كيف تقلع الطائرات من السفن عندما يكون المدرج صغير

كيف تقلع الطائرات من السفن عندما يكون المدرج صغيرًا جدًا؟ تستخدم الطائرات المقاتلة مقاليع تعمل بالبخار على حاملات الطائرات القتالية لتنطلق في الهواء بسبب عدم وجود مدرج كامل، ولطالما كان مذهلًا رؤية الطائرات وهي تقلع وتهبط، حيث أن الطائرات تحتاج إلى مساحة كبيرة للإقلاع والهبوط، وعلى عكس الطائرات الأرضية، لا تتمتع الطائرات البحرية برفاهية مدرج بطول كامل

قذف الطائرات في السماء

ومع ذلك، فإن الطائرات المقاتلة وبسبب الطبيعة الحرجة لعملياتها، قد لا تتمتع دائمًا بهذه الرفاهية بوجود مدرجات لمسافات طويلة، وللحفاظ على وجودها، يتم وضعها في البحر على متن سفن مصنوعة خصيصًا تسمى ناقلات القتال، ومهما كانت هذه الناقلات كبيرة، فإنها لا يمكن أن تكون طويلة مثل المدرجات الموجودة في المطار.

فكيف إذن يمكن للطيارين المقاتلين أن يقلعوا ويهبطوا بطائراتهم في غياب الأماكن المناسبة لهم؟ السر يكمن في إحدى ألعاب  الطفولة! وهي اللعبة التي تستخدم اليد والمطاط الذي يتم سحبه (المقلاع) وهنا الأمر مشابه باستخدام المنجنيق، حيث تقوم  الطاقة الكامنة الموجودة في المطاط الممتد إلى دفع الطائرة إلى سرعات عالية.

يتم استخدام المقلاع أو المنجنيق، حيث يجعل من السهل رمي الأشياء لمسافات طويلة، والمبدأ الكامن وراءها هو تحويل الطاقة الكامنة للحلقة المطاطية المشدودة إلى طاقة حركية للقذيفة، وفيما يتعلق بمدى فعالية ذلك، يمكن أن تتقلص مسافة الإقلاع للطائرة إلى 300 قدم فقط، مقارنة بمدرج طيران له طول 2100 قدم أو أكثر!

ويقود هذا المبدأ البسيط أيضًا حاملات الطائرات القتالية، والتي يجب أن تطلق الطائرات في السماء بدون مدرج كامل، وذلك بلمحة بسيطة، حيث انه بدلاً من استخدام الرافعات المطاطية، تستخدم حاملات الطائرات منجنيقًا يعمل بالبخار لإرسال الطائرات في الجو، ويتكون المنجنيق الذي يعمل بالبخار من معدات تحت سطح السفينة تعمل جنبًا إلى جنب مع جهاز هبوط العجلة الأمامية للطائرة.

ماذا يوجد تحت سطح السفينة الحاملة للطائرات

يوجد تحت سطح السفينة وحدة تخزين أو مجمع يحتوي على بخار من الآلات الداخلية للسفينة، يتم تغذية البخار في ترتيب مكبس متعدد الأسطوانات، ومع تثبيت المكابس في مكانها يتسبب هذا في تراكم الضغط، ويحتوي كل مكبس على عروة تمتد من الأسفل عبر فجوة في السطح.

وترتبط هذه العروات بمكوك سيحمل الطائرة في النهاية إلى سرعات إقلاعها، ويتكون المنجنيق البخاري من ترتيب مكبس أسطواني مضغوط يتصل بمعدات الهبوط الأمامية للطائرة.

ماذا يوجد فوق سطح السفينة الحاملة للطائرات

عندما تكون الطائرة في وضع الإقلاع، يتم توصيل العجلة الأمامية بالمكوك عن طريق (قضيب السحب) عند الإقلاع، ويحمل شريط السحب الطائرة مع المكوك إلى نهاية المدرج في الوقت نفسه، حيث يتم إرفاق آلية احتجاز أخرى تسمى العائق الخلفي بالجزء الخلفي من المكوك والعجلة.

وعندما يقوم الطيار بتشغيل المحركات تظل الطائرة متصلة بالمنجنيق، ويمنع هذا العائق الطائرة من الإقلاع قبل الأوان، وبعد إجراء فحوصات ما قبل الرحلة، يقوم الطاقم الأرضي بفحص الضغط في المكابس ورفع عاكس الانفجار النفاث (JBD)، وإن (JBD) عبارة عن منصة مائلة موضوعة مباشرة خلف عادم الطائرة لمنع انفجار الهواء الخارج من إتلاف المعدات الأخرى الموجودة على متن الطائرة.

وعند الإقلاع يقوم الطيار بتشغيل المحركات إلى السعة الكاملة ويطلق مشغل المنجنيق المكابس المقفولة، والطاقة المتراكمة بسبب البخار المتراكم تطلق العائق وتسرع الطائرة، وعند الوصول إلى نهاية المدرج، ينفصل شريط القطر عن المكوك وتنطلق الطائرة في الجو، يمكن بعد ذلك سحب المكوك وتكرار العملية مرة أخرى.

المنجنيق البخاري قادر على تسريع الطائرة من السكون إلى 170 ميلاً في الساعة في ثانيتين فقط وعلى مسافة أقل من 300 قدم! ويتم دعم المنجنيق بشكل أكبر من خلال سرعة الرياح عبر سطح السفينة، والتي تزود أجنحة الطائرة بالرفع اللازم للإقلاع.

كيف يكون هبوط الطائرات على حاملة الطائرات

يكمن جمال الطائرات التي تقلع وتهبط على حاملات الطائرات في بساطة مبادئ تشغيلها، على سبيل المثال، إذا كان بإمكان المنجنيق أن يفسر الإقلاع  فيمكن أن يشرح ترتيب الخطاف والحلقة كيف تهبط الطائرات المقاتلة على الناقلات، كما أن هبوط الطائرات على حاملات الطائرات أصعب من الإقلاع.

وإذا وقع الخطاف في حلقة فسيتم تقييد أي تقدم إضافي للخطاف بعيدًا عنها وبالمثل، يتشابك جهاز هبوط الطائرة عن عمد في كابلات فولاذية عند هبوط الطائرة لإيقافها، ويجب أن تكون جميع الطائرات التي تهبط على حاملات القتال مجهزة بخطاف ذيل، والذي يجب أن يمسك بكابلات مانعة فولاذية ممتدة على سطح السفينة، حيث تتمتع هذه الكابلات الفولاذية بمقاومة شد عالية ومتصلة بنظام هيدروليكي أسفل السطح.

ولاستيعاب السرعات الواردة المختلفة وعزم الطائرات، يتم وضع 4 كابلات على التوالي، كما ستعمل الطائرة الهابطة على خفض خطاف الذيل في محاولة للتمسك بأحد هذه الكابلات، والاختيار المثالي هو الكابل الثاني أو الثالث، وعندما يتعلق الكابل في خطاف الذيل، فإنه يمتد من أسفل السطح أثناء تحميل النظام الهيدروليكي.

ويتكون النظام الهيدروليكي من مكابس مختلفة متصلة بكابل الحاجز، والتي تقوم على الدفع عكس خزان السائل، وهذا له تأثير يقوم على تقليل السرعة من معدل تمدد الكابل، ويؤدي هذا إلى توقف الطائرة على مسافة قصيرة جدًا، لا تزيد عن 320 قدمًا، وكما قلنا يجب أن يهدف الطيارون باستمرار إلى ربط كابل الحاجز الثاني أو الثالث من أجل الهبوط الآمن

ولوضع قدرة النظام الهيدروليكي في منظورها الصحيح، هناك حقيقة مثيرة للاهتمام، وهي أنه عند الهبوط على سطح السفينة، يدفع الطيار المحركات إلى الانفجار الكامل! ويتم ذلك للتأكد من أن الطائرة لديها القوة الكافية لتتمكن من الإقلاع مرة أخرى، وإذا فشلت المحاولة، فإن جهاز الهبوط على سطح السفينة قادر تمامًا على إيقاف طائرة، بمحركات تعمل بكامل طاقتها إلى التوقف التام.

تعديلات الإقلاع والهبوط

بالنسبة للطيارين الذين يقلعون أو يهبطون على مدارج قصيرة، يجب إجراء تعديلات لضمان مراعاة طول المدرج، حيث يجب أن تسير الطائرات بشكل مختلف ويجب إجراء تعديلات على سرعة الدوران ودواسات الدفة وزاوية الصعود أثناء الإقلاع للتعويض عن المدرج الأقصر، وأثناء الهبوط، يجب إيلاء اهتمام خاص للعقبات المحيطة بالمدرج، ومع إجراء تعديلات كبيرة على درجات الرفرفة، والضغط والسرعة الجوية للتأكد من أنها لا تتجاوز المدرج.

ويبدو من السهل من الناحية النظرية الإقلاع والهبوط على ناقلة قتالية، ولكن التنفيذ معقد بشكل لا يصدق، وقد يعتقد المرء أنه إذا تم قذف جميع الطائرات وهبوطها بهذه الطريقة، فيمكن تقليل المساحات الشاسعة التي تحتلها المطارات، ومع ذلك فإن كلتا المناورات محفوفة بمخاطر قصوى بالفشل، وهي الأنسب للطائرات الخفيفة فقط.

وغالبًا ما يكون الإقلاع والهبوط في الطائرة أخطر جزء من الرحلة، ويمكن أن تجعلها المدارج القصيرة أكثر صعوبة، وشيء مهم آخر يجب ملاحظته هو قوى G المتطرفة التي تؤثر على الطيارين أثناء الإقلاع والهبوط، حيث يتم تدريب الطيارين المقاتلين باستمرار على تحمل مثل هذه البيئات، في حين أن المدنيين ليسوا كذلك.

والإقلاع والهبوط العمودي (VTOL) والطائرات بدون طيار وأنظمة الإطلاق الكهرومغناطيسية هي بعض التقنيات في هذا الفضاء يجب الانتباه لها في السنوات القادمة!

ملاحظة: “JBD” اختصار لـ”Jet Blast Deflector”.

ملاحظة: “VTOL” اختصار لـ”Jet Blast Deflector”.