ما هو مبدأ عمل الطائرة وكيف تطير

تعد الطائرة من أعظم الاختراعات التي عرفتها البشرية و أكثرها فائدةً للإنسان ، فبعد هذا الاختراع العظيم أصبح بمقدور الإنسان التنقل والسفر إلى أماكن لا يمكن أن يحلم بها، كيف تطير الطائرة؟

3 إجابات
مهندسة مدنية
الهندسة المدنية, Tishreen university

يعتمد مبدأ الطيران بشكلٍ أساسيٍ على توازن أربعة قوى أساسية مؤثرة وهي: قوة الدفع، وقوة الرفع، وقوة الجاذبية، ومقاومة الهواء.

  • قوة الدفع، وهي قوة تؤثر على الطائرة فتقوم بدفعها إلى الأمام بواسطة المحركات النفاثة التي تنجز عملية حرق الوقود الذي يتم خلطه مع الهواء المضغوط لتوليد قوى دفعٍ كبيرٍ للطائرة.
  • قوة الرفع، في القرن الثامن عشر قام عالم الرياضيات السويسري برنولي باكتشاف مبدأ فيزيائي يُعد هامًا جدًا في عملية الرفع بواسطة جناحي الطائرة، يعتمد المبدأ بشكلٍ أساسيٍ على أنه إذا كانت سرعة الهواء على السطح العلوي للجناح أكبر من سرعة الهواء على السطح السفلي له؛ فإن ذلك سيؤدي إلى تخفيف الضغط عن السطح العلوي، ونشوء ضغطٍ أكبر على السطح السفلي وبالتالي نشوء قوة رفعٍ إلى الأعلى، ناتجة عن تحرك الهواء من الضغط المرتفع إلى المنخفض، كما تتأثر قوة الرفع أيضًا بزاوية الهجوم وهي زاوية ميلان الأجنحة بالنسبة لتيار الهواء الذي يصطدم به.
  • قوة الجاذبية، هي القوة الناتجة عن وزن الطائرة، يحاول المصممون دائمًا تصميم طائرات من مواد تتمتع بالخفة مع المتانة، وبسبب هذه القوة يتم تحديد الوزن المسموح به للركاب المسافرين على الطائرات، كما يتم توزيع الثقل بشكلٍ صحيحٍ على الطائرة للحفاظ على مركز ثقلها.
  • مقاومة الهواء (السحب)، هي القوة الناتجة عن مقاومة الأجسام لتدفق الهواء مما يؤدي إلى إبطاء حركتها. تحتاج الطائرات لقوة دفعٍ كبيرةٍ حتى تتغلب على مقاومة الهواء، ولذلك يقوم المهندسون بتصميم الطائرات بطريقةٍ تسمح للهواء بالمرور بانسيابيةٍ كبيرةٍ من حولها.

أكمل القراءة

496 مشاهدة

0
مهندسة معمارية
الهندسة المعمارية, Tishreen University

كان الطيران من أكثر الأحلام السريالية التي راودت البشر عبر العصور، وأمضى حياتهم في سبيل اختراع وسائل للطيران الكثير من المخترعين والرواد لعلوم الديناميكا الهوائيّة، والفيزياء والهندسة وغيرها، إلى أن أصبح حلم الطيران واقعًا مع اختراع الطائرة، التي تعتبر أحد أكثر وسائل النقل سرعةً وأمانًا ورواجًا في أيامنا.

تعتمد الطائرة في حركتها على شكلها قبل كل شيء، فهي ذات مقدّمة ضيّقة شبه مدببّة وجسد انسيابي ذو هيكل من الفولاذ والألومنيوم، مزوّدة بأجنحة تساعدها على الطيران نتيجة قوة الرفع المتولدة عليها، إضافةً لذيل الطائرة الذي يحافظ على توازنها، ويضبط حركتها في الجو أثناء الصعود والهبوط والانحراف شمالًا أو يمينًا، والمحركات التي تعمل بشكل مختلف حسب نوع طيرانها أكان أفقيًا أم شاقوليًا.

تحلّق الطائرات إمّا شراعيًا أو بواسطة محرك أو عدّة محركات، وهي أثقل من الهواء ما يجعلك تظنّ أنّ كيفيّة طيرانها أمرٌ أكثر تعقيدًا ممّا تعتقد؛ لكنه ببساطة يعتمد على قوة الرفع الهوائية المتولدة عند الأجنحة، حيث تمّ تصميم أجنحة الطائرات بشكل يسمح للهواء أن يتحرك بشكل أسرع فوق جزئها العلوي ما يؤدي لانخفاض الضغط فيها ليصبح أقلّ من الضغط في الجزء السفلي للجناح، فينتج عن الفرق في الضغط قوّة على الجناح ترفع الطائرة في الهواء.

طيران الطائرة

يتم تحريك الطائرة بواسطة الأجنحة أيضًا؛ تحديدًا عبر الشفرات في الطرف الداخلي للجناح والتي تسمّى “الجنيحات”، وفق طريقة عمل عكسيّة؛ فعند ارتفاع الجنيح ينخفض جناح الطائرة وبالعكس، ما يؤدي لحركة الطائرة لأعلى وأسفل، أمّا لتدويرها فيتّم الاعتماد على الدفّة وذيل وأجنحة الطائرة معًا.

التحكّم بحركة الطائرة يتم في قمرة القيادة، حيث يتحكّم الطيّار بقوّة المحرك باستخدام الخانق، ويقوم بتحريك الجنيحات عبر عجلة التحكم لرفع أو خفض أو تدوير الطائرة، مع الدواسات والدفّة والفرامل وغيرها ممّا يساعده على التحكّم في اتجاه ومستوى تحليق الطائرة.

أكمل القراءة

168 مشاهدة

0
طالب
الهندسة الإنشائية, Mersin University

تطير الطائرة من خلال التغلب على قوة الجاذبية الأرضية بحيث تكون محصلة القوى الخارجية المؤثرة عليها إيجابية ومتجهة نحو الأعلى لتعاكس الجاذبية وفق قوانين نيوتن في الفيزياء، ويتم ذلك من خلال شكل الطائرة الانسيابي الذي يخترق جزيئات الهواء مسببًا قوة سحب نحو الأعلى.

يتم تصميم هيكل الطائرة وأجنحتها بالتحديد بحيث يكون الجزء العلوي أوسع من القسم السفلي ويؤدي ذلك لاصطدام جزئيات الهواء بشكل أكبر أعلى الأجنحة مسببًا قوة الرفع الكبيرة، ويتطلب ذلك سرعة كبيرة للأمام للإقلاع وإمكانية الارتفاع، والتي تؤمنها المحركات النفاثة الضخمة في الطائرة.

عند انطلاق الطائرة يصطدم الهواء بجانبي الجناح على حد سواء، وبسبب السطح العلوي الأكثر طولا يندفع الهواء بسرعة أكبر عليه من الجزء السفلي، ووفق قانون برنولي للديناميكية الهوائية فإن الهواء الأسرع يشكل ضغطًا منخفضًا بالنسبة للطرف السفلي وتنشأ قوة تتجه من منطقة الضغط المرتفع إلى منطقة الضغط المنخفض، وهي القوة التي ترفع الطائرة نحو الأعلى.

ووفق التفسير السابق فلن تستطيع الطائرات الطيران رأسًا على عقب، وهو أمر غير منطقي لهذا يتم تصميم أجنحتها بشكل متناظر مع أجزاء متحركة يتم توجيهها للأسفل أو الأعلى بحسب الحركة المراد تنفيذها صعودًا أو هبوطًا، ويلعب الجناح دورًا في التوجيه نحو اليمين واليسار للتحكم بالمسار الأفقي.

أكمل القراءة

168 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "ما هو مبدأ عمل الطائرة وكيف تطير"؟