عرب ميز ثقافة وترفيه
بالطبع نحن لسنا بخبراء ولا يمتلك معظمنا معرفة حول التصميم الديناميكي الهوائي، ولكن عندما يتم تخييرنا بين طائرتين إحداهما ذات مُقدمة مدببة والأخرى مُدورة ويتم طرح سؤال أيهما تكون أسرع، ربما نعتقد أن المدببة ستكون أسرع لأنها تمتلك القدرة على اختراق الهواء بشكل فعال، ولكن هل لاحظت أن الغالبية العظمى بل ربما جميع الطائرات التجارية تكون ذات مُقدمة مستديرة، بينما تُترك المُقدمة المدببة للطائرات الحربية؟ ما هو السبب وراء ذلك؟
على أي أساس يتم تحديد شكل الطائرة؟
نعرف جميعاً أن الطائرات التي تطير في الهواء هي عبارة عن مادة فيزيائية لها كتلة وتتحرك جزيئاته بصورة مستمرة، وهذه الحركة هي المسئولة عن الضغط الجوي، وعندما تُحلق الطائرة في الهواء فهي تقع تحت تأثير عدة قوى (قوة الجاذبية- قوة السحب- قوة الدفع– قوة الرفع)، ولنركز اليوم على قوة السحب وهي القوة التي تقاوم الحركة إلى الأمام، وتعمل ضد قوة الدفع.
قوة السحب: هي قوة ميكانيكية ناجمة عن تفاعل جسم صلب مع مائع (سواء كان سائل أو غاز)، وفي حالة الطائرة، تساهم جميع أجزاء الطائرة في السحب سواء من مقدمتها أو من أجنحتها إلى محركاتها لتعمل في الاتجاه المعاكس لحركة الطائرة، وتتأثر قوة السحب بشكل كبير من هيكل الجسم الصلب الذي يتحرك خلال المائع، كما أن التصميم المدبب ليس بالضرورة الخيار الأفضل في جميع الحالات، فتصميم أي نوع من المركبات لن يصل إلى الكمال أبداً، حيث توجد الكثير من التنازلات التي تدخل في تصميم الطائرة، وتختلف معايير التصميم من مستوى إلى آخر وفقًا للمتطلبات المحددة، فيمكن أن يكون الشكل والاحتياجات الأيروديناميكية لطائرة مقاتلة متناقضة تماماً مع الطائرة التجارية.
وحتى تصل سرعة الطائرات إلى سرعة تعادل سرعة الصوت، فهذا يتوقف على جسم الطائرة وكذلك مقدمتها، فالمُقدمة المستديرة تُسبب قوة سحب أقل مقارنة بالمقدمة المدببة، وذلك لأن المقدمة المستديرة يكون لها مساحة سطحية أقل وهذا يُسبب سحب أقل للجسم، وبما أن الطائرات المُحملة بالركاب ليس هدفها السرعة في المقام الأول فهي تحلق بسرعات أقل بكثير من سرعات الصوت (باستثناء طائرة كونكورد التي تمتلك مُقدمة مدببة الشكل) لذلك يتم صناعتها بمقدمة مستديرة الشكل، والصورة التالية توضح أن الشكل المُستدير يمتلك أقل قوة سحب من بين الأشكال الأخرى:
مقدار قوة السحب في الطائرات وفقاً لكل شكل
أما فيما يخص الطائرات المقاتلة فهي تحتاج السرعة في المقام الأول ولذلك يتم تصنيع مقدمتها على شكل مدبب حيث قد تفوق سرعتها سرعة الصوت، ونتيجة لهذه السرعة فإن جسم الطائرة يصطدم بجزيئات الهواء بشكل مفاجئ مما يُسبب تغير مفاجئ في الاتجاه وهو ما يُعرف بالـصدمة، كما أن التغير الضعيف في الاتجاه يعني صدمة ضعيفة وهذا يمكن الحصول عليه من خلال المُقدمة الحادة والمدببة.
والخلاصة أن اختلاف شكل مقدمة الطائرات لا يتم من أجل الشكل الجمالي ولكن يؤخذ في الاعتبار عدة نقاط أخرى مثل سرعة الطائرة وقوة احتكاكها مع الهواء، والهدف منها، فإذا كانت طائرة تجارية وليس هدفها السرعة في المقام الأول، فليس هناك حاجة لتقليل مساحة مقدمة الطائرة.
ربما تريد أيضاً قراءة: أنت تسأل والطيّار يُجيب: هذه إجابات أكثر 10 أسئلة تحيِّر المسافرين بالطائرات للاطمئنان على سلامتهم
إذا أعجبك الموضوع فلا تبخل بنشره ومشاركته مع أصدقائك 🙂 .
