 |
| لماذا لا تسقط الطائرة رغم أن وزنها قد يصل إلى مئات الأطنان |
لماذا لا تسقط الطائرة رغم أن وزنها قد يصل إلى مئات الأطنان
قد يبدو الأمر أشبه بالسحر عند مشاهدة طائرة ركاب عملاقة تزن مئات الأطنان وهي تحلق بثبات على ارتفاع يزيد عن 10 آلاف متر، لكن الحقيقة أن طيران الطائرة يعتمد على قوانين فيزيائية دقيقة تم اكتشافها منذ أكثر من قرن. فالكثير من الناس يعتقدون أن المحركات هي التي تحمل الطائرة في الهواء، بينما الواقع مختلف تمامًا؛ إذ إن المحركات توفر قوة الدفع فقط، أما المسؤول الحقيقي عن بقاء الطائرة في السماء فهو تصميم الأجنحة وطريقة تفاعلها مع الهواء.
في هذا المقال سنتعرف بطريقة مبسطة على السبب الحقيقي الذي يمنع الطائرة من السقوط، وسنشرح القوى الأربع المؤثرة على الطائرة، وكيف تتولد قوة الرفع، وما دور سرعة الطائرة والمحركات، ولماذا قد تتعرض الطائرة للانهيار الهوائي (Stall) إذا انخفضت سرعتها بشكل كبير
كيف تطير الطائرة رغم أن وزنها قد يصل إلى مئات الأطنان؟
قد يتجاوز وزن بعض طائرات الركاب الحديثة 500 طن عند الإقلاع، ومع ذلك تستطيع الإقلاع والطيران لساعات طويلة دون أي مشكلة. والسبب في ذلك أن الطائرة لا تعتمد على أن تكون أخف من الهواء مثل المنطاد، بل تعتمد على توليد قوة هوائية تعرف باسم قوة الرفع (Lift).
عندما تتحرك الطائرة بسرعة كبيرة بفضل المحركات، يمر الهواء حول الأجنحة بطريقة مدروسة للغاية، فينتج عن ذلك قوة تدفع الطائرة إلى الأعلى. وعندما تصبح هذه القوة مساوية أو أكبر من وزن الطائرة، تتمكن من الإقلاع والاستمرار في الطيران بثبات.
المحركات لا ترفع الطائرة مباشرة، وإنما تولد قوة الدفع التي تمنحها السرعة اللازمة حتى تتمكن الأجنحة من إنتاج قوة الرفع.
القوى الأربع المؤثرة على الطائرة
لفهم كيفية طيران الطائرة يجب أولًا التعرف على القوى الأساسية التي تؤثر عليها أثناء الطيران. فجميع الطائرات، سواء كانت صغيرة أو عملاقة، تخضع لأربع قوى رئيسية تحدد طريقة حركتها واستقرارها في الهواء.
1- قوة الرفع (Lift)
هي القوة التي تنتجها الأجنحة أثناء مرور الهواء حولها، وتكون في الاتجاه المعاكس للجاذبية الأرضية، وهي المسؤولة عن إبقاء الطائرة محلقة.
2- الوزن (Weight)
وهو القوة الناتجة عن الجاذبية الأرضية، وتؤثر إلى الأسفل باستمرار. ويشمل وزن الطائرة هيكلها، والركاب، والوقود، والبضائع.
3- قوة الدفع (Thrust)
تنتجها محركات الطائرة، وهي القوة التي تدفع الطائرة إلى الأمام، مما يسمح بمرور الهواء بسرعة حول الأجنحة لإنتاج قوة الرفع.
4- مقاومة الهواء (Drag)
هي القوة التي تعاكس حركة الطائرة أثناء تقدمها في الهواء، ويحاول مهندسو الطيران تقليلها قدر الإمكان من خلال تصميم انسيابي للطائرة لتقليل استهلاك الوقود وزيادة الكفاءة.
لكي تطير الطائرة بثبات، يجب أن تتوازن قوة الرفع مع الوزن، وأن تكون قوة الدفع مساوية تقريبًا لمقاومة الهواء أثناء الطيران المستوي.