- إنضم
- 31 أكتوبر 2008
- المشاركات
- 29
- التفاعل
كيف تعمل الطائرة العمودية "الهليوكوبتر"
تعتبر طائرات الهيلوكبتر أكثر الطائرات مرونة حيث توفر لقائدها التحرك بحرية ف الأبعاد الثلاثة وهي
ميزة لا توجد في الطائرات الأخرى .
قيادة هذا النوع من الطائرات يتطلب مهارة عالية حيث انه يجب التفكير بالأبعاد الثلاثة ويتم في هذه
الحالة استخدام اليد و القدمين في نفس الوقت للحفاظ على الطائرة محلقة في الجو لذلك يحتاج قائد
الطائرة إلى برنامج تدريبي مكثف وانتباه متواصل خلال الطيران .
إن المقدرة على الحركة للأعلى والأسفل يضيف بعد جديد للحركة يجعل الطائرة مختلفة تماماً .
وللتحكم في الحركة للأعلى وللأسفل فإن الطائرة تزود بمقبض على شكل عصا joystick تتحرك
للأمام والخلف ولليمين واليسار . كما يوجد دواستين للتحكم في حركة ذيل الطائرة والعجلات. لذلك
يستطيع قائد الطائرة التحليق بالطائرة والسيطرة عليها باستخدام يداً واحدة وقدمين.
ولكن في طائرة الهيلوكبتر فإنها تستطيع القيام بثلاثة أشياء إضافية لا توجد في الطائرة العادية وهذه
هي:
استطاعت الهيلوكبتر الرجوع للخلف
استطاعت الهيلوكبتر الدوران حول محورها في الجو
استطاعت الهيلوكبتر البقاء مكانها محلقة في الجو
يمكن للهيلوكبتر التحرك و الدوران 360 درجة وهي محلقة في مكانها ولها القدرة على حرية
المناورة في الطيران لذلك يحتاج قائدها الارتفاع بمهاراته وللتحكم في الهيلوكبتر و قيادتها تحتاج الى
استخدام احد اليدين للمقود الخاص بالحركة الانتقالية للأمام و الخلف ولليمين و اليسار و الذي
يسمى Cyclic وتحتاج اليد الثانية في التحكم بالحركة لأعلى و الأسفل و التحكم بالسرعة
باستخدام مقود خاص يسمى Collective .
أما قدمي قائد الهيلوكبتر فتضغط على دواسة التحكم
محرك ذيل الهيلوكبتر المسئول عن الحركة الدورانية في الاتجاهين ولذالك ستكون اليدان و القدمان
مشغولتان في نفس الوقت خلال التحليق بالتحكم بالطائرة .
أجزاء الهيلوكبتر
تتكون الهيلوكبتر من عدة أجزاء وهي موضحة في الشكل التخطيطي التالي:
سوف نركز على أهم الاجزاء فيها بالشرح والتفصيل.
(1) المروحة الرئيسية
تزود طائرة الهيلوكبتر عادة بمرحة رئيسية تتكون من اثنتان أو ثلاث أو أربع شفرات تعمل بواسطة
محرك ذي احتراق داخلي ، تدور في مستوى أفقي فوق جسم الطائرة ، وهي بحركاتها اللولبية في
الهواء تولد قوة شد إلى أعلى أو تحافظ على ثباتها في الهواء ، وبهذه المروحة الرئيسية تعمل على
رفع الهيلوكبتر عن الأرض و الصعود رأسيا دون الحاجة إلى ممر طويل للإقلاع أو الهبوط كما في
الطائرات العادية .
شكل تخطيطي يوضح المروحة الرئيسية ومروحة الذيل
(2) المروحة المضادة للازدواج
إن الهيلوكبتر جهاز دقيق ومعقد .. فعند دوران المروحة الرئيسية فتعمل ضغط على الهواء وبتأثير
رد الفعل تعمل على تحريك جسم الطائرة " الهيلوكبتر " بأكمله في اتجاه مضاد لاتجاه دورانها .
ولتجنب هذه النتيجة المعاكسة والمعروفة بالازدواج هناك ثلاثة وسائل لذلك : -
* تركيب مروحتين في اتجاهين متضادين سواء على محور واحد ( المراوح المتحدة في المحور )
* تريب مراوح متحدة في المحور
* تركيب مروحتين كلا منهما عند أحد الطرفين . وهذه الطريقة ي الأكثر استخداما في الهيلوكبترات
ذات الحجم الصغير و المتوسط وهي تتلخص في استخدام مروحة صغيرة مضادة للازدواج تثبت
في وضع رأسي على ذيل الطائرة .. وعندما تدور هذه المروحة فإن قوة الشد التي تولدها توازن
الازدواج الذي تحدثه المروحة الرئيسية . والمروحة المضادة للازدواج يجري تشغيلها بواسطة
موجه يسمح بإجراء تغيير في معدل حركة مروحة الذيل والتي يمكن زيادة أو تقليل قوة شدها ، وفي
هذه الحالات فإن الذيل يتحرك في اتجاه جانبي وبذلك يمكن إدارة الطائرة حول نفسها .
الحركة الانتقالية
لكي تتحرك الهيلكوبتر إلى الأمام فإنها تحدث ميلا إلى الأمام في المستوى الذي تدور فيه المروحة. وعندئذ، فإن المروحة الرئيسية تولد قوة شد إلى الإمام،مع استمرارها في المساعدة على توازن
الهيلكوبتر . وواضح أنه إذا مال مستوى الدوران إلى الخلف أو إلى أحد الجانبين فإن الهيلكوبتر
تتحرك إلى الخلف أو إلى أحد الجانبين . كما أنه يمكن تحريك الهيلكوبتر إلى الأمام، بتغيير معدل
حركة شفراتالمروحة الرئيسية ويتم هذا التغيير عن طريق رافعة تسمى " جهاز التحكم فيالحركة
الدوارة ".
1- يتكون جهاز التحكم في الحركة الدوارة من طبقتين .. وحدة ثابتة و الثانية متحركة كما تظهر كما
تظهر في الشكل باللون الأزرق و الأحمر . يفصل بين الطبقتين طبقة من كرات معدنية " bearing "
تسمح بحركة الطبقة العلوية المتحركة فوق الطبقة الثابتة .
2- طبقة الدوران الحمراء تدور مع عمود ناقل الحركة الدائرية و الذي يظهر في الشكل باللون
الأخضر و تدور معه المروحة نفسها .
3- قضبان التحكم و التي تظهر باللون البرتقالي تسمح بتغير مستوى الدوران للمروحة .
4- يتم التحكم في زاوية الطبقة الثابتة من خلال قضبان التحكم الخاصة به والتي تظهر باللون الأصفر .
صورة للمروحة الرئيسية توضح الأذرع المختلفة التي تتحكم في تغير مستو دوران المروحة بالنسبة للمستوى الأفقي، كما تظهر في الصورة الطبقتين الثابتة والمتحركة
الهبوط
ما يجب على قائد الهيلكوبتر ليقوم بعملية الهبوط هو تقليل قوة الحمل فيالمروحة الرئيسية . ولكي يفعل ذلك، فإنه يعمل على تغيير معدل حركة شفرات المروحة . ومنالناحية العملية، فإنه يعدل بذلك زاوية اصطدام الشفرات بالهواء . وبهذهالطريقة تقل قوة الحمل ، وإذا صارت هذه الأخيرة أقل من وزن الهيلكوبتر،هبطت هذه من تلقاء نفسها . فإن الهيلكوبتر تصعد إذا زادت قوة الحمل علىوزنها، وتهبط إذا زاد وزنها على قوة الحمل وتظل ثابتة في الهواء إذا تساوتقوة الحمل مع وزنها .
التحليق
يمكن أن يقوم الطيار بتثبيت الهيلوكبتر في الجو وذلك بالتحكم في سرعة دوران المروحة الرئيسية للوصول إلى السرعة المطلوبة للحفاظ على توازنها في الجو وهذا يتطلب مهارة كبيرة من القائد.
استخدامات الهيلكوبتر
تتميز الهيلوكبتر بقدرها على الانتقال لأي مكان من العالم تقريبا سواء كان ذلك على الجبال أو
في البحار ومناطق الفيضانات و الزلازل و على الجزر الكبيرة و الصغيرة ولتنفيذ عمليات الإخلاء
من الغابات والمناطق شديدة التضاريس و الوعرة ومن أسطح المباني وهي بذلك تتفوق عن الطائرات
العادية ويمكن كذلك استخداما في عمليات مراقبة قطعان الماشية و نقل البضائع و إطفاء الحرائق .
مزايا الهيلكوبتر وعيوبها
إلى جانب ما للهيلكوبتر من مزايا رائعة فإن لها أيضا بعض العيوب ، فيالوقت الحاضر على الأقل . فهي أولا جهاز دقيق معقد في تشغيله وصعب التوجيه . وعلاوة على ذلك، فهي جهاز يتطلب محركا أقوى كثيرا مما يلزم لطائرة عادية تماثلها في الوزن والقدرة .
1- استهلاك الهيلوكبتر كميات كبيرة من الوقود و الزيت حيث إن الهيلوكبتر الصغيرة و التي تتسع
لثلاثة أو أربع مقاعد تحتاج لمحرك قوة 200 حصان في حين أن الطائرة العادية والتي تتسع
لعدد مماثل تحتاج لمحرك قوة 100 حصان .
2- تعتبر الهيلوكبتر طائرة بطيئة حيث انه من النادر ان تصل سرعتها على 200 كم/ ساعة .
3- الضوضاء العالية التي تحدثها .
4- اكتفائها ذاتي منخفض .. وتضطر لحمل كل ما يلزمها من وقود داخل هيكلها في حين أن الطائرات
العادية لها خزانات كبيرة داخل أجنحتها
تعتبر طائرات الهيلوكبتر أكثر الطائرات مرونة حيث توفر لقائدها التحرك بحرية ف الأبعاد الثلاثة وهي
ميزة لا توجد في الطائرات الأخرى .
قيادة هذا النوع من الطائرات يتطلب مهارة عالية حيث انه يجب التفكير بالأبعاد الثلاثة ويتم في هذه
الحالة استخدام اليد و القدمين في نفس الوقت للحفاظ على الطائرة محلقة في الجو لذلك يحتاج قائد
الطائرة إلى برنامج تدريبي مكثف وانتباه متواصل خلال الطيران .
إن المقدرة على الحركة للأعلى والأسفل يضيف بعد جديد للحركة يجعل الطائرة مختلفة تماماً .
وللتحكم في الحركة للأعلى وللأسفل فإن الطائرة تزود بمقبض على شكل عصا joystick تتحرك
للأمام والخلف ولليمين واليسار . كما يوجد دواستين للتحكم في حركة ذيل الطائرة والعجلات. لذلك
يستطيع قائد الطائرة التحليق بالطائرة والسيطرة عليها باستخدام يداً واحدة وقدمين.
ولكن في طائرة الهيلوكبتر فإنها تستطيع القيام بثلاثة أشياء إضافية لا توجد في الطائرة العادية وهذه
هي:
استطاعت الهيلوكبتر الرجوع للخلف
استطاعت الهيلوكبتر الدوران حول محورها في الجو
استطاعت الهيلوكبتر البقاء مكانها محلقة في الجو
يمكن للهيلوكبتر التحرك و الدوران 360 درجة وهي محلقة في مكانها ولها القدرة على حرية
المناورة في الطيران لذلك يحتاج قائدها الارتفاع بمهاراته وللتحكم في الهيلوكبتر و قيادتها تحتاج الى
استخدام احد اليدين للمقود الخاص بالحركة الانتقالية للأمام و الخلف ولليمين و اليسار و الذي
يسمى Cyclic وتحتاج اليد الثانية في التحكم بالحركة لأعلى و الأسفل و التحكم بالسرعة
باستخدام مقود خاص يسمى Collective .
أما قدمي قائد الهيلوكبتر فتضغط على دواسة التحكم
محرك ذيل الهيلوكبتر المسئول عن الحركة الدورانية في الاتجاهين ولذالك ستكون اليدان و القدمان
مشغولتان في نفس الوقت خلال التحليق بالتحكم بالطائرة .
أجزاء الهيلوكبتر
تتكون الهيلوكبتر من عدة أجزاء وهي موضحة في الشكل التخطيطي التالي:
سوف نركز على أهم الاجزاء فيها بالشرح والتفصيل.
(1) المروحة الرئيسية
تزود طائرة الهيلوكبتر عادة بمرحة رئيسية تتكون من اثنتان أو ثلاث أو أربع شفرات تعمل بواسطة
محرك ذي احتراق داخلي ، تدور في مستوى أفقي فوق جسم الطائرة ، وهي بحركاتها اللولبية في
الهواء تولد قوة شد إلى أعلى أو تحافظ على ثباتها في الهواء ، وبهذه المروحة الرئيسية تعمل على
رفع الهيلوكبتر عن الأرض و الصعود رأسيا دون الحاجة إلى ممر طويل للإقلاع أو الهبوط كما في
الطائرات العادية .
شكل تخطيطي يوضح المروحة الرئيسية ومروحة الذيل
(2) المروحة المضادة للازدواج
إن الهيلوكبتر جهاز دقيق ومعقد .. فعند دوران المروحة الرئيسية فتعمل ضغط على الهواء وبتأثير
رد الفعل تعمل على تحريك جسم الطائرة " الهيلوكبتر " بأكمله في اتجاه مضاد لاتجاه دورانها .
ولتجنب هذه النتيجة المعاكسة والمعروفة بالازدواج هناك ثلاثة وسائل لذلك : -
* تركيب مروحتين في اتجاهين متضادين سواء على محور واحد ( المراوح المتحدة في المحور )
* تريب مراوح متحدة في المحور
* تركيب مروحتين كلا منهما عند أحد الطرفين . وهذه الطريقة ي الأكثر استخداما في الهيلوكبترات
ذات الحجم الصغير و المتوسط وهي تتلخص في استخدام مروحة صغيرة مضادة للازدواج تثبت
في وضع رأسي على ذيل الطائرة .. وعندما تدور هذه المروحة فإن قوة الشد التي تولدها توازن
الازدواج الذي تحدثه المروحة الرئيسية . والمروحة المضادة للازدواج يجري تشغيلها بواسطة
موجه يسمح بإجراء تغيير في معدل حركة مروحة الذيل والتي يمكن زيادة أو تقليل قوة شدها ، وفي
هذه الحالات فإن الذيل يتحرك في اتجاه جانبي وبذلك يمكن إدارة الطائرة حول نفسها .
الحركة الانتقالية
لكي تتحرك الهيلكوبتر إلى الأمام فإنها تحدث ميلا إلى الأمام في المستوى الذي تدور فيه المروحة. وعندئذ، فإن المروحة الرئيسية تولد قوة شد إلى الإمام،مع استمرارها في المساعدة على توازن
الهيلكوبتر . وواضح أنه إذا مال مستوى الدوران إلى الخلف أو إلى أحد الجانبين فإن الهيلكوبتر
تتحرك إلى الخلف أو إلى أحد الجانبين . كما أنه يمكن تحريك الهيلكوبتر إلى الأمام، بتغيير معدل
حركة شفراتالمروحة الرئيسية ويتم هذا التغيير عن طريق رافعة تسمى " جهاز التحكم فيالحركة
الدوارة ".
1- يتكون جهاز التحكم في الحركة الدوارة من طبقتين .. وحدة ثابتة و الثانية متحركة كما تظهر كما
تظهر في الشكل باللون الأزرق و الأحمر . يفصل بين الطبقتين طبقة من كرات معدنية " bearing "
تسمح بحركة الطبقة العلوية المتحركة فوق الطبقة الثابتة .
2- طبقة الدوران الحمراء تدور مع عمود ناقل الحركة الدائرية و الذي يظهر في الشكل باللون
الأخضر و تدور معه المروحة نفسها .
3- قضبان التحكم و التي تظهر باللون البرتقالي تسمح بتغير مستوى الدوران للمروحة .
4- يتم التحكم في زاوية الطبقة الثابتة من خلال قضبان التحكم الخاصة به والتي تظهر باللون الأصفر .
صورة للمروحة الرئيسية توضح الأذرع المختلفة التي تتحكم في تغير مستو دوران المروحة بالنسبة للمستوى الأفقي، كما تظهر في الصورة الطبقتين الثابتة والمتحركة
الهبوط
ما يجب على قائد الهيلكوبتر ليقوم بعملية الهبوط هو تقليل قوة الحمل فيالمروحة الرئيسية . ولكي يفعل ذلك، فإنه يعمل على تغيير معدل حركة شفرات المروحة . ومنالناحية العملية، فإنه يعدل بذلك زاوية اصطدام الشفرات بالهواء . وبهذهالطريقة تقل قوة الحمل ، وإذا صارت هذه الأخيرة أقل من وزن الهيلكوبتر،هبطت هذه من تلقاء نفسها . فإن الهيلكوبتر تصعد إذا زادت قوة الحمل علىوزنها، وتهبط إذا زاد وزنها على قوة الحمل وتظل ثابتة في الهواء إذا تساوتقوة الحمل مع وزنها .
التحليق
يمكن أن يقوم الطيار بتثبيت الهيلوكبتر في الجو وذلك بالتحكم في سرعة دوران المروحة الرئيسية للوصول إلى السرعة المطلوبة للحفاظ على توازنها في الجو وهذا يتطلب مهارة كبيرة من القائد.
استخدامات الهيلكوبتر
تتميز الهيلوكبتر بقدرها على الانتقال لأي مكان من العالم تقريبا سواء كان ذلك على الجبال أو
في البحار ومناطق الفيضانات و الزلازل و على الجزر الكبيرة و الصغيرة ولتنفيذ عمليات الإخلاء
من الغابات والمناطق شديدة التضاريس و الوعرة ومن أسطح المباني وهي بذلك تتفوق عن الطائرات
العادية ويمكن كذلك استخداما في عمليات مراقبة قطعان الماشية و نقل البضائع و إطفاء الحرائق .
مزايا الهيلكوبتر وعيوبها
إلى جانب ما للهيلكوبتر من مزايا رائعة فإن لها أيضا بعض العيوب ، فيالوقت الحاضر على الأقل . فهي أولا جهاز دقيق معقد في تشغيله وصعب التوجيه . وعلاوة على ذلك، فهي جهاز يتطلب محركا أقوى كثيرا مما يلزم لطائرة عادية تماثلها في الوزن والقدرة .
1- استهلاك الهيلوكبتر كميات كبيرة من الوقود و الزيت حيث إن الهيلوكبتر الصغيرة و التي تتسع
لثلاثة أو أربع مقاعد تحتاج لمحرك قوة 200 حصان في حين أن الطائرة العادية والتي تتسع
لعدد مماثل تحتاج لمحرك قوة 100 حصان .
2- تعتبر الهيلوكبتر طائرة بطيئة حيث انه من النادر ان تصل سرعتها على 200 كم/ ساعة .
3- الضوضاء العالية التي تحدثها .
4- اكتفائها ذاتي منخفض .. وتضطر لحمل كل ما يلزمها من وقود داخل هيكلها في حين أن الطائرات
العادية لها خزانات كبيرة داخل أجنحتها
