لااله الا انت سبحانك اني كنت من الظالمين

تصميم وبناء الطائرات

تصنف الطائرات ضمن الأجسام أو المركبات ذات القدرة على التحليق في الهواء والحركة بسرعات مختلفة رغم بنيتها الهائلة الضخامة في بعض الأحيان والتي لاتقارن بوزن الهواء الذي يقوم بحملها ورفعها.

تتمكن الطائرات عموماً من التحليق والعوم في الهواء بفضل تصميم الهيكل الانسيابي الملائم، ووجود الجناحان الصلبان وسطوح تحكم والأجزاء المتحركة في كل من الجناح والذيل، هذه الأجزاء تمكنها من توجيه طيرانها وقوة دفعها، بالإضافة إلى وجود محركات خاصة من أجل تحقيق الطيران المنتظم أو الطيران صعوداً وهبوطاً.

تتراوح الطائرات الحديثة بين الطائرات ذات الوزن الخفيف والتي لا يزيد وزنها عن 46 كجم والمصممة لنقل طيار فقط، إلى الطائرات الجامبو العملاقة والقادرة على نقل عدة مئات من المسافرين أو عدة مئات الأطنان من الحمولة، وتزن هذه الطائرات تقريباًً 454 طناً، وحتى حديثاً طائرة الركاب A380 التي أنتجتها شركة الايرباص الأوروبية والمصممة للنقل السياحي المدني، والتي تجاوزت جميع من سبقها في الحجم والحداثة.




تصميم واختبار الطائرة:
توضع مواصفات تصميم وتصنيع الطائرات بوساطة هيئات مثل: هيئة الطيران المدني البريطانية، وإدارة الطيران الفيدرالية بالولايات المتحدة. ولابد من أن تحصل كل طائرة جديدة قبل بيعها للمستعمل على شهادة تبين تحقيقها للمواصفات المطلوبة في التصميم واختبار المواد والتصنيع والإنشاء والأداء. وتنطبق قواعد شبيهة كذلك على طائرات التصنيع المنزلي.

يبدأ المصممون والمهندسون في التخطيط وإجراء الاختبارات لأي طائرة جديدة، قبل فترة طويلة من بدء إنتاجها بالجملة. وتحتاج طائرة السفر الجوي لتخطيط من 8 إلى 10 سنوات على الأقل، وتصميم الطائرة يعتمد كثيرًا على كيفية استخدامها، فلابد لطائرة النقل من أن تكون قادرة على حمل شحنات ثقيلة لمسافات طويلة، واستهلاك أقل وقود ممكن.

أما الطائرات الخفيفة فلابد من أن تكون قادرة على سهولة المناورة والهبوط والحط على الأرض فوق ممر قصير. ولابد من أن يكون لجميع الطائرات جناحٌ يمكنه توليد قوة رفع عالية عند السرعات المخفضة، ويتعرض لقوة سحب هوائي صغيرة عند السرعات العالية. أما الطائرة المقاتلة التابعة للقوات الجوية، فلابد من أن تكون قادرة على الطيران بسرعات عالية ـ هي غالبا ضعف أو ثلاثة أضعاف سرعة الصوت ـ وكذلك قادرة على العمل عند جميع الارتفاعات، العالية جدًا والمنخفضة جدًا.

ويقوم المهندسون بعناية باختبار المعادن واللدائن والأخشاب والمواد الأخرى المستخدمة في تصنيع الطائرة. فلابد لهذه المواد من أن تتحمل ضغوط هواء هائلة وظروفًا جوية عاتية. فالأجنحة ـ على سبيل المثال ـ لابد من أن تتحمل ما بين أربعة أضعاف قوة الجاذبية وستة أضعاف. وقد يستخدم المهندسون الأنفاق الهوائية لاختبار أثر الهواء المار حول الطائرة عند مختلف السرعات والارتفاعات.
لكن الكثير من تصميمات الطائرات أصبحت حاليًا تختبر باستخدام الحاسوب بدلاً من الأنفاق الهوائية ، وبجانب هذه الاختبارات، يقوم المهندسون ببناء نماذج بالحجم الطبيعي لطائرة ـ من الخشب والمعدن ـ مشتملة غالبًا على كافة التفصيلات الدقيقة لاختبار الترتيب الداخلي للمقاعد والمعدات.

وبعد سنوات من التخطيط والبحوث، يبدأ المهندسون بناء نموذج أوَّلي للطائرة. وتجرى على هذا النموذج اختبارات دقيقة على الأرض، وتدار المحركات على سرعات دوران عالية، وتتحرك الطائرة على الأرض بأسرع ما تستطيع. وعادة ما يقوم المهندسون ببناء أكثر من نموذج أوَّلي واحد لاختبار البلى الذي تتعرض له الطائرة بعد طول الاستخدام، ولاختبار أداء الأنظمة المختلفة.
ويتم تشغيل المحرك والأجزاء المتحركة في الطائرة حتى انهيارها، ثم تبدأ الشركة المصنعة في إجراء الاختبارات الجوية على طائرة تجريبية ، ولا بد حينئذٍ من قيام الهيئة الحكومية المسؤولة ـ إدارة الطيران الفيدرالي للولايات المتحدة على سبيل المثال ـ بمراجعة عناصر تصميم الطائرة كافة وإنشائها واختبارها. فإذا تبين تحقيق الطائرة لجميع المواصفات، تُمنح الشركة المنتجة، شهادة طراز، تسمح ببيع الطائرة وبدء التشغيل العام لها.

الإنتاج بالجملة:
يقوم بإنتاج الطائرات عدد قليل من الشركات في قليل من الدول. لكن آلاف المصانع تقوم بتوريد الأجزاء اللازمة لتجميع الطائرة لمصانع الطائرات. ويتخصص بعض الموردين في إنتاج أجزاءٍ معينة من الطائرة مثل جهاز الهبوط أو العدادات. بينما تتولى شركات أخرى تصنيع الأجزاء الكبيرة للطائرة بما فيها الأجنحة والهيكل والذيل.
والإنتاج بالجملة يبدأ بعد استكمال اختبار النموذج الأوَّلي، وبعد الحصول على الموافقات اللازمة. ويقوم العمال عند كل موقع على خط التجميع النهائي، بتركيب الأجنحة أو أحد الأجزاء الكبيرة الأخرى، حتى تستكمل عملية تجميع الطائرة.

ويعمل خط تجميع الطائرات بطريقة تماثل كثيرًا عمل خط تجميع السيارات، حيث يقف العمال على جانبي خط التجميع والإنتاج. وتشمل خطوط التجميع النهائية خطوط تجميع فرعية يتم فيها تجميع الأجزاء الرئيسية للطائرة، مثل الهيكل والأجنحة، قبل إرسالها إلى خط التجميع النهائي. وفي المشروعات الكبيرة المتعددة الجنسيات، مثل مشروع الطائرة إيرباص الأوروبية، يتم تصنيع الأجنحة في إحدى الدول، والهيكل في دولة أخرى، والمحركات في دولة ثالثة. ويتم جمع الأجزاء المصنعة في مصنع واحد للتجميع النهائي. وبعد الانتهاء من تركيب جميع أجزاء الطائرة، يتم دفعها خارج خط التجميع. ثم يجرى تفتيش كامل لكل طائرة جديدة، كما يقوم طيار اختبار بتجربة الطائرة في الجو للتأكد من أن المحركات وأجهزة القيادة في حالة تشغيل طيبة ، وبعد اجتياز الطائرة لهذه الاختبارات النهائية تكون جاهزة ليتسلمها المشتري.

 

 

 مجلة أحدث الابتكارات في العالم

تاريخ الطيران

الطيران حلم قديم قدم الزمن راود الانسان حيث يذكر في المثولوجيا الاغريقيه طيران الايكاروس، ولكن تاريخ 9 أكتوبر 1890 شهد تحليق أول آلة أثقل من الهواء بعد 12 عقداً من سيطرة الآلات الأخف من الهواء.

يمكن أن نقسم تاريخ الطيران إلى 7 مراحل زمنية :

دراسة لآلة طائرة لليوناردو دا فينشي

• بداية القرن الواحد و العشرين : في وقتنا الحاضر تطور النقل الجوي حتى أن بعض المناطق أصبحت لا تسع المزيد من الرحلات.و أصبح التطور مرتبطاً أكثر بالمراقبة الجوية و إدارة الحركة الملاحية منه بالطائرات و تصاميمها وعلى المستوى العسكري أصبحت الطائرة إحدى المكونات في أنظمة الأسلحة، و تقلصت مهام الطيار بسبب التقنيات الحاسوبية. و أصبح الطيار بعيداً كل البعد عن الأجواء في الحرب العالمية الاولى.

نماذج الطائرات الشراعية الأولى لأوتو ليليانذال

 

 

[تحرير] المحاولات الأولى

كان الطيران حلما قديمًا للإنسان ،وتؤكد أسطورة الايكاروس على ذلك. و على الرغم من أن ليوناردو دا فينشي حاول دراسة إمكانية الطيران بآلات أثقل من الهواء حوالي العام 1500 م، إلا أن ذلك لم يحدث إلا بعد أربعة قرون تقريباً. ولكن قبل ذلك في عام 875 قام العالم العربي عباس بن فرناس بالطيران بأجنحة شراعية مدة عشرة دقائق، وفي 1783 قام الأخوان مونقولفيي و جاك شارل بتمكين الإنسان من الارتفاع في الهواء بآلة أخفّ من الهواء. وتبعاً لذلك توقفت البحوث الخاصة بالآلات الأثقل من الهواء.

في نهاية القرن الثامن عشر صنع البريطاني السير جورج قايلاي مروحية في 1796 وفي سنة 1808 صنع اورنيثوبتر وفي 1809 طائرة شراعية طارت بدون ركاب.

ويليام هونسن و جون سترينقفلاو أعادا استغلال أعمال جورج قايلاي لصنع طائرة بالبخار, ولكن المحركات كانت ثقيلة جداً مما أدى إلى عدم طيرانها وأدى ذلك إلى مرور التطورات التقنية بالطائرات الشراعية وبدراسةالديناميكا الهوائية.

في عام 1856 قام الفرنسي جان ماري لو بريس بأولى تجارب طيران شراعي براكب. وفي عام 1871 قام البريطاني فرانسيس هربرت وانهام بأول نفق هوائي لتجربة نماذج الطائرات.

في عام 1874 أطلق الفرنسي فليكس دو تونبل طائرة شراعية تعمل بالبخار من جرف ولكن ذلك لم يعتبر طيراناً حرفياً إذ أنه يجب عدم الاستعانة لا بمنجنيق و لا بجروف لوضع الآلة في الهواء.

و توالت المحاولات باستعمال الطائرات الشراعية : الألماني أوتو ليليانذال، البريطاني بارسي بيلشار، الأمريكيان جون جوزاف مونتقومري و مالوني، الفرنسيان فارديناند فاربار، والاخوة فوازان.

[تحرير] رواد الطيران الأثقل من الهواء

بعد المحاولات الاولى للطيران الأثقل في الهواء إدعت عدة دول انها الرائدة في ذلك. كل ذلك في ضل هيمنة النخوة الوطنية التي سادت قبيل سنة 1914، حيث همش الجانب التاريخي و العلمي و تم التركيز على القدرات الوطنية. وفي يومنا هذا مازال الاعتقاد سائدا ان الأخوان رايت هما "ابوا الطيران". ولكنهما لم يعترفا ابدا بطيران سابق لطيران 1903. انظر محاولات تريان فيا.

[تحرير] الطــيــران

يمكن تعريف الطيران بانه انعدام التلامس مع الارض، مع او بدون امكانية التنقل، مع او بدون ادوات هبوط.

   

رايت فلاير: أول طيران بالة ذاتية الدفع.

 

اول انسان اعلن عن نجاحه في الطيران (ولكن بعد طيران سانتوس دومون)هو الفرنسي كليمون ادار، بقيادة طائرته. المحاولة الاولى في 1890 كانت نجاحه وواضحه للعيان الاثار التي تركتها العجلات على التربة المبللة كانت غير ضاهرة بوضوح في بعض الاماكن و اختفت تماما لمسافة قاربت العشرين مترا. و قامت آلته الطائرة بذلك بتحقيق قفزة طويلة.ولم يكن هناك من شهود إلا بعض العمال الذين كانو مع كليمون ادار مما ادى إلى تصنيف هذه المحاولة مع المحاولات الفاشلة الاولى للطيران الأثقل من الهواء. ولم يتمكن كليمون ادار من النجاح بالطيران امام شهود رسميين في 1891.

 

الأخوان رايت جربا طائرتهما، ال فلاير 2 ، على هضاب كيتي هاوك يوم 17 ديسمبر 1903. كلا المخترعان قاما بالطيران بعد اجراء قرعة عمن ستكون له الافضلية في تجربة طائرتهما. الاول، أورفيل طار لمسافة 39 مترا لمدة 12 ثانية. وهذه المحاولة تعتبر من قبل العديدين أول طيران ناجح أثقل من الهواء. ولكن المعارضين، خاصة الؤيدين لألبرتو سانتوس دومون، يتهمونهم باستعمال نظام اطلاق للهبوط. كما ان قلة عدد الشهود، لان المخترعين ارادا ترك طرقهما سرية، ونقص القرائن يجعل من اسبقيتهما في الطيران مجالا للشك. ولكن هذا الطيران تم التاكيد على صحته بالمحاولات التالية التي قاما بها أخوان رايت.

 

قام البرازيلي ألبرتو سانتوس دومون، بالطيران في باقاتالا في 23 أكتوبر 1906 60مترا على ارتفاع بين 2 و 3 امتار. بفضل هذا الطيران على متن الـ14 بيس، ربح امام جمهور كبير جائزة ارناست ارشديكون، المقدمة من قبل نادي فرنسا للطيران للطيران الأثقل من الهواء الذاتي الدفع (بدون نظام اطلاق). المشككين بذلك ، كالمؤيدين للأخوان رايت، يلومونه على استعمال فعل الارض للبقاء في الهواء، بينما كانت الفلاير III تستطيع الارتفاع عندما طارت لمسافة 39.5 كم في 5 أكتوبر 1905.

 

 

[تحرير] الحرب العالمية الاولى (1914-1918)

تم استعمال الطائرات الاولى و الطيارون الاوائل في مهام استطلاع. و أول الدول التي قامت باستعمال الطائرات كانت بلغاريا في حرب البلقان الاول ضد مواقع العثمانية. وسارعت الدول الكبرى لامتلاك سلاح جو و اختصت الطائرات في الاستطلاع، الاعتراض، القصف.

نيوبورت 11 الفرنسية، احدى أهم الطائرات خلال الحرب الحالمية الاولى.

 

و بدأ سباق تحطيم الارقام القياسية لتحقيق الافضلية على العدو ، تم تحديث التسليح مع اولى الرشاشات المحمولة على الطائرات. و ظهرت المضلة كوسيلة للنجاة. اما على الارض فقد بنيت المهابط و القواعد الجوية الكبرى، و بدأت الطائرات تصنع بكميات كبيرة.

 

في 5 أكتوبر 1914، قرب الرايمس، حدث أول قتال جوي ، وتم ذلك باسقاط أول طائرة في تاريخ الطيران العسكري، ربحها الطيار جوزاف فرانتز ضد طيار الماني. ولكن أدولف بيقود اصبح أول "طيار بطل"، يحقق خمسة في يوم، قبل ان يصبح ايضا أول طيار بطل يموت اثناء القتال.

 

في نهاية الحرب ، كان هناك:

• 500 4 طائرة فرنسية
• 500 3 طائرة بريطانية
• 500 2 طائرة المانية

 

[تحرير] بين الحربين - "العصر الذهبي" (1918-1939)

ظهرت بين الحربين العالميتين الاولى و الثانية الاستغلالات التجارية للطيران مدفوعة بالتقدم التقني المتواصل.

المیتسوبیشي ا6م اليابانية.

 

وفي السنوات التي سبقت الحرب العالمية الثانية تعددت مختبرات البحوث العسكرية و تم التوصل إلى اختراعات ثورية في هذا المجال كالمحرك النفاث (في المملكة المتحدة و ألمانيا)، الصاروخ (في ألمانيا)، او الرادار (في المملكة المتحدة). الحرب الأهلية الإسبانية كانت حقل تجارب للنازيين لتجربة اختراعاتهم و قدرة طائراتهم على القتال.

 

ولم تنقص اللوفتوافي سوى القاذفات الثقيلة. و لكنها امتلكت المسراشمیت ب‌اف 109 التي تعتبر من أفضل المقاتلات حينها.

 

اما اليابان فقد كانت مقاتلتها الرئيسية « الزيرو » بداية من 1939، المیتسوبیشي ا6م، بقدراتها الجيدة، سيطرت على المحيط الهادي في الشطر الاول من الحرب. و استعملت هذه القدرات الجوية في قصف بيرل هاربر، مما جعل الولايات المتحدة تشن الحرب على اليابان وذلك باسقاط القنبله النوويه على مدينة هيروشيما.

 

اما المملكة المتحدة فقد امتلكت الهاوكر هاريكين و مقاتلات سوبارمارين سبيتفاير التي كانت تتصدى بصعوبة للمسراشمیت ب‌اف 109، ولكنها كانت تعتمد اساسا على راداراتها الساحلية و كونها جزيرة بعيدة نسبيا عن القارة.

 

 

 

 

[تحرير] الحرب العالمية الثانية (1939-1945)

بي-17،قاذفة استراتيجية خفيفة

 

شهدت الحرب العالمية الثانية طفرة كبيرة في تصميم و انتاج الطائرات. و دخلت كل الدول المشاركة في الحرب في هذا السباق الذي شمل الطائرات و الاسلحة الجوية و اسلحة الاعتراض مثل الصاروخ الالماني في-2 و خلال هذه الحرب ظهرت أول قاذفة بعيدة المدى، و أول مقاتلة نفاثة، التي كانت هاينكل He 178 (ألمانيا). وكان هناك نماذج اولية الـكواندا-1910 التي حلقت لمسافة صغيرة في ديسمبر 16، 1910. اما أول صاروخ عابر (في-1)، و أول صاروخ باليستي (في-2) فقد صمما ايضا من قبل ألمانيا. و لكن هذه الطائرات النفاثة و الصواريخ لم تحدث فرقا استراتيجيا، لان ال في-1 كانت قليلة الفاعلية و ال في-2 لم تنتج على مستوى الاستعمال. اما طائرة موستونق P-51 فكانت أول قاذفة استراتيجية ثقيلة.

 

يبين الجدول التالي انتاج الطائرات في الولايات المتحدة و نمو اعدادها :

 

النوع	1940	1941	1942	1943	1944	1945	المجموع
قاذفات خفيفة جدا	0	0	4	91	1،147	2،657	3،899
قاذفات خفيفة	19	181	2،241	8،695	3،681	27،874	42،691
قاذفات متوسطة	24	326	2،429	3،989	3،636	1،432	11،836
قاذفات ثقيلة	16	373	1،153	2،247	2،276	1،720	7،785
مقاتلات	187	1،727	5،213	11،766	18،291	10،591	47،775
استطلاع	10	165	195	320	241	285	1،216
نقل	5	133	1،264	5،072	6،430	3،043	15،947
تدريب	948	5،585	11،004	11،246	4،861	825	34،469
اتصالات و ربط	0	233	2،945	2،463	1،608	2،020	9،269
المجموع سنويا	1،209	8،723	26،448	45،889	51،547	26،254	160،070

 

 

[تحرير] الحرب الباردة(1945 - 1991)

بوينغ 747 سنغفورية

 

مع نهاية الحرب العالمية الثانية بدات بوادر الطيران التجاري باستعمال الطائرات العسكرية المنتهية خدمتها بالاساس في التجارة و نقل الاشخاص و البضائع و تعددت شركات النقل الجوي بخطوط شملت أمريكا الشمالية، أوروبا و اجزاء اخرى من العالم. وكان ذلك لسهولة تحويل القاذفات الثقيلة و المتوسطة إلى طائرات للاستعمال التجاري. ولكن حتى مع نهاية الحرب و التقدم الكبير الذي شهده الطيران كانت الطائرات في حاجة إلى مزيد من التحسين و التطوير. و مع دخول العالم في مرحلة الحرب الباردة سعى كل من المعسكر الشيوعي و البلدان الغربية إلى تطوير انظمتهم الجوية العسكرية فتعززت مكانة الطائرات النفاثة، و اصبحت مقاتلة الأفرو ارو الكندية اسرع طائرة حينها.

 

على الجانب المدني قدمت شركة بوينغ نظرتها الجديدة للطيران التجاري بطرحها سنة 1969 طائرة البوينغ 747 لاول مرة، و استمرت الانجازات بقيام الخطوط الجوية البريطانية سنة 1976 باستعمال الطائرة الفوق صوتية الكونكورد القادرة على عبور المحيط الاطلسي في اقل من ساعتين.

 

في الربع الاخير من القرن اصبحت جل البحوث و التصاميم تتركز على تحسين القدرات الملاحية و انظمة التحكم في الحركة الجوية عوضا عن تطوير الطائرات و ظهرت عدة اختراعات لتحسين القدرات التقنية للملاحة الآلية

العلم نور و الجهل ظلام