شناخت عوامل و نیروهای موثر بر پرواز هواپیما

رویای سالخوردگان و بازیچه کودکان

شناخت عوامل و نیروهای موثر بر پرواز هواپیما.....

سرشت یا ماهیت تکاملی علوم و فنون عصر ما و تاثیر آن بر فرد و جامعه را جز در تحقق رویا های دیرینه انسان در مورد پرواز در هیچ چیز دیگری نمی توان به وضوح مشاهده کرد. دانش واقعی پرواز که بسیاری از سالخوردگان ما در گذشته یی نه چندان دور شاهد تولد آن بوده اند، در آغاز بسیار آهسته و بدون جار و جنجال زیاد رشد می کرد ولی به زودی سرعت پیشرفت های آن از چنان شتابی برخوردار شد که در عرض چند دهه (که در مقابل تاریخ لحظه یی بیش به حساب نمی آید) کلیه موانع و فواصل مکانی موجود در بین کشورهای جهان را از بین برد.
هوانوردی یکی از فنونی است که از همان ابتدای قرن بیستم مشارکت نزدیک و صمیمانه دانشمندان، مهندسان و صنعتگران رشته های مختلف را طلب می کرد و از این طریق مرزهای دانش پرواز را به سرعت توسعه داد، چرا که برای مثال هیچ کس قادر نبود تمامی دانش و اطلاعات مربوط به طرح ، تولید و پرواز یک هواپیمایی جهت حمل و نقل را به تنهایی کسب کند یا مورد استفاده مفید قراردهد.
امروزه رشته های فنی دیگری از قبیل انرژی هسته یی، شمارشگر های سریع الکترونی و سفینه های فضایی نیز به همان اندازه دشوار و بغرنج هستند، با این همه هوانوردی رشته یی است که از اختراع شخصی چند مخترع پیشتاز آغاز شده و تا سطح یک تولید عظیم اجتماعی ارتقا یافته است. در این تلاش دسته جمعی هر گروه از متخصصان طراحی با هماهنگی کاملی نظیر آنچه که در بین اعضای یک ارکستر سمفونی می توان دید با هم به فعالیت می پردازند تا محصولی ارائه دهند که تولید آن هرگز از عهده یک متخصص تنها بر نمی آید . همچنین پیشرفت صنعت هواپیما سازی به سطحی رسیده است که با پایان کار طراحی هر نوع جدید هواپیما بلافاصله تولید انبوه آن شروع می شود و دیگر نیازی به تولید یک هواپیمای نمونه برای بررسی نواقص احتمالی طرح آن احساس نمی شود. اکنون با صراحت می توان گفت که دورنمای هیچ علمی به اندازه علم پرواز وسیع نیست. این علم به انسان کمک می کند که نه تنها مانند پرندگان و حتی بسیار بیشتر، بهتر، بالاتر و سریع تر از آنها پرواز کند بلکه همچنین خود را از جاذبه کره زمین آزاد سازد و در فضای بیکران آسمان گام گذارد.
هوانوردی اسرار بی شماری از طبیعت زمین و هوای اطراف آن و از قوانین حاکم بر حرکت موجودات زنده و غیر زنده آن را برای بشر فاش ساخت و او را با برخی مشکلات و امکانات فضانوردی آشنا کرد.
فضانوردی پرده از روی اسرار دیگری نیز برداشت و انسان امروزی متقاعد شده که بدون ادامه سفرهای فضایی و انجام اکتشافات علمی در فضا هرگز به راز آفرینش پی نخواهد برد.
● راز پرواز
▪ به طور کلی چهار نیرو در پرواز هواپیما مهمترین نقش را دارند که عبارتند از؛
۱) نیروی کشش
۲) نیروی برا
۳) نیروی پسا
۴) نیروی جاذبه زمین.
راز اصلی پرواز هواپیما در موتور یا موتورهای آن بلکه در اصل در شکل بال های آن و در خواص فیزیکی هوا نهفته است. به عبارت دیگر پرواز هواپیما تنها زمانی میسر است که بال های آن به سرعت از میان هوا عبور کنند. در این حالت بال ها نیروی بلندکننده یی به نام نیروی برا تولید می کنند که با نیروی جاذبه زمین مقابله می کند و هواپیما را از سطح زمین بلند کرده و بالا می برد. ولی چون وجود و دوام این نیرو به حرکت بال ها و ادامه آن بستگی دارد، نیروی محرکه یی لازم است که بتواند بال ها را همچنان در حال حرکت نگه دارد و در هوا پیش ببرد. موتور هواپیما بال های آن را از چنین نیروی محرکه یی که «نیروی کشش » نامیده می شود برخوردار می کند.
نیروی کشش موتور علاوه بر پیش راندن هواپیما و عبور دادن سریع بال ها از میان هوا باید بر نیروی پسا یعنی نیروی ناشی از مقاومت هوا در برابر هواپیما نیز غلبه کند. این نیرو که از لحظه آغاز حرکت ایجاد می شود در موقع افزایش سرعت پرواز از نیروی کشش کمتر و در موقع کاهش سرعت پرواز از آن بیشتر می شود، به عبارت دیگر در یک پرواز مستقیم و افقی با سرعت ثابت مقدار نیروی پسا با نیروی کشش برابر می شود.
نیروی برا در بلند کردن هواپیما از سطح زمین و تحمل وزن آن در هوا بزرگ ترین سهم را دارد. این نیرو ظاهراً نامریی است. نیروی برا که همان اختلاف فشار بین هوای روی بال و هوای زیر بال است وقتی که از نیروی جاذبه زمین بیشتر باشد ارتفاع پرواز را افزایش می دهد ولی هر گاه مقدار آن از نیروی جاذبه زمین کمتر باشد ارتفاع پرواز کاهش می یابد. در یک پرواز مستقیم و افقی با ارتفاع ثابت نیروی برا در واقع باید با نیروی جاذبه زمین مساوی شده باشد.
سطح رویین بال را قوسی یا نسبت به سطح زیرین آن قوسی تر می سازند. با این کار مسیر جریان هوا از لبه حمله بال تا لبه فرار آن طولانی تر می شود، در نتیجه وقتی که بال از میان هوا عبور می کند سرعت جریان هوا در سطح رویین آن از سرعت جریان هوا در سطح زیرین آن بیشتر می شود.
این افزایش جریان هوا در روی بال که از سرعت کمتر و فشار بیشتری برخوردار است، امکان بلند کردن بال را فراهم می آورد. لازم به یاد آوری است که تغییر فشار در اثر تغییر سرعت در همه گازها و مایعات وجود دارد و این پدیده تابع قانونی است که توسط دانشمندی به نام «دانیل برنولی» کشف و به اصل یا قانون برنولی معروف شده است.