المبحث الثاني: أنواع الطائرات

أولاً: الأنواع الأخف من الهواء

          هي إما بالونات Balloons، أو مناطيد Airship، يمكن أن يحملها الهواء، ويهيئ لها البقاء معلقة في الفضاء، معتمدة على خفة وزنها، وقلة كثافتها، وتتوقف على:

1.   بعض الخواص الاستاتيكية والديناميكية، وتخضع لنظرية أرشميدس القائلة بأن: الجسم المغمور في الماء يكون مدفوعاً من أسفل إلى أعلى، بقوة تساوى وزن الهواء المزاح.

2.   نوع الغاز المستعمل، ويفضّل الأقل كثافة وغير قابل للاشتعال .

3.   المادة المصنوعة منها، ويجب أن تكون لها قوة تماسك كبيرة، وسطح أملس.

4.   حجمها الكلى، الذي كلما كبر زادت قوة رفعه للأشياء. فإذا كانت القوة الناشئة من الدفع السفلي، وقلة كثافة الغاز أكبر من الوزن الكلى حدث الارتفاع في الجو.

البالونات:  BALLOONS

          البالون عبارة عن غلاف قوى كبير الحجم، مانع لتسرب الغازات، مملوء بغاز كثافته أقل من الهواء، وضغطه يزيد بقليل عن الضغط الجوي العادي. وشكله الخارجي إما كروي، أو كمثري، أو بيضاوي، يتصل بأسفله بواسطة أسلاك، أو حبال طويلة متينة، وسلة كبيرة يجلس فيها الركاب، وتوضع داخلها الأثقال: والبالون إما حر أو مقيد.

1. البالون الحر FREE BALLOON

          غالباً ما يكون كروي الشكل، مثبت في أسفله صمام للتحكم في الضغط الداخلي للغاز. والبالون الحر لا يمكن توجيهه أو قيادته، لأن حركته تنقاد باتجاه الرياح، التي تختلف تبعاً للارتفاع ووجود الجبال، والمنخفضات . ويحمل البالون الحر عدداً من الأكياس المملوءة بالرمل، فإذا أريد الارتفاع في الجو ألقى بعض هذه الأكياس فيخف الوزن ويرتفع البالون، أمّا إذا أريد الهبوط فيفتح صمام الغاز ليتسرب جزء منه إلى الخارج، وبذلك تقل القوة الرافعة فيهبط البالون. ويستعمل البالون الحر كوسيلة من وسائل التسلية والرياضة، وفي دراسة طبقات الجو العليا .

2. البالون المقيد KITE  BALLOON

          يعتمد على الخواص الاستاتيكية والديناميكية؛ إذ يسبب انخفاض كثافة الغاز، الموجود داخل الغلاف الكمثري الشكل، قوة رافعة تعاونها قوة أخرى ناشئة من تأثير الرياح، على الشكل الخارجي الانسيابي. والبالون المقيد مزود بثلاثة زعانف في مؤخرته لحفظ توازنه، وهى خالية من الغاز، ولكنها دائماً منفوخة بالهواء، الذي يمر خلال ثقوب بأسفلها .وتقيد حركته بحبل طويل متين مثبت بمقدمته، ومتصل برافعة على الأرض.

المنطاد AIRSHIP

          يتكون المنطاد من غلاف مقطعه انسيابي، وتركيبه قوي، وسطحه الخارجي أملس قليل المقاومة، مملوء بغاز منخفض الكثافة . ويثبت في أسفله محرك أو أكثر، ويمكن لقائده السيطرة عليه وتوجيهه. كما يثبت ببطنه حجرة كبيرة، لنقل الركاب والبضائع .

          والمنطاد إما أن يكون متماسك الأجزاء، أو نصف متماسك، أو غير متماسك. وفي جميع الحالات تكون مقدمته مقوّاة بضلوع معدنية مدفونة في الغلاف، لمقاومة تأثير الرِّياح. ويحتوى على صمامات ذاتية لمنع ازدياد الضغط الداخلي عند الارتفاع، وكذلك لضمان الاتزان والتوجيه أثناء الحركة.

ثانياً: الأنواع الأثقل من الهواء

          لكي يحلق جسم أثقل من الهواء، فلا بد أن يعتمد على قوة رافعة، ناتجة من رد فعل الهواء على أجزاء ملحقة بهذا الجسم، لها قطاعات انسيابية خاصة، وقدرة على إيجاد قوى تساوي وزن الجسم، على الأقل، وفي اتجاه مضاد، عندما تخترق الهواء بسرعة نسبية معينة.

          ويشمل هذا النوع عدة مجموعات وأقسام، أهمها:

المجموعة الأولى: الطائرات المرفرفة

          وهي أول طريقة فكر فيها الإنسان، منذ قديم الزمان، في محاولته الطيران، وذلك برفع الأجنحة وخفضها كما تفعل الطيور. وقد فشلت أكثر المحاولات، التي أجريت في هذا الصدد، غير أنه يعتقد أن المستقبل سيكون لهذا النوع.

المجموعة الثانية : الطائرات اللفافة

1. الطائرات العمودية HELICOPTER

          هذا النوع من الطائرات يمكنه الصعود والهبوط في اتجاه عمودي على سطح الأرض. وكذلك يمكنه الطيران المستقيم بواسطة مراوح رافعة، أو أجنحة متحركة، تدور في مستوى أفقي أعلى جسم الطائرة بتأثير قوة محرك أو أكثر. وهذه الطائرات غير مزودة بأجنحة ثابتة، ولا أسطح قيادة متحركة، كما لا توجد بها مجموعة ذيل؛ إذ تنشأ القوة الرافعة اللازمة من دوران المروحة الرافعة الأفقية، وتنشأ قوة السحب الأمامية من ميل أو تحريك المحور الرأسي لهذه المروحة، كما يستعان بمروحة صغيرة مركبة بمؤخرة الطائرة، لتوجيهها والمحافظة على اتزانها.

2. الأوتوجيرو  AUTOGYRO

          تشبه الطائرة العمودية في خوصها، وإن اختلفت عنها في نظيرتها. فالمروحة الرافعة الأفقية حرة، لا تدور بواسطة المحرك. كما أنها مزودة بمروحة أخرى أمامية قاطرة، كما في الطائرة العادية، لإعطائها سرعةً كافية لإدارة المروحة الأفقية، التي تعمل على رفع الطائـرة. وكثيراً ما تحتوى على أجنحة صغيرة، ومجموعة ذيل؛ للمحافظة على اتزانها أثناء طيرانها، وهى غير قابلة للانهيار؛ لحرية دوران مروحتها العليا.

          وتجدر الإشارة إلى أن طائرات المجموعة الأولى والمجموعة الثانية، إضافة إلى الطائرات العادية الشائعة ـ الطائرات التجارية النفاثة ـ كلها توضع تحت ما يسمى بالطائرات البرية. وهذه الطائرات تزود بعجل سفلي مكون من ثلاث مجموعات؛ إحداها يثبت بالذيل، أو في مقدمة جسم الطائرة، والعجل السفلي إما أن يكون ثابتًا، أو يمكن رفعه بعد الإقلاع؛ ليقلل مقاومة الهواء ويزيد سرعة الطائرة، وقد يحل محل الثلاث مجموعات زحافات للإقلاع والهبوط فوق الثلوج، في المناطق الثلجية.

          وهناك مجموعة أخرى من الطائرات البحرية SEA  PLANES، وهى مزودة بمحركات، وأجنحة ثابتة، وأسطح قيادة متحركة، يمكنها التحليق في الهواء، والهبوط أو الإقلاع، من فوق سطح الماء. وهى مصممة بطريقة خاصة ومزودة بالمعدات اللازمة لضمان سلامة تحركها، فوق سطح البحر. ومن الطائرات البحرية ما يسمى "الطائرات ذات العوامات"، ومنها ما يسمى "السفن الطائرة". فالطائرات ذات العوامات لها عوامتان متوازيتان، مثبتتان أسفل الجناحين، بينهما مسافة تكفي لضمان اتزان الطائرة، عندما تكون في حركة، أو سكون فوق سطح الماء. وهما تسببان مقاومة كبيرة عند اختراقها الهواء، وتتكون كل عوامة من عدة غرف مستقلة مغلقة؛ لمنع خطر تسرب الماء داخلها. أما السفن الطائرة FLYING  BOAT، فأكبر حجماً من النوع السابق، ويشبه جسمها جسم البواخر، وتعتمد في حركتها، وسيرها، وإقلاعها، وطيرانها، على محركات مكبسية، أو نفاثة، مثبتة بعيداً عن سطح الماء. كما يوجد أسفل كل جناح، بالقرب من طرفه، عوامة لحمايته من الغوص في الماء، إذا مالت الطائرة أثناء الدوران. وعندما تكون السفينة الطائرة في الجو، فإنها لا  تختلف عن الطائرة العادية، أما إذا هبطت على سطح الماء، فإنها تشبه الباخرة.

          وهناك مجموعة أخرى من الطائرات تسمى "الطائرات البرمائية" AMPHIBIANS، وهى تشبه في تركيبها، وشكلها، وتصميمها السفينة الطائرة، غير أنها مزودة بمجموعة عجل سفلي كالطائرة البرية، يمكن رفعها والهبوط بها فوق سطح الماء، أو خفضها والنزول على سطح الأرض. وهناك مجموعة من الطائرات تسمي "الطائرات الشراعية" GLIDERS، وهي لا تختلف في شكلها، وتصميمها، وتركيب أجزائها عن الطائرات البرية العادية، إلاّ أنها غير مزودة بأي نوع من المحركات ولا عجل سفلي؛ إذ يستعاض عنها بزحافات، أو عجلة واحدة ثابتة، أو منفصلة. وتعتمد هذه الطائرة على قوة الجاذبية الأرضية، والسرعة النسبية الأمامية، في تحركاتها، ودورانها، وهبوطها إلى الأرض. وتكتسب الطائرة الشراعية سرعتها النسبية بسحبها بسلك قوي طويل؛ بواسطة طائرة عادية، أو سيارة قوية، أو ونش خاص، أو بواسطة انزلاقها، أو قذفها من ارتفاعات عالية (انظر شكل الأجسام الطائرة).