داستان پرواز

یک از بزرگترین آرزوهای انسان از گذشته های دور تا امروز پرواز کردن همانند پرندگان و و دستیابی به آسمان و اجرام نجومی بود . و در این میان دستیابی به ماه و خورشید (در زمانی که فکر می کردند ماه و خورشید به همین اندازه ای است که می بینیم ) یکی از بزرگترین رویاهای  انسان در گذر زمان بود به طوری که در مورد آن افسانه های گوناگون ساخته و پرداخته شده است . در این قسمت در مورد رویاهای انسان در مورد پرواز و همچنین  تلاشی که انجام داده و وسائل پروازی ساخت بشر و چگونگی کار آنها به تفضیل توضیح می دهیم .

۱- داستان ها و افسانه های پرواز

بشر از دیر باز اندیشه پرواز کردن و دستیابی به آسمان را داشته از این رو به تخیل رو آورده و داستان ها و خیالپردازی های مختلف را برای دستیابی به هوا و فضا در ذهن خود ساخته در اینجا نگاهی گذرا به بعضی از این داستان ها و تخیلات می اندازیم .

 

  شکل شماره ۱ – خیال پردازی انسان های نخستین

 ۱)  داستان کتاب تاریخ حقیقی و لوسیان ( سفر به ماه با فشار آبفشان نهنگ )

در سال ۱۵۰ ميلادی یک نویسنده به نام “ لوسیان “ در شهر ساموس یونان داستانی نوشت که آن را “تاریخ حقیقی” نامگزاری کرد و علت آن را هم اینگونه ذکر کرد که این داستان در ذهن من حقیقت یافته است . خلاصه این داستان از این قرار است :

شکل شماره ۲ – لوسیان نویسنده

در یک شب مهتابی یک کشتی از بندر به راه می افتد . در ابتدا همه چیز خوب بود ولی در وسط دریا هوا طوفانی می شود و بعد از فروکش کردن طوفان سکوت وحشتناکی بر دریا حاکم می شود و ماه کامل همچنان در آسمان می درخشد .

ناگهان کشتی خود بخود بلند می شود و قهرمان سوار بر آن می بیند که نیروئی قدرتمند کشتی را بالا می برد , کشتی بالا و بالاتر می رود تا می رسد به ماه , و بدین سان قهرمان ما به ماه می رسد . ( شکل های ۳ تا ۸ )
یعنی فشار فواره یک نهنگ آبی بقدری زیاد بود که کشتی را تا ماه می برد .

شکل شماره ۳-در یک شب مهتابی کشتی از اسکله حرکت می کند

شکل شماره ۴-کشتی در وسط دریا دچار طوفان می شود

شکل شماره ۵-بعد از طوفان سکوت وحشتناکی در دریا حاکم می شود

شکل شماره ۶-ناگهان نیروی سهمگینی کشتی را به طرف بالا می برد

شکل شماره ۷- کشتی بالا و بالاتر می رود

شکل شماره ۸- تا می رسد به ماه

تصاویر مربوط همگی در یک تصویر جمع شده است

۲)  داستان فرانسیس جودوین ( سفر به ماه با مرغابی)

در سال ۱۶۳۸ نویسنده ای به نام “ فرانسیس جودوین “ داستانی نوشت که در آن یک مرد به کمک ۸ مرغابی که به یک تخت بسته شده بود توانست پرواز کرده و آنقدر بالا رفت تا به ماه رسید . ( شکل شماره ۹ )
همانطور که در قسمت بعد توضیح می دهیم این داستان جدیدی نیست بلکه برگرفته از داستان کیکاووس می باشد . که در شاهنامه فردوسی آمده است .

شکل شماره ۹ – پرواز به ماه با مرغابی

۳) کیکاووس با عقاب پرواز کرد

کیکاووس ، بنا بر روایت اساطیری ، دومین فرمانروای سلسله کیانی است . بر اساس گزارش شاهنامه ، وی از نیروی فره ایزدی برخوردار است ، اما با همه ی توانمندی با اغوای اهریمن ، دچار وسوسه فرمانروایی بر آسمانها میشود . بدین منظور ، بر چهار عقاب می نشیند و راهی آسمان میشود . اما در میانه راه ، همینکه نیروی عقابها تحلیل میرود ، از آسمان سرنگون میشود .
او بر روی تختش نشسته و یک مقدار گوشت بر سر نیزه ها کرده و تعدادی عقاب قوی را با طناب به تخت می بندد عقاب ها برای دستیابی به گوشت پرواز کرده ولی هیچوقت به گوشت نمی رسند و در عوض کیکاووس و تختش را بالا می برند .

شکل شماره ۱۰ – داستان سفر کیکاووس به ماه (با عقاب ها)

۴) ایکاروس هم پرواز کرد

داستان کیکاووس هم جدید نیست در داستان های یونانی از شاهی به نام دیداروس  نام برده شده , این پادشاه پسری به نام ایکاروس داشته که عاشق پرواز بوده است .
ایکاروس بال های پرندگان را با موم به خودش می چسباند و به طرف آسمان پرواز می کند . پدرش به او توصیه می کند زیاد بالا نرفته و به خورشید نزدیک نشود . ولی ایکاروس بعد از صعود به بالا به وجد می آید و شور و هیجان زیادی پیدا کرده و توصیه های پدر را نادیده می گیرد .
او آنقدر بالا می رود تا به نزدیک خورشید می رسد و بر اثر حرارت خورشید موم ها ذوب شده و سقوط کرده و کشته می شود .

 

شکل شماره ۱۱- پرواز ایکاروس

۵) سفر به ماه با شلیک توپ ( ژول ورن )

کمتر کسی است که ژول ورن را نشناسد و با داستان های او آشنا نباشد .
ژول گابریل ورن (به فرانسوی: Jules Gabriel Verne) ‏ (۱۹۰۵–۱۸۲۸) نویسنده، شاعر و نمایش‌نامه‌نویس فرانسوی بود که بیشتر شهرتش را مدیون نگارش کتاب‌های ماجرایی‌اش است که دنیای داستان‌های علمی– تخیلی را دگرگون کرد. بسیاری از داستان های ژول ورن بعدها به حقیقت پیوست . او اگر چه دانشمند نبود ولی سبک نگارش او به گونه ای بود که انگار یک دانشمند بزرگ این داستان ها را نوشته است . به همین دلیل ژول ورن به عنوان پدر داستان های “علمی , تخیلی “ نامیده شد . از جمله آثار ژول ورن می توان به این کتاب ها اشاره کرد :
بیست هزار فرسنگ زیر دریا , سفر به اعماق زمین , جزیره اسرارآمیز ,  میشل استروگف و… از زمین تا کره ماه
که در فارسی بیشتر به سفر به ماه مشهور است . خلاصه داستان  سفر به ماه ( ژول ورن) چنین است :
جنگ تازه به انتها رسیده بود و اعضای باشگاه اسلحه سازی بالتیمور به دنیای بعد از جنگ فکر می کردند . که دیگر نمی توانند اسلحه بسازند و بفروش برسانند .
در روز اول اکتبر پریزیدنت باربیکن که خود جزء اسلحه فروش ها بود طرحی را پیشنهاد کرد که بر اساس آن یک توپ بسیار یزرگ ساخته و گلوله ای را به طرف ماه شلیک کنند . اعضای باشگاه جا خوردند و عده ای ( از جمله نیکول که رقیب باربیکن بود) بشدت مخالفت کرد و گفتند این طرح شدنی نیست سرانجام رئیس جمهور بعد از چند جلسه که در روزهای مختلف برگزار شد همه را قانع کرد که طرح شدنی است و مقدمات طرح از جمله :
ماده ای که شتاب لازم را برای فرار گلوله از جو زمین به گلوله می دهد(اتومیت) و آلیاژی که لوله توپ باید از آن ساخته شود (R.R) و طول لوله توپ ( ۲۷۰ متر ) وزن گلوله ( ۱۰ تن ) قطر گلوله ( ۳ متر ) و… مکان گلوله ( کوهستان آهن در فلوریدا) و…. کلیه پارامترهای دیگر …و حتی زمان دقیق پرتاب را هم تعیین کردند .
ابتدا قرار نبود کسی داخل گلوله شود ولی یک دانشمند شجاع فرانسوی به نام میشل آردن قرار شد داخل گلوله به ماه سفر کند بعد باربیکن و بعد نیکول و شخصی به نام ماستون هم نامزد سفر شد و در روز اول اکتبر ساعت ۱۰:۴۶ گلوله شلیک شد و چهار مسافر به مقصد ماه حرکت کردند و… ولی روی ماه فرود نیامدند و تا فاصله حداقل ۵۰۰ کیلومتری ماه رسیدن و بعد در یک مدار دور شونده قرار گرفتند و… سرانجام به زمین برگشتند و در اقیانوس آرام فرود آمدند تا تیم نجات آنها را به آمریکا برگرداند . ( شکل های ۱۲و۱۳)
 
 

شکل شماره ۱۲- ژول ورن پدر داستان های علمی تخیلی
شکل شماره۱۳- داستان سفربه ماه نویسنده(ژول ورن)

 ۲- اولین کوشش های بشر برای پرواز

گذشته از داستان ها و خیال پردازی ها بشر از گذشته دور کوشش های زیادی برای دستیابی به آسمان و پرواز کردن داشته , پرواز همانند پرندگان از دیرباز از آرزوهای بشر بوده و بشر از قدیم آرزو داشته همانند پرندگان پرواز کند و محدودیت های زندگی در روی زمین را از پیش پای خود بردارد . بنابر این اولین قدم ها در راه پرواز به تقلید از پرندگان به صورت پرواز مستقیم با بال زدن همره بود ولی بعد روش های دیگری برای پرواز پیدا شد .

۱) عباس ابن فرناس

اولین قدم های عملی برای پرواز توسط عباس ابن فرناس برداشته شد. عباس ابن فرناس در سال ۸۱۰ میلادی ( ۱۹۴هجری) در شهر رواندا بدنیا  آمد. زمانی که کودکی بیش نبود مادرش که علاقه زیادی به آموختن علوم داشت و مسلمان شده بود و با یکی از مشاهیر دانشمند اندلس ازدواج کرده بود به آندلس مهاجرت کرد . در آن زمان اندلس تحت سلطه خلفای بنی امیه و مرکز علوم اسلامی در غرب اروپا بود .
عباس بن فرناس یکی از علمای بزرگ و معروف عرب و مسلمان است و نخستین کسی در تاریخ بشر است که توانست در آسمان به پرواز درآید. وی دانشمند، فیلسوف، مخترع , فیزیک‌دان , شیمی‌دان , منجم و… شاعر اسلامی می‌باشد که به ابوالقاسم عباس بن فرناس بن ورداس معروف است .
او اولین کسی است که مبادرت به ساخت قبهٔ آسمانی نمود و آنرا در خانهٔ خود قرار داد که اشکال ستارگان و خورشید و ماه و آسمان و ابرها و توابع آن از قبیل رعد و برق را نشان می‌داد. این دانش قطعاً در محاسبات پروازی وی، از جایگاه مهمی برخوردار بوده است. ولی مهمترین کار او این بود که اولین کسی است که با بستن بال های بلندی به خودش توانست به طور عملی پرواز کند بنابر این نخستین کسی در جهان می باشد که توانست عملا پرواز کند . به همین دلیل نامش در تاریخ به عنوان نخستین مخترع هواپیما ثبت گردیده است.
نخستین پرواز در سال ۲۳۱ هجری ش (۸۵۳م) انجام گرفت. عباس در شنل گشادی که با بست‌های چوبی سخت و سفت شده و شکل بال به خود گرفته بود، از مناره مسجد بزرگ قرطبه پایین پرید. این شنل در حکم بال‌های او بود و باعث می‌شد که در هوا سُر بخورد؛ مانند کسی که با چتر در هوا حرکت می‌کند یا کایت سوار است .
بعد از آن او چندین پرواز موفق هم داشت ولی در یکی از این پروازها  نتوانست درست فرود بیاید و بر اثر سقوط مهره کمرش شکست و دیگر نتوانست پرواز کند.
پس از این حادثه، ابن فرناس به اهمیت نقش دُم در پرواز پی برد. او می‌دید که پرندگان هنگام فرود آمدن روی ریشه دمشان فرود می‌آیند و اگر او برای وسیله پروازی خودش دم طراحی می کرد هرگز سقوط نمی کرد .

شکل شماره۱۴- عباس ابن فرناس
شکل شماره ۱۵- تصویری از عباس ابن فرناس در حال پرواز
شکل شماره ۱۶ – مجسمه عباس ابن فرناس در بغداد

۲) طرح های داوینچی

لئوناردو داوینچی “سر پیرو داوینچی” (به ایتالیایی: Leonardo da Vinci) (۱۵ آوریل ۱۴۵۲ – ۲ مه ۱۵۱۹) دانشمند، نقاش، مجسمه‌ساز، معمار، موسیقی‌دان، ریاضی‌دان، مهندس، مخترع، آناتومیست، زمین‌شناس، نقشه‌کش، گیاه‌شناس و نویسنده ایتالیایی دوره رنسانس بود. نبوغ او شاید بیش از هر چیز دیگری مورد توجه بوده‌است.
اگر چه شهرت داوینچی بیشتر در مورد نقاشی می باشد ولی او طرح های متهورانه ای در مورد پرواز و وسائل پرنده کشید . داوینچی در ۵۰۰ سال پیش با دقت در پرواز پرندگان کتابی  تحت نام “قوانین پرواز پرندگان” می نویسد و کلیه طرح های پروازی خود را در آن کتاب شرح می دهد .

شکل شماره ۱۷ – لئوناردو داوینچی  نقاش , دانشمند و مخترع بزرگ ایتالیائی

۱-۲) قوانین پرواز پرندگان (به انگلیسی Codex on the Flight of Birds)  کتابی نسبتاً کوتاه می‌باشد که در حدود سال ۱۵۰۵به وسیلهٔ لئوناردو  داوینچی نگارشته شد. این کتاب که شامل ۱۸ رساله می‌شود، به ابعاد ۲۱ در ۱۵ سانتی‌متری می‌باشد. قوانین پرواز پرندگان هم‌اکنون در کتابخانه رئال تورین، ایتالیا نگه‌داری می‌شود. کتاب با بررسی رفتار پرواز پرندگان آغاز شده و در نهایت مکانیزم‌هایی را برای پرواز پیشنهاد می‌کند.
۲-۲) ماشین هائی که داوینچی ساخت : لئوناردو داوینچی چندین عدد از این ماشین‌ها را ساخته و تلاش کرده بود تا از تپه‌ای در نزدیکی فلورانس پرواز کند؛ که نهایتا شکست می‌خورد.
البته وسیله پروازی که می توانست با بال زدن پرواز کند واقعا به پرواز در آمد . او ماشین خود را از یک بلندی به پائین پرتاب کرد و ماشین توانست با بال زدن و… به آرامی فرود بیاید ولی هرگز کسی با آن پرواز نکرد. ( شکل شماره  ۱۸)
 

  شکل شماره۱۸ – هواپیمای لئوناردو داوینچی که با بال زدن حرکت می کرد 

 ۳-۲) طرح های داوینچی : از جمله طرح های داوینچی می توان به هلی‌کوپتر( شکل های شماره ۱۹ و ۲۰ ) چتر نجات و گلایدر اشاره کرد .
البته مدل هواپیمای داوینچی که با بال زدن پرواز می کرد جای خودش را به هواپیمائی داد که با بال ثابت در هوا باقی می ماند و توسط ملخ ( بعد به موتور جت تبدیل شد ) به جلو حرکت می کرد .

 

شکل شماره ۱۹ – طرح هلی کوپتر داوینچی در کنار ماکت آن
شکل شماره۲۰- ماکت واقعی ساخته شده از هلی کوپتر داوینچی در ۵۰۰ سالگرد داوینچی در نمایشگاه لندن

۴-۲) اهمیت طرح های داوینچی : اگر چه طرح های داوینچی در زمان خودش ساخته نشد ولی مخترعان با بررسی و دنبال کردن راه داوینچی توانستند واقعا این طرح ها را پیاده و ماشین ها و وسائل پرنده (همچون هواپیما و بالگرد و چتر نجات و گلایدر) را بسازند . از این رو لئوناردو داوینچی را هم می توان یکی از پیشگامان پرواز دانست اگر چه شهرت او بیشتر در نقاشی می باشد .

شکل شماره۲۱- طرح چتر نجات داوینچی

شکل شماره۲۲- پرش چتر باز سوئیسی با چتر داوینچی

نکته : شکل شماره ۲۲ متعلق به چترباز سوئیسی است که بر اساس طرح داوینچی در تاریخ ۲۶ آوریل ۲۰۱۷ ( ۷ اردیبهشت ۱۳۹۶) با چتری که از نظر ابعاد و شکل ظاهری دقیقا از الگوی داوینچی ساخته شده بود پرید و سالم به زمین رسید او در ارتفاع ۶۰۰ متری چتر را باز کرد و نشان داد طرح داوینچی هیچ نقصی ندارد .
چتر نجات داوینچی هرمی است که قاعده آن مربع بوده و چهار وجه آن مثلث های متساوی الساقین با طول ساق های ۷ متر می باشند . مشکل آن این است که نمی توان با آن مانور داد و به هر طرف چرخید و تنها در جهت باد جابجا می شود .   

۳- بالن

یک بالن تشکیل شده از : محفظه(کیسه ای که هوای گرم و گازهای سبک در آن جا می گیرد ) , سبد که محل نشستن مسافران و بارهایشان است, اگر بالن با هوای گرم بالا رود یک منبع گرما برای گرم کردن هوای داخل بالن مورد نیاز می باشد و اگر داخل بالن با گاز سبک تر از هوا باید پر شود به یک گاز مناسب احتباج است . قبلا داخل بالن ها را با هیدروژن پر می کردند ولی چون هیدروژن یک گاز قابل اشتعال و خطرناک است داخل بالن را با هلیم پر می کنند.قبل از هر چیز باید در مورد روش کار کردن بالن توضیح دهیم. قبل از آن باید قانون ارشمیدس را بشناسیم   

۱) ارشمیدس

ارشمیدس (زادهٔ ۲۸۷ ق. م – ۲۱۲ ق. م) فیلسوف، ریاضیدان، فیزیکدان، مهندس، مخترع و منجم یونان باستان و از اهالی جزیره ساموس در دریای مدیترانه بود. ( شکل شماره ۲۳ )
ارشمیدس دانشمند و ریاضیدان یونانی در سال ۲۷۸ قبل از میلاد در شهر سیراکوز یونان چشم به جهان گشود و در جوانی برای آموختن دانش به اسکندریه رفت. بیشتر دوران زندگی‌اش را در زادگاهش گذراند و با فرمانروای این شهر ( هیرو )دوستی نزدیک داشت. اگر چه ارشمیدس در زمینه های مختلف از مکانیک و فیزیک کشف های شگفت انگیزی انجام داده ولی مهمترین کشف ارشمیدس در قانونی است که به نام “قانون ارشمیدس یا قانون شناوری “خوانده می شود . و آن مربوط می شود به وقتی که هیرو (پادشاه سیراکوز) مقداری طلا به زرگری داد تا برای او تاج بسازد و ارشمیدس در حمام روش اندازه گیری حجم تاج را کشف کرد .

شکل شماره ۲۳-ارشمیدس

۲) قانون ارشمیدس ( قانون شناوری )

هرگاه جسمی در سیالی ( مایع یا گاز ) فرو رود به اندازه حجم خود سیال را جابجا می کند و به اندازه حجم سیال جابجا شده از وزنش کم می شود .
هر گاه سیال (در اینجا آب) جابجا شده وزن کمتری از جسم غوطه ور داشته باشد. جسم غوطه ور به اعماق سیال سقوط می کند. در صورتی که سیال جابجا شده وزن کمتری داشته باشد.جسم غوطه ور به بالا حرکت می کند تا آن که قسمتی ازجسم غوطه ورخارج ازسیال قرار بگیرددر این صورت قسمتی ازجسم غوطه ور باعث جابجا شدن سیال می شود و وزن قسمت جابجا شده سیال با وزن کل جسم شناور مساوی می شود. (شکل ۲۴)
 نکته : اگر جرم حجمی سیال از جسم غوطه ور بیشتر باشد جسم شناور می شود ولی اگر کمتر باشد تا قعر سیال فرو می رود .  

 

 شکل شماره ۲۴- قانون شناوری (ارشمیدس)

 ۳) بالن چگونه پرواز می کند و تا چه ارتفاعی بالا می رود

 درون بالن( محفظه ) با گازی سبک تر از هوا پر می شود به گونه ای که حجم هوای جابجا شده توسط بالن از وزن خود بالن بیشتر می شود در این صورت نیروی شناوری بالن را به سمت بالای سیال (ایندفعه هوا) می برد. این گاز باید از هوا سبک تر باشد حال می تواند گاز هیدروژن یا گاز هلیم یا هوای گرم باشد . (اگر گاز هلیم باشد بدلیل این که خیلی سبگتر از هوا بوده و اشتعال پذیر نیز نیست بسیار مناسب تر است ) بدین ترتیب بالن پرواز می کند .
۱-۳) بالن تا چه ارتفاعی پرواز می کند : در روی سطح زمین(سطح دریا ) فشار هوا به حداکثر مقدار خود می رسد و هرچه بالاتر از سطح دریا برویم فشار هوا کاهش می یابد . بنابر این جرم حجمی هوا هم کاهش می یابد .
بالن در ابتدا که روی سطح زمین بوده و جرم حجمی هوا به حداکثر مقدار خود می رسد با بیشترین سرعت شروع به صعود می کند.هرچه بالاتر میرود جرم حجمی هوا کاهش پیدا کرده و در نتیجه وزن هوای جابجا شده توسط بالن با وزن خود بالن به یکدیگر نزدیک و نزدیکتر می شود بنابر این نیروی شناوری کم و کمتر و به وزن بالن نزدیکتر می شود تا جائی که با هم برابر شده و از آنجا به بعد بالن دیگر صعود نمی کند . و به حداکثر ارتفاع خودش می رسد .
از طرفی در روی سطح زمین فشار گاز داخل بالن با فشار هوای اطرافش با هم برابرند ولی هرچه بالن بالاتر برود فشار هوای داخل بالن از فشار هوای بیرون بالن بیشتر و بیشتر می شود و این  , فشار زیادی به بالن وارد می کند و بستگی به مقاومت جداره بالن تا یک ارتفاع مشخصی , جداره داخل بالن دیگر تحمل فشار از داخل را نداشته و بالن می ترکد و سقوط می کند .
حال این به نوع گاز درون بالن , وزن سبد و بار و مسافران و مقاومت محفظه بالن دارد , همچنین عوامل محیطی و جوی  نیز تاثیر خود را دارند . بنابر این حداکثر ارتفاعی که یک بالن می تواند بسیار متفاوت است .
۲-۳) حداکثر ارتفاع بالن ها : بسته به عواملی که ذکر آن رفت حداکثر  ارتفاعی که بالن های مختلف با آن می رسند متفاوت می باشد .
۱) بالن های کوچک و تزئینی که برای برخی جشن ها از آنها استفاده می کنند تا ارتفاع ۱۰ کیلو متر بالا می روند. و بعلت ضعیف بودن جداره آنها ترکیده و سقوط می کنند .
۲) بالن های حرفه ای با گنجایش یک و چند سرنشین که با گاز هلیم پر شده باشد حداکثر تا ارتفاع ۳۰ کیلومتری  صعود می کنند .
۳) بالن های تحقیقاتی و بسیار پیشرفته حداکثر تا ارتفاع ۴۰ تا ۵۰ کیلومتر بالا می روند .

 

 شکل شماره ۲۵ – پرواز بالن ها در جشنواره بالن فرانسه 

 ۴) برادران مون گل فیه و شروع عصر بالن ها

برادران مون‌گلفیه به نام‌های ژوزف-میشل مون‌گلفیه (Joseph-Michel Montgolfier) و ژاک-اِتیِن مون‌گلفیه (Jacques-Étienne Montgolfier) کارخانه دار و مخترع اهل کشور فرانسه بودند. برادران مون‌گلفیه متولد ویدالون-له-آنونه (Vidalon-lès-Annonay) که اکنون با نام دوزیو (Davézieux) شناخته می‌شود خالق بالون هوای گرم هستند که در سال ۱۷۸۳ نخستین پرواز بشر به لطف این بالونها ممکن شد. ( شکل های شماره ۲۶ و ۲۷ )
ژوزف متولد۲۶اوت ۱۷۴۰دوازدهمین و اتیِن متولد ۶ ژانویه ۱۷۴۵ پانزدهمین فرزند خانواده ۱۶ نفری مون‌گلفیه بودند.
برادران در تاریخچه ی پرواز نقش پررنگی رو بازی کردند. آنها اولین کسانی بودند که بالن های هوای گرم رو اختراع کردند. این بالن شامل یک سبد و یک محفظه بزرگ که هوای گرم داخل آن وارد می شد بود .  هوای گرم مورد نیاز نیز به وسیلهٔ یک بخاری که روی زمین گرم می‌شد تامین می شد . ( شکل شماره ۲۸ )
در ۱۹ سپتامبر ۱۷۸۳ نمایش پرواز بالن در ملا عام به اجرا در آمد و برای بار اول یک مرغابی و خروس و گوسفند را سوار کردند و سالم پائین آوردند . این بالن نزدیک به دو کیلومتر ارتفاع گرفت و ۱.۵ کیلومتر برد داشت.
در ۱۹ ژانویه ۱۷۸۴، یک بالن بزرگ هفت مسافر را به ارتفاع ۳۰۰۰ فوت از شهر لیون فرستاد.این یکی از جسورانه ترین و موفق ترین کوشش ها در راه پرواز بود . بعد از آن عصر بالن ها شروع شد .

 شکل شماره ۲۶ – ژوزف مون‌گلفیه   Joseph Michel Montgolfier
شکل شماره ۲۷ – ژاک اتیِن مون‌گلفیه   Jacques Étienne Montgolfier
شکل شماره ۲۸ – اولین پرواز با بالن هوای گرم

 بنابر این برادران مون‌گلفیه اولین کسانی بودند که توانستند . بالن را بسازند و از این رو به عنوان مخترعان بالن و بالن هوای گرم در تاریخ نام گرفتند . البته همانطور که در ادامه خواهیم گفت این اختراع به مرور پیشرفت کرد و تکمیل شد و هم اکنون نیز با وجود وسائل پروازی چون هواپیما و بالگرد و… هنوز هم بالن اهمیت خاص خودش را دارد و به عنوان اولین وسیله پروازی شناخته می شود .

 ۵) شروع عصر بالن ها

بالنی که برادران مون گل فیه طراحی و ساختند . بالن هوای گرم نام داشت و بعد از پرواز موفقیت آمیز آنها تا مدت ها اساس کار بالن ها همین بود از بالن فقط برای مقاصد تفریحی استفاده می کردند . بعدها برای حمل بار و مسافر هم از آن بهره گرفتند .
نخستین استفاده بالن در امور نظامی مربوط به بمباران شهر ونیز در سال ۱۸۴۹ می باشد . در آن سال مردم قسمت های زیادی از ایتالیا علیه سلطه اتریش که ایتالیا را در اشغال خود داشت به نبرد مسلحانه برخاستند که در نهایت شکست خورده و سلطه اتریش مستحکم تر شد . ناپلئون نیز طرحی داشت که با ساختن بالن های بزرگی که ظرفیت ۳۰۰۰ سواره نظام را داشت بریتانیا را اشغال کند ولی این طرح بقدری بلند پروازانه بود که با امکانات دنیای آن روز عملی نبود و در نهایت کنار گذاشته شد .

 

شکل شماره ۲۹ – نبرد کوستوزا از سری نبردهای انقلابیون ایتالیا با اتریش در طی انقلاب ایتالیا برای اولین بار از بمباران هوائی استفاده شد , شهر ونیز بمباران شد 

۶) ژاک شارل و اولین بالن هیدروژنی

در همان سالی که برادران مون گل فیه بالن هوای گرم را ساختند دانشمندی به نام ژاک الکساندر سزار شال مخترع، دانشمند، ریاضی‌دان و شیمی‌دان فرانسوی (متولد ۱۲نوامبر ۱۷۴۶- وفات ۷ آوریل ۱۸۲۳) با کمک‌خلبانش برادران رابرت اولین بالون پرشده از هیدروژن را در ۲۷ اوت ۱۷۸۳ به پرواز درآوردند. سپس او و همکارش تا ارتفاع حدود ۵۵۰ متر با بالون سرنشین‌دارشان بالا رفتند؛ که ابتکارشان در استفاده از هیدروژن برای بالا بردن، باعث شد که این نوع بالون به نام شارلیر نامیده شود. (همان‌طور که نام مون‌گلفیر برای بالون هوای گرم استفاده شد).

 

 شکل شماره ۳۰ – ژاک شارل

 ۷) زيپلین و کشتی هوائی

بالن هائی که در ابتدا ساخته شدند قابلین مانور نداشتند یعنی نمی توانستند به هر طرف خواستند حرکت کنند و اختیار آنها بدست باد بود نه تنها جهت حرکت را نمی توانستند تعیین کنند بلکه سرعت هم بدست باد بود ( البته ارتفاع را با کم و زیاد کردن هوای گرم و در بالن های هیدروژنی با کیسه های شن و کم کردن گاز داخل بالن تنظیم می کردند ) و بنابر این قابل استفاده در صنعت حمل و نقل و …. نبودند  مدت ها طول کشید تا بالن به وسیله مناسب برای حمل و نقل و حمل مسافر تبدیل شود .
بالن هائی که در مقیاس بزرگ برای حمل مسافر و بار بکار می رفت و می رود .در دو نوع کشتی هوائی و زیپلین ساخته شد و مورد بهره برداری قرار گرفت .
۱-۷) زیپلن  : زِپْلین (به آلمانی: Zeppelin) نوعی کشتی هوایی است که با گاز هیدروژن پر شده و به پرواز درمی‌آید. زپلین‌ها در سه دههٔ اول قرن بیستم کاربردهای تجاری – نظامی زیادی داشتند. اما پس از چند اتفاق ناگوار و آتش‌سوزی چند مدل مشهور این وسیله، از جمله هیندنبورگ در سال ۱۹۳۷ دیگر زپلین به عنوان وسیله مسافرتی به کار گرفته نشد. و تنها برای عکس‌برداری یا امور تبلیغاتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سازندهٔ این وسیله شخصی به نام فردیناند آدولف آگوست هنریش فن زپلین بود که شرکت لوفت‌شیفباو زپلین را که بزرگترین تولیدکننده‌ی کشتی‌های هوایی بود بنیان گذارد .
بین اکتبر ۱۹۲۹ یعنی هنگامی که گرف زپلین اولین سرویس ماوراء اقیانوس اطلس را افتتاح کرد، و ۶ می۱۹۳۷، که هیندنبورگ آتش گرفت، کشتی‌های هوایی اصلی‌ترین شیوه مسافرت هوایی با مسافت زیاد بودند.

  

شکل شماره۳۱- زیپلن

۱-۷) کشتی هوائی : کشتی هوایی نوعی بالن است که موتور دارد . (در واقع نمونه تکمیل شده همان زیپلن ها هستند) مدل‌های پیشرفته آن برای شناور ماندن در هوا با گاز هلیم پر می‌شوند. در زیر آن اتاقکی قرار دارد که می‌تواند تا بیست نفر مسافر حمل کند. موتورهایی که پروانه‌ها را می‌چرخانند تا کشتی هوایی را به جلو ببرند به این اتاقک متصل می‌شوند. بر خلاف بالون، حرکت کشتی‌های هوایی به باد بستگی ندارد. خلبان می‌تواند آن را به وسیله یک سکان بزرگ هدایت کند. کشتی هوایی نیز مانند هواپیما سکانِ افقیِ متحرکی دارد که باعث می‌شود کشتی هوایی صعود کند یا شیرجه برود. یک کشتی هوایی با طول ۶۰ متر می‌تواند ۲۰ نفر را در خود جای دهد. کشتی هوایی از اتاقک، موتورها، سطوح کنترل، دماغه، بال و بالون تشکیل شده‌است .

 

شکل شماره ۳۲ – کشتی هوایی زپلین ان‌تی ساخت آلمان 

۴- هواپیما

کوشش های بشر برای پرواز از دیر باز معطوف به این بود که مانند پرندگان با بال زدن پرواز کنند . از عباس ابن فرناس که بال هائی به خودش بست تا حتی طرح های داوینچی همه بر همین منبا بود . در حالی که اگر کمی دقت می کردند می دیدند حتی در میان پرندگان بسیاری همچون پرندگان شکاری ( عقاب و شاهین و… ) با بال های ثابت در هوا باقی می مانند یعنی با بال زدن از زمین بلند می شوند و بعد از اوج گرفتن از بال زدن فقط برای حرکت به جلو و سرعت گرفتن استفاده می کنند . بنابر این اولین قدم در ساختن وسیله قابل استفاده برای پرواز خداحافظی با بال زدن بود.در عوض نیروی جلوبرنده وسیله پروازی ( هواپیما ) را باید نیروی دیگری تامین کند .
در این قسمت در مورد هواپیما و چگونکی کارکرد آن توضیح می دهیم  .

۱) چه نیروهائی به هواپیما وارد می شود ؟

شکل شماره ۳۳ نیروهای وارد بر هواپیما را نشان می دهد

شکل شماره  ۳۳-نیروهائی که به هواپیما وارد می شود

به هواپیمای در حال پرواز چهار نیرو وارد می شود .
۱) نیروی وزن(Weight) که همیشه هواپیما را به طرف پائین می کشد .
۲) نیروی بالابرنده(Lift) که با نیروی وزن مخالفت می کند و هواپیما را به طرف بالا می کشد .
۳) نیروی جلو برنده که از کارکرد ملخ یا موتور جت حاصل می شود (Thrust)
۴)نیروی مقاومت هوا(Drag)که حالت خاصی از نیروی اصطکاک است که از حرکت هواپیما در هوا حاصل می شود .
در هواپیمای در حال پرواز با ارتفاع ثابت نیروهای عمودی (وزن و نیروی بالا برنده ) با هم برابر وهمچنین نیروهای افقی(نیروی جلوبرنده و مقاومت هوا) نیز هم با هم برابرند.چنانکه یکی از این نیروها بزرگتر شود هواپیما را به همان جهت می کشاند.مثلا اگرنیروی وزن از نیروی بالا برنده بیشتر شود هواپیما رو به پائین حرکت کرده و اگر نیروی بالا برنده از وزن هواپیما بیشتر شود هواپیما اوج می گیرد . و کنترل این نیروها دست خلبان است .
نیروی وزن که وزن هواپیما می باشد , مقدار ثابتی است و نیروی جلو برنده هم به قدرت و کارکرد موتورها بستگی دارد و نیروی مقاومت هوا هم به سرعت و شکل هواپیما بستگی دارد . در اینجا راجع به نیروی بالابرنده توضیح می دهیم ولی قبل از آن در مورد قانون برنولی توضیح می دهیم .
نکته : در روی بال های هواپیما اهرم هائی تعبیه شده که می تواند شکل بال ها را تعغیرات کوچکی بدهد به کمک این اهرم ها خلبان می تواند نیروی بالا رونده را کم و زیاد کرده و ارتفاع هواپیما را تنظیم کند همچنین به کمک همین اهرم ها روی دم هواپیما جهت حرکت و… هم تنظیم می شود .  

۲)دانیل برنولی و قانون برنولی

 این قانون اولین بار توسط دانیل برنولی (فیزیکدان و ریاضیدان هلندی تبار سوئیسی ۱۷۰۰ تا ۱۷۸۲ وی فرزند یوهان برنولی ودروتی فالکنر و عضوی از خانوادهٔ برنولی‌ها بود. نام او را در فارسی «دانیل برنوئی» هم نوشته‌اند.) در سال ۱۷۶۲بیان شد خلاصه آن به این صورت می باشد :

شکل شماره  ۳۴ – دانیل برنولی

در هر سیال وقتی سرعت کم می شود فشار زیاد شده و بر عکس یعنی هرچه سرعت بیشتر می شود فشار کمتر می شود . ( سرعت و فشار نسبت عکس با هم دارند ) در طبیعت کاربردهای مختلفی برای قانون برنولی وجود دارد و دستگاه های مختلفی بر پایه این قانون ساخته شده اند. .

شکل شماره  ۳۵ – قانون برنولی

 ۳) نیروی بالابرنده (Lift)در هواپیما چگونه بوجود می آید ؟

در شکل شماره ۳۶ جریان هوائی که در نقطه M به بال ها می رسد به دو قسمت (مسیر A و مسیر B) تقسیم می شود . این دو جریان باید در یک زمان به نقطه N برسند بنابر این چون مسیر حرکت جریان هوا در قسمت بالای بال (مسیر A) بیشتر است , سرعت جریان هوا در مسیرA(بالای بال) هم باید بیشتر از سرعت جریان هوا در مسیرB(پائین بال) باشدتا دو جریان(جریان A وB  ) بتوانند همزمان به نقطه N برسند.
طبق قانون برنولی چون سرعت در مسیرA  بیشتر و در مسیر B کمتر است . فشار در مسیر A کمتر و در مسیر Bبیشتر می شود و مطابق شکل شماره ۳۷ یک ناحیه کم فشار در بالای بال ها و یک ناحیه پر فشار در زیر بال ها ایجاد می شود .
از طرفی فشار متناسب است با نیرو یعنی در یک سطح مساوی هرچه فشار بیشتر باشد نیرو هم بیشتر می شود پس نیروئی که به پائین بال وارد می شود از نیروئی که به بالای بال وارد می شود بیشتر می شود و این همان نیروی بالا برنده است . خلاصه آن را می توان در اینجا بیان کرد که در آن : 
Va و Vb سرعت جریان هوا در دو مسیر
Pa و Pb فشار در بالا و زیر بال
Fa و Fb نیروی وارد شده به بالا و پائین بال می باشد
چون Fb>Fa می باشد نیروئی رو به بالا به بال ها و هواپیما وارد می شود و این همان نیروی بالابرنده می باشد

شکل شماره ۳۶- سرعت جریان هوا در دو قسمت بال
شکل شماره ۳۷- افزایش فشار هوا در قسمت پائین بال و بوجود آمدن نیروی بالابرنده

مقدار این نیرو به سرعت هواپیما و طول و شکل بال ها همچنین غلطت و فشار هوا دارد هرچه سرعت هواپیما و فشار هوا بیشتر باشد نیروی بالابرنده هم بیشتر است علاوه بر آن نیروی بالابرنده بستگی به وزن و اندازه و شکل بال ها هم دارد بنابر این اگر سرعت هواپیما از یک حدی کمتر شود هواپیما سقوط می کند .

۴) پرواز پرندگان

 اساس پرواز پرندگان هم بر همین مبنا می باشد . تنها تفاوت در این است که در هواپیما نیروی جلوبرنده از موتور جت یا ملخی تامین می شود ولی در پرندگان با بال زدن , پرندگان با بال زدن هوا را بسرعت به طرف پائین هل می دهند و خودشان به طرف بالا اوج می گیرند ضمن آن که نیروی جلوبرنده به سمت جلو را هم از همین راه تامین می کند . در پرندگان کوچک بخاطر جثه ضعیف تر و قدرت کمتر برای پرواز مستقیم باید بیشتر بال بزنند ولی در پرندگان بزرگ و شکاری بال زدن تنها برای ایجاد نیروی جلوبرنده و اوج گرفتن می باشد و وقتی پرنده سرعت و ارتفاع کافی پیدا کرد می تواند با بال های ثابت به حرکت خود ادامه دهد .
نکته : برای تعغیر مسیر و ارتفاع همچنین فرود  و اوج گرفتن چه در هواپیما چه در پرندگان مکانیسم های خاصی در روی بال ها و همچنین دم ها تعبیه شده است که در  اینجا دیگر به آنها نمی پردازیم .

 

شکل شماره  ۳۸ – مقایسه بال هواپیما  و بال پرندگان

۵ ) برادران رایت و اختراع هواپیما

 برادران رایت (به انگلیسی  Wright brothers) اُرویل Orville( متولد ۱۹ اوت ۱۸۷۱- درگذشته در ۳۰ ژانویه ۱۹۴۸) و ویلبر رایت Wilbur( متولد ۱۶آوریل ۱۸۶۷-درگذشته در ۳۰ می۱۹۱۲) دو برادر آمریکایی اهل اوهایو بودند که به خاطر اختراع اولین هواپیمای قابل کنترل موتوردار و سنگین‌تر از هوا در تاریخ ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳ مشهور شدند.
آنها قبل از نخستین پروازشان سال‌ها بر روی گلایدرها (گلایدر به هواپیما های بدون موتور می گویند ) و وسایل نقلیه مشابه کار می‌کردند. در سال ۱۸۹۹ بعد از آن که با خبر شدند یک گلایدر سوار بخاطر سقوط گلایدر کشته شده به فکر افتادند که بر روی گلایدر موتور نصب کنند و حرکت هواپیما را خودشان عهده بگيرند برای ایجاد نیروی جلو برنده هم از ملخ استفاده کنند . همچنین روشی منطقی برای هدایت هواپیما درحین حرکت ابداع کردند که به همین خاطر هم شهرت دارند .

شکل شماره ۳۹ – برادران رایت
شکل شماره ۴۰ – اولین هواپیمای ساخته شده و اولین پرواز

۶ ) پیشرفت صنعت هواپیماسازی

 بعد از اختراع هواپیماتوسط برادران رایت ابتدا خود آنها سال به سال اختراعشان را تکمیل تر کردند و در سال ۱۹۰۸ شروع به بستن قرارداد با دولت های آمریکا و فرانسه کردند ( ویلبر رایت با دولت فرانسه و اُرویل رایت با دولت آمریکا) که البته این دولت ها آنها را مجبور به پرواز در ملاء عام کردند.که هر دو از این آزمون ها سربلند بیرون آمدند . پس از موفقیت در ثبت و انجام قرارداد با دولت‌های فرانسه و آمریکا، ادعاهای قانونی علیه برادران رایت قوت گرفت. برخی شرکت‌ها نیز با نقض قانون پتنت (انحصار تولید توسط مخترعان ) این دو نفر، اقدام به ساخت و فروش هواپیما کردند. در نهایت دادگاه‌های آمریکا رای را به سود برادران رایت دادند و آنها توانستند جریمه‌ی زیادی از شرکت‌های ناقض حقوق دریافت کنند.
بعد از آن صنعت هواپیماسازی بسرعت رشد کرد شروع جنگ جهانی اول و استفاده از هواپیما برای جاسوسی و نقشه برداری وبعدپیاده کردن نیرو پشت خطوط دشمن و در نهایت بمباران شهرها باعث رشدسریع این صنعت شد.
اولین حمله هوایی با حمله یک هواپیمای آلمانی به شهر لیژ در بلژیک در ۶ اوت ۱۹۱۴در ششمین روز آغاز جنگ جهانی اول صورت گرفت که بر اثر آن ۹ غیرنظامی کشته شدند .
بعد از آن از هواپیما برای حمل مسافر و بار و… به صورت وسیع استفاده شد و هر روز این صنعت بیشتر تکمیل شد و این روند هنوز هم ادامه دارد . که بحث در مورد آن در حوصله این مقاله نیست .

۵- هلی کوپتر ( بالگرد )

هلی کوپتر (Helicopter) نوعی وسیله پروازی است که بلند شدن آن از روی زمین , تعادل آن در هوا و پیشرانش آن بر خلاف هواپیما که با بال های ثابت صورت می گیرد با چرخیدن یک یا دو پروانه افقی صورت گرفته از این رو در فارسی واژه “ بالگرد “ را بکار می برند .
بالگردها یکی از پر استفاده ترین وسائل پروازی به حساب می آیند این وسیله در سه محور می‌تواند حرکت کند. یک خلبانِ بالگرد باید از دو دست و دو پای خود برای خلبانی استفاده کند که این امر نیاز به مهارت و قدرت تفکر بالا دارد.در این قسمت راجع به بالگرد ,  تاریخچه آن و چگونگی پرواز آن توضیح می دهیم .

۱) تاریخچه بالگرد

 اولین بار در حدود ۴۰۰ سال پیش چینی ها اسباب بازی به شکل بالگرد برای بچه ها ساختند . همچنین لئوناردو داوینچی و یک روسی به نام میخائیل لومونوسوف نیز طرح هائی برای بالگرد ارائه دادند که هیچکدام اجرا نشدند . چون نمی توانستند از چرخش بخش اصلی یدنه به دور خود جلوگیری کنند .
همچنین مدل های مختلفی ساخته شدند که هیچکدام کارائی نداشتند . اولین پرواز موفقیت آمیز در سال ۱۹۰۷ در فرانسه ( البته یک ماکت کوچک ) انجام شد که فقط ۲۰ ثانیه در ارتفاع ۳۰ سانتی متری معلق ماند و هفت سال بعد دو افسر مجارستانی بالگردی را ساختند که پروازهای مختلفی در ارتفاع بالا انجام دادند و لی انتظارات را برآورده نکردند و در سال ۱۹۳۶ شرکت آلمانی «فوک ولف» بالگردی ساخت که سرعت آن ۷۰ مایل بر ساعت و تا ارتفاع ۱۱ هزار پایی بود. و در سال ۱۹۴۰و هم‌زمان با پیشرفت در ساخت موتورهای هم‌محور (موتورهایی که در آن نیروی پیشران و پسران هر دو ملخ توسط یک موتور تولید می‌شود) بالگرد رسما وارد صنعت حمل و نقل و امور نظامی شد .

۲) بالگرد چگونه پرواز می کند

  همان چهار نیروئی که بر هواپیما در هوا  وارد می شود بر بالگرد هم وارد می شود ( نیروی جلوبرنده , مقاومت هوا , نیروی وزن , نیروی بالابرنده ) با این تفاوت که نیروی بالابرنده مانند هواپیما از حرکت بالگرد در هوا و اختلاف فشار بین بال ها بوجود نمی آید . بلکه نیروی بالابرنده بر اثرحرکت سریع پروانه های افقی (در صنعت هوافضا به این پروانه ها ملخ می گویند ) بالگرد به وجود می آید به این صورت که باچرخش سریع پروانه ها (ملخ ها) هوا با فشار زیادی به پائین بالگرد حرکت می کند (باد شدیدی به طرف پائین ایجاد می شود ) و عکس العمل این نیروی بالا برنده را ایجاد می کند .
برای حرکت رو به جلو (نیروی جلوبرنده) کافی است پروانه ها به جای افقی کمی مایل ( زاویه نسبت به سطح افق داشته باشند ) بچرخند همین نیروی جلو برنده را  نیز ایجاد می کند و نکته جالب این که اگر پروانه ها ( ملخ ) به جای متمایل شدن به جلو به سمت عقب متمایل شود نیروی جلوبرنده در جهت عکس عمل خواهد کرد و نتیجه این که اگر بالگرد در حال حرکت به سمت جلو باشد مانند ترمزی حرکت را متوقف خواهد کرد و اگر در هوا معلق باشد به صورت عقب گرد ( دنده عقب ) خواهد رفت .

درشکل های شماره ۴۱ تا۴۳ موقعیت بالگرد و زاویه ای که ملخ بالای بالگرد با سطح افق می سازد نشان داده شده است . چرخش ملخ بالا یک نیرو ایجاد می کند در صورتی که محور ملخ افقی باشد این نیرو  فقط عمودی بوده و در جهت مخالف نیروی وزن می باشد و  اگر به سمت جلو مایل باشدبه دو نیرو تجزیه شده قسمتی درجهت خلاف وزن می باشد و قسمتی روبه جلو و نیروی جلوبرنده را تامین می کند و اگر مایل به سمت عقب باشد باز هم به دو نیرو تجزیه شده قسمت عمودی خلاف وزن و قسمت افقی هم بالگرد را به عقب حرکت می دهد

 

شکل شماره ۴۱ – بالگرد در حال سکون است ( ملخ بالا کاملا افقی است )

شکل شماره ۴۲ – بالگرد در حال حرکت رو به جلو است (ملخ بالا مایل به جلو است )

شکل شماره ۴۳ – بالگرد در حال حرکت رو به عقب است  (ملخ بالا مایل به عقب است )

نکته ۱ : آنچه مهم است مایل بودن یا عمود بودن محور ملخ بالا می باشد و این به معنی مایل بودن خود بالگرد نیست . در بالگردهای مدرن برای مایل کردن محور ملخ نیازی به مایل کردن بالگرد نیست آنچه در شکل دیده می شود برای نشان دادن جهت نیروهای وارد شده و جهت حرکت است .
نکته ۲ :در واقع وقتی بالگرد در جهت جلو یا عقب حتی با سرعت ثابت حرکت می کند. همواره باید نیروی مقاومت هوا را خنثی کند بنابر این حتی در این حالت (سرعت ثابت) هم باید محور ملخ مایل باشد . تنها در صورتی که بالگرد در هوا معلق باشد. ملخ بالا افقی و محورش عمودی است .  

۳) نقش ملخ دم بالگرد

وقتی بالگرد در هوا حرکت می کند و یا معلق است هیچ تکیه گاهی ندارد . چرخش ملخ بالای بالگرد ضمن ایجاد نیروی بالابرنده و جلوبرنده , طبق قانون سوم نیوتن (قانون عمل و عکس العمل ) گشتاوری ( طبق تعریف گشتاور عاملی است که باعث چرخش می شود ) هم در جهت عکس چرخش ملخ به بالگرد می دهد . (شکل شماره ۴۴)
بنابراین، بالگرد باید یک سامانه برای جلوگیری از چرخش بدنه داشته باشد. در بیشتر بالگردها، این کار توسط ملخی که بر روی دم آنها با زاویه حمله متغیر انجام می‌گیرد. این ملخ که با یک نسبت تبدیل ثابت توسط ملخ اصلی می‌چرخد، نیروی رانشی در صفحه افقی و در خلاف جهت گشتاور عکس‌العمل ایجاد می‌کند. حدود ۵ تا ۳۰ درصد از توان موتور (بسته به اندازه و طراحی بالگرد) صرف چرخاندن ملخ دم بالگردها می‌شود. ( شکل شماره ۴۴ )

 شکل شماره ۴۴ – نقش ملخ کناری بالگرد 

 ۴) مزیت های بالگرد به هواپیما

بالگرد نسبت به هواپیما توانائی های بسیار زیادی دارد کارهای زیادی می تواند انجام دهد که از هیچ وسیله نقلیه دیگر بر نمی آید در اینجا تعدادی از کارهائی که یک بالگرد می تواند انجام دهد و هواپیما نمی تواند به شرح زیر است :
۱) هواپيما براي اينكه در هوا بماند و سقوط نكند بايد هميشه سرعتي رو به جلو داشته باشد . اما بالگرد محتاج به اين سرعت نيست و مي تواند در هوا بايستد .
۲) هواپيما به نسبت بزرگي خود براي پرواز ميدان بزرگ مي خواهد و مانعي هم نبايد در سر راهش باشد . ولی بالگرد محتاج به ميدان پرواز نيست مانعي هم سر راه خود ندارد چون عمودي بلند مي شود .
۳) هواپيما هنگام طوفان و خطر و تاريكي هوا ميدان وسيعي لازم دارد و بايد بطبقات بالاتر پرواز كند و احياناً به خطر مي افتد . اما بالگرد هنگام خطر پائين تر آمده در زير طبقات ابر و طوفان به حركت خود ادامه مي دهد و در حال خاموشي هم به سهولت به زمين مي نشيد .
۴) هواپیما نمی تواند به عقب حرکت کند ولی بالگرد می تواند به عقب هم حرکت کند(مانند دنده عقب )

۵) مزیت های هواپیما نسبت به بالگرد

با این وجود هواپیما هم مزیت های زیادی نسبت به بالگرد دارد .
۱) بالگردها در سرعت پرواز از محدودیت خاصی برخوردارند. بدین معنی که از نظر فیزیکی امکان پرواز با سرعتی فراتر از آن را ندارند. در صورتیکه بالگرد با سرعتی بیش از ۴۰۰ کیلومتر در ساعت پرواز کند، پره های بالگرد قابلیت بالابرنده خود را از دست می دهند و بالگرد سقوط خواهد کرد. درحال که درهواپیما این محدودیت سرعت را نداریم و بسیاری از هواپیماها هزاران کیلومتر در ساعت سرعت دارند . بنابراین برای پرواز های طولانی نمی توان بجای هواپیما از بالگرد استفاده کرد . همچنین برای کاربردهای نظامی ( جنگنده ها و بمب افکن ها )
۲) حداکثر اوج گیری هواپیما ۱۸ و در بالگرد ۹ کیلومتر است بنابر این برای پرواز در ارتفاع بالا هواپیما بهتر است.
۳) خلبانی بالگرد بسیار سخت و مشکل تر از هواپیما می باشد. برای تربیت خلبان بالگرد ده ها برابر هواپیما باید هزینه کرد . این مسئله به علاوه هزینه های پروازی و نگهداری بالگرد باعث می شود هزینه حمل و نقل و مسافر با بالگرد بسیار گران تمام شود در حالی که در صنعت هواپیمائی با ساختن هواپیماهای غول پیکر و حمل بار و مسافر به مقدار بسیار زیاد این هزینه ها کاهش می یابد و قابل استفاده عمومی می باشد . در حالی که در بالگرد این امکانات وجود ندارد .
از این رو تنها برای مواردخاص (که بر شمردیم) که هواپیما نمی تواند کارائی لازم را داشته باشد از بالگرد استفاده می کنند . و برای حمل و نقل عمومی و بار بیشتر از هواپیماهای بزرگ استفاده می کنند .

شکل شماره  ۴۵ – آنتی‌پود (Antipode) سریعترین هواپیمای جهان با سرعت ۰۰۰ر۲۰ کیلومتر در ساعت

برای مطالعه مقاله های روانشناسی اینجا  را کلیک کنید .

عکس های طبیعت, طبیعت خوانسار , شکوفه های بهاری  , گلستان کوه ,دانلود آلبوم های کامل بهترین و زیباترین عکس ها ,آلبوم هائی با صدها عکس کیفیت بالا ,  در هیچ کجای اینترنت این عکسها را پیدا نمیکنید , عکس هابدون استفاده از تکنیک های فتوشاپ تهیه شده , کاملا طبیعی 

برای آموزش کامل و حرفه ای گوگل مپ روی شکل زیر کلیک کنید

همه جیز در مورد گوگل مپ

۱) هر گونه اظهار نظر را در فرم اظهار نظر کاربران وارد کنید .
۲) نظرات بعد از تایید مدیریت نشان داده می شود .
۳) با انتقادات و پیشنهادات سازنده خود ما را هرچه بیشتر  همراهی کنید . مدیریت از انتقادات و پیشنهادات سازنده شما استقبال میکند .
۴) هرگونه بهره برداری : کپی تمام و یا قسمتی از مطالب این سایت بدون ارجاع منبع آن ممنوع می باشد .
۵) تکثیر فایل های Pdf با ذکر منبع آزاد ولی فروش آن تحت هر عنوان و با ذکر منبع هم ممنوع می باشد .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نکته ۱ : آنچه مهم است مایل بودن یا عمود بودن محور ملخ بالا می باشد و این به معنی مایل بودن خود بالگرد نیست . در بالگردهای مدرن برای مایل کردن محور ملخ نیازی به مایل کردن بالگرد نیست آنچه در شکل دیده می شود برای نشان دادن جهت نیروهای وارد شده و جهت حرکت است .
نکته ۲ :در واقع وقتی بالگرد در جهت جلو یا عقب حتی با سرعت ثابت حرکت می کند. همواره باید نیروی مقاومت هوا را خنثی کند بنابر این حتی در این حالت (سرعت ثابت) هم باید محور ملخ مایل باشد . تنها در صورتی که بالگرد در هوا معلق باشد. ملخ بالا افقی و محورش عمودی است .  

۳) نقش ملخ دم بالگرد

وقتی بالگرد در هوا حرکت می کند و یا معلق است هیچ تکیه گاهی ندارد . چرخش ملخ بالای بالگرد ضمن ایجاد نیروی بالابرنده و جلوبرنده , طبق قانون سوم نیوتن (قانون عمل و عکس العمل ) گشتاوری ( طبق تعریف گشتاور عاملی است که باعث چرخش می شود ) هم در جهت عکس چرخش ملخ به بالگرد می دهد . (شکل شماره ۴۴)
بنابراین، بالگرد باید یک سامانه برای جلوگیری از چرخش بدنه داشته باشد. در بیشتر بالگردها، این کار توسط ملخی که بر روی دم آنها با زاویه حمله متغیر انجام می‌گیرد. این ملخ که با یک نسبت تبدیل ثابت توسط ملخ اصلی می‌چرخد، نیروی رانشی در صفحه افقی و در خلاف جهت گشتاور عکس‌العمل ایجاد می‌کند. حدود ۵ تا ۳۰ درصد از توان موتور (بسته به اندازه و طراحی بالگرد) صرف چرخاندن ملخ دم بالگردها می‌شود. ( شکل شماره ۴۴ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

۴) مزیت های بالگرد به هواپیما

بالگرد نسبت به هواپیما توانائی های بسیار زیادی دارد کارهای زیادی می تواند انجام دهد که از هیچ وسیله نقلیه دیگر بر نمی آید در اینجا تعدادی از کارهائی که یک بالگرد می تواند انجام دهد و هواپیما نمی تواند به شرح زیر است :
۱) هواپيما براي اينكه در هوا بماند و سقوط نكند بايد هميشه سرعتي رو به جلو داشته باشد . اما بالگرد محتاج به اين سرعت نيست و مي تواند در هوا بايستد .
۲) هواپيما به نسبت بزرگي خود براي پرواز ميدان بزرگ مي خواهد و مانعي هم نبايد در سر راهش باشد . ولی بالگرد محتاج به ميدان پرواز نيست مانعي هم سر راه خود ندارد چون عمودي بلند مي شود .
۳) هواپيما هنگام طوفان و خطر و تاريكي هوا ميدان وسيعي لازم دارد و بايد بطبقات بالاتر پرواز كند و احياناً به خطر مي افتد . اما بالگرد هنگام خطر پائين تر آمده در زير طبقات ابر و طوفان به حركت خود ادامه مي دهد و در حال خاموشي هم به سهولت به زمين مي نشيد .
۴) هواپیما نمی تواند به عقب حرکت کند ولی بالگرد می تواند به عقب هم حرکت کند(مانند دنده عقب )

۵) مزیت های هواپیما نسبت به بالگرد

با این وجود هواپیما هم مزیت های زیادی نسبت به بالگرد دارد .
۱) بالگردها در سرعت پرواز از محدودیت خاصی برخوردارند. بدین معنی که از نظر فیزیکی امکان پرواز با سرعتی فراتر از آن را ندارند. در صورتیکه بالگرد با سرعتی بیش از ۴۰۰ کیلومتر در ساعت پرواز کند، پره های بالگرد قابلیت بالابرنده خود را از دست می دهند و بالگرد سقوط خواهد کرد. درحال که درهواپیما این محدودیت سرعت را نداریم و بسیاری از هواپیماها هزاران کیلومتر در ساعت سرعت دارند . بنابراین برای پرواز های طولانی نمی توان بجای هواپیما از بالگرد استفاده کرد . همچنین برای کاربردهای نظامی ( جنگنده ها و بمب افکن ها )
۲)حداکثر اوج گیری هواپیما ۱۸ و در بالگرد ۹ کیلومتر است بنابر این برای پرواز در ارتفاع بالا هواپیما بهتر است.
۳) خلبانی بالگرد بسیار سخت و مشکل تر از هواپیما می باشد. برای تربیت خلبان بالگرد ده ها برابر هواپیما باید هزینه کرد . این مسئله به علاوه هزینه های پروازی و نگهداری بالگرد باعث می شود هزینه حمل و نقل و مسافر با بالگرد بسیار گران تمام شود در حالی که در صنعت هواپیمائی با ساختن هواپیماهای غول پیکر و حمل بار و مسافر به مقدار بسیار زیاد این هزینه ها کاهش می یابد و قابل استفاده عمومی می باشد . در حالی که در بالگرد این امکانات  وجود ندارد .
از این رو تنها برای مواردخاص (که بر شمردیم) که هواپیما نمی تواند کارائی لازم را داشته باشد از بالگرد استفاده می کنند . و برای حمل و نقل عمومی و بار بیشتر از هواپیماهای بزرگ استفاده می کنند .

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *