبب أندفاع الطائرة للأمام.

وقد تبين للمهندسين والمصممين أن المحركات النفاثة هي الأفضل من حيث السرعات الكبيرة التي تصل اليها الطائرات.

(معلومة تاريخية)

يقال أن أول تصميم للحركة النفاثة كانت في لعبة تسمي (Hero’s engine) صممت 120 سنة قبل الميلاد .

وهي عبارة عن كرة نحاسية مملؤة بالماء وعند تسخين الماء الموجود في الكرة النحاسية يتصاعد البخار من الأطراف فتتولد حركة دورانية نفاثة.

في الفيديو التالي نلاحظ هذه الحركة بوضوح عند بدء التسخين.

 قوة السحب (للخلف)

قوة السحب هي ببساطة مقاومة الهواء لجسم الطائرة نتيجة الأحتكاك و إلى ذلك وهو عكس قوة الدفع أي إلى الخلف فلذلك لابد أن تكون قوة الدفع للمحركات أكبر من قوة السحب حتي تتحرك الطائرة.

قوة الدفع (thrust) > قوة السحب (drag)

ويتغلب العلماء والمهندسون علي ذلك بتصميم جيد للطائرة حتي يقل الأحتكاك كما أن جناح الطائرة نفسه الذي تكلمنا عنه (airfoil) هو أقل جسم في الأحتكاك فضلا عن أنه له قوة رفع ممتازة كما نقشناه من قبل.

كيف نتحكم في حركة الطائرة؟

والان بعد أن عرفنا القوة المؤثرة علي الطائرة التي تسبب في أرتفعاها لأعلي ودفعها للأمام, دعونا نتعلم كيفية التحكم في حركة الطائرة أي ما الذي يسبب دوران الطائرة حول محوراها أو التفافها لليمين أو صعودها او هبوطها هذا ما سنستعرضه في الموضوع التالي.

ولنعرف هذا دعونا اولا أن نتفقد مكونات الطائرة في الصورة التالية ولنركز علي الأجزاء بالأطار الأحمر :

والأجزاء التي تتحكم في حركة الطائرة هي

  • الجنيح الأيمن والأيسر
  • الرافع
  • الدفة

أما تلك الأجزاء فهي تتحكم في ثلاث حركات أساسية موضحة في الجدول التالي:

 

وكل حركة من هذه الحركات الثلاثة تكون حول ثلاث محاور رئيسية كما هي مبينة بالصورة التالية :

سنتعرف فيما يلي من الموضوع كل حركة بالتفصيل وكيف يتم التحكم بها عن طريق الجزء الخاص بها بالطائرة.

  • الدوران :

هي حركة الطائرة بأكملها ودورنها حول محورها الطولي وهي حركة بالطبع مهمة للطيارين خاصة للطائرات الحربية للمناورات الجوية.

 

يتم التحكم في هذه الحركة عن طريق الجنيحان (الأيمن و الأيسر)

 

الجنيح يوجد في أقصي الجناح الرئيسي وفي الجهة الخلفية للجناح وتكون حركته أما للأعلي أو للأسفل.

 

لنفترض أنك الطيار وكان الجنيح الموجود علي يمينك للأعلي و الجنيح الأيسر للأسفل فتتدور الطائرة جهة اليمين.

 

واذا كان الجنيح الموجود علي يسارك للأعلي و الجنيحالأيمن للأسفل فتتدور الطائرة جهة اليسار وهكذا.

 

  • الألتفاف :

هي حركة الطائرة وألتفافها ناحية اليمين أو اليسار وهي مهمة بالطبع في تغيير مسار وأتجاه الطائرة.

 

يتم التحكم في هذه الحركة عن طريق الدفة.

 

الدفة توجد في مؤخرة الذيل.

 

وعندما تكون الدفة ناحية اليمين تتحرك الطائرة وتلتف ناحية اليمين.

وعندما تكون الدفة ناحية اليسار تتحرك الطائرة وتلتف ناحية اليسار.

  • الصعود والهبوط

هي حركة مقدمة الطائرة نحو اتجاه الصعود والهبوط.

 

يتم التحكم في هذه الحركة عن طريق الرافع.

 

الرافع يوجد في مؤخرة الجناح الخلفي الذي يساعد علي الأتزان والرافع

عبارة عن جزئان الأيمن والأيسر يتحركان معا نفس الحركة للأعلي

أو لأسفل, علي عكس الجنيحان اللذان يتحركان عكس بعضهما.

 

المصادر :

2 thoughts on “كيف تعمل الطائرة

  • 7 يناير، 2019 at 12:25 م
    Permalink

    اريد ان اعرف كل شئ عن الطائرة

    Reply
    • 27 يناير، 2019 at 8:20 ص
      Permalink

      سوف يتم عمل ان شاء الله موضوعات أخري تفصيلية عن الطائرة

      Reply

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *