الأقســـام العسكريـــة

كيف تطير طائرة ما بالمعنى البسيط ؟؟

تطير الطائرات بسبب إحداث أجنحتها لقوى الرفع (Lift) و هي القوى الموجهة للأعلى في الطائرة.

عندما يمر الهواء حول الأجنحة تقوم الأجنحة بتغيير اتجاه الهواء، إن للجناح شكلاً مميزاً له القدرة على

إحداث القوة القادرة على رفع الطائرة و التي تسمى (قوة الرفع Lift Force)، إن المقطع العرضي

للجناح يأخذ شكل حاجب العين (أي أنه متقعر) وهكذا يكون السطح العلوي أطول من السطح السفلي

للجناح. تنتج قوة الرفع في الأساس بسبب دفع أجنحة الطائرة للهواء الذي يمر بجانبها للأسفل، و كرد

فعل الهواء يقوم الهواء بدفع الجناح للأعلى.

هنالك ما يسمى زاوية الهجوم (Angle of Attack) وهي الزاوية التي يصنعها الجناح مع تيار الهواء

المار (انظر الرسم الإيضاحي آخر الصفحة)، هنالك أيضاً ما يدعى باسم (حافة الهجوم

Leading Edge) وهي الحافة الأمامية للجناح التي تكون بمواجهة الهواء، وأيضاً توجد (حافة

الفرار أو الإدبار Trailing Edge) و هي الحافة الخلفية للجناح و التي يترك عندها الهواء الجناح،

في المقطع العرضي تكون كلاً من حافتي الهجوم و الفرار ممثلتين بنقطتين فقط في مقدمة مقطع الجناح

وفي مؤخرته.

............................................

تفسير ذلك من خلال ما درسته فى مبادئ الميكانيكا الأولية :

عندما تكون الطائرة في طور الإقلاع أو الطيران المستوي فإن حافة الهجوم للجناح تكون أعلى من حافة

الفرار أو حافة الإدبار. و عندما يتحرك الجناح خلال الهواء تقوم زاوية الهجوم بدفع الهواء إلى أسفل

الجناح. الهواء المتدفق أعلى الجناح ينحرف للأسفل أيضاً لأنه ينساب على الشكل المصمم خصيصاً

للجناح.

إن ازدياد زاوية الهجوم يؤدي إلى ازدياد قوة الرفع على الجناح لأن هذا يؤدي إلى انحراف أكبر للهواء

نحو الأسفل، لكن لهذا الازدياد حد يتحول بعد الجناح إلى حالة الانهيار، وسنتناول هذه الحالة فيما بعد

إنشاء الله.

القانون الثالث من قوانين الحركة (التي صاغها الفيزيائي الإنجليزي إسحاق نيوتن) يقول بأن: لكل فعل

رد فعل يساويه في المقدار ويعاكسه في الاتجاه. في هذه الحالة دفع الأجنحة للهواء إلى الأسفل هو

الفعل، بينما دفع الهواء للأجنحة إلى الأعلى هو رد الفعل، هذا ما يسبب قوة الرفع للطائرة و هي القوة

العمودية للأعلى في الطائرة.

..................................

ولكن كيف نتعامل مع هذا الجناح الذى تحدثنا عنه ؟؟

هناك علم يسمى بعلم AERO DYNAMICS والذي يدرس ديناميكا الهوائيات والذي يختص بمعنى بسيط باى حركة للاجسام فى الهواء وتاثر هذة الاجسام بالهواء وتاثر الهواء بها

سؤال 1 : هل فى الهواء فقط ؟؟؟

هذا السؤال يحتاج فى إجابتة للتطرق لعلم مشتق يسمى GAS DYNAMICS وإن كانت بعض المراجع لا تفصل بين ماهية تناولهما .

سؤال 2 : ما هو الجسم الذى نتناولة لدراسة تأثير الهواء علية ... ؟؟

بالفعل هو جناح الطائرة بداية ولكن كدراسة نظرية يتم التعامل مع قطاع منه والذى نسمية

AIR FOIL وهو نواة هذا العلم إذا صح القول .

وإنظر الى المقطع فى الصورة من الجناح ثم بداية الدراسة على هذا ال AIR FOIL

ونلاحظ مبدأيا : أنه يمكن تفسير قوة الرفع أيضا بواسطة مبادئ برنولي والتى ستدرسها بجانب معادلات EULER عند دراستك لعلم ديناميكا الموائع FLUID DYNAMICS

فينم تفسير قوة الرفع بواسطة مبادئ برنولي و التي تنص على أنه: عند الحركة السريعة للمائع

(كالهواء) فإنه يتعرض لضغط أقل من الضغط الذي يتعرض له في حالة الحركة البطيئة للمائع. (سرعة

عالية تؤدي إلى ضغط قليل، وسرعة منخفضة تؤدي إلى ضغط عالي)

نتيجة لكون سطح الجناح العلوي أصغر من سطح الجناح السفلي (نتيجة لتقعر الجناح) فإن الهواء أعلى

جناح الطائرة يتحرك بسرعة أكبر وضغط أقل منه تحت الجناح، الضغط العالي تحت الجناح يؤدي إلى

رفع الجناح، وهكذا يمكن إيجاد قوة الرفع المتولد بمعادلات مشتقة من مبادئ برنولي.

كما يتضح لك بالصورة مبسطا :

القوى الأساسية المؤثرة على الطائرة:

إن تحدي الطيران هو إقامة التوازن بين هذه القوى الأربع. فعندما تكون الدفع الدفع أكبر من قوة الجر

تزداد سرعة الطائرة. وعندما تكون قوة الرفع أكبر من قوة الوزن ستعلو الطائرة. و باستخدام "سطوح

التحكم" (Control Surfaces) و"أنظمة دفع" مختلفة، يمكن للطيار (الكابتن) أن يدير عملية التوازن

بين هذه القوى الأربعة لتغيير الاتجاه و السرعة، فمثلاً: يمكن للطيار أن يقلل من قوة الدفع لكي يبطئ أو

ينخفض، كما يمكنه أن يخفض "ذراع الهبوط" (عجلات الطائرة أو Landing Gear) في تيار الهواء

و ينشر حواجب الهبوط على الأجنحة Spoilers لزيادة الجر والذي يحدث ذات التأثير لتقليل الدفع.

يمكن للطيار زيادة الدفع ( و ذلك بواسطة ضم ذراع الهبوط و حواجب الهبوط ) إما لزيادة السرعة أو

للصعود .

1-قوة الرفع (Lift Force) واحدة من القوى الأربع الرئيسية التي تؤثر على الطائرة، وقد ذكرنا أعلاه

كيفية تولد هذه القوة.

2-الوزن: (Weight) هو قوة تعاكس قوة الرفع لأنه يؤثر باتجاه يعاكس قوة الرفع، يجب أن يتم التغلب

على وزن الطائرة من قبل قوة الرفع الناتجة عن الأجنحة، فإذا كانت طائرة تزن 4.5 طناً فإن قوة الرفع

الناتجة عن الأجنحة يجب أن تكون أكبر من 4.5 طناً لكي تستطيع الطائرة الإقلاع عن الأرض. يجب أن

يكون تصميم الجناح قوياً بشكل كافٍ لرفع الطائرة عن الأرض.

3-الدفع: (Thrust) هي القوة التي تدفع الطائرة للأمام، تنشأ من خلال جملة الدفع سواء كانت مراوح

(مروحة واحدة في المقدمة أو أكثر على الأجنحة) أو نفاثة أو مزيج من الاثنين معاً.

4-قوة الجر: (Drag) تؤثر على كامل الطائرة قوة رابعة هي قوة الجر أو الإعاقة، و يتولد الجر لأن حركة أي جسم خلال مائع (كعبور الطائرة في الهواء) تسبب احتكاكاً و لأنها يجب أن تزيح المائع من طريقها. سطح الرفع العلوي للجناح – على سبيل المثال – يولد قوة رفع جيدة جداً، و لكن بسبب حجمه الكبير فإنه يولد أيضاً كمية لا يستهان بها من قوة الجر، و لهذا السبب الطائرات المقاتلة و الطائرات القاذفة تكون ذات أجنحة ضيقة، و على العكس؛ فإن طائرات رش المبيدات -و التي تطير بسرعة بطيئة نسبيا-ً قد تكون ذات أجنحة كبيرة وثخينة لأن قوة الرفع العالية أهم من كمية الجر المرافق لها. تصغر قوة الجر في الطائرات من خلال التصميم الأيروديناميكي الانسيابي للطائرة، و بأشكال انزلاقية تسهل حركة الطائرة خلال الهواء.

تابع المبادئ الأولية ..

اولا : أشكال توضيحية : ( هامة )

توضح بصورة مفصلة ومبسطة التعاريف الأولية المذكورة فى الشرح خلال الموضوع :-

ثانيا : تعريفات فى الطيران مفصلة لبعض المصطلحات الموضحة بالشرح والصور اعلاه :

الرفع (Lift):

مركبة محصلة القوى الإيرودينامية عمودياً على اتجاه الريح، وفي مستوى التماثل للطائرة. وهذا الرفع هو الذي يقل الطائرة في الهواء بالقدر الذي يتناسب مع سرعتها الأمامية داخل حدود معينة.

الكبح (Drag):

مركبة محصلة القوى الإيرودينامية في اتجاه الريح. وهي مجموع: المقاومة الجانبية، والمقاومة المستحثة للطائرة ضد سريان الهواء الذي تطير خلاله، ويكون اتجاها معاكساً لاتجاه تحت ظروف الطيران العادية.

الدفع (Thrust):

القوة الدافعة التي تولدها وحدة قدرة (Emgine) لإحداث حركة لجسم، أو لتغير حركته، وتعادل:
أ‌- مركبة محصلة القوة الهوائية في الاتجاه الموازي لمحور المروحة.
ب‌- محصلة القوى الهوائية التي يولدها المحرك النفاث أو الصاروخي.

الوزن (Weight):

وزن الطائرة (أو الجهاز الطائر)، وهو يمثل الوزن الأقصى للطائرة التي يتوقع أن تحقق به الطائرة جميع متطلبات الجدارة للطيران.

مقطع انسيابي (Aerofoil):

سطح انسيابي رافع، صمم لأحداث قوة رافعة نتيجة لحركته خلال الهواء، ودون إنتاج مقاومة عالية في الوقت نفسه.

زاوية الهجوم (Angle of attack/Angle of incidence):

هي الزاوية المحصورة بين خط الوتر لمقطع انسيابي واتجاه سريان الهواء النسبي الذي لم يضطرب بعد ولم يحدث له انزلاق جانبي، وهو عادة اتجاه مسير الطائرة في تلك اللحظة.

زاوية الوضع (Set angke):

وهي الزاوية الموضوع بها الجناح على الطائرة.

زاوية الانهيار (Angle of stall):

القيمة الحدية لزاوية السقوط، والتي ينفصل عندها تيار الهواء عن السطح العلوي للجناح، وهي عبارة عن زاوية السقوط الحرجة التي تناظر الرفع الأقصى للجناح.

الجزء الثاني

نتابع معا الطريق للوصول لتعريف مختصر و شامل لعلم هندسة الطيران ( مهندس الطيران)

فى الجزء الاول تعرفت عزيزي المبتدأ - فى علوم هندسة الطيران-
على معنى كلمة ( طيران )

فتعرفت على تفسير علمي لمعنى الطيران فى ذاته (ميكانيكا الحركه) من خلال ما لديك من معلومات كمبتدأ هندسي

وهذا التفسير يحتاج الى دعم علمى أكثر ولكن سيتم ذلك التعمق تدريجيا بإذن الله ..

ولكن ليس قبل الجزء الحالي ( الثاني)

والذي يعتبر فاصلا عن التعريف العلمي للطيران وهو فاصل هام جدا لكي نستطيع بعده الدخول أكثر بصورة علمية عزيزى المبتدأ فى المجال حيث :-

الجزء الثاني : التعريف بالهندسة فى علوم الطيران

وفيه سنتعرف معنا على الشق الثاني من مصطلح هندسة الطيران

ألا وهو الهندسة فى علوم الطيران

- اين الهندسة فى - مجال - الطيران ؟؟

- ما هى الأقسام العلمية الهندسية التى يتضمنها هذا المجال ؟؟

- ما هى مجالات عمل المهندس الطيران على أرض الواقع ؟؟

- هل تتمثل الهندسة هنا فى تصميم ام إشراف ام إدارة ؟؟

***( - مقدمة )****

فى الواقع مصطلح هندسة الطيران مصطلح مبهم التعريف وهذا ليس إلا لموسوعية وشمولية ما

يحتوية هذا المصطلح من مضمون علمي ..

لذا ارى (من وجهه نظرى فقط ) أن مصطلح مهندس طيران مصطلح غير معبر وغير موصف

لوظيفة صاحبها بدقة بقدر ما هى تحديد لمجال عمله فقط ( الطيران الذى عرفنا معناه سالفا )

فعمليا نجد..

أن مهندس الميكانيكا مضطر عمليا الى الإلمام بمبادئ كهربية مثلا مما لدى مهندس الكهرباء
أو يحدث العكس مثلا

ومهندس الإ لكترونيات قد يلتحم عمليا مع معلومات من مهندس الإتصالات.....الخ.

وبالمثل ولكن بصورة أعمق نجد أن..
فى الواقع مهندس الطيران هو مهندس ميكانيكي- كهربي-مدني- كيميائي

وبالتالى فإن علم الهندسة فى مجال الطيران هو علم مركب ومطور من الفروع والعلوم الأساسية من

الأقسام السابقة والتى تكون معا لدراستها علم هندسة مطور- وليس جديدا او مختلفا- .. يسمى ب

هندسة الطيران
Aeronautical Engineering

**( اولا : تعريف مجمل لعلم هندسة الطيران ) **

هي العلم الذي يختص بعملية تصميم ومن ثم تصنيع طائرة أو أي مركبة طائرة يمكنها الطيران فى نطاق الغلاف الجوي الأرضي .

ومصطلح تصميم لطائرة عميق جدا. حيث يمتد ليشتمل على

1- التصميم المادي لجميع مكونات الطائرة .
2- اّليه ضمان التحليق الجوي للطائرة عموما .

*ولاحظ فى نطاق الغلاف الجوي حيث : المركبات التى تخرج خارج الغلاف الجوي للأرض يختص بها علم اّخرمشتق من هندسة الطيران هو

( علم هندسة الفضاء )

- وهو العلم الذي يعنى بدراسة وتصميم وتصنيع المركبات التي تطير خارج الغلاف الجوي( في الفضاء الخارجي) وأمثال هذه المركبات :- الصواريخ - المحطات الفضائية - الأقمار الصناعية ...

- وهو بالطبع مبني على أسس هندسة الطيران نفسها ولكن يضيف قدرة المركبة الطائرة على إختراق الغلاف الجوي ومن ثم القدرة على التحليق فى الفراغ الكوني ( فى الفضاء) .

- ولاحظ : إن عملية إختراق النطاق الجوي أمر بالغ الصعوبة فلة دراسة خاصة بالتأكيد
.... بالصورة مركبة تخترق الغلاف الجوي :

***( ثانيا : التخصصات العلمية الدقيقة لعلم هندسة الطيران (لعملية التصميم) )***

وهى الأقسام العلمية - وليست العملية - و التى يمر عليها جميعا أى مهندس طيران فى مرحلتة

الدراسية من خلال مقررات دراسية معينة من كل قسم

والمقررات سنسردها بعد ذلك فى نفس الجزء بإذن الله >>

ما يلي من التعريف با لأقسام العلمية الأربعة منقول من مراجع علوم الطيران ( الدكتور مهدي الوافي)

1- علم قوى الهواء أو الديناميكا الهوائية Aerodynamics

وهو العلم الذي يعنى بدراسة التصميم الخارجي للطائرة ككل, وكذلك أجزائها, كالذيل والجناح, لتتمكن الطائرة من توليد قوة الرفع اللازمة لرفعها من على الأرض وجعلها تطير بسهولة ويسر في الهواء. وهذا العلم تحته أفرع متعددة لدراسة قوى الهواء, منها التيارات الهوائية اللزجةviscous flow وهي التي تكون كثافة الهواء فيها متغيرة باستمرار وذلك يكون في السرعات العالية جدا, وكذلك التيارات الهوائية الغير لزجة non viscous flow

2- علم الاستقرار والتحكم Stability and Control

وهو العلم الذي يعنى بدراسة كيفية التحكم بالطائرة والحفاظ عليها مستقرة وهي تحت تأثير قوى الهواء الخارجية. من أفرع هذا العلم, الاستقرار السكونيstatic stability الذي يدرس استقرار الطائرة وهي متزنة سكونيا, وكذا الاستقرار الحركيdynamic stability

3- علم أنظمة الدفع Propulsion

وهو العلم الذي يدرس تصميم وانتاج محرك ( مروحي أو نفاث ) يعمل على توفير القوة الدافعة اللازمة لدفع الطائرة في الهواء. من أسس هذا العلم دراسة الديناميكا الحرارية وديناميكا الغازات والخواص الكيمائية للمنتجات البترولية للاستفادة منها في تصنيع وتطوير أنواع لوقود الطائرات.

4- علم الإنشاءات والهياكل Structures

وهو العلم الذي يعنى بتصميم وإنتاج هياكل وإنشاءات الطائرة وجعلها قرية كفاية لتتمكن من مقاومة الرياح المستعرضة لها في الجو, والتركيز على استخدم مواد لا تضيف وزنا زائدا على وزن الطائرة الكلي. من أفرع هذا العلم
- الإنشاءات الرقيقة الجدارthin - walled structure
- والإنشاءات الشبكيةtruss structure

» معنى طائرة سيادة جوية ومن هي الدول العربية التي تملكها؟
» كلمات كانت بالامس ذات معنى واليوم معنى اخر...
» طيران طائرة النقل الصهريج A330 MRTT
» اثنتان من النساء في طيران الإمارات يقدن أكبر طائرة في العالم
» شركة طيران الإمارات توقع صفقة لشراء 50 طائرة عملاقة من ايرباص

الأقســـام العسكريـــة

القوات الجوية - Air Force & Aviation

ما معنى طيران طائرة ؟

ما معنى طيران طائرة ؟

مواضيع مماثلة

مواضيع مماثلة