نظرية الطيران


القدرة على الطيران، هو في حقيقته القدرة على التحكم بقوى الجاذبية والحركة. فالطائرة، كجسم معلّق في الطبقة الجوية، تتحكم فيها قوى أربعة:

1- الدفع (Thrust): وهي القوة التي يولّدها المحرّك وفراشاته بدفعها للهواء الى الخلف، فهي القوة المعاكسة لدفع الهواء للخلف واتجاهها هو الى الأمام

2- المقاومة (Drag): وهي القوة التي تقاوم الحركة الى الأمام واتجاهها هو نحو الخلف

3- الوزن (Weight): وهو قوة الجاذبية الناتجة عن كتلة الطائرة و اتجاهها هو الى مركز الأرض

4- الرفع (Lift): وهي القوة التي يولدها جناح الطائرة و اتجاهها عامودي لسطح جناح الطائرة

نظرية الطيران

عندما يكون الوزن و الرفع في اتجاهين معاكسين و متساويين، تكون الطائرة في حالة توازن في الهواء؛ فلا تطفو (ترتفع) ولا تغرق (تنخفض). وعندما يكون الرفع والمقاومة في اتجاهين معاكسين و متساويين تكون الطائرة في حالة سرعة ثابتة.

قوة الرفع ..نظرية الطيران
الرفع هي القوة الناتجة عن منطقة الضغط المنخفض بمحازات الطبقة العليا لجناح الطائرة إذا ما قورنت بمنطقة الضغط المرتفع بمحاذاة الطبقة السفلى لنفس الجناح. فتفاوت الضغط بين اعلى الجناح وأسفله تنتج عنه قوة حاصلة تدفع بالجناح باتجاه منطقة الضغط الأقل – فهذا هو الرفع.

ويتمّ خلق الرفع وتفاوت الضغط حول جناح الطائرة بإستخدام شكل هندسي خاص يسمى بالـ”حامل” (airfoil). ومن أهم خصائص الحامل الهندسية هو انه يجبر الهواء على الإنتقال مسافة أطول فوق الجناح من المسافة التي ينتقل فيها الهواء تحت الجناح. وبسبب تفاوت المسافتين، يحصل تفاوت في سرعة الهواء فوق الجناح و تحته مما سيبب تفاوت في الضغط حسب مبدأ برنولي للسوائل.نظرية الطيران


خصائص الحامل: لاحظ أن السطح الأعلى للجناح منحني مما يجعل مسافته أطول من مسافة اسفل الجناح.

نظرية الطيران
فبسبب المسافة الأطول، يحتاج الهواء الى سرعة أعلى فوق الجناح لكي يقطع المسافة الطول بنفس الزمن الذي يقطع فيه الهواء المسافة الأقصر تحت الجناحنظرية الطيران
نظرية الطيران
فينتج عن التفاوت في السرعة تفاوت في الضغط أيضا كما يتطلّب مبدأ برنولي للسوائل.

فهذا التفاوت في الضغط هو ما يسبب قوة الرفع.

يتكون محرك الطائرة بأساسيات هى كالآتى و بالترتيب من الامام إلى الخلف:

1- ضاغط هواء.
2- حجرات إحتراق.
3- تربينة غازية النوع.
4- مخرج غازات الإحتراق.نظرية الطيران

اما عن المساعدات اللازمة للمحرك :-
1- مروحة أمامية كبيرة.
2- دائرة التزييت لعمود المحرك الاساسى و الفلاتر.
3- دائرة التبريد لريش التربينة.نظرية الطيران
4- خزانات الوقود.
5- دائرة الوقود لحجرات الإحتراق و الفلاتر.
6- بطاريات كيميائية.
7- موتور بادئ الحركة للمحرك.

1- ضاغط الهواء : يعمل ضاغط الهواء على سحب كمية من الهواء الجوى و يرفع ضغطة ليدفعه على محيط المحرك الدائرى ليتم توزيعة على حجرات الإحتراق و ذلك لرفع كفاءة الإحتراق داخل حجرات الإحتراق.

2- حجرات الإحتراق : هى حجرات توزع على المحيط الدائرى للمحرك يصلها هواء مضغوط من المرحلة التى تسبقها و هى الضاغط و يصلها الوقود كما يلزم تواجد شرارة لبدئ الاشتعال داخلها و نلاحظ ان هذه الشرارة دائمة داخل المحرك بخلاف محركات السيارات و ذلك لإحتياطات الآمان.

3- تربينة غازية : هذه التربينة هى عبارة عن ريش ذات مواصفات خاصة تقدر على تحمل درجات حرارة عالية جدا يندفع عليها الغازات الناتجة من الاحتراق داخل حجرات الاحتراق لتعمل على دوران هذه الريش و بالتالى دوران العمود المثبته عليه و لنعلم ان هذا العمود مثبت عليه ايضا ريش الضاغط فى البداية فعند دوران ريش التربينة يدور ريش الضاغط و بالتالى يصبح المحرك ذاتى الدوران دون تدخل خارجى إلا فى بداية عمل المحرك فقط فنستخدم موتور بادئ للحركة كهربى يعمل عن طريق البطاريات الكيميائية مثل المارش فى السيارات.

4- مخرج غازات الإحتراق : يكون هذا المخرج على شكل اسطوانة مخروطية الشكل و يعود هذا الشكل إلى سبب و هو اجبار غازات الإحتراق الخارجة من مرحلة التربينة على الخروج إلى الهواء الجوى بسرعة عالية جدا و بكمية كبيرة و بالتالى تتولد قوة دافعه كرد فعل طبيعى لخروج الغازات بكمية كبيرة خلال الثانية و بسرعة عالية تعمل هذه القوة على دفع جسم الطائرة إلى الأمام لتستمر فى طريقها
و لنعلم انه بتغيير اتجاة خروج هذه الغازات بزاويه إلى أسفل تعمل على دفع جسم الطائرة إلى اعلى و هو ما يسمى بالإقلاع للطائرة و العكس عند الهبوط.

5- مروحة امامية كبيرة : توصل هذه المروحه ايضا بعمود التربينة و الضاغط و تعمل على دفع كمية من الهواء كبيرة تستخدم فى التبريد و ايضا تخرج بكمية و سرعة عالية من الجهه الاخرى للمحرك لتساعد فى عملية الدفع.

6- دائرة التزييت لعمود المحرك و الفلاتر : يجب أن يدور عمود المحرك المثبت عليه ريش التربينة و الضاغط و المروحة ايضا على كراسى حمل يصل بها خطوط للتزييت ليدور العمود و كأنه عائم على الزيت و لا يلامس اى جسم صلب نظرا لاهمية هذا العمود و تعرضة لقوى و اجهادات و درجات حرارة عالية و بالطبع يجب فلترة الزيت خلال الدائرة و ايضا تبريده.نظرية الطيران

7- دائرة تبريد لريش التربينة : نظرا لتعرض ريش التربينة لدرجات حرارة عالية جدا استوجب هذا تصميم دائرة للتبريد المستمر لهذه الريش و ذلك لتفادى حدوث اى تلف لريش التربينة مما يؤدى لإختلال توازن المحرك و من ثم تدميرة.

8- خزانات الوقود : تتمركز خزانات الوقود فى الطائرة فى بطن جسم الطائرة السفلى و ايضا فى الجزئين السفليين لجناحى الطائرة و يتم عزل جسم هذه الخزانات لتفادى أى تسريبات أو تزايد فى درجات حرارتها لدواعى الآمان.نظرية الطيران

9- دائرة الوقود : هى عبارة عن طلمبة لسحب الوقود من الخزانات و دفعها للتتوزع عن طريق وصلات على حجرات الإحتراق مارة بفلاتر لضمان جودة الحريق و تفادى اى اضطرابات بدائرة الوقود.نظرية الطيران

10- بطاريات كيميائية : تعمل هذه البطاريات على إمداد جميع اجهزة التحكم و التشغيل داخل غرفة القيادة بالطائرة بالطاقة الكهربائية فى بداية التشغيل و ايضا تمد موتور بادئ الحركة بالطاقة.نظرية الطيران

11- موتور بادئ الحركة : يعمل على بدأ حركة المحرك فى بداية تشغيلة حتى يصل إلى المعدل الذى يكون المحرك فيه قادرا على ان يستمر فى الدوران ذاتيا.