ما هي أشكال أجنحة الطائرات الأكثر شيوعًا؟ على مر السنين، تم تجربة واختبار أشكال أجنحة لا حصر لها، وقليل منها كان ناجحًا، ومن أشكال الأجنحة: جناح الطائرة مستطيل الشكل والجناح المدبب والجناح البيضاوي والجناح المثلث والجناح شبه المنحرف والجناح المائل المتغير والجناح الأمامي الشكل بالإضافة للجناح خلفي الشكل وغيرها من أشكال الأجنحة الأخرى.
ما هي أجنحة الطائرات
بالبداية يجب علينا تعريف ما هي أجنحة الطائرة؟ هي عبارة عن جنيحات تولد قوة رفع عند تحريكها بسرعة في الهواء، وابتكر مصممو الطائرات مجموعة متنوعة من الأجنحة بخصائص ديناميكية هوائية مختلفة، ويتم تعليق هذه الأجنحة بجسم الطائرة بزوايا مختلفة، وتأتي بأشكال مختلفة.
أجنحة الطائرات ترفعها في الهواء، ويعتمد التصميم الخاص لأجنحة أي طائرة على عدة عوامل بما في ذلك السرعة المطلوبة عند الإقلاع والهبوط والطيران ومعدل الصعود المطلوب واستخدام الطائرة وحجم ووزن الطائرة.
وتصنع أجنحة الطائرات في الغالب باستعمال الألومنيوم، ولكن يمكن أيضًا صنعها باستعمال الخشب المغطى بالقماش، كما تصنع بعض أجنحة الطائرات من سبائك المغنيسيوم، وفي الطائرات الحديثة، يتم استعمال مواد قوية إضافًة إلى أنها تكون ذات وزن خفيف في أجزاء الأجنحة وفي جميع أنحاء هيكل الطائرة.
توجد أيضًا أجنحة مصنوعة من ألياف الكربون وهناك أيضًا أجنحة طائرات يتم صناعتها باستعمال خليط من المواد لتوفير أقصى قدر من القوة، وعادة ما تكون الهياكل الداخلية لأجنحة الطائرات مصنوعة من الأوتار والسبارات، والساريات وهي عناصر هيكلية مهمة في أجنحة الطائرة، إنها تدعم الأحمال الموزعة والأوزان المركزة مثل معدات الهبوط والمحركات وجسم الطائرة.
أكثر أشكال أجنحة الطائرات
أجنحة الطائرة مستطيلة الشكل Rectangular
يعتبر الجناح المستطيل هو الأبسط في التصنيع إنه جناح مستقيم غير مدبب، ويستخدم في الغالب في الطائرات الصغيرة، حيث يمتد هذا الجناح من جسم الطائرة بزاوية قائمة تقريبًا، ومثال جيد للطائرة التي تم فيها استخدام جناح مستطيل هي طائرة (بيبر با 38)، وأحد العيوب الرئيسية للجناح المستطيل هو أنه غير فعال من الناحية الديناميكية الهوائية.
أجنحة الطائرة بيضاوية الشكل Elliptical
يعتبر الجناح البيضاوي أو الإهليلجي أكثر كفاءة من الناحية الديناميكية الهوائية لأن توزيع الرفع الإهليلجي الممتد يؤدي إلى أقل مقاومة ممكنة ومع ذلك، فإن قابلية تصنيع هذا الجناح للطائرة ضعيفة، واحدة من أشهر الطائرات التي استخدم فيها الجناح البيضاوي هي طائرة (سوبر مارين سبيتفاير) التي حكمت السماء خلال معركة بريطانيا.
لم يتم تصميم الجناح البيضاوي في الأصل لتقليل قوة السحب، ولكنه صنع لاحتواء معدات الهبوط مع الذخيرة والبنادق داخل الجناح لذلك، يجب أن يكون الجناح رقيقًا، والشكل البيضاوي هو الشكل الذي يسمح بوجود جناح أنحف، مما يعطي مساحة بالداخل لاستيعاب الأشياء الضرورية، في الطائرات، كما يمكن أن نرى جناحًا شبه إهليلجي له حافة إهليلجية خلفية أو أمامية.
أجنحة الطائرة مدببة الشكل Tapered
تم تصميم الجناح المدبب عن طريق تعديل الجناح المستطيل، وعلى الرغم من أنه ليس فعال مثل الجناح البيضاوي القياسي، إلا أنه يقدم حلاً وسطًا بين الكفاءة وقابلية التصنيع.
أجنحة الطائرة مثلثة الشكل Delta
يتم استعمال هذا الجناح بنسبة منخفضة في الطائرات الأسرع من الصوت، والميزة الرئيسية للجناح المثلث أو جناح دلتا هو أنه فعال في جميع الأنظمة للطائرات سواء كانت مصنفة على أنها (أسرع من الصوت، أو أقل من سرعة الصوت، أو عبر الصوت) علاوة على ذلك، يوفر هذا النوع من الأجنحة مساحة كبيرة للشكل وبالتالي تحسين القدرة على المناورة وتقليل تحميل الجناح.
ولا يوفر الجناح المثلث الشكل تجربة طيران فعالة فحسب، بل إنه قوي أيضًا من الناحية الهيكلية ويوفر حجمًا كبيرًا لتخزين الوقود، وهذا الجناح سهل التصنيع والصيانة أيضًا ومع ذلك، ومثل أي نوع آخر من أجنحة الطائرات، فإن الجناح المثلث له أيضًا بعض العيوب، حيث تشمل العيوب الرئيسية لهذا الجناح بالطائرة ما يلي:
- بسبب نسبة العرض إلى الارتفاع المنخفضة، تسبب الأجنحة المثلثة مقاومة عالية.
- عند السرعة المنخفضة خلال الهبوط والإقلاع، تتمتع هذه الأجنحة بزاوية هجوم عالية، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الدوامات تولد قوة الرفع في مثل هذه السرعات المنخفضة.
أجنحة الطائرة شبه منحرفة الشكل Trapezoidal
يوفر تصميم الجناح شبه المنحرف أداء طيران رائعًا، حيث تندفع الحافة الخلفية للجناح للأمام بينما تندفع الحافة الأمامية للخلف، وينتشر استعمال هذا النوع من الأجنحة في الطائرات القتالية الأمريكية.
يوفر هذا التكوين رحلات أسرع من الصوت عالية الكفاءة وله خصائص جيدة، والمشكلة الوحيدة هي أن تحميل الجناح مرتفع مما يؤدي إلى تقليل القدرة على المناورة، ويتم استخدام الجناح شبه المنحرف في طائرة (إف 22 رابتور) النفاثة الشهيرة.
أجنحة الطائرة خلفية الشكل Swept Back
تدعى أجنحة الطائرة التي تميل حوافها الأمامية للخلف بالأجنحة الخلفية، حيث تعمل الأجنحة الخلفية المائلة على تقليل قوة السحب عندما تحلق طائرة بسرعات ترانزيت.
كما تستخدم غالبية الطائرات التجارية عالية السرعة أجنحة خلفية مائلة، طائرة بوينج 787 دريملاينر هي مثال واحد من بين العديد من الأمثلة التي تستخدم الأجنحة الخلفية.
أجنحة الطائرة أمامية الشكل Forward Swept
تسمى أجنحة الطائرة التي تميل حوافها الأمامية إلى الأمام بالأجنحة الأمامية، وأحد عيوب هذا النوع من التكوين هو أنه بسبب خصائص تدفق الأجنحة، فإن الأجنحة الخارجية تتوقف قبل اللوحات، وهذا يمكن أن يسبب بعض المشاكل في التحكم لذلك، يتم استخدام الأجنحة الأمامية فقط في عدد قليل جدًا من الطائرات، مثل (جيرمان سويتش بليد X-29).
وكانت المشكلة الرئيسية التي جعلت هذا النوع من تكوين الجناح غير مناسب هو أنه يتسبب في التواء الجناح عند ثنيه تحت الحمل العالي، مما يضع ضغطًا أكبر على جذور الجناح، و(سوخوي سو 47 بيركوت) هي واحدة من الطائرات القليلة جدًا التي استخدمت هذا الجناح.
أجنحة الطائرة المائلة المتغيرة الشكل Variable Sweep
غالبًا ما تكون الأجنحة المائلة المتغيرة الشكل مناسبة للسرعات العالية، مثل الطائرات الأسرع من الصوت وطائرات سرعات الصوت العابرة، بينما تعمل الأجنحة غير المنكسرة بشكل أفضل مع السرعات المنخفضة، أي دون سرعة الصوت، كما تم تصميم الأجنحة المائلة المتغيرة لتحسين تجربة الطيران عبر مجموعة من السرعات.
ويعد التعقيد الميكانيكي هو المشكلة الرئيسية في شكل جناح الطائرة هذا، وطائرة (جنرال ديناميكس F-11 آردفارك) هي أول طائرة تستخدم أجنحة مائلة متغيرة.
أين يتم تثبيت جناح الطائرة
كما يمكن أن تحتوي الطائرات ذات الجناح الثابت على أكثر من جناح ويمكن وضع الجناح في أماكن مختلفة بالنسبة إلى جسم الطائرة مثلًا:
- جناح الطائرة المنخفض (Low wing): مثبت بالقرب من الجزء السفلي من جسم الطائرة أو تحته.
- جناح الطائرة المتوسط (Mid wing): مثبت في منتصف المسافة تقريبًا من جسم الطائرة.
- جناح الطائرة العالي (High wing): مُثبَّت على الجزء العلوي من جسم الطائرة.
- جناح المظلة (Parasol wing): مرتفع بشكل واضح فوق الجزء العلوي من جسم الطائرة.
