منتديات الشرق الاوسط لعلوم الطيران

منتديات متخصصة بالطيران وهندسة الطيران
 
الرئيسيةاليوميةس .و .جبحـثالتسجيلدخول
شاطر | 
 

 كيفية صناعة الطائرات الشراعية

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
Admin
اداري
اداري


عدد الرسائل: 43
تاريخ التسجيل: 29/09/2006

مُساهمةموضوع: كيفية صناعة الطائرات الشراعية   الأربعاء أغسطس 13, 2008 12:12 am

الطائرة الشراعية لها جناح طويل وضيق يمنحها القدرة على الطيران إلى مسافات طويلة بدون محرك، وتُعَدّ الطائرة الشراعية الموضحة في هذه الصورة طائرة ذات أداء مميز، فيصل طول جناحها إلى أكثر من 20 ضعف عرضها، ويمكن استخدامها في الرياضة الترويحية أو في المسابقات.


الطائرة الشراعية طائرة تطير في الهواء وتشبه الطائرة التقليدية ولكنها تطير بدون محرك، وتعتمد في تحليقها على
التيارات الهوائية لأجنحتها في هدوء ونعومة مثل الطيور. وتسمى الطائرات الشراعية في بعض الأحيان بالحدَّارات نتيجة استغلالها الانحدار مع تيارات الهواء.

وتعتمد الطائرة ذات المحرك والطائرة الشراعية في بقائهما مرتفعتين في الجو عند طيرانهما، على السرعة الكافية التي تجعل ضغط الهواء حول أجنحتهما قادرًا على إعطائهما قوة كافية إلى أعلى. وتصل الطائرة ذات المحرك إلى السرعة الكافية للإقلاع أو الطيران بوساطة قوة دفع من المروحة أو المحرك، بينما نجد أنه على الطائرات الشراعية البحث عن وسائل أخرى للوصول إلى هذه السرعة.

يعتمد إقلاع الطائرة الشراعية على جرها في الهواء بوساطة طائرة مروحية تدفعها تم تتركها تطير بحرية بعد استقرار طيرانها، وحيث إنه من الصعب الاحتفاظ بمستوى طيران ثابت بدون استخدام محرك، لهذا وجب على طيار الطائرة الشراعية، لكي يحافظ على بقاء طائرته محمولة جوًا، أن يوجه مقدمة طائرته تحت خط الأفق مباشرة وينحدر إلى أسفل من خلال الهواء، وبهذه الطريقة يمكن أن تؤدي قوة الجاذبية الأرضية إلى زيادة السرعة بالدرجة الكافية التي تحافظ على بقاء الطائرة في الجو.

ويمكن للطائرات الشراعية أن ترتفع إلى أعلى، وبالرغم من هذا فإنها يجب أن تظل دائمًا موجهة إلى أسفل بدرجة طفيفة، ويمكن أن تحقق زيادة في ارتفاعها بالطيران في تيارات سحب إلى أعلى بالسرعة التي تزيد عن معدل هبوط الطائرة الشراعية. ويستغل الطيار تيارات الهواء الصاعدة، وتسمى تيارات السحب إلى أعلى، للبقاء مرتفعًا لفترات طويلة، وقد أمكن الطيران في تيارات الهواء فترات تزيد على 70ساعة، على أن معظم فترات الطيران محصورة في المدى ما بين ساعة وخمس ساعات.

وتُستخدم الطائرات الشراعية أساسًا في الترويح والرياضة. وينتمي معظم طياري الطائرات الشراعية في معظم البلدان إلى نوادٍ أو جمعيات تمتلك الطائرات الشراعية، وتتولى صيانتها وتنظيم دورات تدريبية عليها. وتعتبر هذه الرياضة شعبية في أستراليا وكندا ونيوزيلندا وجنوب إفريقيا وفي معظم البلاد الأوروبية وبلدان أمريكا الشمالية.


أجزاء الطائرة الشراعية
تتكون معظم الطائرات الشراعية من ثلاثة أجزاء رئيسية 1- الأجنحة 2- الجسم 3- مجموعة الذيل وكل هذه الأجزاء لها شكل انسيابي يمكِّن الطائرات الشراعية من أن تمر كالسكين في الهواء بحيث تلاقي أقل مقاومة منه.

ويحقق تقليل مقاومة الهواء للطائرة الشراعية الوصول إلى نسبة انحدار عالية، ونسبة الانحدار هي علاقة بين حركة الطائرة الشراعية إلى الأمام وحركتها إلى أسفل، فعلى سبيل المثال إذا كانت نسبة الانحدار لطائرة شراعية ترويحية في حدود 25، فمعنى ذلك أن هذه الطائرة يمكنها أن تطير 25كم إلى الأمام لكل كيلو متر تفقده من ارتفاعها، ويمكن أن تحقق بعض الطائرات الشراعية عالية الأداء نسبة انحدار تصل إلى 30 أو أكثر، وفي حالة الطائرات المصنوعة للسِّباقات يمكن أن تصل نسبة الانحدار إلى أكثر من 40.


الأجنحة. أجنحة الطائرات الشراعية ضيقة في عرضها بالنسبة لطولها إذا ما قورنت بأجنحة الطائرات المروحية. وهذا الضيق يؤدي إلى خفض مقاومة الهواء عند أطراف الجناح.

وأثناء طيران الطائرة الشراعية أو الطائرات عمومًا، فإن حركة الهواء تتجه عكس اتجاه الطيران على امتداد جناح الطائرة، وكذلك يتجه الهواء الموجود على السطح السفلي للجناح إلى السريان للخارج، بينما يتجه الهواء الموجود على السطح العلوي إلى السريان للداخل، ويؤدي هذا السريان المعاكس إلى حدوث تيارات دورانية في الهواء تسمى دوامات، تتكون خلف نهاية الجناح وتعوق حركة الطائرة إلى الأمام.

ويقلل استخدام أجنحة طويلة ومحدودة العرض من قوة تأثير هذه الدوامات. كما يؤدي إلى خفض مقاومة الهواء بدرجة عالية، ففي حالة طائرات السِّباق الشراعية يصل طول الجناح إلى 21م ويصل عرضه إلى 70سم فقط. بينما نجد في الطائرات الترويحية أن طول الجناح يكون في حدود 12م وعرضه في حدود 1,2م، وتحقق أجنحة الطائرة قوة رفع، وهي قوة دفع إلى أعلى تمكن الطائرة من القدرة على الطيران، وتعطي أجنحة الطائرة الشراعية قوة رفع للطائرة بنفس المبادئ التي تعطي بها أجنحة الطائرات عمومًا هذه القوة. انظر: الديناميكا الهوائية.

ولكل جناح أطقم للتحكم في الطيران وتسمى جُنَيْحات، وهناك بعض الطائرات الشراعية التي لأجنحتها أطقم إضافية للتحكم وتسمى قلابات، وتمثل القلابات والجنيحات أجزاء مركبة على امتداد النهاية الخلفية للأجنحة، كما توضع الجنيحات بالقرب من طرف الجناح، ويقوم الطيار بدفع الجنيح للحركة إلى أعلى أو إلى أسفل كي تجنح الطائرة إلى اليمين أو إلى اليسار بهدف الدوران. وعندما يرتفع الجنيح في أحد الأجنحة، ينخفض الجنيح الآخر في الجناح المقابل أتوماتيا، وتوضع القلابات بالقرب من جسم الطائرة الشراعية، ويمكن للطيار خفض تلك القلابات بدرجة طفيفة كي يزيد من قوة الرفع في السرعات المنخفضة عند الطيران في تيارات سحب إلى أعلى، ويحقق رفع القلابات بدرجة خفيفة أيضًا القدرة على الطيران بزاوية منخفضة في السرعات المرتفعة.



قُمْرَة الطائرة الشراعية تحتوي على العديد من الأجهزة التي يستخدمها الطيار في الطيران. والأجهزة الرئيسية فيها هي : مبين سرعة الهواء ومقياس ارتفاع يبين ارتفاع الطائرة، وبوصلة، ومقياس للمتغيرات.
الجسم. يمتد من المقدمة ويضيق تدريجيًا في انسيابية حتى مؤخرة الطائرة، بحيث يضطر الطيار إلى الرقود على ظهره أثناء الطيران في بعض الطائرات الشراعية. أما بالنسبة للطائرات الشراعية المستخدمة في التدريب على الطيران فتبرز القُمْرة بعض الشيء حتى تحقق للركاب القدرة على الجلوس بداخلها، ويوضع داخل طائرات التدريب الشراعية مقعدان بحيث يتيحان التحكم لفردين فيستطيع المدرب أن يتابع قيادة المتدرب للطائرة وتتيح أيضًا بعض الطائرات الشراعية عالية الأداء الجلوس لفردين.

وتُصنع الطائرات الشراعية من المواد التي يمكن أن يصل سطحها إلى درجة عالية من الصقل، مثل الألومنيوم أو الخشب أو الألياف الزجاجية، ويمكن أن تحتوي الطائرة الشراعية أيضا على بعض الأجزاء من الصلب. وعجلات الهبوط في الطائرات الشراعية عالية الأداء يمكن ان تطوى داخل الجسم بعد الصعود، وهذا التصميم يحقق للطائرة انسيابية في السطح السفلي ويقلل مقاومة الهواء.


مجموعة الذيل. تتكون هذه المجموعة في معظم الطائرات الشراعية من موازن (سطح اتزان) أفقي و رافعة وكذلك زعنفة رأسية ودفة. ويرتبط سطح الرافعة بسطح الاتزان بمفصلة، ويمكن للطيار خفضه أو رفعه بعصا القيادة الموجودة في قمرته، ويتحكم وضع الرافعة الذي يحدده الطيار في الزاوية التي تميل بها الطائرة كما يتحكم أيضا في سرعة الطائرة، وتتصل الدفة بزعنفة الذيل بوساطة مفصَّلات، ويحرك الطيار هذه الدفة إلى اليمين أو إلى اليسار بالضغط على بدَّال، وتساعد الدفة في التحكم في دوران الطائرة الشراعية إلى اليمين أو اليسار. وسطح الاتزان مثبت إما في أعلى أو أسفل زعنفة الذيل، ويمكن أيضا أن يثبت في جسم الطائرة. ويعتقد مصممو الطائرات الشراعية أن وضع أسطح التحكم المتحركة في مجموعة الذيل على شكل 7 يمكنها من تحقيق أداء أفضل.




الإقلاع. يتم إقلاع معظم الطائرات الشراعية باستخدام طائرات مروحية تقوم بسحبها في الهواء، وتشد الطائرة المروحية الطائرة الشراعية بحبل يتراوح طوله بين 45 و60مترا. وتتصل إحدى نهايتي الحبل بعجلة قريبة من ذيل الطائرة المروحية من خلال خطاف جر، وتوصل النهاية الأخرى للحبل بعجلة قريبة من مقدمة الطائرة الشراعية بوساطة خطاف مماثل. ويستطيع طيار الطائرة الشراعية فك ارتباطه بهذا الحبل بالضغط على أحد الأزرار في قمرته، وعمومًا يمكن للطيار أن يتحرر من ارتباطه وينطلق بطائرته عندما يصل إلى ارتفاع يتراوح قدره بين600 و900 متر، ولدى معظم الطائرات الشراعية عجلة واحدة موضوعة في السطح السفلي للطائرة بين الجناحين، ويجري أحد المساعدين بجانب الطائرة في اللحظات الأولى للإقلاع كي يحتفظ بمستوى الأجنحة.

وهناك بعض الطائرات الشراعية التي يمكن سحبها باستخدام عربة أو آلة جر واقفة على الأرض، ويُطلق على هذه الآلة اسم الونش، ويبلغ طول حبل الجر في الونش عادة من 1,5 و2 كيلو متر. وينفصل خطاف الجر أتوماتيًا عندما يصل الارتفاع إلى ما بين 500 و600متر، ويمكن أيضًا فصل خطاف الجر يدويًا في حالة قطع الحبل. وعادة تجهّز هذه الحبال بمعدات خاصة تستطيع قطع الحبال فورًا في حالة الطوارئ، وهناك عدد قليل من الطائرات الشراعية التي يكون لديها مروحة تدور بمحرك كي تستخدم في الإقلاع حيث يقوم الطيار بإيقاف المروحة بعد أن يحملها الهواء.



الطائرات الشراعية المستخدمة في التدريب يوجد بها مقعدان وتتيح التحكم لفردين، فيستطيع المدرب متابعة الدارس ويمكن أن يتدخل إذا لزم الأمر.
التحليق. يجب أن تصل سرعة معظم الطائرات الشراعية إلى حوالي 80كم/ساعة. وحتى تستطيع الطائرة التحليق والارتفاع، فعلى الطيار أن يبحث عن تيارات سحب. وتيارات السحب تنحصر في أربعة أنواع 1- الرياح المائلة 2- التيارات الحرارية 3- الأمواج الجبلية 4- خطوط القَصّ.

تهب الرياح المائلة في عكس اتجاه ميل التلال ثم تنحرف إلى أعلى، ويستطيع الطيار الطيران إلى الأمام والخلف على امتداد جوانب هذا الميل طالما كانت الرياح من القوة بحيث تستطيع أن تحمل الطائرة. وقد استطاع الطيارون المهرة استغلال الرياح المائلة من الجبال كي يحققوا مدى طيران يصل إلى 1,600كيلو متر تقريبًا. ويدل طيران الطيور بوساطة أجنحتها في امتداد مَيْل جبلي على وجود سحب هواء برياح مائلة.

تتكون التيارات الحرارية من الهواء الذي يرتفع في أعمدة أو في فقاعات نتيجة ارتفاع درجة حرارته بعد ملامسته المناطق الساخنة على الأرض. وهذه المناطق هي الأسطح الداكنة أو المستوية مثل الصحاري والطرق وأسطح الحقول المحروثة حيث ترتفع درجة حرارتها نتيجة امتصاصها لكميات كبيرة من الحرارة الساقطة عليها من الشمس. وتبعًا لهذا فان الهواء الملامس لها مباشرة يصير دافئا فتقل كثافته ويرتفع إلى أعلى حتى يختلط بالهواء البارد في طبقات الجو العليا. وهذا المرتفع الحراري يمكن أن يكون موجودًا في الساعات المتأخرة من الصباح حتى الساعات المتأخرة من الليل في أيام الشمس الساطعة. ولهذا فإن هذا النوع من التيارات الصاعدة يعد أكثر الأنواع المستخدمة في الطائرات الشراعية انتشارًا. ويستطيع الطيار أن يحقق زيادة ارتفاعه بالدوران داخل أعمدة الهواء الصاعدة إلى أعلى. وتتسبب الحرارة التي تطردها المدن أيضًا في إنتاج هذه التيارات الحرارية. وتمثل الانتفاخات، وهي السحب البيضاء الركامية، دليلاً على قمة تيار حراري وهناك أدلة أخرى على وجود تلك التيارات الحرارية مثل ارتفاع الأتربة في الجو أو تحليق الطيور دون أن تبسط أجنحتها.

تحدث الموجات الجبلية في الجبال الشديدة الانحدار، في الجانب البعيد عن الرياح وهو الجانب المحجوب منها حيث تحدث عند هذا الجانب بوجه عام تيارات هوائية هابطة إلى أسفل، ويمكن عند توافر ظروف جوية محددة أن ينتج عند هذا الجانب تيارات هوائية دافعة إلى أعلى وتكون من القوة بحيث يصل ارتفاعها إلى 24 كيلومترًا أو أكثر، وغالبًا ما يكون هناك سحب عدسية أي مرتفعة إلى أعلى عند سطحها العلوي بينما يستوي سطحها السفلي، إشارة على وجود الموجات الجبلية.

تحدث خطوط القص أو مناطق الالتقاء عند تحرك كتلة من الهواء البارد الثقيل إلى منطقة ما، فتدفع الهواء الدافئ الأخف وزنًا إلى أعلى، ويمكن أن تقطع خطوط القص هذه مسافات تصل إلى مئات الكيلومترات.


الهبوط. يقترب الطيار من الطريق الجوي المحدد له ثم ينحدر في اتجاه ممر الهبوط ويستوي إلى أعلى قبل لحظة ملامسة الأرض. وتستخدم الكثير من الطائرات الشراعية ألواحًا تسمى المدّادات التي يمكن أن تمتد من الأجنحة للتحكم في زاوية الانحدار وتثبيت تخفيف الرفع أثناء الهبوط. وإذا كان للطائرة الشراعية قلابات فإن الطيار يقترب من نقطة الهبوط وقد خفّـض القلابـات إلى أسفل بأعلى ميل.

والطيار الذي يطير بعيدًا عن مطارات الطيران الشراعي ثم لا يجد تيارات هوائية بالدفع الكافي ليعود إلى مطاره، عليه أن يهبط هبوطًا اضطراريًا بعيدًا عن مطاره. ويمكن للطائرة الشراعية الهبوط في أي سطح مستوٍ ومتسع. وفي هذه الحالة توضع الطائرة على مقطورة بعد فكها ثم تعود إلى المطار الشراعي أو أي مكان آخر.


لوائح الطيران الشراعي
توضع في الكثير من البلدان اللوائح لكل من الطائرات الشراعية وطياريها، فالشخص الذي يطير يجب أن يكون في مقتبل العمر وفي صحة جيدة لكي يكون جديرًا بالحصول على شهادة قيادة الطائرات الشراعية. وهذه الشهادة تسمح للفرد بالطيران منفردًا بالطائرة الشراعية. وهناك تعليمات أخرى تشتمل على منهج دراسي أو تدريب على الطيران تحت إشراف مدرب معتمد. ويمكن تلقي هذه التدريبات في مدرسة الطيران أو في أحد نوادي الطيران الشراعي.

نبذة تاريخية


طائرة شراعية بدائية بناها المهندس الألماني أوتو ليلينتال، وقد كانت أول طائرة أمكن التحكم فيها أثناء الطيران، وكان ليلينتال يوجه مركبته بالتمايل بجسمه من جانب إلى آخر.
البدايات. بنى المخترع الإنجليزي السير جورج كايلي عام 1809 أول طائرة شراعية ناجحة بالحجم الطبيعي، وفي عام 1853 صنع طائرة شراعية بدائية جدًا. وقد حملت هذه الطائرة مدرب كايلي عبر واد صغير. واعتبر المؤرخون هذا أول طيران شراعي يقوم به إنسان بالرغم من أنه لم يتوافر لدى هذا المدرب أي تحكم في الطائرة. ثم صار المهندس الألماني أوتو ليلينتال أول شخص قاد طائرة شراعية حيث قام في الفترة من 1891 إلى 1896 بإتمام حوالي 2,500 طيران شراعي، وفي عام 1897 استخدم المهندس الأسكتلندي بيرس أس. بيلشر أول تطبيق لتقنيات الجر في معاونة الطائرات الشراعية على الإقلاع. وقد مات كلٌ من ليلينثال وبيلشر في حوادث ارتطام طائراتهم الشراعية.

وقد قام ويلبر و أورفيل رايت بعمل عدة تجارب على الطائرات الشراعية بالقرب من كيتي هوك في كارولينا الشمالية بالولايات المتحدة الأمريكية، في الفترة من 1900 - 1902م، قبل القيام بأول طيران ناجح في عام 1903م.


الأخوان رايـت قامـا بإجـراء عدة تجارب على الطائرات الشراعـية، قبل قيامهما بأول طيران بطائرة ذات محرك في عام 1903، وقد استخدما تلك التجارب لحل الكثير من مشاكل التحكم في الطيران.
وفي عام 1911م قام أورفيل رايت بأول تحليق موثق في تاريخ الطيران الشراعي، وقد استخدم الرياح المائلة في طيرانه الذي استمر حوالى 10 دقائق، وقد قل الاهتمام بالطيران الشراعي بعد الأخوين رايت نتيجة تطور الطائرت التي تستخدم المحركات.


بعد نهاية الحرب العالمية الأولى. انتشر الطيران الشراعي في ألمانيا بعد نهاية الحرب العالمية الأولى عام 1918م، حيث منعت معاهدة فرساي أي تطوير في الطائرات التي تستخدم محركات. ولهذا اتجه المهندسون الألمان إلى تطوير علم الديناميكا الهوائية للطيران الشراعي، وقد قاموا في بداية العشرينيات بتطوير الطائرات الشراعية بتصميمات حديثة، وتم اختراع مقياس التغيرات في ألمانيا عام 1928م، وفي السنة التالية أُسست أول مدرسة للطيران الشراعي في ساوث ويلفليت بولاية ماساشوسيتس الأمريكية.


أثناء الحرب العالمية الثانية. استُخدمت الطائرات الشراعية الكبيرة التي تجرها طائرات في نقل الجنود والمدفعية. وقد كان الألمان أول من استخدم الطيران الشراعي في الحرب وذلك أثناء غزو بلجيكا عام 1940م. وفي الوقت الحالي يشارك معظم طياري الطائرات الشراعية في المسابقات للحصول على كؤوس أو أنواط خاصة عند تحقيق الطيران لمسافات أو أزمنة أو ارتفاعات قياسية، وتقام مسابقة عالمية للطيران الشراعي كل عامين.


الطيران الشراعي اليوم. هو رياضة للمسابقات، والحدث المهم في هذه السباقات هو السباق ضد الزمن. ويطير المتسابقون في مسار مغلق وذي ثلاثة أضلاع يصل مجموع أطواله إلى حوالي 1,000كيلو متر وعلى الطيارين أن يعبروا خط النهاية بسرعة تتجاوز 240كيلومترًا في الساعة، وتُصَنّف ألمانيا في المرتبة الأولى بوصفها منتجًا رئيسيًا لطائرات السباق الشراعية عالية الأداء.



الطيران الشراعي المعلق أصبح الرياضة المفضلة منذ أوائل سبعينيات القرن العشرين ويتعلق قائد المركبة بمجموعة من الأحزمة، ويمكنه التحكم في حركة هيكل المركبة وتوجيهها بقضيب تحكُّم يقبض عليه.
الطيران الشراعي المعلق. هو أحد أشكال الطيران الشراعي التي صارت مفضلة في السبعينيات من القرن العشرين، وتتكون معظم الطائرات الشراعية المعلقة من شراع مثلث الشكل مصنوع من الألياف الصناعية ومربوط في إطار معدني من الألومنيوم باتساع حوالي 10م. ويتعلق الطيار بأحزمة من هذا الإطار. ويقود الطائرة الشراعية وينظم سرعته بوساطة قضيب تحكم.

وهناك ثلاثة طرق تم استخدامها في الإقلاع؛ ففي الإقلاع الشراعي على الأقدام يجري قائد الطائرة أسفل اتجاه الريح على سطح أحد التلال حتى يستطيع الهواء أن يحمل الطائرة كي تبقى محمولة جوًا. وفي إطلاق الطائرة الشراعية بالجر يقوم أحد القوارب بشد الطائرة الشراعية باستخدام حبل حتى تصل إلى ارتفاع 120 إلى 150مترًا، ثم يترك الطيار حبال الجر بعد ارتفاعه. وفي الطيران المعلّق باستخدام محرِّك ويسمى الطيران فائق الخفة فإنه يستخدم محركًا صغيرًا مثبتًا على الطائرة الشراعية في عمليات الإقلاع والهبوط
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://iraqieagles.darkbb.com
 

كيفية صناعة الطائرات الشراعية

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتديات الشرق الاوسط لعلوم الطيران :: -