سبب احتواء الطائرات المقاتلة على أصوات عالية

لماذا الطائرات المقاتلة لها أصوات عالية جدا؟ تصنع الطائرات النفاثة صوتًا مدويًا يصل صوتها من فوق الأفق يجعل الكثيرين ينظرون إلى السماء لمحاولة اكتشاف الطائرة، والسبب أن المحركات النفاثة بطبيعتها شديدة الانفجار، حيث تمتص كميات كبيرة من الهواء ليتم حرقه وإشعاله في غاز ساخن لتشغيل الكتلة الهائلة للطائرة، ويؤدي ذلك إلى الحصول على طائرة سريعة كالبرق، ولكنها صاخبة.

كيف تكون أصوات الطائرات المقاتلة

نحن جميعًا على دراية بالصوت المدوي الذي تصنعه الطائرات التي تعمل بالطاقة النفاثة، حيث تعتبر أصوات الطائرات المقاتلة على وجه الخصوص هي الأعلى في مجموعة المحركات النفاثة، كما أن الطائرات التجارية التي تعمل بالطاقة النفاثة لا تصدر مثل هذه الأصوات، كتلك التي تشغلها شركات الطيران والشركات والأفراد على حد سواء، على الرغم من ارتفاع صوتها، إلا أنها لا تصدر نفس الضوضاء الصاخبة التي تحدثها الطائرات المقاتلة، على الرغم من كونها طائرة تعمل بالطاقة النفاثة.

تم تجهيز الطائرات المقاتلة بمحركات نفاثة منخفضة الالتفافية تستطيع الطيران بسرعة أعلى من سرعة الصوت، عند (1225 كم/ساعة) أي (761 ميلاً في الساعة/661 عقدة)، وتم تجهيز معظم المحركات النفاثة المقاتلة أيضًا بأجهزة احتراق، والتي توفر زيادة كبيرة في السرعة والدفع.

ويضمن هذا المزيج من المحركات ذات الالتفافية المنخفضة الأسرع من الصوت والمزودة بحراقات لاحقة لها أن الطائرات المقاتلة ستنتج صوتًا تميزه وتسمعه الأذن من بعيد.

ما مدى ارتفاع صوت الطائرات المقاتلة

تبلغ الضوضاء الناتجة عن إقلاع طائرة نفاثة 150 ديسيبل، وتقاس على مسافة 80 قدمًا، ووفقًا لهذا البحث، من الواضح أن هذا من شأنه أن يتسبب في تمزق طبلة الأذن، وتنتج طائرة 100 ديسيبل على قياس 1000 قدم، أما الطائرة العسكرية تقلع من حاملة طائرات وتنتج 130 ديسيبل على ارتفاع 50 قدمًا، كما أنتجت طائرة (بوينج 737) 97 ديسيبل على ارتفاع 6080 قدمًا أثناء الهبوط.

• تنتج طائرة 150 ديسيبل أثناء الإقلاع النفاث من (80 قدمًا/25 مترًا).

• تنتج طائرة 100 ديسيبل أثناء الإقلاع النفاث من (1000 قدم/305 متر).

• تنتج طائرة 130 ديسيبل أثناء الإقلاع من حاملة الطائرات (50 قدمًا/15 مترًا).

• تنتج طائرة 97 ديسيبل أثناء هبوط طائرة بوينج 737 من (6080 قدمًا/1853 مترًا).

هل المحرك النفاث صاخب

من أجل أن نفهم تمامًا سبب ارتفاع صوت الطائرة المقاتلة، يجب أن نلقي نظرة على المحرك النفاث الذي يشغل الطائرات المقاتلة، وكذلك الطائرات التجارية التي تحلق فوق السماء بشكل يومي، حيث يتكون المحرك النفاث النموذجي من عدة أجزاء مختلفة تعمل جميعها معًا لتشغيل الطائرة ودفعها عبر السماء بأسرع ما يمكن.

والجزء الأكثر بروزًا في المحرك النفاث هو المروحة أو الشفرات الدوارة التي نراها عند النظر إلى المحرك النفاث من الأمام، أيضًا تتمثل مهمة المروحة في جمع كميات هائلة من الهواء وتحويلها إلى المحرك حتى يقوم الضاغط بضغط الهواء حتى 12 ضعف ضغطه الأصلي، ثم يتم إدخالها في غرفة الاحتراق، والتي تمزج الهواء المضغوط بالوقود قبل إشعال التوليفة.

ويتحول هذا المزيج المشتعل إلى غاز يتمدد بسرعة، والذي يتسرب عبر الجزء الخلفي من المحرك النفاث ويدفع بدوره المحرك إلى الأمام، وعلى الرغم من كونه معقدًا للغاية، كان المحرك النفاث موجودًا من قبل الحرب العالمية الثانية، وذلك عندما أوجد مهندس الطيران البريطاني السير فرانك ويتل واختبر أول محرك نفاث في عام 1937.

وعلى الرغم من أنه تطور بشكل هائل على مر السنين منذ إنشاء أول نموذج أولي، إلا أن المبادئ الأساسية لمحرك ويتل الرائد النفاث لم تتغير، وتصدر هذه المحركات النفاثة درجات حرارة حمراء شديدة وأصوات تصم الآذان، وهي أعجوبة حقيقية لهندسة الطيران، هذا غير القوة الدافعة وراء نجاح سلاح الجو الملكي والقوات الجوية للولايات المتحدة خلال الحرب العالمية الثانية.

هل يزيد الاضطراب من الضوضاء

المحركات نفسها ليست هي المسؤول الوحيد عن الضوضاء العالية التي تحدثها الطائرات المقاتلة، حيث يجب إلقاء اللوم أيضًا على القوى الطبيعية، مثل الاضطرابات: وهي ظاهرة طبيعية تؤدي إلى مقاطعة الهواء الهادئ بسبب الدوامات والمسودات الرأسية، مما يؤدي إلى حركة هواء غير منتظمة.

ولا يؤدي الاضطراب إلى عدم ارتياح الركاب للطيران من خلالها فحسب، بل يؤدي الاضطراب الناجم عن الانبعاث المفاجئ لغاز طائرة مقاتلة من محركها النفاث إلى زيادة الصوت الذي تصدره الطائرة المقاتلة بشكل كبير عند مرورها في الهواء، كما يمكن للطائرات المقاتلة أن تحاول تقليل تأثير الغاز الساخن عالي السرعة الخارج من محرك الطائرة على الهواء المحيط لمحاولة تقليل صوت الرعد الذي تصدره المقاتلة النفاثة.

ويتم ذلك عن طريق تركيب (مجموعة أدوات الصمت) في الجزء الخلفي من المحرك النفاث، وهو جهاز يمزج الهواء البارد مع الغاز الحارق للمحرك النفاث في محاولة لتقليل زخم الغاز ودرجة الحرارة، وتقليل مستويات الضوضاء و الأداء العام للطائرة.

هل من الضروري أن يكون للطائرات المقاتلة صوتا عاليا

ربما يكون هناك تساؤل عما إذا كانت كل هذه الضوضاء ضرورية حقًا، بعد كل شيء يتم استخدام بعض الطائرات المقاتلة في مهام التخفي والاستطلاع، على الرغم من أنه ليس من الضروري أن تكون جميع الطائرات المقاتلة عالية الصوت، إلا أن المحركات النفاثة منخفضة الالتفاف الصاخبة التي تشغلها مصممة لتوفير قدرة عالية على المناورة وزيادة السرعة في الاعتبار.

كما أنه ومع إضافة (أدوات الصمت) إلى الجزء الخلفي من محرك الطائرة المقاتلة، عادة ما يكون لجهود الحد من الضوضاء تأثير ضار على الأداء العام للطائرة المقاتلة، وهذا يجعل أن معظم المهندسين الذين يعملون ويصممون المحركات النفاثة يبتعدون عن محاولة تقليل مستويات ضوضاء المحركات النفاثة لأنها تضر أكثر مما تنفع.

ماذا عن الطائرات التجارية النفاثة

تستخدم الطائرات المقاتلة والطائرات المدنية التي تعمل بالطاقة النفاثة المحركات النفاثة لدفعها إلى الأمام في الهواء، وعلى هذا النحو، يعتقد الكثير من الناس أن الطائرات المقاتلة والطائرات الجامبو تستخدم نفس المحركات، لكن هذا ليس هو الحال، لأن الطائرات التجارية التي تصنعها بوينج وإيرباص وغيرها.

حيث تستخدم جميعها محركات الالتفافية العالية بدلاً من المحركات ذات الالتفافية المنخفضة الأكثر ضوضاءً الموجودة في معظم الطائرات المقاتلة، ولا تستخدم الطائرات المقاتلة والطائرات التجارية نفس المحركات لأنهما نوعان مختلفان تمامًا من الطائرات المصممة لأداء مهمتين مختلفتين تمامًا.

ويجب أن تقلع الطائرات التجارية وتهبط في مطارات مزدحمة، وغالبًا ما تكون محاطة بالمنازل أو المناطق السكنية كل يوم، ومن ناحية أخرى، تقلع الطائرات المقاتلة وتهبط فقط في قواعد القوات الجوية، والتي عادة ما تكون بعيدة عن المناطق السكنية الكبيرة مثل المدن أو مناطق الضواحي، وهذا يعني أن الطائرات المقاتلة ليست ملزمة بالالتزام بنفس لوائح السلامة التي يجب أن تلتزم بها الطائرات التجارية.

وتتطرق لوائح السلامة هذه إلى مواضيع مختلفة تتعلق بامتلاك وتشغيل طائرة، أحدها هو الحد الأقصى لمقدار التلوث الضوضائي المسموح قانونًا للطائرة التجارية بإصداره، حيث يضع هذا قيودًا مباشرة على مدى ارتفاع صوت المحركات الالتفافية العالية، وعلى هذا النحو، يضمن عدم وجود طائرة تجارية تعمل بالطاقة النفاثة أكثر ضوضاءً من الطائرات المقاتلة.

وبينما تستعمل الطائرات المقاتلة محركات نفاثة منخفضة الالتفافية مناسبة، تستخدم الطائرات النفاثة الضخمة التجارية محركات توربوفان عالية الالتفافية والتي تبدو مختلفة تمامًا عن محركات الطائرات المقاتلة النموذجية.

سبب عدم تجهيز الطائرات التجارية بمحركات التفافية

بصرف النظر عن القيود القانونية المفروضة على الطائرات المدنية، فإنه من غير العملي ببساطة أن تطير الطائرات التجارية بسرعة تفوق سرعة الصوت والتي تطير بها الطائرات المقاتلة، حيث إنه يضع الكثير من الضغط على بدن الطائرة ويجعل تجربة الطيران أقل راحة للركاب، وعلى الرغم من عدم كونها عملية في العالم الذي نعيش فيه اليوم.

فقد جربت صناعة الطيران الطيران الأسرع من الصوت في الماضي، وكان أبرزها الكونكورد وهي طائرة تجارية تفوق سرعتها سرعة الصوت طورتها بريطانيا وفرنسا في منتصف القرن العشرين، أو نظيرتها السوفيتية، توبوليف تو -144 (كونكوردسكي)، وعلى الرغم من تحقيق انتصار هائل لصناعة الطيران، إلا أن الكونكورد شابته مخاوف منذ البداية.