چگونگی پرواز هواپیما

می خواهیم برایتان توضیح دهیم که هواپیما چگونه پرواز می کنند. در واقع بسیاری از افراد هستند که برایان این سوال تا به حال پیش آمده باشد که یک هواپیما با آن همه سنگینی چگونه می تواند بر روی هوا بماند و سقوط نکند و اصلا فرآیند پرواز چگونه است. 

هواپیما
‫درباره ی پرواز هواپیما، ﻓﺮﻣﻮل ﻫﺎی ساده ای وجود دارد که حتی با استفاده از فیزیک اول دبیرستان هم می‌توانید آن را درک کنید و لی احتمالا درﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ ﻫﻤﻪ آن ها را ‫ﻓﺮاﻣﻮش ﮐﺮده اﯾﺪ اما اشکالی ندارد ما به زبانی ساده برای شما توضیح خواهیم داد. اولین چیزی که باید بدانید این است ﮐﻪ اولین قانون تأثیرگذار این است که ﺗﻘﺎﺑﻞ ﭼﻨﺪﯾﻦ ﻧﯿﺮوی ‫ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ با یکدیگر، ﻧﻘﺶ ﮐﻠﯿﺪی و اﺻﻠﯽ در ﮐﻞ ﻋﻤﻠﯿﺎت ﻋﺠﯿﺐ ﭘﺮواز را ایفا می کند. دانستن این اصطلاحات و معانی ان ها به شما کمک می کند تا بهتر این مکانیسم را درک کنید:

مکانیزم پرواز

• ﻧﯿﺮوی ﭘﺴﺎر: به نیرویی می گویند که ﻣﻘﺎوﻣﺖ هوا را ﻗﺒﻞ از ﺷﺮوع بﻪ ﺣﺮﮐﺖ ﺗﻮﺳﻂ ﻧﯿﺮوی راﻧﺶ که به آن تراست نیز می گویند، ﺧﻨﺜﯽ شود.

• راﻧﺶ: در واقع ﻧﯿﺮوﯾﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ را ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺟﻠﻮ ﻫﺪاﯾﺖ ﻣﯽ ﮐﻨﺪ. بر خلاف نیروی گرانش، این نیرو توسط موتورهای هواپیما تامین می شود.

• ‫ﻟﯿﻔﺖ: اﯾﻦ ﻧﯿﺮو در هواپیما وﻗﺘﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ ﻫﻮا ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﻓﺮم ﺧﺎص بال های ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ، بدنه را ‫ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ ﻫﻞ ﻣﯽ دﻫﺪ.

• ایرفول: برشی از سطح مقطع بال هواپیماها. ایرفول ها در واقع با عبور جریان هوا از دو طرف هواپیما ها سبب می شوند که فشار در سطح بالایی بال های هواپیما کاهش پیدا کند و فشار در سطح پایینی بال ها بیشتر از سطح بالایی آن ها شود و در نتیجه، هواپیما به سمت بالا حرکت می کند.

• ‫ﻧﯿﺮوی ﺟﺎذﺑﻪ: ﻧﯿﺮوﯾﯽ ﮐﻪ ﻫﺮ ﭼﯿﺰی ﺑﺮ روی اﯾﻦ ﮐﺮه ﺧﺎﮐﯽ را ﻣﺤﮑﻢ و ﺛﺎﺑﺖ ﺑﻪ ‫ﺧﻮد میب چسباند و همه چیز را به سمت خود جذب می نماید.

اوج گرفتن هواپیما
حال به این می پردازیم که هواپیما چگونه از نظر فیزیکی پرواز می کند؟ یک هواپیمای در حال حرکت، با این که مکانیزمی شبیه به ماشین در حال حرکت دارد ولی نتیجه ی حاصل از مکانیزم آن ها متفاوت است. ﺣﺮﮐﺖ های هواپیما در واقع در ﺣﻮل 3 مرکز و اهرم ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ و از ﻃﺮﯾﻖ ﺳﻄﻮح ﮐﻨﺘﺮﻟﯽ مخصوص که فقط ﺧﻠﺒﺎن به آن دسترسی دارد و در کل کنترل هواپیما از طریق همان اهرم هواپیما را هدایت می کند.

لندینگ
‫ﺣﺮﮐت های ﺣﻮل اهرم هواپیما که با ﭼﺮﺧﺶ ﯾﺎ رول ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ از ﻃﺮﯾﻖ ﺑﺎل های ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﺷﻮد. در واقع ‫‫آن ها ﺑﺎﻋﺚ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ ﮐﻪ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﻪ دور ﺟﻬﺘﯽ ﮐﻪ دﻣﺎﻏﻪ ی ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﻪ سمت آن ﻣﯽ رود، ‫ﺑﭽﺮﺧﺪ. اﯾﻦ ﺣﺮﮐﺖ، ﭼﺮﺧﺶ ﻧﺎﻣﯿﺪه ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ اﻟﺒﺘﻪ ﻧﺒﺎﯾﺪ آن را ﺑﺎ ﺣﺮﮐﺖ ‫دور زدن ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﺮ روی زﻣﯿﻦ، اﺷﺘﺒﺎه ﮔﺮﻓﺖ.

ﺑﺮای ﺣﺮﮐﺖ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ بر دور ﻣﺤﻮر ﭼﺮﺧﺶ، ‫ﺧﻠﺒﺎن اﻫﺮم ﻫﺪاﯾﺖ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ را در ﺟﻬﺖ ﭼﺮﺧﺶ چپ یا راست ﺣﺮﮐﺖ ﻣﯽ دﻫﺪ و با آن کار در واقع ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ‫ﺳﻤﺖ ﭼﭗ ﯾﺎ راﺳﺖ برود. ﭼﺮﺧﺶ ﻣﺤﻮر ﻋﻤﻮدی ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ که با اﻧﺤﺮاف از ﻣﺴﯿﺮ نﺎﻣﯿﺪه ﻣﯽ ﺷﻮد و ﺗﻮﺳﻂ ﺳﮑﺎن ﻣﺘﺤﺮک ﻋﻤﻮدی دم ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﮐﻨﺘﺮل ﻣﯽ ﺷﻮد. ﯾﮏ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﻼﻓﺎﺻﻠﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺣﺮﮐﺖ ﺳﮑﺎن ‫ﻋﻤﻮدی ﻣﺘﺤﺮک ﻋﮑﺲ اﻟﻌﻤﻞ ﻧﺸﺎن می دهد. در ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎﻫﺎی ﺟﺪﯾﺪ، ﺑﺎ ‫ﭼﺮخ های ﻗﺎﺑﻞ ﮔﺮدش ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﻣﺮﺗﺒﻂ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ.

ﺣﺮﮐﺖ ﺣﻮل ﻣﺤﻮرﻋﺮﺿﯽﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ اﯾﻦ اﺟﺎزه را می دهد ﺗﺎ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭘﺎﯾﯿﻦ و ﯾﺎ ﺑﻪ ‫ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ ﭘﺮواز ﻧﻤﺎﯾﺪ. ﻫﻨﮕﺎﻣﯽ ﮐﻪ اﻫﺮم ﻫﺪاﯾﺖ ‫ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ را ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﻋﻘﺐ ﺑﮑﺸﯿﺪ، ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻﺣﺮﮐﺖ ﺧﻮاﻫﺪ ﮐﺮد و ﻫﻨﮕﺎﻣﯽ ﮐﻪ آن ‫را ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺟﻠﻮ ﻓﺸﺎر دﻫﯿﺪ، ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺣﺮﮐﺘﯽ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ. ‫ﻧﯿﺮوﻫﺎی وارده ‪ﺑﻪ ﻣﺤﺾ اﯾﻦ ﮐﻪ ﺷﻤﺎ ﺷﺮوع ﺑﻪ ﻣﺎﻧﻮر دادن و ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﺴﯿﺮﺳﺮﯾﻊ می کنید، در ﺳﺮﻋﺖ ﻫﺎی ﺑﺎﻻ ‫فشار وارد می شود و اهرم فشارها آﺷﮑﺎر ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ.

مکانیزم پرواز
بگذارید ساده تر بگوییم، در واقع هواپیما به یک شیوه ی کاملا ماهرانه هوای عقب خود را تنها به سمت پایین نمی راند. هر بال هواپیما از طریق ایجاد یک جریان حلقوی و چرخشی در باد که مکانیسمی شبیه به یک گردباد را ایجاد می کند، باعث می شود فشار وارده به عقب هدایت شود. دقیقا یک ماشین با سرعت بسیار بالا را تصور کنید که از کنار شمارد می گذرد و در شما احساسی شبیه به مکیده شدن توسط جاروبرقی را می هد.

البته شما هر وسیله ای را که برانید باید این قدرت را داشته باشید که مسیر خود را تغییر دهید. در اصطلاح علمی تغییر مسیر سفر یعنی تغییر در شتاب وسیله و این برابر با تغییر سرعت در یک جهت معین است. اما وقتی که در هواپیما هستید، به دلیل تماس نداشتن با زمین هیچ نیروی مایلی به مرکز برای راندن حول محور یک دایره وجود ندارد. برای راندن هواپیما این امر لازم است که اهرم های هواپیما بر روی هم انباشته شوند و این به این صورت است که هواپیما به سمتی خم شده و یک بال پایین تر و یک بال بالاتر قرار گیرد.

بالا رفتن هواپیما در یک زاویه نیز اتفاق می افتد و اگر بیشتر به سمت بالا حرکت کند، گرانش بیشتری رخ می دهد. البته همیشه حرکت به سمت جهت خاصی نیست و برخی از حرکت ها به سمت طرفین است. حرکت هواپیما به سمت طرفین در واقع نیروی مایل به مرکزی را به وجود آورده که باعث هواپیما در یک محور حرکتی می شود.

تیک آف
برای حفظ تعادل هواپیما نیز مکانیزم به این صورت است که حرکت رو به بالای هواپیما در حالت طبیعی، در مقایسه با حرکت به سمت طرفین خود در کمتر است و از این رو امکان کمتری هم برای متعادل کردن وزن هواپیما برای آن وجود دارد.

از همین روست که چرخاندن هواپیما در یک دایره باعث از دست دادن ارتفاع می شود و این در حالتی اتفاق می‌افتد که خلبان آن فشار را به شکل دیگری در جایی دیگر جبران کند. به طور مثال به مکانیزم استفاده از سطوح کنترل پرواز در عقب هواپیما برای افزایش زاویه برخورد و افزایش تعداد حرکت های بالا رفتن هواپیما اشاره کرد و در این صورت است که شما هواپیمایتان را خیلی وقت است که خود را در هواپیمای در حال پرواز می بینید.