كيف تطير الطائرات المقاتلة بشكل مقلوب

كيف تطير الطائرات المقاتلة رأسًا على عقب؟ الجواب على السؤال هو أن شكل الأجنحة ليس السبب الوحيد الذي يجعل الطائرات المقاتلة قادرة على التحليق بالمقلوب، حيث أن زاوية الهجوم هي أيضا عامل، والأجنحة هي أهم جزء في الطائرة عندما يتعلق الأمر بالطيران، لأنها تتشكل بطريقة تزيد من قوة الطفو التي يوفرها الجو، ومع ذلك، شكل الأجنحة ليس هو السبب الوحيد وراء قدرة الطائرة على الطيران، لذلك يمكن للطائرات المقاتلة أن تطير رأسًا على عقب.

العوامل التي تؤثر على طيران الطائرة المقاتلة بالمقلوب

ألا يتأثر اتجاه الأجنحة بالنسبة لجسم الطائرة عندما تطير الطائرات رأسًا على عقب؟ بمعنى آخر، عندما تواجه أجنحة الطائرة الاتجاه المعاكس لتصميمها الديناميكي الهوائي، فلماذا لا تتحطم؟ على الرغم من أنه من الصحيح أن شكل أجنحة الطائرة يلعب دورًا مهمًا في قدرتها على الطيران، إلا أن هذا ليس في الواقع السبب الرئيسي الذي يجعل الطائرة قادرة على التحليق في الهواء.

وإذا كان الأمر كذلك، فلن تتمكن الطائرات المقاتلة والطائرات الأخرى مطلقًا من الطيران رأسًا على عقب وإجراء مثل هذه المناورات المذهلة أثناء الطيران، لأن شكل الأجنحة سيتغير وفقًا لاتجاه حركة الطائرة، ومن الواضح أن هناك عامل مهم آخر يلعب دوره.

قوة الرفع

الطائرات، أو أي شيء يحلق في الهواء، مثل الطيور أو الطائرات الورقية أو الرافعة أو حتى الطائرة الورقية المطوية، لديها قوة بدنية تعمل لصالحها تسمح لها بمواصلة رحلتها في الجو، وهي قوة الرفع، وبعبارات بسيطة قوة الرفع تستحق اسمها، لأنها القوة التي ترفع الأشياء في الهواء، وبشكل أكثر تحديدًا، فإنها تعارض بشكل مباشر وزن جسم يتحرك عبر مائع وهو (الهواء، في هذه الحالة).

وترتبط ارتباطًا وثيقًا بقانون نيوتن الثالث للحركة: “لكل فعل رد فعل مساوٍ ومعاكس”، وبالنسبة للطائرة التي تتحرك في الهواء، فإن القوة المؤثرة لأسفل على جسم الطائرة هي وزنها وبالمناسبة هي تختلف قليلاً عن كتلة الطائرة، ولمقاومة هذه القوة، يتم تطبيق قوة الرفع بشكل عمودي على المستوى، ولكن في الاتجاه التصاعدي.

زاوية الهجوم

تعتمد قوة الرفع التي تولدها الطائرة على أجنحتها، وعلى الرغم من أهمية شكلها، إلا أن هذا ليس العامل الأساسي في تكوين قوة الرفع التي تتعرض لها الطائرة، بدلاً من ذلك، فإن زاوية الهجوم للأجنحة هي ما يصنع رحلة الطائرة، وزاوية الهجوم: هي الزاوية التي يصنعها خط مرجعي وهمي على الطائرة مع الهواء القادم.

وكلما زادت زاوية الهجوم، زاد الرفع الناتج تحت الطائرة، ولهذا السبب تميل أجنحة الطائرة مع توجيه الحافة الأمامية لأعلى بالنسبة للرياح القادمة، وهذا يفرض أن تتراكم الريح تحت الأجنحة، وسرعة الرياح التي تتحرك فوق الأجنحة أعلى من سرعة الرياح تحتها لذلك، وهناك ضغط أكبر تحت الأجنحة بسبب مبدأ برنولي.

ويمكننا القول أن الطائرة (بشكل أكثر تحديدًا الجناح) تركَب فوق سحابة كثيفة من الهواء، مما يوفر رفعًا كافيًا، وينطبق الشيء نفسه على الطائرات التي تحلق رأسًا على عقب، وعند ملاحظة أنه ليس من المفترض أن تطير كل طائرة رأسًا على عقب، حيث أنه لن يتم توقع طيران طائرة تجارية تحلق بهذه الطريقة، إلا في أفلام هوليوود.

ومع ذلك، فإن الطائرات التي تضطر دائمًا إلى التحليق رأسًا على عقب (مثل الطائرات البهلوانية أو المقاتلة)، لها أجنحة متناظرة لذلك، لا يمكنها الاعتماد على شكل الأجنحة فقط، كما لم يتمكنوا من الطيران رأسًا على عقب إلا عن طريق إمالة أجنحتهم في الاتجاه الصحيح لتوليد قوة رفع كافية.

بشكل عام، صحيح أن شكل الأجنحة يلعب دورًا مهمًا في صنع طائرة تطير، ومع ذلك فإن زاوية هجوم الأجنحة بشكل أساسي هي التي تسهل كل تلك المناورات الشاقة والمذهلة التي تهاجم الطائرات المقاتلة بشكل لا تشوبه شائبة.

هل تسقط الأشياء وتصطدم بالزجاج الأمامي عند الطيران

إن الطيارين المقاتلين يقلبون رأساً على عقب طوال الوقت، ومع ذلك نادرًا ما يناورون بالطائرة حتى تطفو الأشياء، أو تسقط، وعندما يستديرون، يبدأون بالتدحرج في الاتجاه الذي يريدوا أن يسيروا فيه، ثم يتراجعوا عن العصا، وهذا يعني أن (G-Force) تكون مستقيمة لأسفل وفي المقعد.

وفي ذروة قوة الـG، يبدو الأمر وكأن سيارة متوقفة على صدر من هو على متن الطائرة، وفي حين أنه من الصعب للغاية تحملها، فإن كل شيء يسقط في نفس الاتجاه كما هو الحال على الأرض، حتى عندما تنقلب الطائرة رأساً على عقب، فإنه يتم تطبيق ضغط العصا الخلفية والمحافظة على علامة G الإيجابية، وتلعب الرؤية عاملاً كبيرًا في سبب القيام بسحب Gs الإيجابية.

حيث توفر مظلة الفقاعة الموجودة أعلى الطائرة رؤية غير محدودة تقريبًا من الأفق بقدر ما يمكن أن تمتد رقبة الطيار، وغالبًا ما يشعر وكأنه يطفو على كرسي، وعند النظر إلى الأسفل، فإن أنف أو مقدمة الطائرة يحجب جميع الرؤيا تقريبًا، ونظرًا لأن الحفاظ على البصر أمر بالغ الأهمية لمحاربة طائرة أخرى، فمن المفيد سحب الخصم نحو الجزء العلوي من المظلة، مما يعني سحب G موجبة.

ومظلة الطائرة هي الغلاف الشفاف فوق قمرة القيادة لبعض أنواع الطائرات المقاتلة، حيث توفر مظلة الطائرة بيئة محكومة ومضغوطة في بعض الأحيان لركاب الطائرة، وتسمح بمجال رؤية أكبر على سطح طيران تقليدي، ويتعلق صنع طائرة رائعة بموازنة مئات المتغيرات المتنافسة، حيث أن أحد أهم العوامل هو الوزن.

من خلال تفضيل محور واحد لمحاور قوة G، يمكن للمهندسين توفير قدر كبير من الكتلة الهيكلية، بالإضافة إلى ذلك ومع معدلات التدحرج المذهلة للأرقام الحديثة، يستغرق الأمر نصف ثانية للدحرجة المقلوبة، وتغيير ما يمكن أن يكون دفعًا سالبًا إلى G إلى انعطاف إيجابي G، ومع هذه الميزة الصغيرة، فإن الأمر لا يستحق التكلفة العالية في الوزن والهندسة.

ما هي المدة التي يمكن أن تطير فيها طائرة مقاتلة بشكل مقلوب؟

تختلف الإجابة عن هذا وفقًا للطائرة المحددة، ولكن عادةً ما يمكن للطائرات المقاتلة أن تطير رأسًا على عقب لمدة تتراوح من 10 إلى 30 ثانية، وتختلف أيضًا بالاعتماد على إعداد الخانق الذي يستخدمه الطيار، وسبب ذلك لأن الطائرات المقاتلة تحتوي على العديد من خزانات الوقود المختلفة ويعتمد معظمها على جاذبية موجبة لتغذية الوقود بشكل صحيح نحو المحركات.

وعادة قبل الوصول إلى المحركات، يدخل الوقود في وحدة التغذية أو الخزان الرأسي، وغالبًا ما يكون هذا الخزان قادرًا على التعامل مع قوى G السلبية لفترة قصيرة من الوقت بسبب استخدام الحواجز وبعض الأشكال الهندسية التي تساعد على إبقاء الوقود بالقرب من المضخة مدخل.