التتبع الزمني لتطوّر آلات الطيران بواسطة العلماء

2016 عصر الذرة

جون كلارك مع مايكل ألابي وإيمي جان بيير

KFAS

التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

تعود فكرة ابتكار الهليكوبتر إلى حوالي عام ١٤٨٠ عندما وضع الرسام والمبتكر الإيطالي ليوناردو دافنشي (١٤٥٢ – ١٥١٩) تصميماً لطائرة تحمل برغياً كبيراً مثبتاً في وضع عمودي.

اعتمد منطق التصميم على أن دوران البرغي بسرعة كافية يؤدي إلى رفع الطائرة عن سطح الأرض. لكن ولسوء الحظ لم يكن دافنشي على معرفة بمفهوم عزم القوة الذي ينتج عنه دوران الطائرة نفسها مع دوران البرغي.

وعلى فرضية أن دافنشي كان على علم بمفهوم عزم القوة، لم يكن ممكناً في ذلك الوقت تشييد مثل هذه الطائرة لعدم وجود محرك بقدرة كافية لتدوير البرغي.

بعد مضى أربعة قرون من عصر دافنشي، وتحديداً خلال عام ١٨٧٧، عكف كلٌ من الطبيب الإيطالي كارلو فورلانيني (١٨٤٧- ١٩١٨) والفرنسي غوستاف دي بونتون داميكور على محاولة لتصنيع نماذج من الهليكوبترات تستخدم آلة بخارية مصدرا للقدرة.

اتسم تصميم فورلانيني بوجود زوج دوارات مثبت على محور واحد يدوران في اتجاهين متعاكسين. وبقوة دفع البخار من آلة بخارية صغيرة تمكنت الطائرة من الارتفاع إلى علو ٤٩ قدما (١٥ م) عن سطح الأرض وبقيت طافية في الهواء لبضع دقائق.

 

بحلول القرن العشرين توفرت آلات الغازولين. وفي عام ١٩٠٥ سجل المنهدس الإنجليزي إي. آر. ممفورد براءة اختراع آلة طائرة هيكلها مصنوع من قصبان البامبو وتضم ست مراوح دفع الواحدة بطول ٢٥ قدما (٧.٥ م).

تم تجربة آلة الطيران هذه عام ١٩١٢ حيث تمكنت من رفع قائدها مسافة ١٠ أقدام (٣ م) عن سطح الأرض، لكن الطائرة كانت مثبتة بحبال مشدودة إلى أوتاد.

حاول المهندس الفرنسي لوي بريغـو (١٨٨٠- ١٩٥٥) وأخوه جاك استخدام آلة الغازولين لتوفير قوة الدفع اللازمة للهيلوكوبتر، فقاما بتشييد آلة طيران تحتوي على أربعة دوارات عام ١٩٠٧. كان شفرات الدوارات في آلة الأخوين بريغو تشبه كل واحدة منها زوجا من أجنحة الطائرة ثنائية الأجنحة، ليصل بذلك عدد الشفرات إلى ٣٢ شفرة.

وبمساعدة أحد المساعدين ارتفعت آلة الأخوين بريغو غير العملية مسافة ٢٤ بوصة (٦٠ سم) فقط من سطح الأرض (كانت الآلة أيضا مثبتة بالحبال)، وطفت لحوالي دقيقة واحدة.

لكن أول طيران حر (دون تثبيت الآلة بالحبال) تم بعد شهرين من التجربة الأولى للأخوين بريغو وعلى يد مهندس الدراجات الهوائية الفرنسي بول كورنو (١٨٨١- ١٩٤٤) في مدينة ليزيو في الشمال الغربي لفرنسا. احتوت آلة كورنو على دوارتين، لكن أقصى فترة طيران لها لم يتعد ٢٠ ثانية وعلى ارتفاع لم يزد عن ٦.٥ قدما (٢ م) عن سطح الأرض.

 

الجدير بالذكر أن آلتي الطيران الفرنسيتين لم تتوجها نحو حل معضلة التوازن الاتجاهي بنجاح – وهو أمر مهم لاستمرارية التحليق. عكف المهندس الأمريكي من أصل روسي إيغور سكورسكي (١٨٨٩-١٩٧٢) خلال الفترة بين عامي ١٩٠٨ و ١٩١٢ على حل هذه المعضلة.

هاجر سكوركي إلى الولايات المتحدة عام ١٩١٩ واستمر بتشييد آلات الطيران التجريبية. علاوة على ذلك قبل تحدي حل المعضلة عددٌ آخر من المهتمين من بينهم مهندس الكهرباء الأمريكي بيتر كوبر هيويت (١٨٦١-١٩٢١) عام ١٩١٨، ولوي بريغو ورينييه دوراند (١٨٩٨-١٩٨١) في فرنسا عام ١٩٣٥، وهنريخ فوك (١٨٩٠-١٩٧٩) في ألمانيا عام ١٩٣٦.

اتسمت آلة فوك Fa-٦١ ذات الدوارتين بإمكانية الطيران إلى الأمام أو الخلف وبسرعة بلغت ٧٥ ميلاً في الساعة (١٢٠ كم / ساعة) وعلى ارتفاع ٧,٨٠٠ قدم (٢,٩٠٠ م).

حطمت طائرة فوك أرقاما قياسية في زمن الطيران ليصل إلى ساعة وعشرين دقيقة. كما قامت قائدة الطيران الألمانية هانا رايتش (١٩١٢-٧٩) بالتحليق بآلة فوك على مقاطعة دويتشلاندهيل في برلين وذلك عام ١٩٣٨.

 

وأخيرا تمكن سكورسكي عام ١٩٣٩ من التحليق بأول آلة طيران أحادية الدوارات. تميزت الألة الجديدة بإمكانية الإقلاع عموديا وتبلغ في طيرانها سرعة ٤٣ ميلاً في الساعة (٧٠ كم/ ساعة ). احتوت الآلة على كابينة قيادة معزولة وذيل على شكل شبيكة يحمل في نهايته مروحة دفع صغيرة في وضع عمودي.

وبهذه الكيفية أمكن التغلب على مشكلة تأثير عزم القوة التي ظلت عقبة لفترة طويلة، وذلك نظراً لتوفير المروحة في المؤخرة قوة عزم مضادة مما يمنع الآلة من الدوران حول نفسها. استخدمت القوات البريطانية والأمريكية خلال بدايات الحرب العالمية الثانية نسخة مطورة من آلة فوك VS-٣٠٠.

حصلت القوات الأمريكية على أول هيلوكوبتر لها في مايو عام ١٩٤٢، وأدخلت البحرية الملكية البريطانية الخدنمة الفعلية نموذج R-٤ الأكثر قوة عام ١٩٤٣. كما احتلت الهليكوبترات العسكرية موقعها المميز خلال الحرب الكورية (١٩٥٠- ٥٣) باستخدامها لنقل الجنود وإخلاء المصابين.

واتخذت دوراً جديداً كسلاح جوي مع ظهور الهليكوبترات الحربية الرهيبة التي استخدمتها القوات الأمريكية خلال الحرب الفيتنامية (١٩٥٤- ٧٥).

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]