تاریخچه پرواز (Flight History)

[Hadi1001]

به نام خدا

بدیهی است که مشاهده پرواز پرندگان در هوا، انسان را به فکر پرواز انداخت و ترغیب کرد که این کار را انجام دهد لذا عجیب نیست که اولین تلاش انسان برای پرواز با استفاده از بال های معلق ( بال زدن در هوا ) شبیه بال پرندگان باشد زیرا این کاری است که پرنگان انجام داده و از آن استفاده می کنند

در یونان باستان مردان زیادی بودند که با بال های شبیه بال پرنگان پرواز کردند ( لازم به ذکر است در ایران نیز خواجه نصیر الدین توسی نیز آزمایشاتی در مورد پرواز داشته و حتی یک بار هم به روشی شبیه روش بال پرنگان نیز پریده است - هادی آقازاده - ) در داستان دیدالوس و پسرش ایکاروس چنین آمده است که آنها با پرواز از جزیره کریت جایی که در آن جا زندانی بودند فرار کردند آنها بال هایی از پر درست کردند که به وسیله موم به هم چسیده بودند ایکاروس که جوانی بی پروا بود تا نزدیک خورشید پرواز کرد و گرمای خورشید باعث شد که موم ها آب و بال ها جدا شوند با آب شدن موم ها ایکاروس از آسمان افتاد

او در دریا سقوط کرد و این یکی از اولین سقوط های تاریخ ، حداقل در دوران باستان بود این مطالب ممکن است بر خلاف واقعیت علمی باشد ولی این داستان به رویای پرواز در ذهن انسان در زمان های دور تاریخ اشاره می کند

موضوع بال های معلق در قرن های پی در پی ، افکار انسان را که رویای پرواز داشتند به خود مشغول کرد
معروف ترین شخص در میان کسانی که رویای پرواز داشتند لئوناردو داوینچی است که البته به خاطر کار های هنری اش معروف است او مرد مستعدی بود و نقش زیادی در پیشرفت علوم زمان خود داشت داوینچی این ایده را داشت که قدرت بازوان باید به وسیله آلاتی تبدیل به نیروی جلوبرنده و بالا برنده شود با وجود اینکه او خیلی با هوش بود ولی بیهودگی و تاثیر کم این راه را در رسیدن به پرواز واقعی تشخیص نداد ولی به حال این تلاش ها در پیسرفت و تقویت ایده پرواز انسان ها موثر بود

منبع مبانی پرواز و آیرودینامیک به زبان ساده

ادامه دارد ....

[Hadi1001]

بسم الله الرحمن الرحیم

... نخستین پرواز هواپیما ، بر اساس اصول مختلف علم فیزیک انجام شد مشاهدات تجربی اولیه نشان می داد که دود و حتی ذرات مانند خاکستر که در حالت عادی باید به سمت زمین سقوط کنند در اثر هوای گرم به بالا می روند برادران < جوزف و اتین مونت گولیفر > ارزش این پدیده را فهمیدند و اولین بالن هوای گرم را در محلی از کشور فرانسه در ژوئن 1783 طراحی نموده و ساختند

برادران مونت گولیفر در واقع علت بالا رفتن بالن را نفهمیدند آنها فکر کردند که گاز های نا شناخته ای از سوخت چوب پدید می آید و این گازها به طور مرموزی باعث بالا رفتن بالن می شود بعدها علت پرواز اجسام سبکتر از هوا شناخته شد و در اواخر سال 1783 فعالیت های نسبتا زیادی در مورد بالن های هوای گرم و بالن های هیدروژن انجام شد


آیروستاتیک ( دانش هوای ساکن )

یک بالن بر اساس اصل شناوری اجسام که کشف آن به ارشمیدس نسبت داده می شود کار می کند فشار در هر سیال ( مایع یا گاز ) با افزایش عمق افزایش می یاد

اگر شما درون یک استخر شیرجه بزنید و به عمق بروید یا اگر از ارتفاع زیاد درون هوا به سمت پایین بیاید می توانید این مطلب را حس کنید
در هر دو حالت با پایین رفتن شما فشار بیشتر می شود این مطلب حتی در تغییرات ارتفاع کم نیز وجود دارد هر چند تغییرات فشار در این حالت خیلی کوچک است

این قانون ( اصل شناوری ) اصلی است که باعث بالا رفتن بالن می شود درون بالن هوای گرم یا یک گاز سبک تر از هوا قرار داده می شود وقتی وزن مجموع بالن و گاز درون آن کمتر از وزن هوای جابه جا شده اطراف بالن باشد بالن به سمت بالا می رود

ممکن است شما سوال کنید که بر این اساس چرا بالن به ارتفاع خیلی زیاد جو صعود نمی کند ؟

جو زمین اقیانوس بزرگی از هوا است که اطراف زمین را مانند دریا که کف اقیانوس را پوشانده است می پوشاند این هوای به وسیله جاذبه زمین نگه داشته می شده که به دلیل تراکم پذیر بودن به وسیله وزن خودش نیز متراکم می شود از آنجایی که تما هوا روی سطح زمین قرار دارد بیشترین تراکم یا به عبارتی بیشترین چگالی هوا روی سطح زمین است هنگامی که از سطح زمین به سمت بالا می رویم تراکم هوا کمتر شده و لذا چگالی هوا کمتر می شود یعنی وزن هوا در یک فوت در مکعب کمتر می شود

حال بالنی را در نظر بگیرید که یک گاز با چگالی مشخص را درون خود دارد و در جو بالا می رود این بالن با بالا رفتن به ارتفاعی می رسد که چگالی هوای اطراف بالن با چگالی هوای یا هر گاز دیگر درون بالن برابر می شود بنابراین این تساوی چگالی مانع از بالا رفتن بالن می شود

ادامه دارد ....

[Hadi1001]

بسم الله الرحمن الرحیم

.. بالن ها به وسایل آیروستاتیکی معروف اند یعنی وسایلی هستند که درون های ساکن یا بدون حرکت بالا می روند بلن تجهیزاتی برای
حرکت در جهت افقی درون هوا ندارد اگر هوا حرکت کند بالن نیز با آن حرکت می کند لذا سفر با بالن یک عملیات اتفاقی و به سرعت و جهت باد بستگی ارد

برخی از مخترعین تلاش کردند که با تهیه برخی وسایل ملخی جلوبرنده ، بالن هایی سازند که یشتر قابل کنترل باشند اصطلاحا به یک وسیله سبکتر از هوا که قابلیت جلوبرندگی داشته باشد کشتی هوایی گفته می شود کشتی هوایی به دلیل زیاد بودن نیروی پسا محفظه بالن خیلی آرام حرکت می کنند


پرواز وسایل سنگینتر از هوا

یکی از نخستین افرادی که که حالت بال ثابت را به عنوان یک امکان برای پرواز تشخیص داد " سر جورج کیلی " یک مرد نجیب زاده انگلیسی بود که در اوخر قرن 18 و اوایل قرن 19 زندگی می کرد کیلی روی یک صفحه ثابت در ماشین پروازی به عنوان یک آرزو فکر کرد همانگونه که داوینچی موضوع بال معلق را دنبال کرد او در زمره اولین کسانی بود که اهمیت کنترل و پایداری هواپیما را تشخیص داده و سطوح دم را برای رسیدن به این منظور طراحی کرد طرح های اولیه او کاملا با اصول عمومی محل قرارگیری بال و دم که در بیشتر هواپیمای امروزی استفاده می شود تطابق دارد

در سال 1853 کیلی یک گلایدر ( هواسر ) حمل انسان را طراحی نمود و ان را ساخت سرنشین این وسیله مانند یک خلبان عمل کرد و اولین پرواز انسان با وسیله ای سنگین تر از هوا در تاریخ را انجام داد
ظاهرا این سرنشین مانند کیلی شیفته پرواز نبود و خیلی زود بعد از اولین پرواز استعفا داد و هرگز اهمیت کار خود را در تاریخ هوانوردی نفهمید
اگرچه کار کیلی منتشر شد لیکن کار تا زمان های بعد هرگز تصدیق نشد دیگر دانشمندان و مخترعین گلایدر هایی را با ایده ها و انگیزه های مستقل آزمایش کردند که برجسته ترین انها اقای " اتوللیانتل " آلمانی بود للیانتل یک مهندس بود که ایده پرواز را با یافته های علمی و تحلیلی دنبال می کرد او یک سری موفقیت در پرواز گلایدر به دست آورد ولی در یکی از تلاش های خود قبل از اینکه به اخرین هدفش یعنی پرواز با موتور برسد کشته شد

در ایلات متحده " اکتاواچانیت " مهندس شیکاگویی آزمایش هایی با گلایدر انجام داد چانیت نیز در کار خود علمی بود و سعی زیادی در تحقیقات و تطابق تمام کار هایی که قبلا در این زمینه انجام دده بود با توجیهات علمی انجام داد
او به عنوان یک مهندس عمران به اندازه کافی صحت سازه ای هواپیما را در طرح های خود بررسی کرد در تمام این تلاش ها هدف ، طراحی یک هواپیمای موتور دار بود که بتواند انسان را حمل کند

منبع ایرودینامیک به زبان ساده

ادامه دارد ...

[Hadi1001]

به نام خدا

.... البته مهمترین عاملی که باعث شد این تلاش ها در زمینه هواپیماهای موتور دار در دهه 1800 موفق نشود نیاز به موتور های با وزن سبک و قدرت کافی بود افراد زیادی تلاش کردند که با موتور های موجود در آن زمان پرواز کنند

ماشین بخار اولین مولد قدرت در آن زمان ود که استفاده از آن در طراحی هواپیما جالب و نوآورانه نبود در واقع هیچ کدام از این موتور ها موفق نبودند علت دیگری که باعث شد که این قبیل تلاش ها موفق نباشد این بود که اختراع ها تنها روی یک جنبه از پرواز یعنی موتور پر قدرت تکیه داشته و ساخته می شدند تقریبا در سال 1894 آقای " حایرام ماکزیم " انگلیسی موفق شد که یک ماشین قوی هیکل را به وسیله نیروی جلوبرندگی یک ماشین بخار پر قدرت مختصری بالا برد البته این وسیله چون هیچ ابزار کنترلی نداشت سریعا سقوط کرد

پرواز برادران رایت

دو نفری که همه مسائل پرواز را مشخص و بررسی کردند " ویلبر و اورویل رایت " بودند بعضی از مورخین تمایل دارند که با انها به سبکی رفتار کنند و در دسته بندی های خود آنها را به عنوان تعمیر کارانی بدانند که به طور اتفاقی و سهوی یه سمت طرح قابل پرواز پیش رفتند افراد دیگر ادعا می کنند که موفقیت آنها به دلیل استفاده از نتایج آزمایش های پیشگامان قبل از آنها بود

مسلما برادران رایت نیز این کار را انجام می دادند ولی این کار بسیار صحیح و ضروری در توسعه علم است در واقع برادران رایت مردانی جوان ، بی نهایت مستعد و دور اندیش بودند که روش خیلی منظم و علمی داشتند
آنها موفقیت و شکست های دیگران علی الخصوص " للیانیل و چانیت " و مشکلات انها را مطالعه کردند نخستین پرواز معروف انها در " کیتی هاوک " بود که همراه با تلاش سخت و تکیه بر چهار سال تحقیق در این مکان ویرانه انجام شد آنها تنها در یک زمان با مسائلی از قبیل مهارت های ساختی ، تجهیزات کنترلی ، آموزش خود برای پرواز و افزایش بازدهی طرح ، گلاویز بودند

یک سری از آزمایش های تجربی آنها در پرواز با گلایدر انجام شد انها حتی ابزار الاتی مکانیکی جهت اندازه گیری نیروی های به وجود آمده روی گلایدر نصب کردند و نیروی های اعمالی روی گلایدر توسط جریان باد را اندازه گیری کردند وقتی آنها فهمیدند که خیلی از کار های گذشته ، دارای خطا بود به شهر خود دایتون برگشتند و با ساخت یک تونل باد برخی از ابهامات موجود در زمینه نیروی های برآ و پسا را حل کرد

بعد از آنکه گلایدر آنها به مرحله تکامل رسید که قابل اطمینان و پیش بینی رفتار ان امکان پذیر باشد تلاش هایی را برای موتور دار کردن ماشین ( هواپیمایشان ) آغاز کردند تمرکز انها روی یک موتور سبک با قدرت کافی و ملخ کارآمد بود

در 17 دسامبر 1903 این تلاش ها به نتیجه رسید و " ارویل " از روی شن های " کیتی هاوک " بلند شد و اولین پرواز با قدرت موتور ، قابل کنترل و مورد تایید انجام دادند !!!

پایان

منبع آیرودینامیک به زبان ساده نوشته هیوبرت اسمیت