بنيـة الطائـرة




غالباً ما تشترك الطائرات بنفس البنية الأساسية ؛ إذ أن كلاً منها لديه عادة: الجسم – الأجنحة – الذيل – ذراع الهبوط (مجموعة العجلات) و مجموعة سطوح التحكم على الأجنحة و الذيل...



أ- جسم الطائرة (بدن الطائرة): (Fuselage)


جسم الطائرة هو الحجرة الرئيسية أو بدن الطائرة. غالباً ما يحوي جسم الطائرة على:

- قسم قمرة (cockpit) القيادة عند الطرف الأمامي، حيث يتحكم الطيار بالطائرة.

- قسم الكابين : وقد يكون قسم الكابين مصمماً لنقل المسافرين أو الحمولات أو كلاهما.

يكون جسم الطائرة في الطائرات الحربية المقاتلة مستودعاً للمحركات و الوقود و الإلكترونيات و بعض الأسلحة.

في طائرات مثل الطائرة الشراعية أو الطائرة (ultralight airplane) (وهي طائرة ذات مقعد واحد أو مقعدين) قد يكون لا يكون جسم الطائرة أكثر من بنية صغيرة تصل الجناحين و الذيل و القمرة و المحركات.

( في الصورة خط إنتاج أجسام طائرات البوينغ747 )



ب-الأجنحة: (Wings)

كل الطائرات – بالتعريف – لديها أجنحة، إلا أن بعضها يكون تقريباً عبارة عن جناحين مع قمرة صغيرة فقط، ولدى البعض الآخر أجنحة صغيرة كالمكوك الفضائي.

قبل القرن العشرين، كانت الأجنحة تصنع من الرقائق و العوارض الخشبية و تغطى بقماش (نسيج) منسوج بدقة و يتم طلاؤه بالورنيش ليصمد إلى أقصى الحدود.

يتألف الجناح التقليدي من عارضة (Spar) ممتدة من طرف الجناح إلى الطرف الآخر، و يوجد - عمودياً على العارضة - سلسلة من الرقائق (Ribs) و التي تمتد من مقدمة الجناح (حافة الهجوم أو الحافة الأمامية) و حتى مؤخرة الجناح (حافة الفرار أو الحافة الخلفية).

يجب أن يتم تشييد هذه الأجنحة بدقة لتعطي شكل الجناح وفق الشكل الأيروديناميكي الذي يقرر خواص قوة الرفع.

لقد نجح استخدام الأجنحة الخشبية والقماشية غالباً في بنية الطائرات بسبب خفة وزنها النسبية و متانتها العالية، كما استخدم الكتان في صناعة غطاء الجناح.

كانت الطائرات البدائية هي طائرة ذات جناحين (biplane) غالباً ما يرتكز أحدهما فوق الآخر بمسافة 1.5متر تقريباً (من 5 إلى6 قدم)، إلا أن رواد الطائرات الأوائل رأوا أن بامكانهم بناء جناحين كهذين بشكل أسهل نسبياً و استخدام الأسلاك لربط الجناح العلوي بالجناح السفلي وذلك لإنشاء بنية قوية، و من خلال زج كمية من الكابلات و الخشب و الأقمشة في الهواء فإن هذا التصميم أنشأ قوة جر (مقاومة Drag) كبيرة، لذا فإن مهندسوا المركبات الطائرة أخيراً أنتجوا الطائرة أحادية الجناح (monoplane)، ولقد أعطى الجناح الواحد لهذه الطائرة الكثير من المميزات كالسرعة و البساطة و جودة الرؤية بالنسبة للطيار.

بعد الحرب العالمية الأولى (1914-1918) بدأ المصممون بالتحرك باتجاه أجنحة مصنوعة من الفولاذ و الألمنيوم أو الخلائط الحديثة التقنية، هذه المعادن ساهمت في تطور الأجنحة المعدنية كلياً ليس فقط لزيادة قوة الرفع بل أيضاً لإحتواء ذراع الهبوط و الأسلحة و الوقود.

و بمر السنين، اعتقد كثير من مصممي الطائرات بأن الطائرة المثالية يجب –في الحقيقة- ألا تكون سوى جناحين، و من هنا كانت الأجنحة الطائرة -كما تدعى- أول ما تم تطويره في الأعوام 1930إلى 1940.



ج-مجموعة الذيل: (Tail Assembly)

جميع الطائرات – عدا الأجنحة الطائرة – لديها مجموعة الذيل و التي تكون موصولة بمؤخرة جسم الطائرة، وتتألف مجموعة الذيل من أسطح تحكم أفقية وعمودية والتي تبدو كأجنحة صغيرة.

يتألف الذيل من سطح أفقي ثابت يسمى (سطح الموازنة الأفقي Horizontal Stabilizer) يتصل به مفصلياً سطح أفقي متحرك يسمى دفة العمق (Elevator)، ويتألف من سطح ثابت عمودي يسمى (سطح الموازنة العمودي Vertical Stabilizer) أو (الزعنفة Fin) و يتصل بها مفصلياً سطح عمودي متحرك يدعى (دفة الاتجاه Rudder) وأحياناً تسمى (الدفة)، جميع هذه المكونات تسمى (مجموعة الذيل empennage).

إن وظيفة سطوح التوازن الثابتة هي حفظ توازن و استقرار الطائرة أثناء الطيران المستقر، أما السطوح المتحركة فتقوم بإعطاء الحركات المختلفة للطائرة، فمثلاً عند انحراف الدفة (دفة الاتجاه Rudder) تنعرج الطائرة يميناً أو شمالاً (هذه الحركة تسمى Yawing)، أما عند انحراف دفة العمق (elevator) فإن الطائرة إما أن ترفع مقدمتها إلى الأعلى أو تخفضها إلى الأسفل (وهذه العملية تدعى Pitching)، بالتأكيد أن انحراف هذه السطوح يتم بناء على أوامر الطيار البشري أو الطيار الآلي.

يتم تحريك دفة الاتجاه بواسطة بدالتين (دواستين) موجودتين عند أرجل الطيار، أما دفة العمق فيتم التحكم بها من خلال ذراع القيادة الموجود عند يدي الطيار وذراع من خلال حركته إلى الأمام و الخلف (أما حركته إلى اليمين و إلى اليسار تسبب دوران الطائرة حول نفسها بحركة تسمى التدحرج أو الانعطاف Rolling).



د-ذراع الهبوط: (Landing Gear)

لدى جميع الطائرات نوع ما من ذراع الهبوط (العجلات و آلياتها و الفرامل و آليات التخميد كلها تدعى بذراع الهبوط).

تستخدم الطائرات الحديثة الفرامل (المكابح) و العجلات (الدواليب) و الإطارات المطاطية المصممة خصيصاً لأغراض الطيران، إذ يحب أن تكون الإطارات المطاطية قادرة على الانطلاق من وضعية السكون إلى ما يقارب سرعة 322كم/س (200 ميل بالساعة) عند الهبوط بالإضافة إلى تحمل ما يقارب 454 طن.

غالباً ما تحوي الفرامل معادن خاصة مقاومة للحرارة، ويجب أن تكون قادرة على التعامل مع حالات الطوارئ، مثلاً: حالة إلغاء إقلاع طائرة تزن 400 طن في آخر لحظة، وقد تم تطوير مجموعة المكابح مانعة الانزلاق – الشائعة في العربات اليوم – في الأصل من أجل المركبات الطائرة و استخدمت للحصول على القدر الأكبر المتاح من قوة الكبح في المدارج الماطرة أو المثلجة.

لدى الطائرات الأكبر أو الأكثر تعقيداً ذراع هبوط قابل للضم - كما يسمى- لأنه يمكن سحبه داخل الجناح أو ضمن جسم الطائرة بعد الإقلاع، و بحصولنا على ذراع هبوط قابل للضم يمكننا التقليل وبشكل كبير من قوة الجر الناشئة عن بنية العجلات والتي - لولا ذلك - ستبقى معلقة في الخارج ضمن التيار الهوائي.



هـ- عناصر التحكم: (Control Components)

تقوم الطائرة بثلاثة أنواع أساسية من الحركة على ثلاثة محاور منفصلة، فقد تطير الطائرة بثبات في اتجاه واحد وارتفاع واحد وهو ما يسمى الطيران المنتظم، و قد تصعد أو تهبط في حركة تسمى الخطران (Pitching) وهنا يتم تحريك المقدمة نحو الأعلى أو الأسفل، و قد تنعطف (تتدحرج) الطائرة (Roll) حول المحور الأفقي (الطولي) والذي يمتد على طول المركبة، وقد تعرج (Yaw) الطائرة أنفها إلى اليمين أو إلى اليسار حول المحور العمودي، وأخيراً؛ فقد تنكس الطائرة أنفها للأعلى أو للأسفل متحركة حول محورها الجانبي و الذي يكون ممتداً من طرف الجناح إلى طرف الجناح الآخر(bank) و التي يمكن اعتبارها حركة مركبة من Rolling و Pitching، أحياناً ترتفع الطائرة بالكامل (دون ميلان مقدمتها) وذلك عن طريق زيادة دفع المحركات أو زيادة تقعر الأجنحة وهذه الحركة تسمى بالرفع Lift.

تعتمد الطائرة على حركة الهواء عبر جناحيها لكي ترتفع، و تستفيد الطائرة من تيار الهواء للتحرك في أية اتجاه حول المحاور الثلاثة، و لكي تقوم بهذا يجب على الطيار أن يتلاعب (بخبرة) بالتحكمات في القمرة والتي تتحكم بسطوح التحكم في الأجنحة و الذيل.

تتم حركة الانعطاف Rolling بواسطة إمالة الجنيحات (ailerons) الموجودة عند حافة الفرار للجناح، هذه الجنيحات تدور باتجاهات متعاكسة على الجناحين مسببة عزم فتل يؤدي إلى دوران الطائرة حول محورها الطولي، إذا أردنا الدوران إلى اليمين يتم رفع الجنيح اليميني (تقل قوة الرفع على الجناح اليميني بسبب انخفاض التقعر و بالتالي انخفاض قوة الرفع) وخفض الجنيح اليساري (تزداد قوة الرفع بسبب زيادة التقعر وبالتالي زيادة قوة الرفع) وهكذا تصبح قوة الرفع اليسارية أكبر من القوة اليمينية و بالتالي لابد للطائرة أن تدور باتجاه اليمين، أما إذا أردنا الدوران إلى اليسار فإن الأمر يتم بالصورة المعاكسة تماماً.

لكي تنعرج الطائرة (تدير أنف الطائرة لليمين أو اليسار أي أنها تقوم بعملية Yaw) فيجب على الطيار أن يدوس على دواستي الدفة (Rudder) على أرض القمرة، فإذا أراد أن تنعرج الطائرة إلى اليسار فعليه أن يحرك الدفة إلى اليمين و ذلك بالدوس على الدواسة اليسرى، أما إذا داس على الدواسة اليمنى فإن الطائرة ستميل إلى اليمين.

لكي تقوم الطائرة بالخطران (Pitching) أي إمالة مقدمتها إلى الأعلى أو إلى الأسفل ، يسحب الطيار عادة أو يدفع مقبض عجلة القيادة، وهكذا يحرك دفة العمق (elevator) عند النهاية الخلفية لسطوح التوازن الأفقي، فإذا سحب العجلة إلى الوراء تنحرف دفة العمق للأعلى ضمن تيار الهواء و بالتالي يندفع الذيل للأسفل و الأنف إلى الأعلى، أما إذا دفع الطيار عجلة القيادة للأمام فإن دفة العمق تهبط و يرتفع الذيل و يجبر الأنف على النزول.

تملك الطائرات الأكثر تعقيداًً مجموعة من سطوح التحكم الثانوية والتي تتضمن أدوات مثل القلابات (Flaps) و القلابات الأمامية (Slat) و سطوح الموازنة (Trim Tabs) و الحواجب أو متلفات الرفع (Spoilers) و مكابح السرعة (Speed Brakes).

القلابات وسطوح الموازنة تستخدم بشكل عام أثناء الإقلاع و الهبوط لزيادة كمية قوة الرفع الناتجة عن الجناح عند السرعات المنخفضة، إذ تخفض القلابات عادة عند حافة الفرار للجناح (مع أن بعض الطائرات النفاثة لديها قلابات عند حافة الهجوم للجناح أيضاًُ)، وفي بعض الطائرات يمكن أيضاً أن تمد القلابات إلى الوراء وذلك لزيادة مساحة سطح الجناح كما لو أنه يغير شكله وتسمى عندئذ القلابات الانزلاقية.

تمتد القلابات الأمامية عادة من بداية الجناح عند سرعات منخفضة لكي تغير طريقة انسياب الهواء فوق الجناح، وهكذا تزداد قوة الرفع، وقد تستخدم القلابات أيضاً لزيادة قوة الجر و تقليل سرعة الاقتراب للطائرة أثناء الهبوط.

سطوح الموازنة هي عناصر تحكم مصغرة من تؤول إلى سطوح التحكم الكبيرة ، فعلى سبيل المثال: سطح موازنة الجنيح يعمل كجنيح مصغر، و الغرض الحقيقي منها يتوضح عند دراسة المضخات الهيدروليكية في الطائرة وطرق التعويض الأيروديناميكية.


و- المعدات:- (Instruments)

يعتمد طياوا الطائرات على مجموعة من المعدات في القمرة لمراقبة أجهزة و آليات الطائرة، للتحكم بطيران و ملاحة الطائرة.

تقوم مجموعة المعدات بإطلاع الطيار عن حالة محركات الطائرة و كهربائها و هيدروليكها و مجموعة الوقود، بينما تراقب معدات المحرك المكبسي المحرك و درجة حرارة غاز العادم و ضغط الزيت و درجات الحرارة، وتقيس معدات الطائرات النفاثة السرعات الدورانية للشفرات الدوارة في التوربينات (المحركات التوربينية) و درجة حرارة الغاز أيضاً و تدفق الوقود.

معدات الطائرة هي تلك التي تطلع الطيار على مسار و سرعة و ارتفاع الطائرة، تتضمن هذه المعدات مؤشر سرعة الهواء و مؤشر الأفق الصناعي و مؤشر الارتفاع و بوصلة، وتختلف هذه المعدات كثيراً بالاعتماد على تعقيد و كفاءة الطائرة، فعلى سبيل المثال: الطائرات النفاثة ذات الارتفاعات العالية يكون بها مؤشر سرعة هواء بالواحدتين : الميل الملاحي بالساعة (و هو أسرع قليلاً من الميل بالساعة العادي المستخدم في المركبات العادية) و بالماخ (الماخ هو السرعة مقارنة بسرعة الصوت)، بينما مؤشر الأفق الصناعي يدل على وضعية الطائرة فيما إذا كانت تميل أو تعلو أو تهبط نسبة إلى الأرض، فإذا كان أنف الطائرة إلى أعلى فهذا قد يعني أنها تقلع وقد لا يعني ذلك نسبة إلى سرعة الهواء و عزمه.

الطيران العمومي (الطائرات الخاصة) و الطائرات الحربية و الطائرات التجارية لديها أيضاً معدات تقدم عوناً في عملية الملاحة، و أبسط شكل من أشكالها هو البوصلة، إلا أن كثيراً من الطائرات حالياً تستخدم مجموعة الأقمار الصناعية الملاحية والكمبيوترات للقيام بعملية الطيران من أية نقطة من الكرة الأرضية و لأية نقطة أخرى بدون الاستعانة أبداً بالأرض.

نظام الـ(GPS) أو نظام الموقع الكروي طور من أجل الحربية الأمريكية إلا أن كثيراً من الطيارين المدنيين يقومون الآن باستخدامه، يزود هذا النظام الطائرة بموقعها في مجال بضعة أمتار، غير أن كثير من الطائرات لا تزال تستعمل المستقبلات اللاسلكية و التي تواصل البث مع برج الإذاعة في القاعدة الأرضية لكي تتم الرحلات عبر البلدان، معدات الطائرة على وجه الخصوص يمكنها استخدم أبراج بث و مستقبلات لاسلكية عالية الدقة والتي تعرف باسم (ILS) أو معدات نظام الهبوط و موجات نظام الهبوط (موجات صغيرة جداً كالموجات الكهرطيسية) (MLS) و التي تكون ضمن عارض خاص في القمرة من أجل القيام بعمليات الهبوط أثناء ظروف الرؤية الضعيفة.

الدفع (PROPULSION )



من أجل أن تؤمن الطائرة فوة الدفع لابد لها من استخدام المحركات وهي على نوعين، فإما أن يكون المحرك مكبسياً (محرك احتراق داخلي كالموجود في السيارات) يقوم بإدارة مروحة وحيدة (Propeller) في مقدمة الطائرة أو عدة مراوح على الأجنحة، أو أن يكون المحرك توربينياً و هو على شكلين، فإما أن تستخدم طاقة الدوران في إدارة مراوح الطائرة مثل المحركات المكبسية، و إما أن يتم استخدام قوة نفث الغازات الهائلة في دفع الطائرة (هنا لا حاجة إلى وجود المراوح) وفي هذه الحالة تكون المحركات ضخمة وذات تقنية عالية.

تم البحث في مراحل تطوير صناعة الطيران من أجل إيجاد محرك ذو طاقة أكبر ووزن أخف و وثوقية عالية، إذ أن المحرك المكبسي يظل آلية معقدة نسبياً مؤلفة من قطع ميكانيكية ذات أجزاء آلية كثيرة دقيقة للغاية تتحرك ضمن مجالات كبيرة و بحركة معقدة، لذا كان المحرك النفاث بمثابة الحل لكل مشاكل الدفع في الطائرات.

تعمل المحركات التوربينية أو النفاثة على مبدأ نيوتن الثالث في الحركة، و الذي ينص على أنه لكل فعل رد فعل يساويه في القيمة ويعاكسه في الاتجاه، إذ يمتص المحرك النفاث الهواء من المقدمة و يكبس الهواء عن طريق سحبه في سلسلة من المكابس الحلزونية ويخلطه بالوقود ثم يشعل المزيج الذي ينفجر بقوة عظيمة تتجه نحو المؤخرة عبر فوهات العادم، هذه القوة المتجهة للخلف تُوازَن بقوة مكافئة والتي تدفع المحرك النفاث -و بالتالي الطائرة المتصلة به- للأمام.

بناء على ما سبق يمكن تقسيم المحرك التقليدي إلى: مدخل هواء - ضواغط - غرفة أو غرف احتراق - عنفة أو توربين - مخرج أو فوهة، يمكن العودة إلى الرسوم الإيضاحية آخر هذه الصفحة لرؤية هذه الأجزاء بشكل واضح، إن وظيفة التوربين هي توليد بعض الطاقة اللازمة للطائرة بالإضافة إلى الطاقة اللازمة لتشغيل الضواغط.

يعمل محرك الصاروخ بنفس المبدأ، عدا أنه في مجال عديم الهواء في الفضاء يجب على الصاروخ أن يحمل على ظهره هواءه الخاص بشكل وقود صلب أو سائل قابل للتأكسد من أجل القيام بعملية الانفجار.

يوجد هنالك أنواع متعددة مختلفة من المحركات النفاثة. الشكل الأبسط لها هو المحرك النفاث التضاغطي (رامجيت RAMjet)، هذا المحرك يستخدم فقط عند السرعات العالية حيث لا يوجد به قسم الضواغط أو العنفات و إنما فقط فوهات فوق صوتية (متقاربة-متباعدة) بحيث يستفيد من هذه السرعة في ضغط الهواء أو إجبار الهواء على الدخول إلى المحرك، و هكذا لا يحتاج إلى قسم الضواغط، هذه البساطة يقابلها حاجته إلى سرعة عدة مئات الأميال بالساعة قبل أن يكون المحرك قادراً على العمل.

يعتبر المحرك النفاث التوربيني (Turbojet) هو المحرك النظري المثالي حيث يحتوي على قسم المدخل و الضواغط و غرفة الاحتراق الداخلي و التوربين من أجل إنتاج بعض الطاقة من العادم و فوهة العادم، ففي المحرك النفاث التوربيني (Turbojet) كل الهواء المسحوب إلى داخل الضواغط من مقدمة المحرك يمر عبر نواة المحرك ثم يحرق ثم يتم إفلاته، وهنا ينشأ الدفع المقدم من قبل المحرك عن قوة سرعة إفلات غازات العادم من المؤخرة.

هناك لفظة مشتقة حديثة تعرف باسم النفاث التوربيني ذو المروحة (توربوفان Turbofan)، حيث تمت إضافة مروحة كبيرة في مقدمة قسم الضواغط، تسحب هذه المروحة كميات هائلة من الهواء إلى داخل غلاف المحركات إلا أن كمية صغيرة نسبياً منه فقط تذهب عبر النواة للقيام بعملية الاحتراق وأما الباقي فيندفع خارج غلاف النواة وضمن غلاف المحرك، إن هذا السيل الذي سحبته المروحة يختلط بغازات العادم النفاث الساخنة عند فوهة المحرك حيث تبرد وتخفف ضجة النفث، وبالإضافة إلى ذلك فإن المروحة تسرع عملية نفث هذا الكتلة الهوائية كبيرة الحجم من الفوهة وتولد بذلك دفعاً كبيراً، وحتى لو أنه لم يحترق فإنه يقوم مقام المروحة الدافعة (Propeller).

في الواقع، تستخدم بعض المحركات النفاثة الصغيرة لتدوير المراوح وتعرف المحرك المروحي التوربيني (Turboprop)، تنتج هذه المحركات الكم الأكبر من دفعها من خلال المراوح التي تدار بواسطة محرك نفاث عبر مجموعة من التروس، و كمنبع لطاقة المراوح يعتبر المحرك التوربيني كاف جداً، و كثير من الطائرات الصغيرة الاستثمارية و التي تحمل ركاباً من 19 و حتى 70 راكباً تستخدم المحرك المروحي التوربيني، وهذه المحركات مناسبة جداً عند الارتفاعات المنخفضة و السرعات المتوسطة حوالي 640 كم/س (400 ميل بالساعة)، الفرق بين Turbofan و Turboprop أن المروحة Fan ليست لتوليد الدفع و إنما لسحب الهواء و الدفع ناتج عن نفث الغازات، أما المروحة الدافعة Propeller فوظيفتها إنتاج الدفع فيما يكون لنفث الغازات دفعاً صغيراً يصل إلى 15% من دفع المحرك بشكل عام.


صــور أنواع المحركــات



المحرك التوربيني النفاث Turbojet

المحرك التوربيني ذو المروحة Turbofan
أنواع الطائرات



تنوع الطائرات تنوعاً كبيراً: الطائرات البرية و الطائرات الخاصة بحاملات الطائرات و الطائرات البحرية و الطائرات البرمائية و طائرات الإقلاع والهبوط العمودي (VTOL) و طائرات الإقلاع و الهبوط السريع (STOL) و المكوك الفضائي، وجميع هذه الأنواع تعتمد على نفس الأساس التقني إلا أن مقدراتها و استخداماتها تجعلها تبدو و كأنها مختلفة.

أ- الطائرات البرية : (Land Planes)

الطائرات البرية صممت لكي تقوم بالإقلاع من أراضٍ غير معبدة أو من مدرج نموذجي و بعض الطائرات البرية تكون مجهزة لكي تقلع من على العشب أو من بعض الأراضي الأخرى غير منتهية البناء.

تملك الطائرات البرية عجلات لكي تقوم بالسير و الإقلاع و الهبوط، على الرغم من أن بعض الطائرات المخصصة للعمل في المناطق القطبية (الشمالية أو الجنوبية) تملك زلاجات بدل العجلات، و قد تسمى عجلات الطائرة في بعض الأحيان باسم الدواليب الحاملة (Undercarriage) على الرغم من أنها تدعى في بعض الأوقات مع المكابح المرافقة باسم (ذراع الهبوطLanding Gear)، وقد يكون ذراع الهبوط ثابتاً كما في طائرات الملاحة العادية أو قابلة للضم ضمن جسم الطائرة أو الأجنحة كما في الطائرات الأكثر تقدماً و المستخدمة في الأغراض التجارية.

ب- الطائرات الخاصة بحاملات الطائرات: (Carrier-Based Aircraft)

الطائرات الخاصة بحاملات الطائرات هي نموذج مطور خصيصاً صممت للإقلاع من على سطح حاملة طائرات بحرية. الطائرة الخاصة بحاملات الطائرات ذات بنية تمت تقويتها بما في ذلك ذراع الهبوط لكي تناسب الإجهاد الناتج عن عملية الإقلاع من على سطح السفينة (Catapult-Assisted Takeoff) الذي تقلع الطائرة منه بواسطة الغاز الدافع و كبح عملية الهبوط التي تعمل بواسطة خطاف موصول بالطرف السفلي لذيل الطائرة لكي يمسك واحداً من الأسلاك الأربعة المتشابكة عبر سطح حاملة الطائرات.



ج- الطائرات المائية: (Seaplanes)

الطائرات المائية والتي تدعى في بعض الأحيان باسم الطائرات الطوافة (Floatplanes) أو الطائرات العائمة (Pontoon Planes) هي عادة طائرات برية عادية تم تبديل العجلات فيها بالطوافات و بهذا يمكنها أن تعمل على المياه.

تملك هذه الطائرات بدناً يشابه و يقوم بما يقوم به بدن المركب المائي، ولذا تعرف باسم المراكب الطائرة، وقد تملك هذه الطائرات طوافات صغيرة متصلة بألواح إلى أجنحتها الخارجية لكي تساعد في تثبيتها عند السرعات المنخفضة على المياه، إلا أن وزن الطائرة ينتج عن وزن البدن العائم.


د- الطائرات البرمائية: (Amphibians)

الطائرات البرمائية كالحيوانات ذات الاسم نفسه، تستطيع العمل من القواعد البرية والبحرية معاً و في كثير من الحالات تكون الطائرة البرمائية هي طائرة مائية، ولكن ببدن القارب و بالإضافة إلى ذراع الهبوط المصمم خصيصاُ يمكنها أن تتخطى الحدود المائية و تمشي خارج الماء نحو اليابسة.

تاريخياً: بعض المراكب الطائرة جهزت بذراع الهبوط الشاطئي (Beaching Gear) -كما تمت تسميته- كمجموعة احتياطية في موقع العجلات تحت المركب العائم و التي مكنت الطائرة بالتالي التدحرج على اليابسة.

هـ-طائرات الإقلاع و الهبوط العمودي: (Vertical Takeoff and Landing Airplanes)

تستخدم طائرات الإقلاع و الهبوط العمودي (إ هـ ع) (VTOL) الدفع النفاث من محركاتها الموجهة نحو الأسفل لكي تقلع وتهبط بخط عمودي نحو الأعلى و الأسفل، بعد الإقلاع تنقل طائرة (إ هـ ع) إلى الطيران بواسطة الجناحين وذلك لكي تقطع المسافات الطويلة و هي تحمل الحمولة الثقيلة.

تعتبر طائرة الهليكوبتر أحد أنواع طائرات (إ هـ ع)، غير أنه لا يوجد عدد كبير من طائرات (إ هـ ع).

هنالك نوع مميز من الطائرات (إ هـ ع) ألا وهو الدوار المنزلق (Tilt-Rotor) و الذي يتميز بمروحة كبيرة تشبه المراوح الدوارة و التي تدار بواسطة محركات نفاثة على أطراف الجناح، وهكذا و من أجل الإقلاع و الهبوط توضع المحركات و الدوارات بشكل عمودي يشابه الهليكوبتر كثيراً، إلا أنه وبعد الإقلاع تنزلق كلاً من المحركات و االمراوح للأمام و يتحمل الجناح حمولة المركبة.

المثال الأكثر وضوحاً لطائرات (إ هـ ع) المثالية و التي تستخدم حالياً هي (المغيرة ) (AV-8B Harrier II) و هي طائرة هجومية حربية تستخدم فوهات دوارة متصلة بمحركها النفاث لتوجه عادم الطائرة بالاتجاه المراد، و تستخدم في الولايات المتحدة من قبل فيلق الكوماندوز(القوات الخاصة البحرية) كما تستخدم أيضاً في أسبانيا وإيطاليا و الهند و المملكة المتحدة حيث طورت أصلاً، تستطيع Harrier الإقلاع بشكل عمودي من أصغر المراكب، كما يمكنها أن تطير باتجاه مناطق الاشتباك حول حاملات الجند وأن تعزز دورها في الهجمات الأرضية.


و- طائرات الإقلاع و الهبوط القصير: (Short Takeoff and Landing Airplanes)

طائرات الإقلاع و الهبوط القصير (إ هـ ق) صممت لتكون قادرة على تأدية وظيفتها على المدارج القصيرة نسبياً، إذ يستخدم مصمموا هذه الطائرات عادة أجنحة و أجهزة رفع عالية على الأجنحة يمكنه من الأداء الأفضل أثناء الإقلاع والهبوط، و تتميز طائرات (إ هـ ق) عن الطائرات العادية بأنها تملك أجنحة مخصصة للأداء الأفضل في رحلات السرعات العالية و السرعات العالية، وتستخدم طائرات (إ هـ ق) عادة كطائرات نقل حمولة على الرغم من أن بعضاً منها يستخدم كطائرة نقل ركاب أيضاً ذات سعة جيدة.


ز-المكوك الفضائي: (Space Shuttle)

المكوك الفضائي الذي أطلقته وكالة الفضاء الأميركية ناسا (وكالة الطيران الوطني وإدارة الفضاء NASA) هو مركبة طائرة لا تشبه أي من الطائرات الأخرى لأنها تطير و كأنها طائرة ثابتة الجناح داخل طبقة الأتموسفير (الغلاف الجوي الأرضي) و تطير كمركبة فضائية خارج الغلاف الجوي الأرضي.

عندما يقلع المكوك الفضائي، يطير كصاروخ ذي جناح معتمداً على 3.175طناً من الدفع المتولد عن وقوده الصاروخي الصلب عالي الطاقة و ووقوده السائل الذي يغذي محركاته الرئيسية مانحاً إياه طاقة انطلاقه الهائلة داخل و خارج الغلاف الجوي، و أثناء الهبوط يصبح المكوك الفضائي مجرد متزلج أنيق يهبط بدون قوة دفع.

تصنيف الطائرات

تصنف الطائرات إلى ثلاثة مراتب أساسية: الطائرات التجارية و الطائرات الحربية و طائرات الملاحة الجوية العامة، و كل منها يندرج تحت رعاية انتداب حكومي و قوانين العمل.

أ-الطائرات التجارية:


الطائرات التجارية هي تلك الطائرات المستخدمة لجني الربح المادي وذلك إما بنقل المسافرين أو بنقل البضائع لقاء الأجر، نظمت هذه العملية بشكل تام في الولايات المتحدة من قبل إدارة الملاحة الجوية الفيدرالية (FAA)، و في كندا من قبل "نقل كندا" ، وفي بقية الدول من قبل مسؤولي الملاحة الجوية الوطنية.

تقدم مصانع الطائرات التجارية الحديثة العملاقة – مثل شركة (Boeing) في الولايات المتحدة و(Airbus) في أوربا – أنواعاً كثيرة من الطائرات ذات السعات المختلفة، ويمكن للطائرة النفاثة الحالية أن تحمل ما بين 100 إلى أكثر من500 مسافر إلى أي مكان في العالم في رحلة طويلة أو قصيرة.

منذ العام 1976 نقلت شركة الكونكورد (الطائرة فوق-الصوتية)(SST) البريطانية الفرنسية مسافرين بسرعة تبلغ ضعفي سرعة الصوت، تعمل الكونكورد لحساب الطيران البريطاني و الطيران الفرنسي و تحمل علم كلا الدولتين و اللتين مولتا عملية تطويرها خلال الفترة 1960-1970.

كان لدى الولايات المتحدة برنامج شركة طائرات فوق صوتية (SST) لكنه ألغي بسبب المشاكل البيئية و المالية عام 1971.


ب-الطائرات الحربية:

غالباً ما تصنف الطائرات الحربية إلى أربع أصناف: المحاربة، الناقلة (الحاملة)، التدريبية، الاستطلاعية. و تصنف الطائرات المحاربة بشكل عام إلى مقاتلة أو قاذفة على الرغم من أن بعض الطائرات تتمتع بالميزتين معاً.

تصمم الطائرات المقاتلة لكي تشتبك في الصراع جواً مع الطائرات الأخرى، سواء في الحالات الدفاعية أو الحالات الهجومية، كثير من الطائرات المقاتلة منذ فترة الخمسينيات (1950) كانت قادرة على الطيران بسرعة 2ماخ (واحد ماخ يعني أن سرعة الطائرة تساوي سرعة الصوت في الهواء)، بعض الطائرات المقاتلة لها دور في الهجوم الأرضي أيضاً و تصمم لحمل أسلحة (جو - جـو) مثل الصواريخ وأسلحة (جو – أرض ) مثل القنابل.

نذكر من الطائرات المقاتلة :(إعصار بانافيا) (Panavia Tornado)، النسر(Boeing F-15 Eagle) ،(Lockheed-Martin F-16)، الصقر (Falcon) ،(MiG-29 Fulcrum) ،(the Su-27 Flanker).

تصمم الطائرات القاذفة لحمل أسلحة (جو – أرض) ثقيلة الأوزان ثم يكون عليها أن تخترق أو أن تتفادى دفاعات العدو لكي تتمكن من إيصال هذه الأسلحة إلى منطقة القصف.

بعض القاذفات الشهيرة تتضمن: (Boeing B-52) ،(Boeing B-1)، الطائرة المتخفية (Northrop-Grumman B-2 stealth bomber) .

صممت الطائرات القاذفة -مثل (B-52)- لتطير على ارتفاعات منخفضة وذلك تبعاً للتضاريس، لكي تطير تحت مجال رادارات العدو الدفاعية، بينما الطائرات الأخرى -مثل (B-2)- قد تستخدم تقنية مشوش الرادار-الدفاعي لكي تطير بدون مراقبة فعلياً.

إن طائرات النقل الحربية (الطائرات الحاملة) هذه الأيام قادرة على حمل خزانات ضخمة أو ناقلة أشخاص مسلحة أو معدات مدفعية و حتى طائرات صغيرة الحجم.

نذكر بعض الطائرات الحاملة مثل: العملاق (Giant Lockheed C-5B) و (Boeing C-17) و اللتان صممتا خصيصاُ لمثل هذه المهمات.

تستطيع بعض الطائرات الناقلة القيام بدور مزدوج كمحطات وقود طيارة إذ تقوم هذه الطائرات بتزويد مختلف أنواع الطائرات بالوقود أثناء طيرانها،و كمثال على هذه الخزانات نذكر (Boeing KC-135) و (KC-10).

يخضع كل الطيارين الحربيين إلى تدريب قاسٍ و برنامج تعليمي باستخدام طائرات حربية تدريبية من أجل إعدادهم للقيادة الطائرات العالية الأداء. نموذجياً يبدأ الطيارون الطيران التدريبي بالمحاكيات البسيطة و الطائرات ذات الدفع المروحي، و ينتقلوا إلى طائرات نفاثة بدائية قبل أن يتخصصوا في سلك المهنة متضمناً ذلك المقاتلات أو القاذفات أو الناقلات.

نذكر بعض طائرات التدريب الحربية مثل: (T-34 Mentor) ، (T-37 ) ، (T-38) ، الصقر (Boeing T-45 Goshawk).

و الصنف الأخير من الطائرات الحربية هو الطائرات الاستطلاعية، أو طائرات المراقبة، إذ كانت الطائرة الجاسوسة (Lockheed U-2 spy plane) في أعوام الخمسينيات 1950 هي بداية الطائرات الاستطلاعية و منذ ذلك الحين طورت طائرات المراقبة خصيصاً لأجل المهمات عالية الخصوصية. و تتربع على عرش طائرات المراقبة الطائرة (Lockheed SR-71) وهي طائرة ذات المقعدين تستخدم محركات مخصصة و الوقود للوصول إلى ارتفاعات أكثر من 25000متر (80.000 قدم) و تسير بسرعة أكثر من 3 ماخ.



- طائرة F-15 Eagle -

طائرة مقاتلة سبق الحديث عنها تابعة لقوات حلف شمال الأطلس أو NATO.





- الطائرة الجاسوسية

F-117A -

يتعذر اكتشافها من خلال الرادار كما أنها مجهزة بمعدات إلكترونية للتشويش على رادارات العدو من أجل التغطية على الطائرات المرافقة.




ج- طائرات الملاحة الجوية العامة:

طائرات الملاحة العامة هي الطائرة المعتمدة و المضمونة من أجل العمليات الخاصة أو غير التجارية.

يدخل في نطاق الطائرات الشخصية (طائرات الأغراض الذاتية) طائرات ابتداءً من الطائرة البسيطة أحادية المقعد و الطائرات الخفيفة الوزن و حتى الطائرات الأنيقة مزدوجة المحرك المروحي التوربيني و التي تحمل 8 أشخاص، معظم الطائرات التجارية تتطلب مزيداً من الأداء الموثوق و مجالاً أكبر و قدرة على تحمل مختلف أنواع تقلبات الطقس.

هناك أيضاً مرتبة أخرى من مراتب طائرات الملاحة العامة ألا وهي الطائرات الزراعية، إذ تحتاج الحقول الضخمة إلى طرق مناسبة لرش الأسمدة و المبيدات الحشرية فوق تلك المساحات الكبيرة وهذا يحتاج إلى نوع متخصص جداً من الطائرات والتي تكون قادرة على الرش و التعرج بالإضافة إلى أن تكون ذات قدرة كبيرة على المناورة و حمل عدة مئات باوندات من الكيماويات، و يمكننا رؤية الطائرات الزراعية تحوم على ارتفاعات منخفضة فوق الحقول، ولكن وبما أنها غير متخصصة في الملاحة المنتظمة فإن طائرات الرش لا تحتوي على أجهزة الملاحة عالية التقنية أو أجهزة معقدة.

الطائرات فوق الصوتية



بالإضافة إلى الموازنة بين قوة الرفع والوزن وبين قوة الدفع و قوة الجر (الإعاقة) فإن على الطائرات الحديثة أن تواجه تحدياً آخراً.

نعلم أن حدود الصوت (جدار الصوت) ليس جداراً بالمعنى الفيزيائي و إنما هو السرعة التي يتغير عندها تصرف تيار الهواء حول الطائرة بشكل فجائي.

طياروا مقاتلات الحرب العالمية الثانية (1939-1945) اصطدموا في البداية بهذا المدعو جداراً في المناورات العالية السرعة أثناء القتال. كان الطيارون -في هذه الحالات- يفقدون السيطرة على طائراتهم عندما تصطدم بالأمواج المتراكمة على سطوح التحكم إذ كانت تمنع سطوح التحكم من الحركة و تترك الطاقم يائسين، و بعد الحرب العالمية الثانية أمسك المصممون بخيوط مملكة الطيران فوق-الصوتي وبشكل أساسي للطيران الحربي و بالطبع للطيران التجاري أيضاً.

الطيران فوق-الصوتي عُرّف بأنه طيران بسرعة أكبر من سرعة الصوت العادية. يسير الصوت في الهواء عند مستوى سطح البحر بسرعة 1.200كم/س تقريباً (760ميل بالساعة)، عند هذه السرعة تنشأ موجة الصدمة من هواء مضغوط بشدة ويتراكم عند مقدمة ( أنف ) الطائرة، تنتقل موجة الصدمة هذه بزيادة السرعة إلى الخلف بزاوية حادة.

تم تحقيق الطيران فوق-الصوتي لأول مرة في عام 1947 على يدي الطائرة الصاروخ (Bell X-1) التي أطلقتها القوى الجوية، والطيار الذي قام بتجربتها هو (Chuck Yeager).


انقر لتكبير الصورة

السرعة في الطيران فوق-الصوتي و ما يماثله تقاس بوحدات تدعى (أرقام ماخ) (Mach numbers) و التي تقدم النسبة بين سرعة الطائرة و سرعة الصوت في الهواء، فتعتبر الطائرة التي تطير بسرعة أقل من واحد ماخ بأنها تطير بسرعة تحت صوتيه (subsonic)، وعند ماخ واحد بأن الطائرة تطير بسرعة الصوت (transonic)، و إذا كانت سرعتها ما بين واحد إلى خمسة ماخ يقال عنها بأنها فوق صوتية (supersonic)، أما سرعة خمسة ماخ و ما فوق فإنها تدعى السرعة فوق الصوتية المفرطة (فرصوتي) (hypersonic).

طور المصممون في أوربا و الولايات المتحدة بنجاح جيلاً من المركبات الطائرة الحربية والذي بلغ أوجه في الأعوام 1960-1970 بالطائرات ذات سرعة 3ماخ كالطائرة السوفيتية المناورة (MiG-25 Foxbat) و القاذفة (XB-70 Valkyrie) و الطائرة التجسسية (SR-71).

تتحرك موجة الصدمة الناشئة عن طائرة بسرعة فوق صوتية وفوق صوتية مفرطة (supersonic and hypersonic) تتمثل بتغير مفاجئ في ضغط الهواء، هذا التغير يصل إلى الأرض كقنبلة صوتية، تتعلق طبيعتها بارتفاع الطائرة و بعد المستمع عن مسار الطائرة.

تعتبر القنابل الصوتية بشكل عام عند ارتفاعات منخفضة فوق المناطق المأهولة مشكلة لا يستهان بها ولهذا السبب منعت معظم الطائرات فوق-الصوتية من الاستخدام الدائم ضمن المسارات التي تمر بالمناطق المأهولة، و على سبيل المثال: الكونكورد (Anglo-French Concode) طائرة تجارية فوق-صوتية غالباً ما تطير ضمن مسارات تمر فوق المساحات المائية أو عبر مناطق ذات أعداد ضئيلة من السكان في العالم.

يعتقد المصممون اليوم أن بإمكانهم أن يساهموا في تقليل تأثير القنبلة الصوتية الناشئة عن الطائرات الاستثمارية فوق-الصوتية إلا أنهم يستبعدون إمكانية التخلص منها تماماً.

إن حدود الطيران فوق-الصوتي هو في الواقع واحدة من أكثر النقاط صعوبة وذلك لأن الطيران فوق-الصوتي يسبب حرارة عبر الاحتكاك، وعند سرعات عالية كهذه تصل درجة حرارة سطوح المركبة إلى درجات حرارة عالية، ولذلك فإنها تكون مصنوعة من معادن خاصة نوعاً ما في المناطق المعرضة للاحتكاك.

عندما تتحرك الطائرة بسرعة كبيرة جداً ترتفع درجة الحرارة فوق الحدود الآمنة للبنية الألومنيومية للطائرة. يملك التيتانيوم و العناصر الغالية مقاومة أكثر للحرارة، إلا أنه يصعب تصنيعها و تشكيلها.

استنتج مصمموا الطائرات بأن سرعة 2.7 ماخ هي تقريباً حول الحدود الاصطلاحية للمعادن الرخيصة نسبياً والوقود. وفوق هذه السرعة فإن الطائرة لابد وأنها ستحتاج إلى أن تكون مجهزة بمعادن أكثر مقاومة للحرارة و على الأغلب عليها أن تعثر على وسيلة لتبريد وقودها

واللة يالغالية حاولت بس انا مشكلتي ما اعرف اشرح وخصوصا هالنوع من المواضيع اتمنى من احدى الاخوات يسااااعدونك بللليز اعذرني فالعفو عند المقدرة

ويااااك يالغالية