جناح قابل للطي

تُعدّ الأجنحة القابلة للطيّ من ميزات التصميم المُدمجة في الطائرات لتقليل المساحة التي تشغلها على سطح حاملة الطائرات أو أي سطح آخر، ما يسمح بركن عدد أكبر من الطائرات في منطقة مُحددة. وتُستخدم هذه الأجنحة بكثرة في الطائرات المُخصصة للعمل من حاملات الطائرات ، حيث تُعدّ مساحة التخزين على أسطح الطيران وحظائر الطائرات محدودة للغاية. ومع ذلك، خلال الحرب العالمية الأولى تحديدًا، استُخدمت هذه الميزة أيضًا في قاذفات القنابل الضخمة التي تعمل من البر، لتمكينها من الدخول في حظائر مُصممة للطائرات الأصغر حجمًا. وفي الآونة الأخيرة، أُضيفت ميزة طيّ الأجنحة إلى الطائرات المدنية الخفيفة ، لتسهيل تخزينها في مرائب السيارات.

للجناح القابل للطي بعض العيوب مقارنة بالجناح غير القابل للطي. فهو أثقل وزناً ويحتوي على وصلات أكثر تعقيداً للأنظمة الكهربائية والوقودية والديناميكية الهوائية والهيكلية .

لطالما وُجدت طائرات صغيرة الحجم تاريخيًا، بحيث لم يُعتبر تقليص حجمها للتخزين على متن السفن ضروريًا. وشملت هذه الطائرات معظم الطائرات المقاتلة في الفترة من 1910 إلى 1940، بالإضافة إلى عدد قليل من الأنواع اللاحقة، بما في ذلك دوغلاس إس بي دي دونتلس وإيه 4 دي/إيه 4 سكاي هوك ، وبريستر إف 2 إيه بافالو (جميعها تابعة للبحرية الأمريكية)؛ وميتسوبيشي إيه 5 إم ويوكوسوكا دي 4 واي (يابانية)؛ وسي هارير (بريطانية). تتميز جميع هذه الطائرات الست بتصميمات مدمجة نسبيًا. أما طائرات حاملات الطائرات ذات الأجنحة غير القابلة للطي، والتي كانت لا تزال قيد الاستخدام حتى عام 2021، فتشمل داسو رافال ، ولوكهيد مارتن إف 35 بي ، وماكدونيل دوغلاس إيه في 8 بي هارير . في المقابل، تطلبت الطائرات الأكبر حجمًا تقليص المساحة الأفقية التي تشغلها على سطح حاملة الطائرات قبل أن تتمكن من العمل بكفاءة على متنها.

بدأ دمج الأجنحة القابلة للطي في الطائرات في غضون عقد من الزمن بعد أول رحلة للأخوين رايت عام 1903. طورت شركة شورت براذرز ، أول شركة مصنعة للطائرات بكميات كبيرة في العالم، آليات أجنحة قابلة للطي للطائرات ثنائية السطح المحمولة على السفن، وحصلت على براءة اختراع لها ^{[ 1 ]} . طورت الشركة سلسلة من الطائرات، عُرفت مجتمعة باسم "شورت فولدرز" ، وحصلت على أول براءة اختراع لأجنحتها القابلة للطي عام 1913. صُنفت عشرة نماذج منها ضمن فئة "فولدرز"، منها طائرة " شورت 184 " التي بُنيت بأعداد كبيرة جدًا (936 طائرة)، وبُنيت نماذج أخرى بكميات متفاوتة. اعتمدت آلية الطي في هذه الطائرات على استخدام مفصلات على الحافة الخلفية لكل جناح، عند نقطة كسر قريبة من جسم الطائرة ؛ حيث يمكن تحرير مزاليج على الحافة الأمامية، فتتأرجح الأجنحة للخلف، وتدور حول المفصلات، مع بقاء أسطحها أفقية، لتستقر بجوار جسم الطائرة، ومحاورها الطويلة موازية له، مما يمنح الطائرة شكلًا انسيابيًا ضيقًا للغاية. أصبحت هذه الطريقة هي الطريقة القياسية لطي الأجنحة على مدى السنوات العشرين التالية، بل وتم اعتمادها حتى لبعض الطائرات أحادية السطح التي كانت تستخدم على متن السفن في وقت مبكر (ولا سيما طائرة فيري فولمار المقاتلة لعام 1940).

لم يكن هذا، مع ذلك، أول نظام أجنحة قابلة للطي يُستخدم في الطائرات. ففي عام ١٩١٠، قدمت شركة بريغيه طائرتها من طراز Type III ، والتي تميزت بآلية أجنحة قابلة للطي تهدف إلى تقليل طول الجناحين، ما يسمح بنقل الطائرة براً (بسحبها خلف سيارة) أو بالسكك الحديدية (على عربة مسطحة) دون الحاجة إلى تفكيكها. كانت آلية بريغيه مشابهة في نواحٍ عديدة لآلية غرومان ستو-وينغ التي ظهرت في أربعينيات القرن العشرين، على الرغم من أنها كانت أكثر تعقيداً في بعض الجوانب لأن طائرة بريغيه كانت ذات جناحين. في طراز Type III، احتوى الجناحان العلوي والسفلي على كل جانب على نقاط كسر قريبة جداً من جسم الطائرة. أما العوارض الرئيسية - وهي العناصر الهيكلية الأساسية في الأجنحة - والواقعة خلف الحواف الأمامية للأجنحة مباشرة، فقد احتوت على مفصلات عند نقاط الكسر، مع آليات قفل بالقرب من الحواف الخلفية لتثبيت الأجنحة في مكانها أثناء الطيران. ولطي الأجنحة، كان بالإمكان فك قفل الألواح الخارجية للأجنحة ثم تدويرها بالنسبة للقسم المركزي، حيث تعمل العوارض كمحاور يدور حولها الجناح. تضمنت عملية الطي تدوير الحافة الأمامية للجناح السفلي لأسفل بزاوية 90 درجة، بينما تُدار الحافة الأمامية للجناح العلوي لأعلى بزاوية 90 درجة، مما يجعل أجزاء الجناحين التي تقع خلف العوارض أثناء الطيران مسطحة ومتلاصقة رأسيًا، تمامًا مثل ألواح الجدران المتداخلة على جانب المنزل. بعد ذلك، يمكن طي الجناحين العلوي والسفلي معًا، حيث يتأرجحان للخلف عند المفصلات الموجودة في العوارض ليصبحا متطابقين تمامًا مع جوانب جسم الطائرة. لم يتطلب نظام الطي حتى فصل الدعامات بين الأجنحة؛ فهذه أيضًا كانت مفصلية، وتستقر بشكل مسطح على الأسطح الخارجية لألواح الجناح عند طيها، مما يساعد على تثبيت الجناحين معًا حتى في وضع الطي.

كما ذُكر سابقًا، خلال الحرب العالمية الأولى، زُوّدت الطائرات الحاملة للطائرات والقاذفات الكبيرة بأجنحة قابلة للطي. ومن بين الطائرات في الفئة الأخيرة، زُوّدت طائرات هاندلي بيج من النوع O البريطانية وطائرات مارتن MB الأمريكية بأجنحة قابلة للطي من النوع القصير. أما بالنسبة للطائرات الحاملة للطائرات، فبينما استغنت الطائرات المقاتلة في أغلب الأحيان عن الأجنحة القابلة للطي، فقد اعتمدت معظم الطائرات الأكبر حجمًا هذه الميزة طوال فترة ما بين الحربين. وشملت الطائرات البريطانية المزودة بأجنحة قابلة للطي من النوع القصير طائرات بلاكبيرن ريبون ، وبافن ، وشارك ، وقاذفات طوربيد فيري سوردفيش وألباكور ؛ وطائرة هوكر أوسبري المقاتلة الاستطلاعية؛ وطائرة فيري IIIF الاستطلاعية؛ وطائرة سوبرمارين والروس المائية ؛ وطائرة بارنال بيتو المقاتلة الصغيرة ، المُخصصة للنشر على متن الغواصات. كما استخدمت طائرة فيري باراكودا الطوربيدية وطائرة فيري فولمار المقاتلة، وكلاهما من الطائرات أحادية السطح في الحرب العالمية الثانية، هذه الآلية. شملت الآلات العسكرية الأخرى المزودة بهذا النوع من الآليات طائرات كورتيس CS الأمريكية ، ومارتن T3M و T4M ، وطائرات ميتسوبيشي B2M ويوكوسوكا B3Y و B4Y اليابانية المزودة بطوربيدات؛ وطائرة كورتيس SOC سيغول العائمة للاستطلاع؛ والعديد من الطائرات من شركة ليفاسور الفرنسية؛ وطائرة فيزلر Fi 156 ستورش الألمانية أحادية السطح للمراقبة الأرضية . كما تم دمج هذا النوع من طي الأجنحة في عدد من الطائرات الموجهة للسوق المدنية، بما في ذلك طائرة بارنال إلف لعام 1929 والعديد من الطائرات الخفيفة في القرن الحادي والعشرين (بما في ذلك العديد من الطائرات الشراعية)، لتسهيل تخزينها في المنازل (كراجات السيارات).

في ثلاثينيات القرن العشرين، ومع دخول الطائرات أحادية السطح الخدمة، بدأت تظهر أنواع بديلة من الأجنحة القابلة للطي. أحد هذه الأنواع، الذي شاع استخدامه، اعتمد على طي الأجنحة بشكل حرفي: حيث كانت الأجنحة مثبتة بمفصلات عند نقاط كسر تبعد حوالي ثلث المسافة من جسم الطائرة باتجاه طرفها، مما يسمح بطي الألواح الخارجية لأعلى، تاركًا أطراف الأجنحة متقاربة ومرتفعة فوق جسم الطائرة، مع تقليل طول الجناح بشكل كبير، على الرغم من زيادة ارتفاعه بشكل طفيف. ويبدو أن هذه الآلية استُخدمت لأول مرة في قاذفة الطوربيدات دوغلاس تي بي دي ديفاستاتور ، التي حلقت لأول مرة عام 1935، ^{[ 2 ]} وقاذفة الغطس فوغت إس بي 2 يو فينديكاتور ، التي حلقت لأول مرة في أوائل عام 1936، وشوهدت في طائرات حاملات الطائرات الأخرى حول العالم منذ ذلك الحين.

في بعض الطائرات النفاثة (مثل ماكدونيل دوغلاس إف/إيه-18 هورنت والياكوفليف ياك-38 السوفيتية)، تكون الأجنحة قصيرة بما يكفي بحيث أنه على الرغم من أن المصممين رأوا أن تقليل حجمها من خلال الطي أمر مرغوب فيه، إلا أن كل ما كان مطلوبًا هو توفير أجزاء قصيرة من أطراف الأجنحة قابلة للطي إلى وضع رأسي. وثمة تحسين آخر، ظهر لأول مرة في طائرة غرومان إس-2 إف (إس-2) تراكر عام 1954، واستُخدم لاحقًا في مشتقتها سي-1 تريدر وطائرة لوكهيد إس-3 فايكنغ متعددة المهام في سبعينيات القرن الماضي، تمثل في دمج مفصلات غير متماثلة في الأجنحة: كانت جميع هذه الطائرات ذات أجنحة علوية، وسمحت المفصلات غير المتماثلة لألواح الجناح، عند طيها، بالامتداد عبر جسم الطائرة بالكامل، بحيث تستقر كلتاهما بشكل شبه مسطح عبر القسم المركزي، إحداهما أمام الأخرى. وقد سمح ذلك بطيها عند نقاط الانكسار الأقرب إلى جسم الطائرة مقارنة بالطائرات السابقة، بحيث تم تقليل عرض وارتفاع الطائرة المخزنة إلى الحد الأدنى.

ظهر مفهوم ثالث لطي الأجنحة في نفس الفترة تقريبًا التي ظهر فيها نظام الطي العمودي لطائرة SB2U، وذلك في نظيرتها البريطانية، قاذفة بلاكبيرن سكوا الانقضاضية، التي حلقت لأول مرة بعد عام تقريبًا من طائرة فينديكاتور. ومن المثير للاهتمام أن هذه الطائرة أحادية السطح تضمنت آلية طي أجنحة مشابهة جدًا لتلك التي حصلت شركة غرومان، بعد عدة سنوات، على براءة اختراعها ونالت عليها تقديرًا كبيرًا. في طائرة سكوا، كانت الحواف الأمامية للأجنحة تدور للأعلى عند طيها للخلف، لتصبح شبه مستوية مع جانبي جسم الطائرة، مع توجيه الحواف الأمامية نحو السماء والأسطح السفلية لألواح الجناح بعيدًا عن جسم الطائرة. على النقيض من ذلك، في آلية "ستو-وينغ" من غرومان، التي استُخدمت لأول مرة في طائرة مارتليت 2 (التابعة للبحرية الملكية البريطانية؛ والتي اعتمدتها البحرية الأمريكية لاحقًا، بصيغة معدلة قليلاً، باسم إف 4 إف-4 وايلدكات ) عام 1940، كانت الحواف الأمامية للأجنحة تدور إلى الأسفل عند طي ألواح الجناح للخلف، مما يجعل الأجنحة ملاصقة لجسم الطائرة، ولكن مع توجيه الحواف الأمامية إلى الأسفل والأسطح العلوية بعيدًا عن جسم الطائرة. وكان من بين الاختلافات الأخرى أن آلية الطي في طائرة سكوا (التي استُخدمت مرة أخرى في طائرة فيري فايرفلاي عام 1941) كانت تعمل بالطاقة، حيث يُشغلها الطيار بعد أن يقوم الطاقم الأرضي بفك المزاليج التي تثبت الأجنحة في وضع الطيران؛ وقد تضمن النموذج الأولي الأول للأجنحة القابلة للطي من غرومان تشغيلًا بالطاقة، ولكن كإجراء لتوفير الوزن، تقرر حذف هذه الميزة من الطائرات المنتجة.

استخدمت شركة Grumman آلية Sto-Wing في العديد من الطائرات الأخرى على مدى العقود اللاحقة، بما في ذلك قاذفة الطوربيدات TBF/TBM Avenger ، والمقاتلة F6F Hellcat ، وطائرة الحرب المضادة للغواصات AF Guardian ، وطائرة الإنذار المبكر E-1 Tracer ، وسلسلة طائرات الإنذار المبكر وطائرات الشحن E-2 Hawkeye / C-2 Greyhound ؛ تم اعتماد آلية تعمل بالطاقة لطائرة E-2/C-2، ببساطة بسبب الحجم الهائل لأجنحة الطائرات.

في العصر الحديث، باتت الأسطح القابلة للطي نادرة في تصاميم الطائرات الأرضية، وتُستخدم حصريًا تقريبًا في الطائرات التي تتجاوز ارتفاعها أو عرضها قدرة حظائر الطائرات على استيعابها. ومن الأمثلة على ذلك طائرة بوينغ بي-50 سوبرفورتريس وذيلها القابل للطي. كما زُوّدت طائرات بوينغ 377 ستراتوكروزر، وساب 37 فيجن ، ولوكهيد إس-3 فايكنغ بزعانف رأسية قابلة للطي تُقلل من ارتفاعها لتسهيل تخزينها في الحظائر. وعُرضت طائرة بوينغ 777 (الكلاسيكية) ذات الجسم العريض والمحركين النفاثين بأطراف أجنحة قابلة للطي للمطارات الضيقة، إلا أن هذا الخيار لم يُطلب قط. ^{[ 3 ]} وتتميز طائرة بوينغ 777X الأحدث بطرف جناح قابل للطي أقصر وأبسط من ذلك المُخطط له في طائرة بوينغ 777 السابقة، مما يُوفر 7 أمتار إضافية (23 قدمًا) من طول الجناح الإجمالي أثناء الطيران، مع السماح للطائرة بالاقتراب من بوابات المطارات نفسها التي تقترب منها طائرتا 777-200LR/777-300ER. 

تم تجهيز عدد قليل من الطائرات في الخمسينيات والستينيات من القرن العشرين، بما في ذلك Mikoyan-Gurevich MiG-23 والمشتقة منها MiG-27 ، و Lockheed YF-12 ، و Vought XF8U-3 Crusader III ، و North American XB-70 Valkyrie، بزعانف بطنية أسفل جسم الطائرة لزيادة الاستقرار عند السرعات العالية فوق الصوتية، وعلى الأقل في حالة XB-70، لزيادة قوة الرفع الانضغاطية ؛ وكان لا بد من جعل هذه الزعانف قابلة للطي لمنعها من الاحتكاك بالأرض أثناء الإقلاع والهبوط.

في عصر الطائرات ذات الجناحين تحديدًا، استُخدمت عدة طرق أخرى غير طي الأجنحة لتقليل حجم الطائرة المخزنة. وكان أحد الحلول المبكرة والواضحة لتقليل أو إعادة تشكيل شكل الطائرة هو التفكيك الكلي أو الجزئي. صُممت النسخة 2F.1 من مقاتلة سوبويث كاميل، المُخصصة للسفن، بهيكل خلفي قابل للإزالة، بحيث يمكن فصل الجزأين الأمامي والخلفي ثم رفعهما بشكل منفصل عبر فتحات شحن محدودة الحجم، لإعادة تجميعهما على سطح السفينة. احتوت حاملة الطائرات البريطانية HMS Vindex، التي بُنيت عام 1915 ، على مساحة تخزين لطائرتين أرضيتين مفككتين في حظيرة صغيرة نسبيًا أمام هيكلها العلوي؛ وكان من الممكن تجهيز الطائرتين للطيران في غضون 10 دقائق. أما أول حاملة طائرات أمريكية، وهي سفينة نقل الفحم المُحولة USS Langley ، فقد كانت تتمتع بمساحة تخزين واسعة، حيث خُصص اثنان من مخازن الفحم السابقة لتخزين الطائرات المفككة. في البداية، كان من المتوقع ألا يزيد عدد الطائرات العاملة من السفينة في أي وقت عن 6 أو 8 طائرات. ومع ذلك، فإن قائد أسراب الطائرات التابعة للأسطول (أي في ذلك الوقت، هذه السفينة، وسفن إمداد الطائرات المائية، وطائراتها) في وقت لانغليعند تدشين السفينة، اعتقد الكابتن جوزيف إم. ريفز أن إنجازات عظيمة ممكنة، فبدأ بتدريب طاقم السفينة تدريبًا مكثفًا على أمل زيادة وتيرة العمليات ونطاقها بشكل جذري (مع الحفاظ على السلامة). في غضون عامين، توسعت المجموعة الجوية النشطة للسفينة من 8 إلى 32 طائرة، مع تقليص الفترات الزمنية بين الإقلاع والهبوط بشكل كبير. وكجزء من الجهود المبذولة لزيادة وتيرة العمليات، أصبح من الممارسات المعتادة الاحتفاظ بعدد كبير من الطائرات في حالة شبه مفككة على سطح السفينة الرئيسي المكشوف (الذي كان السطح العلوي للسفينة عندما كانت سفينة شحن فحم)، على أن يتم التجميع النهائي على سطح الطيران (وهو هيكل علوي مدعوم بعوارض، يرتفع فوق السطح الرئيسي).

تجدر الإشارة هنا إلى بعض الطرق الأخرى لتقليل حجم الطائرة لتسهيل تخزينها. فالعديد من المروحيات مزودة بشفرات دوارة يمكن محاذاتها فوق جسم الطائرة لتوفير مساحة على متن السفن. كما أن طائرة غرومان البحرية الأخرى، إف-14 تومكات ، كانت مزودة بأجنحة متغيرة الانحناء ، حيث يمكن ثنيها بين 20° و68° أثناء الطيران. ولإيقاف الطائرة، يمكن زيادة انحناء الأجنحة إلى 75°، مما يقلل (إلى حد ما) المسافة بين طرفي الجناحين عند إيقافها. ^{[ 4 ]} أما في طائرة بيل-بوينغ في-22 أوسبري، فيمكن تدوير الجناح نفسه 90° كوحدة واحدة، ليصبح فوق جسم الطائرة مباشرة، بينما يمكن تدوير شفرات المراوح الضخمة بشكل فردي بحيث تصبح موازية لجسم الطائرة، مثل شفرات الدوار في المروحية.

• فهرس مقالات الطيران

• حجج لصالح الجناح القابل للطي - الطيران