الطاقة النوعية للطائرة

الطاقة النوعية للطائرة هي شكل من أشكال الطاقة النوعية المستخدمة في تحليل مسارات الطائرات والصواريخ . وهي تمثل مجموع الطاقة الحركية والكامنة للمركبة في أي لحظة معينة. وهي الطاقة الكلية للمركبة (بالنسبة لسطح الأرض) لكل وحدة وزن منها. ولأنها مستقلة عن كتلة المركبة، فإنها تُعد أداة فعالة لتصميم المسارات المثلى. ^{[ 1 ]} تشبه الطاقة النوعية للطائرة إلى حد كبير الطاقة المدارية النوعية، إلا أنها تُعبر عنها كقيمة موجبة. تمثل القيمة الصفرية للطاقة النوعية للطائرة طائرة ساكنة على سطح الأرض، وتزداد هذه القيمة مع ازدياد السرعة والارتفاع. وكما هو الحال مع أشكال الطاقة النوعية الأخرى، فإن الطاقة النوعية للطائرة خاصية مكثفة ، ويتم تمثيلها بوحدات الطول لأنها مستقلة عن كتلة المركبة. أي أنه في حين يمكن التعبير عن الطاقة النوعية بالجول لكل كيلوغرام (J/kg)، يمكن التعبير عن ارتفاع الطاقة النوعية بالأمتار من خلال الصيغة (v^2 / 2g) + h، حيث V هي سرعة الطائرة، و g هي التسارع الناتج عن الجاذبية، و h هو ارتفاع الطائرة.

استُخدم هذا المفهوم في مجال تحسين المسارات منذ خمسينيات القرن الماضي في تحليل الطاقة. في هذا النهج، تُعرَّف الطاقة النوعية كإحدى الحالات الديناميكية للمسألة، وهي الحالة الأبطأ تغيراً. تُقارب جميع الحالات الأخرى، مثل الارتفاع وزاوية مسار الطيران، بسرعة فائقة مقارنةً بديناميكيات الطاقة النوعية. يسمح هذا الافتراض بحل المسارات المثلى بطريقة بسيطة نسبياً.

تُحسب الطاقة النوعية بقسمة الطاقة الكلية (كما عُرّفت سابقًا بالنسبة لسطح الأرض) على كتلة المركبة. وهي عنصر أساسي في أداء الطائرات والصواريخ. بالنسبة لصاروخ يطير عموديًا (في الفراغ)، تُمثل الطاقة النوعية نقطة الأوج التي سيبلغها الصاروخ.

تُستخدم الطاقة النوعية للطائرة على نطاق واسع في نظرية الطاقة والقدرة على المناورة التي تحكم تكتيكات القتال الجوي الحديث. والهدف الأساسي من مناورات القتال الجوي هو الحفاظ على مستوى مثالي من الطاقة النوعية للطائرة. تُمكّن السرعة الطائرة من التفوق على الخصوم في المناورة، ويمكن تحويل الارتفاع إلى سرعة، مع توفير مدى أطول للذخائر الموجهة (بسبب انخفاض كثافة الهواء وبالتالي انخفاض مقاومة الهواء عند أي سرعة معينة ). صُممت طائرات مثل إف-16 فايتينغ فالكون لتكون مُحسّنة وفقًا لنظرية الطاقة والقدرة على المناورة، مما يسمح للطائرة باكتساب الطاقة النوعية بسرعة قدر الإمكان.