نحن نراها، ونسافر بها أحيانا، إنها الطائرات التي تملأ سماءنا طوال الوقت، ولكن القليل منا يتوقف ويتساءل كيف تطير الطائرة في السماء؟
يعد الطيران بالمحركات النفاثة "Jet Engines" واحد من أعظم الاختراعات في العصر الحديث، فلقد جعل السفر حول العالم ممكناً خلال ساعات قليلة بعد أن كان حلم خيالي في الماضي.
أعتقد ان الأمر يستحق أن تواصل القراءة معي لبضع دقائق لتتعلم كيف يعمل هذا الاختراع، على الأقل كي تجد إجابة على طفلك حينما يسألك: كيف تطير الطائرة؟
كيف تطير الطائرة في السماء؟
دعونا نبدأ شرح كيف تطير الطائرة، فبالنظر الي الصورة بالأعلى، ستجد ان هناك دائما أربعة قوي تؤثر على الطائرة أثناء حركتها، وستجد ان هناك قوتان باللون الأسود وهما: "الجاذبية والمقاومة" وهذه قوي طبيعية لا دخل لنا فيها، وقوتان باللون الأزرق وهما: "الدفع والرفع" وتلك هي القوي التي يصنعها محرك الطائرة والجناح والتصميم الديناميكي للطائرة، وفيما يلي نبدأ بالحديث عن كل واحدة منها على حدا.
- قوة الجاذبية “Gravity force”
- قوة المقاومة “Drag force”
- قوة الدفع “Thrust force”
- قوة الرفع “Lift force”
وهي قوة الجاذبية الأرضية المؤثرة علي الطائرة نتيجة وزنها، وهذه القوة تحاول شد الطائرة للأسفل.
وهي مقاومة الهواء للطائرة اثناء طيرانها، أو حتي المقاومة بالاحتكاك لعجل الطائرة أثناء بداية إقلاعها، وهذه القوة تحاول شد الطائرة الي الخلف.
وهي القوي اللازمة لدفع الطائرة الي الامام لمقاومة الاحتكاك بالهواء وكذلك احتكاك عجل الطائرة بالأرض عند بداية حركتها من السكون.
وهذه القوة هي التي يقوم بتوليدها المحرك النفاث “jet engine” والذي يعتمد مبدأ عمله علي قانون نيوتن الثالث "لكل فعل رد فعل مساوي له في المقدار ومضاد له في الاتجاه".
الصورة بالأعلى توضح بشيء من التفصيل التكوين الداخلي للمحرك النفاث والذي تجده مثبت أسفل جناح الطائرة "محرك أسفل كل جناح أو محركان أسفل كل جناح حسب حجم ووزن وتصميم الطائرة".
المحرك النفاث يقوم بسحب الهواء من امام الطائرة، مرورا بالضاغط، وحرقه مع الوقود داخل غرفة الاحتراق، مرورا بالتوربينة، ثم يندفع الواء الساخن المحترق مع اللهب للخلف اندفاع شديد، تندفع معه الطائرة بالكامل الي الأمام كرد فعل، حسب مبدأ عمل قانون نيوتن الثالث.
أما عن قوة الرفع، فهي التي تجعل الطائرة عند تحركها بسرعة كبيرة تطير في الهواء وترتفع عن سطح الأرض، بسبب التصميم الإيروديناميكي للطائرة وخاصة جناح الطائرة.
الصورة بالأسفل هي لمقطع من جناح الطائرة، وتعتمد فكرة عمل هذا النظام على نظرية بيرنولي "Bernoulli", حيث ستلاحظ ان الجزء العلوي من الجناح يأخذ شكل منحني أما الجزء السفلي فيكون مستقيم، وبالتالي فالمسافة التي يقطعها الهواء في الجزء العلوي بالجناح تكون أكبر من المسافة التي يقطعها الهواء عند الجزء السفلي، فتكون سرعة الهواء أعلي الجناح أقل من سرعة الهواء أسفل الجناح، وبناء عليه يكون الضغط الإستاتيكي أسف جناح الطائرة أكبر من الضغط الإستاتيكي أعلي جناح الطائرة.
وعندما يصل فرق الضغط هذا بين الجزء العلوي والسفلي قيمة معينة عند تحرك الطائرة بسرعات عالية، يستطيع فرق الضغط هذا التغلب على قوة الجاذبية مما يجعل الطائرة ترتفع في الهواء.
قد يعجبك أيضا: "كيفية توجيه الطائرة في الجو"
وهذا هو إختصارا كان إجابة لسؤال: كيف تطير الطائرة؟, فإن أستفدت من الموضوع ففضلا شاركه مع اصدقاءك عبر أحد طرق التواصل الموضحة بالأسفل, وأعاننا الله وإياكم علي نشر العلم النافع.