المعضلتان التي واجهت العلماء عند ابتكار “الهليكوبتر”

2016 عصر الذرة

جون كلارك مع مايكل ألابي وإيمي جان بيير

KFAS

التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

على الرغم من وجود معضلتين في ديناميكا الهواء واجهتا العاملين في مجال السعي إلى ابتكار هيلوكوبتر عملي، بيد أن ميزتي عدم الحاجة إلى مدرج طويل للطيران وإمكانية بقاء الآلة طافية في الهواء كانتا كافيتين لتحفيز العاملين على حل هاتبن المعضلتين.

تتعلق المعضلة الأولى بوضع تصميم مناسب لآلة طيران ذات دوار واحد. فعزم القوة (تأثير اللي) للدوار كفيل بتدوير الآلة حول نفسها في اتجاه عكس اتجاه دوران شفرات الدوار.

اعتمدت بعض التصاميم على وجود دوارين يدوران في اتجاهين متعاكسين. لكن سكورسكي نجح في حل المعضلة بتثبيت الدوار عمودياً على الذيل يدفع باتجاه معاكس لاتجاه دوران الآلة نفسها ويوفر في الوقت نفسه آليه تحكم في انحراف الآلة (عند حركتها جانبيا) من خلال تغيير المسافة بين الشفرات ومركز الدوار.

تكمن المعضلة الثانية في كيفية نشوء قوة الدفع إلى الأعلى بواسطة شفرات الدوار. في الطائرة التقليدة تنتج قوة الدفع إلى أعلى من خلال الشكل الإنسيابي للأجنحة التي يمر الهواء من فوقها وتحتها بسرعاتٍ مختلفة.

فبزيادة سرعة الطائرة في الهواء تزداد قوة الدفع إلى الأعلى. تقوم «أجنحة» – شفرات الدوار – الهليكوبتر بتوليد قوة الدفع بالطريقة نفسها لكنها تتأثر بسرعة الهليكوبتر أيضاً.

ففي الطيران الأمامي تولد الشفرات التي تدور عكس اتجاه حركة الهواء قوة دفع إلى الأعلى أكبر من تلك التي تدور في الأتجاه الآخر. ونتيجة لعدم تساوي قوتي الدفع إلى الأعلى على جانبي الشفرة تفقد آلة الطيران توازنها.

لحل المعضلة يتم ربط الشفرات بمفاصل قابلة للحركة تسمح للشفرات «بالرفرفة» إلى الأعلى وإلى الأسفل، وبذلك يسوى تأثير عدم الاتزان.