- إنضم
- 10 أكتوبر 2011
- المشاركات
- 117
- التفاعل
بسم الله الرحمن الرحيم
_________________________________
ابدأ في هذا الموضوع بإذن الباري , سلسلة تعليمية عن علم الطيران ._________________________________
لاحظوا انني كتبت علم , اي ان كلامنا سيكون علميا بحتا مجردا و لن نستخدم اسماء الا في سبيل ضرب الامثلة
اي انه لن يكون عسكريا بدرجة كبيرة بقدر ما سيكون علميا , ولكنه سيساعد على استيعاب الكثير من الامور المتعلقة بالطيران
افترض -في حال لم اجد ان الامور تستلزم المزيد - فسنحتاج حوالي من 3-4 مواضيع
بعدها نكون قد فهمنا الكثير عن كيفية الطيران
حاليا تقسيم المواضيع سيكون كالاتي ..
1- مقدمة رياضية وتاريخية
2- مقدمة في علم الايروديناميك
3- القوى المؤثرة على طيران جسم
4- موضوع كامل , نشرح فيه الخطوات التي تمر بها الطائرة من لحظة اشعال المحرك الى ان تصبح في الهواء
5- تطبيق الدروس السابقة على دراسة مناورة لطائرة معينة نتابع فيها سوية تفاصيل القوى التي سنكون درسناها سابقا و تغيرها و عملها اثناء المناورة (ان سمح لي وقتي )
بعدها سنكون كونا فكرة لابأس بها عن الطيران بشكل عام ...
__________________________________________________ ___
درس اليوم قصر نسبيا من حيث الطول ولكنه يحتوي معلومات اساسية و ضرورية جدا للمساعدة على فهم بقية الدروس ....
من المفترض ان يكون الاخ القارئ بعد القراءة قد فهم :
1- مقدمة بسيطة عن تاريخ الطيران
2- فكرة الاشعة (Vectors )و المقاديير الشعاعية (Vector quantities)و ان يعرف الفرق بينها و بين المقاديير العادية ( normal quantities )
3- فكرة محصلة القوى (Net force)
4- فكرة بسيطة عن القوى في الفيزياء و تمثيلها شعاعيا مع امثلة ...
5- قوانين نيوتن في الحركة
ارجوا من الاخوة الذين لايملكوا فكرة مسبقة عن الموضوع ان لا يفزعوا , فالموضوع اسهل مما يمكن تخيله , و ليس كما يتصور البعض . كل ما تحتاجه هو القليل من التركيز , ولن تجد الموضوع بخيلا بالصور و اسلوب الشرح بإذن الله ....
نبدأ على بركة الباري .....
هذا المقطع لن يحتوي على قيمة علمية , انما هو سرد تاريخي يمكن ان يثير اهتمامك لو كنت من المهتمين بالتاريخ , او يمكن ان يفيدك في حال شاركت يوما ب "من سيربح المليون" , يمكنك ان تتجاوز هذه الفقرة ان لم تكن مهتما بالتاريخ فلن تؤثر على فهمك للمحتوى العلمي , و ان كنت لا افضل ذلك , علما ان المصدر التاريخي لهذه المعلومات هو موقع المهندسون العرب و قد قمت بنقلها بتصرف و تعديل بسيط
كيف تطير الطائرة ؟؟
هل فكر احد يوما بهذا السؤال و هو يشاهد هذه الوحوش المعدنية العملاقة تهدر في السماء تنقل مئات المسافرين او تقتل مئات البشر ؟؟
حقيقة ان حلم الطيران ليس وليد خيال الاخوين رايت , فقد كان حلما راود البشرية منذ القدم
ففي الاساطير اليونانية نجد ذكر الحصان المجنح (Pegasus) تجاورها في كتب الاساطير اليونانية
قصة ايكاروس Icaarus و ابيه المهندس Deadalus الذين سجنا , فما كان منهما الا ان صنعا طائرة من الشمع طارا بها بعيدا , ولكن ايكاروس قرر ان يعرف حقيقة الشمس و اقترب منها مما ادى الى ذوبان شمع الطائرة
و في التراث الفارسي تتردد الاسطورة عن احد ملوك فارس الذي قام بتثبيت عرشه بواسطة النسور و حلق بهم فوق مملكته
و طبعا تطالعنا قصة عباس بن فرناس في التراث العربي , شاهدة على حلم الانسان في مجاراة الطيور ..
يعتبر الصينيون اصحاب سبق في هذا المجال , فقد طارت طائراتهم الورقية قبل 2410 سنة تقريبا
و بينها و بين اول طيران ناجح كانت مئات المحاولات لأناس قرروا ان يقلدو الطيور , فكانو يصنعون اجنحة و يكسونها بالريش و يحاولون الطيران , طبعا غالبا كانت هذه المحاولات تنتهي بسرداق عزاء تذكر فيه محاسن الفقيد و عبقريته , و يعود الفشل لسبب بسيط
هو ان عضلات جسم الانسان -خصوصا الاذرع- غير مخصصة للعمل بنفس طريقة عمل اجنحة العصفور
ابرز المحاولات القديمة التي اعتمد بعض الاساسات العلمية كانت تصميم مهندس يوناني يدعى هيرو (Hero) قام فيه بتصميم نموذج يتألف من مرجل فوق موقد نار و يخرج منه انبوبان الى كرة فيها فتحتان يخرج منهما هواء مضغوط و بخار .
عمليا كانت هذه محاول جيدة لتأمين قوة دفع (thrust) التي .شرحناها سابقا و سنشرحها بالتفصيل لاحقا باذن الله ...
احدى المحاولات الناجحة الاخرى كانت ورقية , بمعنى انه لم يكن هناك نموذج لها
كانت تصاميم العبقري ليوناردو دافنشي التي تتحدث عن امكانية الطيران , و يعد بعضها الجد الشرعي لمفهوم الطيران العامودي ..
اول محاولة ناجحة كانت لمنضاد (balloon ) على يد الاخوين Montgolfier عام 1783
في فرنسا , و قد استخدم الغاز الناتج عن احتراق الخشب و القش في دفع كيس حريري , و طار المنطاد على ارتفاع
1828 متر
Geory Cayley اول من استخدم فكرة جناح ثابت للحصول على قوة الرفع (Lift) و اسطح اخرى للتحكم(Control) و الدفع (propulsion)
كما انه برهن علميا ان الانسان غير قادر على الطيران .
1803 : تصميم اول طائرة بمحرك بخاري , و لكن كان عليها ان تنتظر لعام 1895 لتحلق
فيما يلي اسماء اهم العلماء الذين ساهموا في جعل البشرية تطير ...
otto lilienthal : الماني الجنسية , درس علم الاليروديناميك (Aerodynamics )
اول من صمم طائرة شراعية(Glinder) و طار بها .
اصدر عام 1889 كتاب "حركة الطيور كأساس للطيران "
(Birds flight as the basis of aviation)
, و من الجدير بالذكر ان هذا الكتاب اعتمده الاخوين رايت كمرجع اثناء عملهم
للاسيف فقدنا هذا العبقري -صاحب حوالي 2500 محاولة طيران - عندما فقد التحكم بطائرته بسبب رياح مفاجئة مما اده به الى النتجية المؤسفة التي وصل اليها ايكاروس و بن فرناس قبله ولكن مع فارق ملموس عنهم فقد مهد الطريق لمن بعده و اثبت ان السماء ليست بهذا البعد الذي نتصوره
الفلكي Samud P.Langley
بنى نموذجا سمي (Aerodrom) احتوى على محرك بخاري و استطاع هذا النموذج الطيران لمسافة قاربت ال 2 كلم
العالم Octare Chauute :
صاحب كتاب "Progress In Flying Machine " (تطور في الات الطيران )
الاخوين رايت Wright:
بدايتهم في علم الطيران كانت مع ابحاث الاخ Lilienthal الذي تكلمنا عنه في الاعلى
صمموا نفق هوائي (Wind tunnel ) لدراسة اشكال الاجنحة
استطاعوا صنع محرك لنماذجهم
و في يوم 1903\12\17
استطاعوا الطيران لاول مرة بطائرة تسمى
Kitty Hawk Flyer
طبعا فيما بعد ساهمت الحربين العالميتين في تطوير هذا العلم ...
الى هنا تنتهي متاعب محبي العلوم الفيزياء و تبدأ متاعب كارهيها و محبي التاريخ و العلوم الانسانية التنويرية , ولكن نعدهم اننا لن نصدع رؤوسهم بكثير من الرياضيات ...
القوة :
رمزها الفيزيائي----> F
تعرف القوة في علم الفيزياء بشكل بسيط على انها :
كود: التأثير الذي يجعل اي جسم يمتلك كتلة يخضع لتغيير في سرعته او تجاهه او شكله اي انها الاثر الذي يؤدي الى تغيير الحالة الحركية لجسم حقيقة ان حلم الطيران ليس وليد خيال الاخوين رايت , فقد كان حلما راود البشرية منذ القدم
ففي الاساطير اليونانية نجد ذكر الحصان المجنح (Pegasus) تجاورها في كتب الاساطير اليونانية
قصة ايكاروس Icaarus و ابيه المهندس Deadalus الذين سجنا , فما كان منهما الا ان صنعا طائرة من الشمع طارا بها بعيدا , ولكن ايكاروس قرر ان يعرف حقيقة الشمس و اقترب منها مما ادى الى ذوبان شمع الطائرة
و في التراث الفارسي تتردد الاسطورة عن احد ملوك فارس الذي قام بتثبيت عرشه بواسطة النسور و حلق بهم فوق مملكته
و طبعا تطالعنا قصة عباس بن فرناس في التراث العربي , شاهدة على حلم الانسان في مجاراة الطيور ..
يعتبر الصينيون اصحاب سبق في هذا المجال , فقد طارت طائراتهم الورقية قبل 2410 سنة تقريبا
و بينها و بين اول طيران ناجح كانت مئات المحاولات لأناس قرروا ان يقلدو الطيور , فكانو يصنعون اجنحة و يكسونها بالريش و يحاولون الطيران , طبعا غالبا كانت هذه المحاولات تنتهي بسرداق عزاء تذكر فيه محاسن الفقيد و عبقريته , و يعود الفشل لسبب بسيط
هو ان عضلات جسم الانسان -خصوصا الاذرع- غير مخصصة للعمل بنفس طريقة عمل اجنحة العصفور
ابرز المحاولات القديمة التي اعتمد بعض الاساسات العلمية كانت تصميم مهندس يوناني يدعى هيرو (Hero) قام فيه بتصميم نموذج يتألف من مرجل فوق موقد نار و يخرج منه انبوبان الى كرة فيها فتحتان يخرج منهما هواء مضغوط و بخار .
عمليا كانت هذه محاول جيدة لتأمين قوة دفع (thrust) التي .شرحناها سابقا و سنشرحها بالتفصيل لاحقا باذن الله ...
احدى المحاولات الناجحة الاخرى كانت ورقية , بمعنى انه لم يكن هناك نموذج لها
كانت تصاميم العبقري ليوناردو دافنشي التي تتحدث عن امكانية الطيران , و يعد بعضها الجد الشرعي لمفهوم الطيران العامودي ..
اول محاولة ناجحة كانت لمنضاد (balloon ) على يد الاخوين Montgolfier عام 1783
في فرنسا , و قد استخدم الغاز الناتج عن احتراق الخشب و القش في دفع كيس حريري , و طار المنطاد على ارتفاع
1828 متر
Geory Cayley اول من استخدم فكرة جناح ثابت للحصول على قوة الرفع (Lift) و اسطح اخرى للتحكم(Control) و الدفع (propulsion)
كما انه برهن علميا ان الانسان غير قادر على الطيران .
1803 : تصميم اول طائرة بمحرك بخاري , و لكن كان عليها ان تنتظر لعام 1895 لتحلق
فيما يلي اسماء اهم العلماء الذين ساهموا في جعل البشرية تطير ...
otto lilienthal : الماني الجنسية , درس علم الاليروديناميك (Aerodynamics )
اول من صمم طائرة شراعية(Glinder) و طار بها .
اصدر عام 1889 كتاب "حركة الطيور كأساس للطيران "
(Birds flight as the basis of aviation)
, و من الجدير بالذكر ان هذا الكتاب اعتمده الاخوين رايت كمرجع اثناء عملهم
للاسيف فقدنا هذا العبقري -صاحب حوالي 2500 محاولة طيران - عندما فقد التحكم بطائرته بسبب رياح مفاجئة مما اده به الى النتجية المؤسفة التي وصل اليها ايكاروس و بن فرناس قبله ولكن مع فارق ملموس عنهم فقد مهد الطريق لمن بعده و اثبت ان السماء ليست بهذا البعد الذي نتصوره
الفلكي Samud P.Langley
بنى نموذجا سمي (Aerodrom) احتوى على محرك بخاري و استطاع هذا النموذج الطيران لمسافة قاربت ال 2 كلم
العالم Octare Chauute :
صاحب كتاب "Progress In Flying Machine " (تطور في الات الطيران )
الاخوين رايت Wright:
بدايتهم في علم الطيران كانت مع ابحاث الاخ Lilienthal الذي تكلمنا عنه في الاعلى
صمموا نفق هوائي (Wind tunnel ) لدراسة اشكال الاجنحة
استطاعوا صنع محرك لنماذجهم
و في يوم 1903\12\17
استطاعوا الطيران لاول مرة بطائرة تسمى
Kitty Hawk Flyer
طبعا فيما بعد ساهمت الحربين العالميتين في تطوير هذا العلم ...
الى هنا تنتهي متاعب محبي العلوم الفيزياء و تبدأ متاعب كارهيها و محبي التاريخ و العلوم الانسانية التنويرية , ولكن نعدهم اننا لن نصدع رؤوسهم بكثير من الرياضيات ...
القوة :
رمزها الفيزيائي----> F
تعرف القوة في علم الفيزياء بشكل بسيط على انها :
فمثلا الاثر الذي تحدثه قبضتك حين توجه لكمة لزميلك على انفه , هي قوة ادت الى تغيير في سرعة زميلك حيث كانت سرعته تساوي صفر كون المسكين كان ثابتا قبل ان تضربه و ادت لتغيير اتجاهه لان اللكمة ستدفعه للوراء بعدما كان ثابتا , كما انها حتما ستقوم بتغيير شكله -خصوصا بعد جراحة التجميل التي سيكون مضطرا لاجرائها-
نفس الكلام ينطبق على الكرة التي تركلها , كما يفعل الاخ في الاعلى ...
و الان الى السؤال المهم ...
كيف نعبر عن القوى ..؟؟؟
فنحن نعبر عن المقاديير التي نعرفها برقم , فنقول الوزن يساوي كذا و الطول يساوي كذا , ولكن ماذا عن القوى ؟
حقيقة القوى لا يعبر عنها برقم فقط , انما يعبر عنها بشعاع (Vector )
يمتلك اربعة عناصر هي
نقطة التأثير : هي النقطة التي تؤثر عليها القوة
(في مثالنا السابق تمثل المنطقة التي اصطدمت فيها قبضتك بأنفه نقطة القوة )
حامل الشعاع:
هو المسار الذي تسلكه هذه القوة بغض النظر عن الاتجاه
اي ان الفراغ الذي يصل قبضتك و هي مرتخية بأنف زميلك هو حامل القوة
اتجاه الشعاع :
واضح من الاسم هو الاتجاه الذي تسلكه القوة على الحامل الخاص بها
ففي مثالنا السابق كانت الاتجاه من القبضة الى الانف
شدة الشعاع :
هو الرقم الذي يعبر عن كمية هذه القوة
تقاس القوة بوحدة تسمى النيوتن (N)
في الصورة اعلاه , القوة تحصل بسبب الجذب
نقطة التأثير هي النقطة A لان الشد يحدث عندها
و حامل القوة هو القطعة المستقيمة A-B
و جهة القوة من A الى B
اما الشدة فهي الرقم المعبر عن حجم الشد الذي تقوم به اليد
و بالتالي يكون السهم الاحمر المرسوم في اعلى الصورة هو المعبر عن شعاع قوة السحب التي تقوم بها اليد على العربة
اذا لدينا مقاديير عادية نستطيع التعبير عنها برقم مجرد مثل الطول و الوزن الخ ..
ولدينا القوى التي نعبر عنها بشعاع له عناصر شرحناها في الاعلى ...
طبعا في الامثلة العملية لن نجد جسما تتطبق عليه قوة واحدة فقط , انما عدد من القوى مختلفة الشدات و الاتجاهات تؤثر على الجسم , فمثلا احدى القوى التي تؤثر على الانسان دائما و اين ما ذهب هي قوة الجاذبية , التي يعبر عنها بشعاع جهته للاسفل و نقطة تأثيره هو مركز وزن جسمنا , و شدة شعاعه و شدة الجاذبية الارضية
في البداية نوضح ان الاشعة هي مقاديير يمكن اجراء عمليات عليها كما في الصورة
و لكن عندما ثؤثر عدة قوى على جسم واحد فإن محصلة هذه القوى (Net force ) هي شعاع جديد
أعتق ان الصورة القادمة افضل من اي شرح , لانها تظهر شعاع المحصلة (Net force )
لاحظوا القوتين المثرتين على الصندوق , اوجدتا معا محصلة (Net force)
الان بما أننا تعرفنا على القوى , و كيفية تمثيلها و كيفية الحصول على محصلة عدة قوة
يجب ان نفهم قوانين مهمة للغاية هي قوانين نيوتن الثلاثة في الحركة ...
Newton's laws of motion
لن ندخل في تفاصيل رياضية , ولكن كل ما يهمني ان نستوعب هذه القوانين
القانون الاول :
ان سرعة اي جسم تبقى ثابتة دوما , الا اذا تم التأثير على هذا الجسم بقوة خارجية
القانون الثاني :
[FONT="]" إذا أثرت قوة محصلة(Net force) في جسم أكسبته تسارعاً ،[/FONT]
[FONT="] يتناسب مقدراه تناسباً طردياً مع مقدار القوة المحصلة ، ويكون اتجاهه في اتجاه القوة المحصلة نفسها [/FONT]
[FONT="]القوة = التسارع * الكتلة F= [/FONT][FONT="]a[/FONT][FONT="]*[/FONT][FONT="]M[/FONT]
القانون الثالث:
لكل فعل رد فعل مساوي له في الشدة و معاكس له في الاتجاه ...
ففي مثال صديقك الذي لكمته , عندما ارتطمت قبضتك في وجهه كانت هذه قوة اثرت على انفه , فحسب قانون نيوتن سيقوم انفه برد نفس كمية القوة التي احدثتها على انفه
و يوجهها عكس اتجاه قوتك اي انه سيوجهها الى قضبتك , و هذا يفسر الالم الذي ستشعر يه من جراء ارتطام قبضتك بعظم وجهه ....
_____________________
الى هنا اخوتي نكون قد انهينا الدرس الاول من سلسلة دروس الطيران
قد يسأل بعض الاخوة الذين اكملوا الموضوع لاخره عن سبب دراستنا لكل هذا الكلام
الذي مر عليه اغلبنا في الدراسة الثانوية دون ان ندرك قيمته
حقيقة ان طيران طائرة و وصولها الى الهواء مرتبط بعدة قوى نحاول ان نتحكم بها و باتجاهاتها
و نفس الكلام ينطبق عند القيام بأي مناورة
لذلك في الدروس القادمة عندما نشرح القوة المؤثرة على طائرة بالتفصيل الممل
سنحتاج لهذه التفاصيل , لذلك ارتأيت ان اجمعها في موضو واحد كي لا يرتبك الاخوة ممن نسوا هذه المواضيع أو لا يملكون فكرة عنها
ارجوا من الاخوة المتخصصين ان يصححوا لي اي خطا ورد في الاعلى فأنا لست فيزيائيا , و الكلام الذي في الاعلى من صياغتي لذلك ارجوا تنبيهي لأي اخطاء ان وجدت
______________________________________________
لا تنسوني من صالح دعائكم ...
اخوكم سيف الاسلام
ساحات الدفاع العربي
حرر في
10\12\2011
