فرناسية 4: كيف تطير الطائرة ؟ (النظرية الثانية)

النظرية الثانية:
هي نظرية مستنتجة من معادلة الاستمرارية Continuity Equation ... و هي في الصورة تحت A1 V1 = A2 V2 ... حيث الA هي مساحة و الV هي سرعة :)

و تقول هذه المعادلة ان سرعة الهواء عند نقطة معينة و هو ساري في أنبوب يتناسب عكسيا مع مساحة مقطع الأنبوب عند هذه النقطة ... و من هنا فإن النظرية الثانية للطيران تعتمد على ذلك :)

الصورة بالأسفل هي مقطع عرضي للجناح و يسمى Airfoil .... و تقول هذه النظرية ان بسبب الانبعاج الموجود في بداية الجناح كما موضح بالصورة بالأسفل ... فهو يجعل الهواء و كأنه يمر من خلال أنبوبة تقل مساحة مقطعها ... فتزيد سرعة الهواء ... فبالتالي يكون الهواء فوق الجناح أسرع (كما هو موضح في الصورة بالأسفل).

لكن وكالة ناسا الأمريكية تقول أن هذه النظرية غير صحيحة ... و ذلك بسبب: 

1. لانها تقوم على فرضية أن الجناح يهيئ وجود أنبوبة يمر منها الهواء و تقل مساحة مقطعها .... صحيح أن أحد جدران هذه الأنبوبة هو الجناح ... و لكن أي بقية جدران هذه الأنبوبة التخيلية؟!! ... ف لو لاحظنا في الصورة ...ٍ سنجد أن الجدار العلوي لها (الممثل باللون الأحمر) يعتبر تخيلي و لا وجود له ... إذا فالنظرية مبنية على شئ غير موجود!! 

2, و أيضا فالنظرية تعتمد في تفسير نظرية الطيران على السطح العلوي من الجناح  ... و تتجاهل السطح السفلي ... و هذا يعني أنه إذا تم تصميم مئات الأجنحة بأسطح سفلية مختلفة الأشكال ستولد نفس قوة الرفع على الجناح؟؟!!! و هذا خاطئ تماما! ... فالسطح العلوي و السفلي للجناح يشاركان في توليد قوة الرفع

و هذا رابط لمقال على موقع وكالة ناسا توضح فيه ذلك :)

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/wrong3.html

فرناسية 3: كيف تطير الطائرة؟ (النظرية الأولى)

كيف تطير الطائرة؟ (النظرية الأولى)

النظرية الأولى:
عندما تنفصل جزيئات الهواء عند مقدمة الجناح Wing Leading Edge, فهي تريد أن تلتقي عند نهاية الجناح Wing Trailing Edge, و بما أن السطح العلوي للجناح أطول في المسافة ... فستسرع جزيئات الهواء فوق الجناح للقاء أخواتها جزيئات الهواء القادمة من تحت الجناح ... و بذلك فإن سرعة الهواء فوق الجناح ستكون أكبر!! ... و بالتالي من معادلة ثبات الطاقة التي تقول إذا زادت سرعة الهواء يقل ضغطه ... إذا ضغط الهواء فوق الجناح أقل من تحته.

و هذه النظرية أثبتت فشلها بعد التجارب الكثيرة التي تمت على الأجنحة, و أثبتت أن الجزيئات فوق الجناح في كل الأحوال لن تلتقي بأخواتها تحت الجناح, فهي ستسبقهم (كما في الصورة بالأسفل) .... فالنظرية قائمة على سبب غير موجود! .. أنظر الصورة

و على الرابط التالي يوجد مقال مكتوب على موقع وكالة ناسا الأمريكية يؤكد ذلك  

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/wrong1.html

ملحوظة: معادلة برنوللي التي ذكرناها في (فرناسية 2) لا يمكن استخدامها في تفسير نظرية الطيران حيث انها تتجاهل وجود العديد من القوى و الظواهر مثل اللزوجة ... و لكن يمكننا الصورة الأعم و الأشمل و هي معادلة ثبات الطاقة ... و التي تعتبر معادلة برنوللي أحد الأشكال المبسطة منها فيقوم معظم المهتمين بالطيران باستخدامها بدلا من المعادلة الأصلية.

صورة لمقطع في الجناح Airfoil Section 

هذه النظرية يتبعها الكثير من المعلمين و الأساتذة في المدارس و الجامعات 

فرناسية 2: كيف تطير الطائرة؟ (نظرية الطيران)

إذا أردنا التحدث عن نظرية الطيران, فعلينا تحديد نوع الطائرة التي سنتحدث عنها, فهناك البالونات و المناطيد Balloons and Airships التي تطير بنظرية الغاز الخفيف أو الهواء الساخن الأخف من الهواء الجوي.

و هناك الطائرات المصنوعة من الخشب أو المعادن, و هي تعتمد في طيرانها على وجود قوة رفع على أسطح رافعة بها Lifting Surfaces ... مثل الجناح Wing و كمثال: الطائرات التي نسافر بها هذه الأيام من بلد إلى بلد.

و نظرية طيران هذه الطائرات التي تعتمد على الجناح اختلف عليها الجميع, بداية من وكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" إلى منظمات و جامعات أخرى تتبنى نظريات أخرى في موضوع الطيران و سبب الطيران.

لذلك فلنتحدث بداية عن المتفق عليه بين الجميع ثم نسرد ما أوجه الخلاف
بداية, يتفق الجميع على أن سرعة الهواء فوق الجناح أكبر من سرعته تحت الجناح .... و من معادلة "برنوللي" نستطيع الاستنتاج أن ضغط الهواء فوق الجناح أقل من تحت الجناح.

و في الصورة التالية توضيح لمعادلة "برنوللي" التي تقول ان جزيئات الهواء يكون لها كمية من الطاقة هي مجموع طاقة الحركة Kinetic Energy و طاقة الوضع Potential Energy (و سببها الوزن Weight) و طاقة الضغط Pressure Energy .... و أن مجموع هذه الطاقات ثابت إذا لم يحدث فقد في الطاقة أو إضافة لها

بالتالي و من المعادلة يمكننا القول:
لو زادت السرعة V ... سيقل الضغط P حتى يظل الطرف الأيمن من المعادلة ثابت

إذا فالجميع متفق على أن ضغط الهواء فوق الجناح أقل من ضغطه تحت الجناح بسبب أن سرعة الهواء فوق الجناح أكبر من سرعة الهواء تحت الجناح ....

و من هنا يبدأ الخلاف؟؟!! ... لماذا تكون سرعة الهواء فوق الجناح أكبر من سرعته تحت الجناح؟؟؟!! ... و هذا ما سوف نعرفه في التدوينات التالية: 
كيف تطير الطائرة؟ (النظرية الأولى)
كيف تطير الطائرة ؟ (النظرية الثانية)

فرناسية 1: تاريخ الطيران كما يجب أن يكون

في الحقيقة .. إن تاريخ الطيران عند معظم الناس يبدأ من و يتمحور كليا حول الأخوين رايت, الأخوان اللذان كانا يمتلكان محلا للدراجات, و قاموا بعمل تجارب طيران كثيرة حتى نجحوا في اختراع الطيران ... أو هكذا قيل لنا من الصغر.

لكن في الحقيقة, أنه على الرغم من المشاركة الفعالة للأخوين رايت في تاريخ الطيران, إلا أنهما يظلا مجرد خطوة في تاريخ تقدم الطيران. فإذا قلنا أن الطيران معناه ابتعاد الإنسان عن الأرض و تنقله في الهواء من مكان لآخر, فسنجد انه المناطيد و قبلها البالونات كانت وسائل سفر و تنقل ظهرت قبل الأخوين رايت بحوالي مائة و خمسين سنة. 

و حتى لو تحدثنا عن الطيران كما نعرفه الآن كمسافرين في الطائرات التجارية التي تقلع من مطاراتنا, فإن الطيران الشراعي قد ظهر قبل الأخوين رايت بسنوات عديدة, و الطيران بمحرك أيضا كانت له محاولاته قبلهم. 

لكن إذا أردنا بالفعل تعريف مدى مساهمة الأخوين رايت, فنستطيع القول انهما استطاعا عمل

1. أول محاولة ناجحة للطيران بطائرة 

2. كما نعرفها بالشكل الحالي 

3. و بمحرك 

4. و يمكن التحكم بها في الثلاث جهات x, y, z