عباقرة الفيزياء و الرياضيات

هل تعلم كيف تطير الطائرة ؟

<div dir="rtl" style="text-align: right;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhGzxuUbBDQVtihmpmI4E-3WyCGKVfOXtTSORt2vLkhiro6um_Ra7SK3zVxIdRVOQuFm-nP0Qj_IwpZeGWzacgfEAiJBU5BrQFyNmMNQcdNpNSdsV_TAeW7ZLYRmsXFT7MkUWaUEXFAiM8/s1600/4.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="224" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhGzxuUbBDQVtihmpmI4E-3WyCGKVfOXtTSORt2vLkhiro6um_Ra7SK3zVxIdRVOQuFm-nP0Qj_IwpZeGWzacgfEAiJBU5BrQFyNmMNQcdNpNSdsV_TAeW7ZLYRmsXFT7MkUWaUEXFAiM8/s400/4.jpg" width="400" /></a></div>
<div style="text-align: right;">
<br /></div>
<h2 style="background-color: #f5f5ff; font-family: tahoma; margin: 12px 6px; text-align: justify; text-indent: 28.3pt;">
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: Tahoma;">تطير الطائرات بسبب إحداث أجنحتها لقوى </span><span style="font-family: Tahoma;">الرفع (Lift)</span><span style="font-family: Tahoma;"> و هي القوى الموجهة للأعلى في الطائرة</span><span style="font-family: Tahoma;">.</span></span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">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.</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> تنتج قوة الرفع في الأساس بسبب </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">دفع أجنحة الطائرة </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">للهواء</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> الذي يمر بجانبها للأسفل، و كرد فعل الهواء </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">يقوم الهواء بدفع </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الجناح للأعلى.</span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">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.</span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">عندما تكون الطائرة في طور الإقلاع أو الطيران المستوي فإن </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">حافة الهجوم </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">للجناح تكون أعلى من</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> حافة الفرار أو حافة الإدبار</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">. و عندما يتحرك الجناح خلال الهواء تقوم</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> زاوية الهجوم</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> بدفع الهواء إلى أسفل الجناح. الهواء المتدفق أعلى الجناح ينحرف للأسفل أيضاً </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">لأنه</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> ينساب على الشكل المصمم خصيصاً للجناح.</span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">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.</span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">القانون الثالث من قوانين الحركة (التي صاغها </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الفيزيائي الإنجليزي</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> 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 </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الرفع</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">ل</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">لطائرة و هي القوة العمودية للأعلى في الطائرة.</span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-align: center; text-indent: 28.3pt;">
</div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">يمكن تفسير قوة الرفع أيضا بواسطة مبادئ برنولي و التي تنص على أنه: </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">عند </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الحركة السريعة للمائع (كالهواء) فإنه يتعرض لضغط أقل من الضغط الذي يتعرض له في حالة الحركة البطيئة للمائع.</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> (سرعة عالية تؤدي إلى ضغط قليل، وسرعة منخفضة تؤدي إلى ضغط عالي)</span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">نتيجة لكون سطح الجناح العلوي أصغر من سطح الجناح السفلي (نتيجة لتقعر الجناح) فإن </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الهواء أعلى جناح الطائرة يتحرك بسرعة أكبر وضغط أقل منه تحت الجناح،</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> الضغط العالي تحت الجناح يؤدي إلى رفع الجناح،</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> وهكذا يمكن إيجاد قوة </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الرفع</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> المتولد بمعادلات مشتقة من مبادئ برنولي.</span></div>
</div>
<div class="MsoNormal" style="font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-align: center; text-indent: 28.3pt;">
</div>
<div class="MsoNormal" style="font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<strong><span style="font-family: Tahoma;"><span style="font-size: large;">القوى الأساسية المؤثرة على الطائرة:</span></span></strong></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<strong><span style="font-family: Tahoma;"><span style="font-size: small;"><br /></span></span></strong></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<h2>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<strong><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">1-</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">قوة </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الرفع</span></strong><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">(Lift Force) </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">واحدة من القوى الأربع الرئيسية التي تؤثر </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">على </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الطائرة، و</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">قد ذكرنا فيما فوق كيفية تولد هذه القوة</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">.</span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"><strong>2-</strong></span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">ا<strong>لوزن:</strong> </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">(Weight) </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">هو قوة تعاكس قوة </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الرفع</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> لأنه يؤثر باتجاه يعاكس قوة </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الرفع</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">، يجب أن يتم التغلب على وزن الطائرة من قبل قوة </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الرفع</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> الناتجة عن الأجنحة، فإذا كانت طائرة تزن 4.5 طناً فإن قوة </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الرفع</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> الناتجة عن الأجنحة يجب أن تكون أكبر من 4.5 طناً لكي تستطيع الطائرة الإقلاع عن الأرض. يجب أن يكون تصميم الجناح قوياً</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">بشكل كافٍ لرفع الطائرة عن الأرض.</span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<strong><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">3-</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الدفع:</span></strong><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">(Thrust) هي </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">القوة التي تدفع الطائرة للأمام، تنشأ </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">من خلال جملة الدفع سواء كانت مراوح </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">(مروحة واحدة في المقدمة أو أكثر على الأجنحة)</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> أو نفاثة أو مزيج من الاثنين معاً.</span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">4-</span><strong><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">قوة الجر</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">:</span></strong><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> (Drag) </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">تؤثر على كامل الطائرة قوة رابعة هي</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> قوة الجر أو الإعاقة</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">، و يتولد الجر لأن حركة أي جسم خلال مائع (كعبور الطائرة في الهواء) تسبب احتكاكاً و لأنها يجب أن تزيح المائع من طريقها. سطح </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الرفع</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> العلوي للجناح – على سبيل المثال – يولد قوة ر</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">فع</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> 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 </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الرفع</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> العالية أهم من كمية الجر المرافق لها. تصغر قوة الجر في الطائرات من خلال التصميم الأيروديناميكي</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> الانسيابي للطائرة، و بأشكال </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">انزلاقية تسهل حركة الطائرة</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> خلال الهواء.</span></div>
<div class="MsoNormal" dir="rtl" style="font-size: 13px; font-weight: normal; margin: 12px 6px; text-indent: 28.3pt;">
<span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">إن تحدي الطيران هو إقامة التوازن بين هذه القوى الأربع. فعندما تكون الدفع الدفع أكبر من قوة الجر تزداد سرعة الطائرة. وعندما تكون قوة </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">الرفع</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> أكبر من قوة الوزن ستعلو الطائرة. و باستخدام "سطوح التحكم" </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">(Control Surfaces) </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">و"أنظمة دفع" مختلفة، يمكن للطيار </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">(</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">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"</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">(عجلات الطائرة أو Landing Gear) </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">في تيار الهواء و ينشر </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">حواجب</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> الهبوط على الأجنحة </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">Spoilers </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">لزيادة الجر والذي يحدث ذات التأثير لتقليل الدفع. يمكن للطيار زيادة الدفع ( و ذلك بواسطة ضم ذراع الهبوط و </span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;">حواجب</span><span style="font-family: Tahoma; font-size: 10pt;"> الهبوط ) إما لزيادة السرعة أو للصعود .</span></div>
</h2>
</div>
</h2>
<div class="MsoNormal" style="background-color: #f5f5ff; font-family: tahoma; font-size: 13px; margin: 12px 6px; text-align: center; text-indent: 28.3pt;">
</div>
<div class="MsoNormal" style="background-color: #f5f5ff; font-family: tahoma; font-size: 13px; margin: 12px 6px; text-align: center; text-indent: 28.3pt;">
</div>
</div>

هل تعلم كيف تطير الطائرة ؟

تطير الطائرات بسبب إحداث أجنحتها لقوى الرفع (Lift) و هي القوى الموجهة للأعلى في الطائرة . عندما يمر الهواء حول الأجنحة تقوم ال...