پرنده‌های فلزی برفراز آسمان

برخلاف مدل‌های اولیه هواپیماها که از جنس چوب، پارچه و فولاد و براساس طرح‌های ابتدایی ساخته می‌شد، امروزه فناوری ساخت هواپیماها تا حدی پیشرفت کرده است که از ساخت هواپیماهای …

برخلاف مدل‌های اولیه هواپیماها که از جنس چوب، پارچه و فولاد و براساس طرح‌های ابتدایی ساخته می‌شد، امروزه فناوری ساخت هواپیماها تا حدی پیشرفت کرده است که از ساخت هواپیماهای جت با قابلیت حمل و نقل و جابه‌جایی بیش از صدها مسافر بر فراز اقیانوس‌ها تا ساخت هواپیماهای مافوق صوت که در حوزه‌های نظامی کاربرد دارد، همه و همه مستلزم رعایت قوانین ثابت فیزیکی است.

اگر از نزدیک ساختمان هواپیماها را مورد بررسی قرار دهید ویژگی‌های مشترکی را در آنها می‌یابید که بی‌شک در قابلیت‌های آنها هنگام پرواز نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کند. قسمت بالایی بال هواپیما خمیده است، اما قسمت پایینی آن کاملا صاف و مسطح است. رعایت این ویژگی در طراحی و ساخت موجب می‌شود هوایی که بالای بال هواپیما جریان دارد در مقایسه با هوایی که زیر بال جریان دارد جابه‌جایی بیشتری داشته باشد و این تغییر موجب افزایش سرعت وزش باد می‌شود. در نتیجه فشار هوا در قسمت بالای بال هواپیما کاهش یافته و فشار هوا در زیر بال نیروی لازم برای حرکت را تامین می‌کند.

اگر به هر علتی در جریان هوا اختلالی ایجاد شود یا جریان کافی وجود نداشته باشد، ارتفاع هواپیما کاهش می‌یابد. برای این‌که هواپیما بتواند به پرواز درآمده یا به عبارتی در آسمان اوج گیرد، باید نیروی پیشران به طور مداوم نیروی لازم برای حرکت آن را تامین کند. یکی از کارآمدترین سیستم‌های پیشران هوایی نیروی افزایشی ناشی از خروج هوای داغ است که در نتیجه سوختن هوای متراکم شده آزاد می‌شود.

در نخستین مرحله از فرآیند تولید نیرو، هوا وارد موتور هواپیما شده و پس از عبور از کمپرسور یا محفظه متراکم‌کننده هوا فشار آن افزایش می‌یابد. در مرحله بعد هوای متراکم شده با سوخت ترکیب شده و می‌سوزد. در این فرآیند، هوایی که دمای آن به بیش از ۷۰ درجه سانتی‌گراد افزایش یافته است با فشار از لوله خروجی خارج می‌شود. خروج هوای داغ موجب حرکت هواپیما می‌شود. علاوه بر این، خروج هوای داغ از لوله خروجی توربین‌هایی را به حرکت درمی‌آورد که نیروی لازم برای محفظه متراکم‌کننده هوا را تامین می‌کند و به این ترتیب این چرخه بار دیگر تکرار می‌شود. سرعت خروج هوا از توربین‌ها بسیار زیاد است و نیروی لازم برای حرکت هواپیما را تامین می‌کند.

وقتی هواپیما به پرواز درآمد، خلبان از طریق سطوح متحرکی که در قسمت‌های مختلف بدنه هواپیما وجود دارد، ارتفاع و جهت حرکت هواپیما را تنظیم می‌کند. تیغه‌های عمودی نصب شده روی بال عقب هواپیما یکی از این قسمت‌های متحرک است که از طریق کابین تحت کنترل است. با جابه‌جایی این تیغه از طریق پدال‌ها، هواپیما به سمت چپ و راست تغییر جهت می‌دهد. تیغه‌های متحرک روی بال‌های عقب هواپیما نیز ارتفاع را تنظیم می‌کند. روی بال‌های جلویی یا بال‌های اصلی هواپیما نیز صفحاتی قابل انعطاف وجود دارد که برای صعود و فرود از آنها استفاده می‌شود. این صفحات سطح بال‌ها را افزایش می‌دهد و به این ترتیب ارتفاع هواپیما افزایش یافته و می‌تواند به‌‌رغم کاهش سرعت همچنان به پرواز در ارتفاعات ادامه دهد. قسمت‌های متحرکی که روی بال‌های جلویی و باله عقبی نصب شده‌اند به هواپیما این امکان را می‌دهد تا هنگام پرواز در آسمان دور بزند. بر این اساس قسمت‌های متحرک نصب‌شده روی بدنه هواپیما نقش مهمی را در پرواز ایفا می‌کند و هرگونه اختلالی در عملکرد هر یک از این قسمت‌ها ایجاد شده باشد، خطراتی جدی را در پی خواهد داشت.

مترجم: فرانک فراهانی‌جم

منبع: Britanica