بسم الله

ُهم حاولوا ونحن

حلّقنا

حاتم بن صالح الخليوي

لا يكاد يخفى اليوم على كل شخص (تعلم علم الطيران أو قرأ عنه) ,أهمية وارتباط قناة التهوية مع الطيران ولذا سنمضي معاً في مشوار الوصول إلى قناة التهوية, لذكر تاريخ هذا الأكتشاف الذي غير العالم وجعل من خيال الطيران واقعا.

شهد التاريخ عدة محاولات للطيران, ولكن بائت بالفشل.

وفي نهاية القرن التاسع عشر كانت هناك محاولات مكثفه للطيران من قبل مجموعة واسعة ومتنوعة من اصحاب التجارب ولكنها لم تنجح ,قادهم فشلهم إلى دراسة سلوك الطيران من الطيور وقد استنتجوا من ذلك الجهل الشديد تجاه ديناميكا الهواء (قوتي الرفع والسحب)


دراسة ديناميكا الهواء تحت ظروف غير مستقرة اطلاقاً

كأي بداية ضعيفة حاول اصحاب التجارب توظيف الطبيعة لدراسة ديناميكا الهواء ولكن تقلب الطبيعة الدائم فرض عليهم تركها للبحث عن بدائل اكثر استقرار , فقد لجئ بعضهم إلى الذهاب عند مداخل الكهوف وعلى التلال أملاً في إيجاد استقرار اكثر, ومن خلال التجارب تبين لهم أنهم بمقدورهم تثبيت الجسم وجعل الهواء ينساب عليه أو أن يحركون الجسم على الهواء.

قنوات التهوية لم تكن أولى أجهزة قياس ديناميكية الهواء


قد شهدت بريطانيا حركة قوية لدراست الطيران خلال القرن الثامن عشر فقد كان أول جهاز لقياس قوتي الرفع والخفض هي الذراع الدوارة.

والتي استخدمها عالم الرياضيات والمهندس بنجامِن روبن (١٧٠٧-١٧٥١)م استخدمها لقياس مقاومة الهواء للأجسام فقد توصل لاستنتاج معقد عن قوة السحب والتي ترتبط مع متغيرات كثيرة مثل شكل الجسم ومساحة الانسياب, سرعة الهواء إلى آخره...




للمزيد، اضغط على الصورة. 

جورج كايلاي (اب الطيران)

(27 ديسمبر 1773 - 15 ديسمبر 1857)

جورج أيضاً كان ممن استخدموا الذراع الدوارة لقياس ديناميكا الهواء وقد جرب عدة اشكال لأجنحة الطيران ويزُعم أن اب الطيران كايلاي كان أول من صمم طائرة ورقية ناجحه اثقل من الهواء ! , وفي عام ١٨٠٤ صمم طائرة شراعية مسيّرة(من دون طيار) والتي نجحت في الطيران.

الفرض قبل كايلاي ما كان ليجعل طائرات اليوم تطير لذلك هو أب الطيران

كان الفرضية السائدة آن ذاك أن (نظام الدفع يجب أن يوفر حركتين إلى الأمام والأعلى في نفس الوقت) لكن كايلاي اكتشف أنها خاطئة وعقّب على ذلك بقوله "Make a surface support a given weight by the application of power to the resistance of air. "

ومعنى ذلك لابد من استخدام قوة تدفع(محرك) بالجسم للأمام ومن ذلك ستتولد عنه قوة رفع من خلال انسياب الهواء حول الجناح. ومن بعد هذا حصل تغيير واضح في طريقة فهم اصحاب التجارب للطيران


مشاكل الذراع الدوارة

فيه نهاية القرن التاسع عشر ومع تطور العلم نسبياً وكثرة استخدام الذراع الدوارة لوحظة مجموعة من المشاكل لهذا الجهاز.

منها أنه بسبب حركة الجسم الدائرية فإن الهواء ينساب للمناطق المجاورة حول الجسم المتحرك كما أنه ينتج عن ذلك دوامات هوائية تمنع من تحديد السرعة النسبية بين الهدف والهواء , ومن المشاكل أيضاً أن الجهار يصعب وضع حساس لقياس ديناميكا الهواء على الجسم بسبب تصميمه.

من هذه المشاكل اشتغل الكثير في البحث عن ما هو أصح.

أول قناة تهوية في العالم ١٨٧١م

فرانك وينهام ١٨٢٤-١٩٠٢م المهندس البريطاني وصاحب الفضل في تصميم وتشغيل أول قناة تهوية في العالم , بعد أن جرب فرانك الذراع الدوارة لم تكن النتائج مرضية له اطلاقاً وهذا كان دافعه لتصميم القناة وهي تحمل أبعاداً لا بئس بها كأول قناة تهوية فطول الصندوق ١٢ قدماً وبمساحة ١٨ قدم مربع وبمروحة تعمل على محرك بخاري تدفع الهواء تجاه الجسم, جرب فرانك عدة أشكال وكانت النتائج مذهلة! , مما أثار دهشة فرانك وفريق عمله أنه عند زاوية هجوم تبلغ ١٥ درجة كانت نسبة الرفع إلى السحب ٥ وهو مؤشر غير من نظرتهم تجاه الطيران وجعلها ممكنة اكثر , كما استطاعوا أن يكتشفون عن تأثير مهم للغاية من خلال تجاربهم ويسمى بالأبعاد المتزنة ويقصد بها أن نسبة طول الجناح إلى نحالته تعطي قوة رفع عاليه مقارنه بالأجنحه القصيرة والثخينه, من خلال هذه الأكتشافات لاقت قنوات التهوية رواجاً كبيراً.


مع كثرة التجارب انسدل الستار عن العوامل المؤثرة في ديناميكا الهواء وتجلت لهم كيفية زيادة التحكم فيها , ولكن كان هنالك تساؤل طرحه الكثير آنذاك عن المقياس!

هل النتائج الظاهرة لجسم ما أصغر بعشر مرات من حجمه الأصلي هي نفسها لحجمه الأصلي ؟! وما اوقعهم اصلاً في هذه الدوامة أن كان من الغير ممكن اختبار الأجسام بحجمها الأصلي في قنوات التهوية الصغيرة ! والتي قد يبلغ مساحتها ١٨قدم مربع مثلاً لذا وجب وجود جواب شافي وكافي لهذا التساؤل المهم.

رينولد نجح في تخليد اسمه في التاريخ

في جامعة مانشستر كان اوزبرن رينولدز يجري مجموعة من التجارب مستخدماً قناة التهوية وقد لاحظ أمراً … وهو تماثل نمط تدفق الهواء بين الجسمين الأصلي والنموذج عند تطابق بعض العوامل للحالتين , ومن هنا اوجد رينولدز متغير يحمل اسمه في عالم الموائع يصف حالة المائع عند وضع معين.


للمزيد، اضغط على الصورة. 

Otto Lilienthal (1848-1896)

Join