un

guest
1 / ?
back to lessons

ترحيب

شاهد البشر الطيور منذ الآف السنين وسألوا: كيف يفعلون ذلك؟ أجاب الأخوان وايت في 17 ديسمبر 1903 - 12 ثانية من الطيران الماهر والتحكم في كاتي هاك، نورث كارولينا. في غضون 66 عامًا، وثق البشر على القمر.

الطيران ليس سحرًا. إنها فيزياء: نفس الفيزياء التي توضح لماذا يرتفع طائرة الكراسي، لماذا ينزلق الكرة المطاطية المنحنية، و لماذا ينساب طائرة ورق عبر الغرفة. كل طائرة طارت على الإطلاق، من طائرة وايت فلاي إلى بوينغ 787، تتبع نفس المبادئ الأساسية.

يتناول هذا الدرس تلك المبادئ: القوى الأربعة للطيران، وكيف يتحكم الطيارون في الطائرة، والأدوات التي تتيح لهم التنسيق، والطقس الذي يمكن أن يوقفهم أو يقتلهم، والمسارات المهنية التي تضع الناس في مقاعد الطائرات، ومكاتب التحكم، ومحلات الصيانة.

سواء كنت ترغب في الطيران، بناءً، ترميم، أو إدارة الطائرات: كل ذلك يبدأ من هنا.

التمرين الساخن

قبل بدء الدرس

طائرة تجارية مثل بوينغ 737 تزن حوالي 80,000 كجم عندما تكون محملة بالكامل. لا توجد بها بالونات، ولا غاز أخف من الهواء، ولا صواريخ. إنها حاوية من الفولاذ مع رجلين محفورتين على أجنحتها. ومع ذلك، تصل إلى 35,000 قدم وتسير بسرعة 500 ميل في الساعة لعدة ساعات.

قطع عرضي للجناح يظهر كيف يتم توليد الرفع

في كلماتك الخاصة، لماذا يولد الجناح الرفع؟ ما الذي يسمح بوزن طائرة ثقيلة بالبقاء في الهواء؟

الرفع والاحتكاك والقوة والوزن

القوى الأربعة

Four forces acting on an aircraft in flight

يخضع كل طائرة طائرة في الطيران لضغط أربعة قوى بالتحديد:


الرفع يعمل عموديًا على الرياح النسبية (الزephyر الذي يواجهه الجناح). يتم توليد الرفع بواسطة الفارق في الضغط عبر الجناح. يعتمد الرفع على السرعة الجوية والكثافة الجوية ومساحة الجناح وتصميم الجناح وزاوية الاعتدال.


الوزن يعمل بشكل مستقيم نحو مركز الأرض. إنها قوة الجاذبية على الطائرة وكل ما فيها: الوقود والمسافرين والمحمل. يغير الوزن خلال الطيران عندما يتم حرق الوقود.


القوة المحركة هي القوة الأمامية التي يتم إنتاجه بواسطة المحركات: المضخة، والطائرة التوربينية، والمروحة التوربينية أو الصاروخ. تعتمد القوة المحركة على تسريع الطائرة وتحافظ على السرعة الجوية ضد مقاومة الاحتكاك.


المقاومة هي القوة الخلفية التي ترفض حركة الطائرة عبر الهواء. هناك نوعان رئيسيان: المقاومة الفطرية (الاحتكاك والشكل المقاوم للمحمل، والأذرع، والأنتيناس) التي تزداد مع السرعة، والمقاومة المُحثة (نتيجة لإنشاء الرفع) التي تقل مع السرعة.


في الطيران المستقيم والمنصف بدون تسارع، يكون جميع الأربعة القوى في توازن: الرفع يساوي الوزن والقوة المحركة تساوي المقاومة. يغير أي قوة من القوى الأربعة ويتسارع الطائرة أو يرتفع أو ينزل أو يلتف.

القوى في العمل

التوازن ومرحلة ما بعد ذلك

قسم الجسم الجوي مع خطوط بيرنولي المنخفضة والعالية وزاوية الاعتدال

فهم الأربعة القوى ليس فقط علميًا، بل هو كيفية تفكير الطيارين. كل مرحلة من مراحل الطيران هي توازن مُدارة لهذه القوى. الإقلاع: تزيد القوة المحركة عن المقاومة. الصعود: يزيد الرفع عن الوزن. الهبوط: يزيد الوزن عن الرفع.

تعتبر تفاعل أنواع المقاومة مهمة بشكل خاص. عند السرعات المنخفضة، يكون الرفع المُحث مرتفعًا (يعمل الجناح بجد في زاوية اعتدال عالية). عند السرعات العالية، يكون المقاومة الفطرية مرتفعًا (يتجاوز الجسم الهوائي المزيد من التدفق الجوي النسبية). هناك سرعة حيث يكون مجموع المقاومة أقل: هذه السرعة للمسافة القصوى والاستمرارية.

تطير طائرة في حالة ثابتة وسرعة جوية ثابتة طيران مستقيم. يقلل الطيار من قوة المحرك بنسبة 20% دون لمس أي تحكم آخر. مرر بتفاعل كل من القوى الأربعة ووصف التسلسل الزمني الذي يتبع ذلك. ماذا تفعل الطائرة، ومن حيث ستصل بالانتهاء؟

الجناحان العموديان، الجناح المنحني، والراكب

ثلاثة محاور دوران

أجهزة التحكم في الطيران: الجناحان العموديان، الجناح المنحني، والراكب، والجناحان المنفتحان - رؤية من الأعلى

تدور الطائرة حول ثلاث محاور، كل منها يتحكم بأجهزة تحكم محددة:


محور طولي (الانزلاق): يتحكم به الجناحان العموديان، التي توجد على حافة الذيل الخلفية لكل جناح. قم بتحريك المفتاح التحكمى إلى اليسار وسيذهب الجناح العمودي الأيسر لأعلى (تقليل الرفع على هذا الجناح) بينما سيذهب الجناح العمودي الأيمن لأدنى (زيادة الرفع). الطائرة تانزلق إلى اليسار. الانزلاق هو كيفية تحول الطائرات: الانحناء نحو الانحناء حتى يكون جزء من الرفع يجر الطائرة حول المثلث.


محور جانبي (الانحدار): يتحكم به الجناح المنحني على الجناح المنحني في الخلف. انزع المفتاح وسيذهب الجناح المنحني لأعلى، مما يجعل الذيل يتنزل والرأس يرفع. التحكم بالانحدار يتحكم في زاوية الاصطدام، والانحدار بشكل غير مباشر، سرعة الهواء.


محور عمودي (التوجيه): يتحكم به الراكب على العمود المائل. اضغط على ركبة الراكب الأيسر وسيذهب الراكب لأيسر، مما يجعل الذيل يميل إلى اليمين والرأس يسارا. يستخدم الراكب بشكل أساسي لتزامن الدورات والرد على التوجيه العكسي، وليس لتحويل الطائرة بمفردها.


الجناحان المنفتحان هما أجهزة تحكم متصلة على حافة الذيل الخلفية لكل جناح. يتم تمديدها خلال الإقلاع والهبوط، حيث يزيد الرفع والاحتكاك، مما يجعل الطائرة تتمكن من الطيران بسرعات أقل من الهواء. يغير الجناحان المنفتحان شكل الجناح.


التناسب يتيح للطيار تحديد موضع الجانب العمودي الطبيعي للجناح المنحني حتى تظل الطائرة في موقف الانحدار المرغوب فيه بدون ضغط مفتاح مستمر. التناسب المناسب يقلل بشكل كبير من عبء العمل الطيار.

الطيران المتزامن

دوران الطائرة

ضغط الدوران المائل: هندسة قوة الرفع عند 0 و 30 و 60 درجة من الميل

تعتقد العديد من الأشخاص أن الطائرات تدوّر باستخدام الرافعة مثل السفينة. في الواقع، تدوّر الطائرة عن طريق ميل الجوانب حتى يكون جزء من قوة الرفع يُجبر على سحب الطائرة حول الدائرة في الاتجاه الأفقي. مهمة الرافعة في الدورة هي التنسيق، لتوجيه الأنف نحو مسار الطائرة وإبقاء الطائرة من عدم الانزلاق أو الانزلاق.

في الدوران المائل، يتم تحويل جزء من قوة الرفع التي كانت تدعم وزن الطائرة إلى اتجاه أفقي. هذا يعني أن هناك قوة أقل متاحة لرفع الطائرة عموديًا، لذا فإن الطائرة تتناقص في الارتفاع ما لم يزد الطيار ضغط اليد (أو أضاف قوة) لزيادة إجمالي قوة الرفع.

يدخل الطيار إلى دورة مائلة بزاوية 30 درجة على ارتفاع ثابت. كيف يجب على الطيار زيادة ضغط اليد على المقود (رفع الرأس قليلاً) للحفاظ على الارتفاع في الدورة؟ ما الذي يحدث للضغط العمودي (وزن الظاهر للنزلاء) ولماذا تتطلب الدورات الجانبية العميقة ضغطًا إضافيًا كبيرًا أكثر من الدورات الجانبية ضيقة؟

السكس-سيك & أنظمة التنقل

الستة أدوات الطيران الأساسية

السكس-سيك: مؤشر سرعة الهواء، ومؤشر الاتجاه، ومقياس الارتفاع، ووحدة التنسيق الدوار، ومؤشر الاتجاه، ومؤشر سرعة الارتفاع العمودي

يظهر كل طائرة من نوع سيسبنا 172 إلى إيرباص A380 معلومات الستة الأساسية في كل مكان، تُعرض بشكل تقليدي في صفين من ثلاثة (السكس-سيك):


مؤشر سرعة الهواء: يظهر معدل السرعة للطائرة عبر الهواء (وليس على الأرض). يتم تشغيله بواسطة نظام pitot-static: يحتوي أنبوب pitot الموجه للأمام على قياس ضغط الهواء المضغوط، وفتحات الستاتيك تقيس ضغط الوسط. الفرق هو ضغط الدفع الديناميكي، والذي يظهر سرعة الهواء.


مؤشر الاتجاه (المنظار الاصطناعي): يظهر معدل الانحدار والانزلاق للطائرة بالمقارنة مع المنظور. هذا هو الأداة الأكثر أهمية للطيران في السحب أو في الليل عندما يكون المنظور الطبيعي غير مرئي.


بارومتر: يظهر الارتفاع فوق مستوى سطح البحر، بناءً على ضغط الجو المقياس بواسطة فتحة الستاتيك. يعدّل الطيارون على ضغط البارومتر للاعتبار لضغط المنطقة المحلية.


مؤشر التحويل: يظهر معدل التحويل والجودة: ما إذا كانت الطائرة متماثلة أو تزلج أو تقلق.


مؤشر الاتجاه المغناطيسي (الجيرو الموجه): يظهر اتجاه الطائرة المغناطيسي. أكثر استقراراً من مقياس المغناطيس في الاضطرابات أو التغييرات.


مؤشر سرعة الارتفاع أو الانخفاض (VSI): يظهر معدل الارتفاع أو الانخفاض بالدقائق لكل قدم.


التنقل

VOR (VHF Omnidirectional Range): أجهزة الإشارة الأرضية التي تنتج راديات من جميع الجهات: الأطوال المغناطيسية من المحطة. يتبع الطيارون راديات محددة للتنقل بين VORs. هذا كان العمود الفقري للتنقل عبر المدارى منذ الخمسينيات من القرن الماضي.


GPS: التنقل بالاساطير يسيطر الآن. يمكن للمنهجات GPS الحديثة指导 الطائرة إلى ما تحت 200 قدم من محور الممر في عدم الرؤية.


IFR vs VFR: القواعد الطيران البصري (VFR) تتطلب مرجعًا بصريًا للأرض والقواعد المناسبة للطقس (المرئية، والتباعد السحابي). القواعد الطيران بالمؤشرات (IFR) تسمح بالطيران في السحب والظروف المنخفضة باستخدام المعدات والمعلومات والارشادات من ATC. IFR يتطلب تراخيص IFR ومعدات الطائرة المجهزة ومخطط رحلة مسجل.

الطيران في الظلام

عندما لا يمكن رؤية شيء

الإشكالية المكانية هي واحدة من أهم الأسباب في حوادث الطائرات العامة المميتة. نظام الوعي البشرية (الأذن الداخلية) تطورت للواقي المشي وليس الطيران. في السحب أو في الليل بدون محور مرئي، سيخدع جسدك: قد تشعر بالوضع المستقيم عندما تكون في انحراف 30 درجة، أو تشعر بأنك تصعد عندما تتنزل.

توفي جون إف كينيدي الابن في عام 1999 عندما قام بتحليق طائرته بيبر ساراتوجا فوق المياه المليئة بالغبار ليلاً. لم يكن مرخصًا للطيران بلا أداة. بدون محور مرئي، ربما دخل في دورة المذبح: انحناء متزايد تدريجي من الانحدار الذي يبدو مثل الطيران المستقيم للوعي الداخلي.

هل الطيار الخاص الذي لا يملك ترخيص IFR يطير فوق الماء في الليل. السماء صافية ولكن لا توجد أضواء على الماء أسفلها، والمنظور غير مرئي من البحر الأسمر. يبدأ الطيار في الشعور بالتوتر وينتبه إلى أن سرعة الهواء تزداد. باستخدام معرفتكم بالمؤشرات والتشوهات الفضولية المكانية، توضح ما يحدث معقولاً، المؤشرات التي يجب أن يركز عليها، والمعلم الذي يتعلم هذا السيناريو حول الحدود للطيران VFR.

خطر الطقس للطيارين

الطقس يقتل الطيارين

قطاع الجدران الباردة والحارة: أنواع السحب والخطر والتركيب الجوي

الطقس هو العامل الأكثر شيوعًا في الحوادث الجوية العامة المميتة. ليس بسبب عدم التنبؤ بالطقس: بل لأن الطيارين يتخذون قرارات سيئة بشأنه.


الجوانب: يضغط الجانب البارد تحت الجو الدافئ، مما يخلق منطقة ضيقة من الطقس العنيف: العواصف الرعدية والجريان الزاوي والتurbulence. الجوانب الدافئة تتدفق فوق الجو البارد، مما يخلق مناطق واسعة من السحب المنخفضة والامطار وخفوت الرؤية. معرفة نوع الجانب المضطرب يخبرك بما ينتظرك من مخاطر.


الضجيج: يأتي الضجيج الميكانيكي من الرياح التي تتدفق فوق الأراضي. يأتي الضجيج convective من الصعودات الحرارية في أيام ساخنة. الضجيج الجوي النقي (CAT) يحدث في الارتفاع العالي بالقرب من التيارات الجوية بدون توقع مرئي. الضجيج من التروس الخلفية لطائرات الثقيلة يمكن أن يقلب طائرة صغيرة.


الجليد: الجليد الهيكلي يحدث عندما تتصاعد قطرات الماء المتصلبة وتجمد على الاحتكاك مع الطائرة. الجليد على أجنحة الطائرة يدمر السرعة والزيادة في المقاومة. الجليد على المضخة يقلل من القوة. الجليد على أنبوب pitot يتعطل مؤشر سرعة الهواء. معظم الطائرات الصغيرة ليست مرخصة للطيران في ظروف الجليد المعروف.


الكثافة الارتفاعية: الهواء الساخن والرطب والارتفاع هو رقيق. الطائرة تؤدي مثل أنها كانت في ارتفاع أعلى: طول مسار الإقلاع، معدل الصعود المحدود، القوة المحركة المحدودة. قد يكون المضمار الآمن للاستخدام على مستوى البحر في الصباح الباكر في خطأ خطير في 5،000 قدم ارتفاع في بعد الظهر الساخن.

الذهاب أو لاذهاب

اتخاذ القرار الجوي

كل رحلة تبدأ بقرار الذهاب/اللاذهاب. الطيارين المحترفون يستخدمون إطار مساعد: PAVE (الطيار، الطائرة، البيئة، الضغوط الخارجية) و IMSAFE (المرض، الأدوية، الضغط، الكحول، الإرهاق، الجوع). هذه القوائم توجد لأن hazard الأكثر خطورة في الطيران ليست العواصف الرعدية أو إخفاق المحركات: إنها الطيار الذي قرر الذهاب قبل تقييم مخاطر.

Get-there-itis، ضغط الانتهاء من الرحلة على الرغم من تدهور الأحوال الجوية، هو نمط أكثر فتكًا في الطيران العام. قدمنت NTSB المئات من حوادث القتل التي تم التحقيق فيها حيث قرر الطيار الطيران إلى الطقس المعروف السيء بسبب الشعور بأنهم كانوا بحاجة إلى الوصول إلى وجهتهم.

كمتدرب طيار خاص تتخطى مسافة طيران VFR. تقول تقرير الطقس: السقف 3000 قدم ونزول، الرؤية 5 أميال في الضباب مع تكرار 3 أميال في الضباب، فرق درجة حرارة / نقطة العرق 2 درجة مئوية ونزول، ومرور جبهة بردية إلى وجهتك في 4 ساعات. باستخدام نموذج PAVE و فهمك للخطر الطقس، مرر في قرارك الذهاب/اللاذهاب. ما الخطر المحدد الذي تIDENTIFY، وما قرارك؟

أين يذهب الطيران

شهادة الطيار

شهادة الطيار الخاص (PPL): 40 ساعة طيران إعدادًا أدنى (متوسط وطني 60-70 ساعة). تسمح لك بالطيران في الطائرات المحركة بالطاقة الواحدة في ظل ظروف الجو المعتدلة (VFR)، وحمل الركاب، لكن ليس لأغراض التعويض. تكلفة: 10,000-15,000 دولار.

الترخيص بالطيران بناءً على الأدوات (IR): تدريب إضافي للطيران في السحب & الضوضاء المنخفضة باستخدام الأدوات. مطلوب للغالب للطيران المهني & يوصى به بشدة من حيث السلامة.

الترخيص بالطيران التجاري (CPL): 250 ساعة إعدادًا أدنى. تسمح لك بالطيران لأغراض التعويض: ربط الأعلام، استطلاعات الجو، الرحلات المشتراة.

الطيار النقل الجوي (ATP): 1,500 ساعة إعدادًا أدنى (1,000 للجيش، ATP محدد 750 لبعض البرامج). مطلوب للعمل كقائد في شركة الطيران. هذا هو أعلى شهادة طيار.


مهن طيران أخرى

ميكانيكي الطائرات (إطار وطاقة): فني صيانة الطائرات معتمدون من إدارة الطيران الفيدرالية (FAA). 18-24 شهر دراسة أو تجربة عسكرية متساوية. طلب كبير، دفع جيد، & لا تقلق أبداً من سوق العمل: الطائرات دائمًا تحتاج إلى صيانة.

مراقب حركة الطائرات (ATC): يديرها إدارة الطيران الفيدرالية (FAA). يجب الحصول على وظيفة قبل عمر 31. تحديد نافذة من خلال اختبار الذكاء الفني للاتصالات الجوية (FAA's AT-SA). ضغط عالي، دفع جيد، التقاعد الإلزامي عند عمر 56. رواتب بداية تبلغ حوالي 40,000 دولار خلال التدريب، والمراقبون الخبراء يكسبون 100,000-180,000 دولار.

طيار الدرون (Part 107): شهادة الطيار البعيد من إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) للعمليات التجارية لطائرات الدرون. اختبار كتابة فقط، لا يتطلب ساعات الطيران. فتح مجالات في التصوير الجوي، الاستطلاع، الفحص، الزراعة، & العقارات. أكبر قطاع نمو في الطيران.

النفق المILITARY: جميع الأقسام تشغل الطائرات. الطيارون العسكريون يتلقون تدريب عالمي الفئة في مقابل تعهد الخدمة (عادة 10 سنوات للطيارين). الكثير من الطيارين في الخطوط الجوية ينتقلون من مهن عسكرية. الميكانيكيون العسكريون & مراقبو حركة الطائرات أيضاً ينقلون بشكل جيد إلى مهن مدنية.

التركيب

تجميعها جميعًا

انك الآن تفهم القوى الأربعة للطيران، وكيف يتحكم pilots في الطائرة، وكيف يظلوا آمنين في السحب، ولماذا الطقس هو الخطر الأكثر فتكا في الطيران العام، وكيفية توفر المسارات المهنية في الصناعة.

يجزي الطيران بين الأشخاص الذين يفكرون في الأنظمة: القوى تتفاعل مع التحكم، والتحكم يتفاعل مع الأجهزة، والأجهزة تتفاعل مع الطقس، والطقس يتفاعل مع القرارات. أفضل pilots، وميكانيكيين، ومشغلين للطائرات ليست هم الذين لديهم أسرع تفاعلات. هم هم الذين يفكرون في المستقبل.

تحث طالب عمره 17 عام يرغب في مهنة في الطيران لكنه غير متأكد مما إذا كان يجب أن يتبع مسار الطيار، مسار الميكانيكي A&P، أو مسار ATC. يحب العمل باليد، هو جيد في الفيزياء، ويرغب في استقرار الوظيفة. باستخدام ما تعلمت حول مبادئ الطيران، ثقافة السلامة، & أشوار المهنة، قدم توصية & تبريرها بتوصيلها مع المعرفة الفنية من هذا الدرس.