صورة رائعة لاختراق حاجز الصوت...

هذهالصورة الرائعة لطائرة الـSuper Hornet أثناء اختراقها لحاجز الصوتحينكانت تطير بسرعة تفوق الـ900 كم في الساعة خلال أحد العروض الجويةفينيويورك بالولايات المتحدة.وطائرة الـSuper Hornet هي أحد الطائرات التيبدأت البحرية الأمريكيةفي استخدامها في العام 1999، وتصل تكلفة الواحدةمنها إلى 35 مليون دولار.وللمزيد من المعلومات عن هذه ظاهرة يمكنكم قراءةهذا المقال نقلاً عن مجلة الطيران والفضاء:

يتسمعنصر السرعة في وقتنا الحاضر بأهميةقصوى , لتحقيق الاتصال بين مختلف بلدانالعالم ذات المسافات الشاسعة ,فكلما كانت المسافة أكبر , كانت الحاجة أشدإلى وسيلة مواصلات تتميزبالراحة والأمان والسرعة .
وينطبق هذا علىالطيران العسكري أيضا , فقد تميزت الطائرات المقاتلة الحديثة بسرعات أكبرتمكنها من شن الهجوم والفرار في لحظات .منذ ظهور الطائرات ذات المحرك عام1903، وسرعتها في تزايد مستمر، فمن64 كلم / ساعة ، في أول العهد بالطائراتالى 7242 كلم / ساعة ، في بعضالطائرات الحديثة . والتي نطلق عليهاالطائرات الأسرع من الصوت .
يعتقد عامة الناس عندما يسمعون ، أو يقرءونعن طائرة اخترقت حاجز الصوت ،ان الطيار استطاع ان يخترق بطائرته حاجزاضخما، يعترض طريق الطائرات فيالفضاء . والواقع انه لا يوجد مثل هذا الحاجزبالمعنى الذي يتخيله البعض .
خلال الحرب العالمية الثانية ، اكتشفالطيارون المقاتلون ، ان إعادةالطائرة ( التي كانت تعمل بمحرك ذي كباسات )إلى وضعها الطبيعي – بعدالدخول بها في غطسة حادة ، وازدياد سرعتها لدرجةكبيرة تقترب من سرعةالصوت ، خلال الاختبارات أو عند الاشتباك مع طائراتمعادية – يعتبر منالأمور الصعبة ، حيث أنها كانت تتعرض لهزات عنيفة ، تصلإلى حد فقدانالتوازن وعدم القدرة على التحكم في الطائرة في بعض الاحيان .
وقداكتسب الطيارون خبرة في التعامل مع هذه التأثيرات التضاغطية ، كماكانتتسمى آنذاك . على الرغم من عدم بلوغ أي من تلك الطائرات سرعة الصوت .ونشأعن هذا الكفاح المستميت ، ببلوغ سرعات أكبر وأكبر، ظهور فكرة ” حاجزالصوت” .
وقد قام العالم النمساوي ” ارنست ماخ ” خلال القرن التاسع عشر،بأبحاث حولانتقال موجات الصوت في الهواء. وتقديرا لجهود هذا العالم الجليلفي هذاالمجال ، فقد اتفق على تسمية سرعات الطائرة ، التي تقرب من سرعةالصوتبدلالة أرقام تسمى أرقام ” ماخ ” ، فعلى سبيل المثال ، اذا كانتالطائرةتنطلق بسرعة 1225.5 كلم / ساعة على مستوى سطح البحر، عندها يقال إنسرعتهاتساوي 1 ماخ ، إما اذا كانت سرعة الطائرة 2124 كلم / ساعة وعلىارتفاع12.19 كلم عن سطح البحر، فإن سرعتها تساوي 2 ماخ ، بينما يطلق علىالطيرانالذي يقل عن 1 ماخ ، اصطلاح ( طيران أدنى من سرعة الصوت Sub Sonic)،بينما يسمى الطيران بسرعات تزيد على ذلك بالطيران ( الأسرع من الصوتSuperSonic ) .


يعتبرانتشار الصوت بمثابة موجة تنتشر خلالالهواء، بطريقة تماثل اتساع موجاتالماء ، التي تتولد عندما يلقي احدناحجرا في ماء ساكن . وتتناسب سرعةموجات الصوت في الهواء ، مع الجذرالتربيعي لدرجة ( الحرارة المطلقة ”Absolute Temperature ” ) ، إذ نجد انموجات الصوت خلال الهواء الموجود عندمنسوب البحر- حيث تبلغ درجة الحرارةالمتوسطة حوالى 15 درجة مئوية تنتقلبسرعة 1225.5 كلم / ساعة . ونجد كذلكان السرعة تتناقص كلما ارتفعنا عنمنسوب سطح البحر، نتيجة لانخفاض درجةالحرارة باطراد، حتى نصل الى 1112.5كلم / ساعة ، عند ارتفاع 10.97 كلم .ونتيجة لعدم حدوث انخفاض ملموس فيدرجات الحرارة أعلى من هذا الارتفاع ،فإنه لا يحدث انخفاض ملحوظ في السرعة.
Mach is the ratio of aircraft True air speed ” T.A.S ” to the Speed of Sound
Mach = T.A.S / S.S ” Speed of Sound “
36 × الجذر التربيعي لدرجة الحرارة المطلقة = S.S
لنفرض ان طائرة تطير بسرعة 0.8 ماخ , هذا يعني 80% من سرعة الصوت .
ماالذي يحدث للهواء عندما تشق الطائرةطريقها خلاله ؟ وللإجابة عن هذا السؤال: ان الهواء يسلك عند السرعاتالمنخفضة ، سلوكا يجعله يبدو كما لو كان غازاغير قابل للانضغاط . أو انهلا يحدث زيادة في الضغط أمام الطائرة ، التيتطير بسرعة منخفضة ، وذلكلوجود فسحة من الوقت أمام جزيئات الهواء كي تبتعدعن مسار الطائرة . ولكنمع تزايد سرعة الطائرة ، تقل تدريجيا الفرصة أمامهذه الجزيئات للابتعادعن مسار الطائرة . فإذا وصلت سرعة الطائرة الى سرعةالصوت ، اصبحت سرعتهامماثلة لسرعة تحرك جزيئات الهواء ، عندها ينتقل هذاالتضاغط للجزيئات علىهيئة موجة صدم ، وحيث تتزايد مقاومة الهواء لحركةالطائرة بمعدل زمني رهيب. فإذا تعدت سرعة الطائرة هذا الحد تعين عليها بذلقدرة أكبر للتغلب علىمقاومة الهواء لحركتها ، وعندها يصحب تكوّن موجاتالصدم هذه ، حدوث انهيارفي سريان الهواء خلف الطائرة ، يؤدي إلى تقليلفاعلية اجهزة التحكمبالطائرة ، الشيء الذي اشرنا اليه بالهزات العنيفةالتي اكتشفها طياروالمقاتلات اثناء الحرب العالمية الثانية . وعندها نسمعتلك الفرقعةالهائلة المزعجة .
موجات في دوائر متتابعة
انانتشار الموجات الناتجة عن ضغط الطائرةلجزيئات الهواء ، يحدث دائما فيدوائر متتابعة ، وبانتشارها يصل الجزءالأسفل منها إلى سطح الارض ليحدث فيآذاننا تلك الفرقعة الهائلة التينسمعها، شبيهة بالموجات التي تحدثهاالقنابل عند انفجارها .
وتكون هذه الموجات شكلا هندسيا مخروطيا حول الطائرة ، وهي تشق طريقها في الجو .
لذلكفان مرور طائرة ، تفوق سرعتها سرعة الصوت فوق المدن ينتج عنه أمريشاهدهالكثيرون ، وهو اغلاق النوافذ ، والأبواب ، والإطاحة بالأشياءالخفيفةالوزن ، وكسر زجاج النوافذ وغيرها من الأمور التي اعتادها سكانالمدن التىتتعرض للغارات الجوية .
تعتبر طائرة التجارب الامريكية ” بل . اكس ”أول طائرة تطير بسرعة الصوت ،حيث بلغت سرعتها ” 1.06 ” ماخ يوم 14اكتوبر1947 ، إلا انه بعد أعوامقليلة تمكنت أغلب المقاتلات النفاثة تعديسرعة 1 ماخ وذلك أثناء حركاتالانقضاض .
وقد بنيت هذه المقاتلات علىأساس الفكرة الألمانية الخاصة بالامتدادالتراجعي للأجنحة من أجل خفضمقاومة الهواء ، رغم عدم قدرة محركاتها علىاكسابها سرعة تصل إلى سرعةالصوت اثناء الطيران المستوي .
كذلك تعتبر الطائرات الاميركية من طراز” ف 100 سوبر سابر” التي ظهرت عام1953 أول طائرة أسرع من الصوت ، حيث وصلتسرعتها الى ” 1.25 ” ماخ أثناءالطيران المستوي .
في أوائل عام 1975 ،كانت طائرة الاستطلاع الأميركية ” لوكيهد سي ر – 71 ”، والطائرةالاعتراضية السوفياتية ” ميغ – 25 ” التي يطلق عليها الغرب اسم” فوكسبات“، اسرع طائرتين في العالم ، حيث يمكن لأي منهما الانطلاق بسرعة3 ماخ(حوالى 3218 كلم / س ) على ارتفاعات تصل الى 24.38 كلم .
وفي يوم 3أكتوبر 1967 تفوقت طائرة الأبحاث الأميركية ” اكس – 15 ” على ماعداها منالطائرات ، إذ حققت سرعة بلغت 6.72 ماخ (حوالى 7297 كلم / س ) .
ونتيجةلهذه الزيادة الهائلة في مقدار السرعة ، فقد ظهر اصطلاح جديد يطلقعلىالسرعات التي تزيد على 5 ماخ أسم ( فرط صوتية Hyper Sonic ) .
وقد ظهرتعدة تصميمات حديثة للطائرات ، تهدف إلى مضاعفة قوة السحب عندالسرعاتالمرتفعة ، مع بلوغ ارتفاعات عالية عند السرعات المنخفضة . وتتميزهذهالتصميمات بالأجنحة التي يمكن تغيير شكلها الهندسي ، اذ يمكن تغييرزاويةالامتداد التراجعي بصفة مستمرة ، لتوفير أفضل كفاءة عند كل سرعةبعينها.ولا تزال الأجنحة ذات الشكل المثلث ( الدلتا ) أقل التصميماتتكلفة ،وأخفها وزنا. وقد وقع الاختيار على هذا النموذج من الاجنحة عندتصميمالطائرة السوفياتية ” تي يو 144 ” و ” الكونكورد ” البريطانية /الفرنسيةالصنع وهما الطائرتان المدنيتان الوحيدتان اللتان اجتازتا سرعةالصوت .
*****************************************

مشكوره على هذه المعلومه الجد قيمه

كل الشكرعلى هذه المشاركه

مع ملاحظه فصل الكلمات عن بعضها

مع ملاحظه فصل الكلمات عن بعضها

مشكور ع التنبيه
لك كل شكري على مرورك الرائع ومتابعتك الدائمة..

موضوع مميز بالفعل

لكم كل الشكر على المرور الرااائع