مبادىء علوم الطيران للمروحية (الهليوكبتر)

مبادىء علوم الطيران للمروحية (الهليوكبتر) Helicopters Aerodynamics

كما ذكرنا بالسابق مبادئ علوم الطيران تعتمد على عدة قوانين فيزيائية.

قانون فيزيائي 1 يتناسب الضغط مع السرعة تناسب عكسي وبناء" عليه فعند زيادة السرعة يقل الضغط.

قانون فيزيائي 2 دائما" يتجه الضغط المرتفع باتجاه الضغط المنخفض.

قانون فيزيائي 3 (قانون نيوتن الثالث للحركة): لكل فعل ردة فعل مساوي له بالمقدار ومعاكس له بالاتجاه.

اجزاء طائرة الهليوكبتر كما هو بالشكل (رقم 1): 

1- المحركات (Engines)

2- جسم الطائرة (Fuselage)

3- جهاز الهبوط (Landing gear)

4- المراوح الرئيسية (Main rotor)

5- مروحة الذيل (Tail rotor)

6- صندوق التروس (Main transmission)

تتعرض الهليوكبتر لاربع قوى رئيسية كما هو مبين (بالشكل 2) قوتان من نتاج الطبيعة الوزن والمقاومة 

وقوتان للتغلب على قوى الطبيعة حتى تتمكن المروحية من التحليق وهما قوة الرفع للطائرة وقوة الدفع للطائرة وتنتجهما المروحة الرئيسية.

ألأقوى هي:-

1- الوزن (Weight) وهو مقدار قوة الجاذبية الارضية للجسم.

2- قوة الرفع (Lift) هي القوة المعاكسة للوزن وتعتمد المروحية على المروحة الرئيسية لتوليدها.

3- المقاومة (Drag) وهي مقدار مقاومة الهواء لحركة المروحية.

4- قوة الدفع (Thrust) تنتج عن المروحة الرئيسية ايضا" وهي القوة المعاكسة لمقاومة الهواء.

يقوم المحرك التوربيني (Turboshaft engine) بتوليد قوة دوران ترسل بواسطة محور لصندوق التروس (Main transmission) الذي يقوم بتحويل السرعة العالية ذات عزم منخفض لسرعة منخفضة ذات عزم عالي مع تحويل اتجاه الدوران من افقي الى عمودي لتدوير المروحة الرئيسية.

نقوم بتسيمة المروحية بالطائرة ذات الجناح الدوار (Rotary wing aircraft) وكما جناح الطائرة ذا شكل انسيابي فالمقطع العرضي للمروحة ذا شكل انسيابي ايضا.

عند دوران المروحة الرئيسية تقوم بقطع الهواء لتيارين اعلى المروحة بسرعة عالية وضغط منخفض وتيار اسفل المروحة بسرعة منخفضة وضغط مرتفع بناء" على القانون (رقم 1).

يحاول الضغط المرتفع اسفل المروحة الصعود لأعلى المروحة للضغط المنخفض بناء" على القانون (رقم 2) فيصطدم بالمروحة ويدفعها للأعلى مولدا" قوة الرفع (شكل 3).

بناء" على القانون (رقم 3) أثناء دوران المروحة وكأي مروحة اخرى تقوم بدفع كمية كبيرة من الهواء للأسف فتولد ردة فعل تدفع الطائرة للأعلى (شكل 4) وهنا 

يكون القانون الفيزيائي مساعدا" للطائرة على التحليق.

وبناء" على قانون (رقم 3) وعند دوران المروحة الرئيسية تنتج ردة فعل عزم (Torque) تقوم بتدوير الطائرة بعكس دوران المراوحة وهنا تظهر الحاجة لوجود قوة معاكسة للعزم (Anti torque system) كما (بالشكل 5).

قام الصانعون بوضع عدة حلول:-

1- مروحة رئيسية مزدوجة على نفس المحور الدوران كما في (الشكل 6) تدوران بشكل معاكس.

2- مروحة رئيسية مزدوجة على محور الدوران اخر كما في (الشكل 7) تدوران بشكل معاكس.

3- مروحة ذيل بمحور دوران منفصل عن المحور الرئيسي كما في (الشكل 8) وهو اكثر نظام مستعمل.

4- نظام بمروحة رئيسية فقط وستخداموا هواء مضغوط حتى يعاكس دوران المروحة الرئيسية كما (بالشكل 9).

النظام الميكانيكي لدوران المروحة الرئيسية يستطيع أمالة المروحة الرئيسية للأربع جهات للحصول على الحركة المطلوبة حيث يتم دفع الهواء بعكس الاتجاه المطلوب لأنتاج محصلة قوى تحرك المروحية للأتجاه المطلوب (الشكل 11) ويظهر كذلك (الشكل 8).

هذه هي الخطوط العريضة لعمل المروحية ويوجد تفاصيل دقيقة تهم العاملين بهذا المجال سنذكرها بمواضيع ى اخرى ان شاء الله.