الأخ سالم .. أليك مثال ..
نفترض ان طائرتك على ارتفاع 30 ألف قدم بينما توقفت كل المحركات و بدأت في أجراء Gliding , بصورة ادق هناك جداول في مانيوال الطائرة لأختيار زاوية الـ Dive او الأنحدار والتى تحقق انسب L/D Ratio , بحيث ان تكون السرعة على هذه الزاوية توفر كمية الرفع المطلوبة دون فقد جزء من السرعة بواسطة الـ Drag ..
طيب مادام انت طلبت منى مثال و انا بحب اوصل المعلومة كاملة , سأشرح اولاً ما معنى L/D ..
يشير حرف الـ L لقوة الرفع , و حرف الـ D لقوة السحب .. وهو نسبة كمية الرفع التى يولدها الجناح لمقاومة الهواء نتيجة تحركه خلال الهواء , و كلما كانت النسبة كبيرة .. اي ان توليد قوة الرفع يتم بأدنى قوة مقاومة هواء كان هذا هو المطلوب لتوفير الوقود و للـ Climb performance , و للـ
Gliding ratio
يعنى ايه Gliding ratio ؟ - هي نسبة المسافة الأرضية التى تطيرها الطائرة بالنسبة للأرتفاع المفقود , بمعنى ان Gliding Ratio 1:3 تعنى ان كل 1,000 قدم يفقد من الأرتفاع يوازي 3,000 قدم مسافة أرضية .. يتفاوت الـ Gliding ratio من طائرة لأخرى حسب وزنها وقت الحاجة للـ Gliding و ارتفاع الكروز و ارتفاع طبقة التروبوبوز ( كثافة الهواء ) , و لكن بشكل عام يتراوح الـ Gliding ratio للطائرات التجارية من 1:17 الى 1:20 .. اي ان كل فقد 1,000 قدم ارتفاع يوازي من 17,000 لـ 20,000 قدم مسافة ارضية ..
نرجع تانى لقصة الـ L/D , احنا كدا عرفنا ان النسبة دي هي كمية الرفع مقسومة على كمية مقاومة الهواء , و طول ما سرعة الطائرة بتزيد , الرفع هيزيد , و مقاومة الهواء هتزيد .. الشق الأول مطلوب زيادته ( الرفع) , و الشق الثاني مطلوب تقليله لحدوده الدنيا ( مقاومة الهواء) , هنا بقى نوصل لنقطة تحديد الـ Best Gliding Speed , او هي انسب سرعة عندها يتم توفير اقصى كمية رفع بأقل كمية مقاومة هواء .. لأن ذلك سيؤدي لزيادة الـ Glide ratio و بالتالى زيادة المسافة الأرضية لتغطية عدد اكبر من المطارات ..
يتم تحديد الـ Optimum or Best Gliding Speed عن طريق الـ graph التالي ( مشابهاته حسب طراز الطائرة و ظروف الـ Gliding ) ..
الـ Induced Drag هي مقاومة الهواء التى يولدها الجناح نتيجة توليده قوة الرفع , بمعنى انه كلما انخفضت سرعة الطائرة ( عمود الـ Airspeed الأفقى ) لتوفير نفس كمية الرفع , يجب زيادة الـ Angle of attack , فتزيد الـ Drag .. في هذا الموقف نسمي هذا الـ Drag بـ Induced Drage , و لهذا تلاحظ انحراف منحنى الـ Induced drag لأعلى (يزداد الـ Total Drag - العمود الرأسي ) كلما انخفضت الـ Airspeed .
الـ Form Drag او ما يسمي ايضاً بالـ Parasite Drag هو مقاومة الهواء التى يولدها اي جزء من الطائرة ( حتى الجناح ) و لكن ليس لغرض توليد رفع , بل لغرض التقدم Acceleration .. و هنا يكمن الفرق بين الـ Induced والـ Parasite ..
الـ Induced Drag مرتبط بالجناح ( توليد الرفع فقط و الـ Angle of attack ) , و الـ Parasite Drag مرتبط بكل جسم الطائرة ( حتى الجناح و لكن للتقدم فقط ) ..
ومن الـ Graph نلاحظ ان الـ Form Drag ( ايضاً يسمي بالـ Parasite ) , يزداد كلما زادت السرعة ..
الهدف هنا زيادة السرعة لتوفير اكبر قدر ممكن من الرفع , و لكن بزيادة السرعة تزداد الـ Parasite Drag , يصبح ليس هناك مشكلة لو المحركات شغالة لأنها تجبر الطائرة على التقدم ضد مقاومة الهواء , و لكن بدون المحركات تسيطر الـ Parasite Drag على السرعة ..
لهذا قبل البدأ في عملية الـ Gliding لابد من تحديد انسب سرعة و تسمي بالـ Vbg او The best power off glide speed , لتوفير اقصى رفع و اقل مقاومة هواء , وهذه السرعة هي الموضحة بالـ Graph بالأعلى و الناتجة عن تقاطع منحنيان الـ Induced و الـ Parasite ...
يتم تحديد هذه السرعة من جداول في مانيوال الطائرة .. و سنفترض ان هذه السرعة هي 270 عقدة في مثالنا ..
_____ المثال _____
نفترض ان ارتفاع الطائرة اثناء فقد قدرة المحركات 30,000 قدم , وحسب الطيار سرعة الـ Vbg و زاوية الـ Dive التى تحقق هذه السرعة , و كانوا 270 عقدة , 10 درجات . ما هي المسافة الأرضية التى تغطي عملية الـ Gliding .
اولاً لأستنتاج المسافة الأرضية بوحدة قياس NM , لابد من تحويل ارتفاع الطائرة من قدم لـ NM ..
30,000 ÷ 6076 = 4.94 NM - الواحد NM فيه 6,076 قدم
ثانياً نعوض في المعادلة ..
و لحساب معدل النزول Descent Rate , نحسب طول وتر المثلث (او الـ Slant Distance ) بالقانون 4.94 ÷ جا 10 = 28.449 ميل
بفرض المحافظة على سرعة ثابتة 270 عقدة .. نحسب الوقت المطلوب لقطع هذه المسافة ( من ارتفاع 30 ألف قدم الى الأرض )
28.449 ÷ 270 = 0.1054 ساعة ..
و لأن معدل النزول Rate of Descend بالدقائق , نحول الـ 0.1054 ساعة لدقائق
0.1054 × 60 = 6.33 دقيقة ..
تحديد معدل النزول ..
30,000 قدم ( الأرتفاع ) ÷ 6.33 = 4739 قدم/الدقيقة ..
طبعاً هذه الأرقام مفترضة و النتائج لا تعبر عن الواقع ..
و بصورة عامة : للتسهيل على الطيار بمجرد معرفته الـ gliding ratio و استخراجه من Manual الطائرة يعوض فيه بأرتفاعه و يستنتج المسافة الأرضية ..
نفترض ان الطائرة الـ Gliding ratio بتاعها 1:17 ...
30,000 × 17 = 510,000 قدم ..
510,000 قدم ÷ 6076 = 83.94 ميل - التحويل من قدم الى ميل ..
ولكن حساب العملية عن طريق المعادلة كما شرحت بالأعلى ادق و يستنتج لك معدل النزول بالظبط ..
و اوقات عند حدوث مشاكل اختلال ضغط الطائرة او تحطم اللوح الزجاجي لمقصورة القيادة و تطايرت الكتب و الاوراق خارج الطائرة , لا يتبقى للطيار غير الألة الحاسبة و معرفته كيفية اجراء هذه العمليات الحسابية .. وهناك طيارين يقومون بها بغرض التأكد من النتائج ..
بقي ان اذكر ان نسبة الـ Glide Ratio للطائرات التجارية و التى تتراوح من 1:17 الى 1:20 اعلى من النسب التى تحددها بالعملية الحسابية ( ليس بهذا الاختلاف الرهيييب في مثالنا لأنى افترضت ارقام لا تمثل الواقع كزاوية Dive 10 درجات , زاوية كبيرة نسبياً , و سرعة كبيرة ايضاً ) للأسباب التالية :-
1- كلما اكتسب الطيار سرعة اكبر من الـ Vbg يطير طيراناً مستوياً من اجل كبح سرعته و خفضها للـ Vbg , و بالتالى يكتسب وقتاً اضافياً و مسافة ارضية اضافية على حساب انه لم يفقد ارتفاعه .. فتطيل المسافة الأرضية ..
2- يتم تحديد هذه النسب بناءاً على اوزان و ظروف الطقس ( ضغط جوي و درجة حرارة ) .. و بالتالى تتفاوت النسبة من موقف لأخر .