تاريخ تطور وسائل النقل الجوي

1٬146 3 دقائق

2008 كتاب المعرفة – العلم والتكنولوجيا

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

يرفع أجنحة الطائرة إلى الأعلى الهواء المتدفق من فوقها وتحتها، حيث تقوم الأجنحة بتقطيع الهواء المتدفق. ويعتمد مدى الإرتفاع على زاوية الجناح وشكله، وكذلك على مدى سرعة الطائرة في الهواء.

صنعت أول محركات نفاثة في نفس الوقت في الثلاثينيات من القرن العشرين على يد بابست فون أوهين في ألمانيا وفرانك ويتل في بريطانيا، رغم أن أحدهما لم يكن يعلم عن عمل الآخر.

تعتبر المحركات النفاثة التوربينية الشكل الأصلي للمحرك النفاث. حيث يتم تجميع الهواء في مقدمة المحرك وضغطه عن طريق شفرات الدوران. ثم ينتقل الوقود إلى الهواء المضغوط في المنتصف ويحترق، مما يؤدي إلى تمدد المزيج من الهواء والوقود بشكل كبير.

ولا يقوم الهواء المتمدد بتدوير التوربينات فحسب (مما يؤدي إلى تشغيل الآلة الضاغطة)، بل ويرسل أيضاً نفثاً عالي السرعة من الهواء الساخن لكي يعمل على دفع الطائرة. وعلى الرغم من أن الطائرة النفاثة عالية السرعة تكون مزعجة، ولكنها تصلح كطائرات حربية فائقة السرعة أو كطائرات فوق الصوتية.

المحركات المروحية التوربينية هي محركات نفاثة توربينية تستخدم معظم طاقتها لتدير مروحة بدلاً من أن تدفع نفثاً هوائياً ساخناً.

يستخدم المحركات التوربينية المروحية معظم خطوط الطيران لأن هذه المحركات أهدأ وأرخص عند تشغيلها، وفي هذه المحركات تقوم توربينات إضافية بتشغيل مروحة ضخمة موجودة في المقدمة، ويعمل الهواء الذي تديره تلك المروحة على المرور بالقرب من مركز المحرك ويعطيه دفعة إضافية هائلة بسرعات منخفضة.

بدأ فعلاً عصر النقل الجوي النفاث مع صنع الطائرات الأمريكية بوينغ 707 ودوغلاس دي سي-8 في أواخر الخمسينيات من القرن العشرين.

يمكن للطائرات النفاثة ذات الأربعة محركات، مثل طائرة 747، أن تطير لمسافة 10.000 كلم دون توقف وبسرعة تصل إلى 1000 كلم/ساعة، أما الطائرات النفاثة ذات المحركين أو الثلاثة محركات، مثل طائرة دس سي-10، فإنها تقوم برحلات أقصر.

إن أنصال الدوران لطائرة الهليكوبتر هي في الحقيقة أجنحة طويلة و نحيفة. ويعمل المحرك على تحريك هذه الأجنحة و يجعلها تقطع الهواء، مما يؤدي الي رفع الطائرة، تماماً مثل الأجنحة التقليدية. ولكن تعمل أنصال الدوران هنا عمل دواسر ضخمة بحيث ترفع الطائرة إلى الاعلى وفي نفس الوقت تدفعها إلى الأمام.

تستطيع طائرة بوينغ 747 الطيران على ارتفاع 10.000-13.000 متر عالياً فوق معظم العواصف وتستطيع الطيران من دون توقف من نيويورك إلى طوكيو

الصواريخ القوية هي فقط التي تستطيع أن تعطي دفعة ضخمة تتغلب على قوة الجاذبية وتطلق مركبات فضائية إلى الفضاء، وتنفصل هذه الصواريخ وتسقط في مراحل حين تتمكن المركبة الفضائية من الطيران بسرعة كافية.

في عام 1937 قام المصمم الألماني هينريش فوكه ببناء طائرة بمحركين ضخمين للدوران بدلاً من الأجنحة وحقق قدرة على التحويم. وبعد أشهر قام الألماني أنتون فلتنر ببناء أول طائرة هيليكوبتر حقيقية.

في 20 مارس 1999 قام كل من بيرتران بيكارد السويسري وبريان جونز البريطاني بأول رحلة حول العالم على متن منطاد هوائي.

أول إنسان يقوم بقفزة مظلية هو جاك غارنيرن الذي قفز من عن منطاد هوائي فوق مدينة باريس عام 1797.

بدأ الطيران الشراعي الحديث بتصميم جناح مصنوع من خام على شكل مثلث، وقد طور هذا التصميم الأمريكي فرانسيس روغالو في الأربعينيات من القرن العشرين.

بُني أول مطار في العالم في كرويدون بالقرب من مدينة لندن عام 1928، والعديد من المطارات الأولى، كمطار برلين، هي عبارة عن مراكز اجتماعية تجذب آلاف الزوار ومشاهدي المعالم كل عام.

أكبر مطار في العالم هو مطار الملك عبد العزيز في المملكة العربية السعودية، إذ تغطي مساحته 22.464 هكتاراً، وأكبر المطارات في الولايات المتحدة هو مطار دلاس وفي أوروبا مطار شارل دي غول في باريس.

لأن الجزء العلوي للجناح يكون منحنياً، فإن الهواء الضاغط على الجناح يزيد من سرعته ويتمدد، وتمدد الهواء من شأنه أن يقلل الضغط.

أما تحت الجناح فإن الهواء يبطئ من سرعته وينكمش، وبهذا يرتفع ضغط الهواء هنا، ويحصل الجناح على قوة دفع للأعلى حين يتم شفطه من الأعلى ودفعه من الأسفل.

إن الطائرات فوق السمعية تحلق في الأجواء أسرع من الصوت، حيث تصل سرعتها إلى 1220 كلم/ساعة عند مستوى البحر وعند درجة حرارة تبلغ 15 درجة مئوية، وحين تطير الطائرة بسرعة تفوق سرعة الصوت فإنها تشكل موجات اهتزازية لأنها تعمل على التقاط موجات الصوت أمامها.

الطائرات الأولى

بدأت معظم الطائرات بأجنحة مزدوجة أو أجنحة ثلاثية، وكانت الطائرات ذات الأجنحة المزدوجة قوية لأن الجناحين الصغيرين والخفيفين كانا يثبتا مع بعضهما بواسطة أسلاك ودعامات.وبهذا تضاعف قوتهما.

في السنوات التي أعقبت الحرب العالمية الأولى تم صناعة طائرات ضخمة مزدوجة الأجنحة، بما في ذلك طائرات هاندلي بيج هراكليس في الثلاثينيات من القرن العشرين.