بعض الدراسات عن الطيران

العوامل المؤثرة في رفع الطائرةfactors affecting lift

تصميم الجناح:wing design

ان لشكل الجناح اهمية كبرى في زيادة الرفع وكلما زادتمساحة الاجنحة زاد الرفع
2- السرعةair speed
عند زيادة سرعة الطائرة تزدادسرعة مرور الهواء على السطح العلوي والسفلي
للجناح وان ذلك يؤدي الى زيادة في تفككاجزاء الهواء التي ينتج عنها زيادة
الرفع ومثال ذلك فان الطائرة المسافرةبسرعة(200)عقدة يكون الرفع لعا اربعة
اضغاف الطائرة المسافرة بسرعة(100)غقدة اذاكانت زاوية الهجوم والعوامل
الاخرى ثابتة للطائرتين

3- زاويةالهجومangle attack
هي الزاوية التي يتفكك عندها الهواء الى جزئين كلمازاد سمك زاوية
الهجوم(زيادة الانحناء الموجود في اعلى مقدمة الجناح) زادت مسافةجريان
اجزاء الهواء التفككة
العلوية وبذلك تزيد اجزاء الهواء المتفككةالعلوية من سرعتها ويزيد فارق
الضغط الذي يزيد من الرفع ويتحكم الطيار في زاويةالهجوم حيث انه كلما اراد
ان يزيد من الرفع زاد زاوية الهجوم
وكلما ذكرتفكلما زادت زاوية الهجوم زاد الرفع للطائرة ولكن هناك زاوية
محددة من (18)درجةالى(20) درجة عند هذه الزاوية لاتستطيع ان تتلافى اجزاء
الهواء المتفككة العليا معاجزاء الهواء السفلى وذلك يؤدي الى انهيار
الطائرة الى اسفل (stall
نتيجةانعدام الرفع وتاثير الجاذبية الارضية على وزن الطائرة ولكن بمجرد
رجوع الزاوية الىالوضع الطبيعي(زاوية اقل من18 درجة) التي تتلاقى فيها
اجزاء الهواء العليا معالسفلى بعد تفككها ترجع الطائرة الى حالتها الطبيعية
من الطيران بعد تكونالرفع
4-كثافة الهواء
air density
ان رفع الطائرةيتناسب طرديا مع كثافة الهواء فكلما زادت كثافة الهواء فكلما زادالرفع
وكلما قلت كثافة الهواء قل الرفع لذلك فان رفع الطائرة يتغير معالاتي
أ- كلما زاد الارتفاع عن سطح البحر (مثل المناطق الجبلية المرتفعه) كلما قلت كثافة الهواء وقل رفع الطائرة
ب- عندما تتفير درجة الحرارةوضفط الهواء تتغير كثافة الهواء فضغط منخفض مع
درجة حرارة مرتفعه يؤدي الى تمددالهواء الذي يحدث نقصا في كثافة الهواء
ونقصا في رفع الطائرة .

المصدر: كتاب اسرارالطيران

الدرس الثاني
أنواع المحركات النفاثة

المحرك النفاث التوربيني ( Turbojet )
محرك مثاليللمحركات التوربينية حيث المروحة و الضواغط و غرفة الاحتراق و
التوربين و فوهةالعادم، كل الهواء المسحوب إلى داخل الضواغط من المروحة يمر
عبر نواة المحرك ثميحرق ثم يتم إفلاته، وهنا ينشأ الدفع المقدم من قبل
المحرك عن قوة سرعة إفلات غازاتالعادم من المؤخرة.
ولزيادة قوة الدفع لبعض المحركات النفاثة لدىالطائرات المقاتلة يوجد هناك قسم ما بعد الإحراق
( Afterburner) ويوضعقبل العادم وهو عبارة عن أنابيب صغيرة موزعة بشكل
منتظم لنشر رذاذ الوقود علىالهواء المحترق والقادم من المحرك مما يزيد من
حرارة الهواء وتمدده , وبزيادة هذهالحرارة تزيد قوة الدفع بحوالي 40% أثناء
الإقلاع و تزيد أكثر أثناء الطيران بسرعاتعالية والصورة التالية لمحرك
نفاث مع Afterburner.

***

المحرك التوربيني ذو المروحة (Turbofan )

وهوالمحرك الشائع لدى أغلب الطائرات المدنية في يومنا هذا , حيث تمت إضافة
مروحة كبيرةفي مقدمة قسم الضواغط ، تسحب هذه المروحة كميات هائلة من الهواء
إلى داخل غلافالمحركات إلا أن كمية صغيرة نسبياً منه فقط تذهب عبر النواة
للقيام بعملية الاحتراقوأما الباقي فيندفع خارج غلاف النواة وضمن غلاف
المحرك( وهذا ما يجعله مختلف عنالمحرك النفاث) ليساعد في خفض صوت المحرك و
يختلط مع الهواء الحار في العادم ممايزيد قوة الدفع ويقلل إستهلاك الوقود.
وتكون محركات Turbojet ,Turbofan فعالة للسرعات فوق 800 كم/س .

***

المحرك المروحي التوربيني ( Turboprop)

وهومحرك نفاث يدير عمود موصل بمروحة كمروحة المحرك المكبسي , و كثير من
الطائراتالصغيرة الاستثمارية تستخدم المحرك المروحي التوربيني، وهذه
المحركات فعالة عندالارتفاعات المنخفضة و السرعات المتوسطة حوالي 640 كم/س
(400 ميل بالساعة)، الفرقبين Turbofan و Turboprop : أن Turbofan في مروحته
Fan ليست لتوليد الدفع و إنمالسحب الهواء و الدفع ناتج عن نفث الغازات،
أما المروحة الدافعة Propeller فوظيفتهاإنتاج الدفع فيما يكون لنفث الغازات
من المحرك دفعاً صغيراً يصل إلى 15% من دفعالمحرك بشكل عام.
والمحركات الجديدة من هذا النوع زودت بمراوح قصيرةالطول لكن كثيرة العدد وعدل في حوافها لأكثر فعالية في السرعات العالية .

***

محرك عمود الإدارة التوربيني ( Turboshaft)
محرك شبيه بالمحرك المروحي التوربيني لكنه لا يدير المروحة بللإدارة مراوح
الهيلوكوبتر , وهو يستخدم بأكثر طائرات الهيلوكوبتر الموجودة حالياُ , و
المحرك مصمم بحيث أن سرعة المراوح مستقلة عن سرعة المحرك مما يتيح لسرعة
المراوحأن تكون ثابتة حتى لو تغيرت سرعات المحرك ليتكيف مع الطاقة المنتجة ,
وبما أن أغلبالطائرات المستخدمة لهذا المحرك تكون على إرتفاعات منخفظة فإن
الغبار والأتربة قدتسبب عائقاً له لذا فقد أضيف له عند مدخل الهواء عازل
ومصفي من الأتربة .

***

المحرك النفاث التضاغطي(Ramjet )

وفكرة هذاالمحرك بسيطة وهي الإستغناء عن الضواغط والتوربين , و السماح
للمحرك بنفسه بالتعاملمع الهواء بضغطه وتسخينه ودفعه إلى الخلف .
وهذا النوع من المحركات لايعمل إلا أن يكون متحركاً بسرعة 485كم/س تقريباً (
للسماح بالهواء للدخول بسرعةوضغطه ) , وهو جداً فعال في السرعات العالية
تقريباً 3 ماخ ( 3600 كم/س ) ويستخدمغالباً في الصواريخ طويلة المدى
والمركبات الفضائية .

***

المحرك الصاروخي ( Rocket engine)
يعمل محركالصاروخ بنفس المبدأ، عدا أنه في مجال عديم الهواء في الفضاء يجب
على الصاروخ أنيحمل على ظهره هواءه الخاص بشكل وقود صلب أو سائل قابل
للتأكسد من أجل القيامبعملية الانفجار

الدرس الثالث

ما هو الفرق بين الـ(Slat) والـ(Slot)

نبدأبتعريف كل منهما
- الـ(Slat)، وتترجم إلى السَّدفة:
وهي الجزء الأماميمن جناح مشقوب عندما يطون الشقب قريباً من الحافة
الأمامية. وقد يكون هذا الجزءثابتاً أو متحركاً، وعادة ما تكون حركته ذاتية
بحيث يتحرك إلى الأمام عندما تقتربزاوية ميل الجناح من زاوية الانهيار
وذلك يسمح للهواء بالانسياب خلاله، ويؤدي ذلكعلى تأجيل انهيار الجناح.
- الـ(Slot)، وتترجم إلى الشَّقب:
ممر هوائي مشقوقفي سطح إيرودينامي لتحسين أحوال الانسياب الهوائي حوله.
أمَّا وظيفياً فالـSlat يعمل كقلاب أمامي أو كقلاب للحافة الأمامية للجناج
(Leading Edge Flap) بحيث يسمحهذا القلاب عند حركته للامام بتسرب الهواء من
خلال الجناح، فيحدث تسارعاً أكبر علىسطح الجناح العلوي منتجاً بذلك فرقا
أكبر في الضغط بين سطحي الجناح (العلويوالسفلي)، بمعنى أن قورة الرفع
الناتجة تكون أكبر.
ويجري الهواء ويوجه إلى أعلىالجناح عن طريق الفجوة أو الشق الحادث بين
مقدمة الجناح والقلاب أو الـSlat، وهيالتي تعرف بالـSlot، ويعتمد موقع
الـSlot على مكان توقع حدوث الانفصال عن سطحالجناح العلوي، لذا قد يوجد
أكثر من Slot على الجناح، ويمكن رؤية الـSlot بطريقةأخرى في القلاب نوع
فاولر (Fowler Flap)، الذي يكون غما قلاب مفرد أو مزدوج فيمؤخرة الجناح،
فهو عند عمله يزيد من مساحة الجناح (أو الوتر) وفي نفس الوق مخافةانفصال
اللانساب على السطح العلوي نتيجة طول الوتر، فإن الفجوات أو الفتحات
الحادثةبين القلاب ومؤخرة الجناح تسرع الانسياب فوق السطح العلوي