الجناحين : تكنولوجيا الطيران الحديثة وأهميتها في الاستدامة البيئية

يثق ملايين المستهلكين يوميًا بشركات الطيران بحياتهم، ولكن القليل من الركاب يفهمون كيف تبقى هذه الأنابيب العملاقة في السماء ولماذا تبدو على النحو الذي نراه. لا أتذكر أن كانت الطائرات تحمل جناحين عندما كنت طفلًا، لكن خلال رحلة عمل أخيرة لاحظت جناحات الطائرات على جميع الطائرات في المطار. الجناحات هي الأطراف العمودية في نهاية جناح الطائرة، وتقدم وظائف مهمة.

تقلل الجناحات من السحب الديناميكي للطائرة بنسبة تقدر بحوالي 5 في المئة من خلال تقليل التقوايت أو الرياح الدوامية حول حافة جناح الطائرة. تحدث هذه التقوايت عندما يندفع الهواء الذي يتدفق على جناحي الطائرة لأعلى حيث يتشكل منطقة عالية الضغط تحت الجناح ومنطقة ضغط منخفض تتشكل فوق الجناح. عندما تتشكل هاتان النظامين الضغوطيين المعاكسين ويتحرك الهواء نحو طرف الجناح، فإنه يُنتج إعصارًا صغيرًا يُنتج السحب ويضيع الطاقة. تمنع الجناحات تدفق الهواء عالي الضغط من تحت الجناح من الالتقاء بتدفق الهواء منخفض الضغط فوق الجناح، مما يقلل من السحب. وفقًا لوكالة CNN،

في عام 1897، حصل الهوائي البريطاني فريدريك دبليو. لانكستر على براءة اختراع “أطراف الجناح”، وهي سطوح عمودية يتم وضعها في نهاية الأجنحة لوقف تدفق الهواء من الأسفل والأعلى، مما يقلل من السحب. “تعمل الأطراف في كثير من الأحيان بنفس الطريقة التي تعمل بها الجناحات، ولكن التحسينات على الرفع غير كثيرة، لأن الألواح المسطحة بحد ذاتها ليست أسطح ديناميكية جيدة جدًا”، يوضح بورز.

تم تكريس الفكرة للطائرات الحديثة في سبعينيات القرن الماضي من قبل مهندس وكالة الفضاء الأمريكية (NASA) ريتشارد ويتكومب، الذي تصوّر تمديدات الجناح العمودية مستوحاة من طريقة تلوي الطيور أطراف أجنحتها عند الحاجة إلى الرفع.

وقام ويتكومب بـاختبار الفكرة في نفق هوائي ووجد أن الجناحات يمكن أن تحقق تقليل في السحب بنسبة حوالي 5%. في الوقت نفسه، كان هناك بحث مستقل حول الجناحات، وكانت شركة تصنيع طائرات الأعمال LearJet أول من قام بتركيب جناحات على طائرة فعلية في عام 1977. وفي عامين لاحقين، قامت وكالة ناسا بأول رحلة لطائرة اختبار KC-135 الخاصة بسلاح الجو – لا تختلف كثيرًا عن طائرة الركاب من طراز بوينغ 707 – مزودة بجناحات بارتفاع تسعة أقدام. خلال أكثر من 47 رحلة تجريبية، أكدت ناسا نتائج نفق ويتكومب.

تُرى الآن الجناحات على معظم الطائرات الصغيرة والمتوسطة في العالم، لكن الطائرات الكبيرة تستخدم أطراف الجناح المنحنية التي تميل إلى الخلف بشكل أكثر حدة من بقية الجناح. تكون أطراف الجناح هذه أكثر كفاءة للطائرات الكبيرة، وتوفر لا تزال خصائص تكبير الدوامة على طرف الجناح ووفورات الوقود المقارنة بالجناحات. بالإضافة إلى توفير الوقود، تحسن كل من الجناحات وأطراف الجناح الحركة الاستقرارية للطائرة، مما يقلل من عرض الطائرة للاضطرابات.

هذه التحسينات البسيطة في عالم الطيران قد أدت إلى توفير مليارات الغالونات من الوقود، مما يعني مزيدًا من الوفورات في تكاليف شركات الطيران وتقليل أنبعاثات الكربون من السفر بالطائرات. تقدم تلك الجناحات الصغيرة لهدف كبير، وفي المرة القادمة التي تسافر فيها يمكنك مشاركة جيرانك في الصف بهذا المعلومة الصغيرة.