هاينكل هي 176

كانت طائرة هاينكل هي 176 طائرة تجريبية ألمانية تعمل بالصواريخ . وكانت أول طائرة في العالم تُدفع حصرياً بصاروخ يعمل بالوقود السائل ، حيث قامت بأول رحلة طيران بمحرك في 20 يونيو 1939 بقيادة إريك وارسيتز .

طُوِّرت طائرة He 176 كمشروع خاص من قِبَل شركة هاينكل، تماشيًا مع تركيز مديرها إرنست هاينكل على تطوير تقنيات الطيران عالي السرعة. بدأ العمل على المشروع عام 1936 بعد أن أظهرت الاختبارات التي أُجريت على طائرة He 72 معدلة وطائرتين من طراز He 112 جدوى استخدام الدفع الصاروخي. صُمِّمت طائرة He 176 خصيصًا للاستفادة من هذا الدفع، بدلًا من تعديل الطائرات ذات المحركات المكبسية الموجودة. تميزت الطائرة الناتجة، المصنوعة في معظمها من الخشب، ببساطة تصميمها في بعض الجوانب، وصغر حجمها نسبيًا. وقد تضمنت بعض المفاهيم المبتكرة، مثل وضعية جلوس غير تقليدية مائلة للطيار ونظام هروب فريد قابل للفصل في مقدمة الطائرة لحالات الطوارئ. في ديسمبر 1937، أُطلق على الطائرة رسميًا اسم He 176.

في 12 سبتمبر 1939، صدر أمر بإلغاء مشروع He 176، على ما يبدو بسبب حجم الطائرة وأدائها المتواضعين. مع ذلك، قدمت الطائرة "إثباتًا لمفهوم" الدفع الصاروخي والطيران عالي السرعة عمومًا؛ حيث تم دمج الدروس المستفادة وعناصر التصميم في طائرات لاحقة مثل طائرة هاينكل He 280 النفاثة المقاتلة النموذجية وطائرة مسرشميت Me 163 الصاروخية الاعتراضية. وقد دُمر النموذج الأولي نفسه، إلى جانب معظم الوثائق المتعلقة بـ He 176، بحلول نهاية الحرب. ورجّح وارسيتز أن بعض المواد ربما دخلت الأرشيفات السوفيتية /الروسية. أما بيانات الأداء التي كثيرًا ما تُستشهد بها للطائرة، مثل وصول سرعتها إلى 750  كم/ساعة أو 800  كم/ساعة، فهي مستقاة من رواية وارسيتز، وعادةً ما لا تستند إلى وثائق موثوقة. لم يبقَ سوى صورتين حقيقيتين لـ He 176، يُرجّح أنهما التُقطتا في بينيمونده أثناء الاختبار. [ 1 ]

التصميم والتطوير

خلفية

أوبل RAK.1، أول رحلة طيران علنية في العالم لطائرة تعمل بالصواريخ في 30 سبتمبر 1929، بقيادة الطيار فريتز فون أوبل

خلال عشرينيات القرن العشرين، قام المغامرون والمخترعون الألمان بتجربة استخدام الصواريخ التي تعمل بالوقود الصلب لدفع مركبات مختلفة، مثل السيارات والدراجات النارية وعربات السكك الحديدية وزلاجات الثلج، وبحلول عام 1929، الطائرات مثل طائرة Ente التي صممها ألكسندر ليبش وطائرة RAK.1 التي صممها فريتز فون أوبل . [ 2 ] ومع ذلك، فإن للصواريخ التي تعمل بالوقود الصلب عيوبًا كبيرة عند استخدامها لدفع الطائرات، حيث لا يمكن التحكم في قوة دفعها ، ولا يمكن إيقاف تشغيل المحركات طالما بقي فيها وقود.

في منتصف ثلاثينيات القرن العشرين، قام مهندس الطيران فيرنر فون براون وفريقه المتخصص في الصواريخ، العاملون في بينيمونده، بدراسة استخدام الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل لتشغيل الطائرات. وقد أصبح مصمم الطائرات الألماني إرنست هاينكل داعمًا متحمسًا لجهودهم، حيث زودهم في البداية بطائرة He 72، ثم لاحقًا بطائرتين من طراز He 112 لدعم هذه التجارب. وفي أوائل عام 1937، حلّقت إحدى هذه الطائرات بمحركها المكبسي المتوقف أثناء الطيران، مدفوعةً بقوة الصاروخ فقط. [ 3 ] [ 4 ] في الوقت نفسه، كانت تجارب هيلموت والتر على الصواريخ التي تعمل بوقود أحادي من بيروكسيد الهيدروجين تقود إلى صواريخ خفيفة وبسيطة بدت مناسبة تمامًا للتركيب في الطائرات، على الرغم من أنها تنطوي على مخاطر كبيرة وقدرة تحمل محدودة. [ 5 ] [ 6 ]

حظيت الرحلات التجريبية للطائرة He 112 باهتمام بالغ من وزارة طيران الرايخ (RLM) ، التي أبدت اهتمامًا بإمكانية تطوير طائرة اعتراضية تعمل بالصواريخ . [ 7 ] قررت شركة هاينكل إنشاء قسم سري في مصنعها بروستوك لمتابعة هذه المساعي؛ وبدأ العمل في وقت مبكر من عام 1936. [ 8 ] على عكس الطائرة He 112 السابقة، أراد فريق التصميم إنتاج طائرة مصممة خصيصًا للاستفادة من هذا النوع الجديد من الدفع، وبالتالي تحقيق أداء فائق؛ ومن هذا الجهد ظهرت الطائرة He 176. [ 9 ]

تصميم

وُضِعَ التصميم الأساسي لطائرة He 176 خلال اختبارات محرك الصاروخ والمعزز في نويهايدنبرغ . في عام 1936، منحت وزارة الطيران الألمانية (RLM) شركة هاينكل عقد بناء أول طائرة صاروخية في العالم. تقرر تصميم الطائرة خصيصًا لتناسب الطيار التجريبي إريك وارسيتز ، وذلك بتقليل حجم قمرة القيادة ، إلى جانب باقي أجزاء الطائرة، لجعلها أخف وزنًا قدر الإمكان. [ 10 ] كانت قمرة القيادة الناتجة ضيقة للغاية لدرجة أن الطيار لم يكن قادرًا حتى على ثني مرفقيه، كما وُضِعَت بعض أدوات التحكم في مواقع غير مريحة. نظرًا لنطاق السرعة العالي الذي صُممت طائرة He 176 لمواجهته، كان لا بد من تعديل حساسية هذه الأدوات عدة مرات خلال الرحلة ليتمكن الطيار من الحفاظ على تحكم كافٍ. [ 11 ] احتوت قمرة القيادة أيضًا على وضعية جلوس مائلة غير تقليدية، تم اعتمادها لمساعدة الطيار على التعامل مع التسارع العالي للطائرة؛ كما ساعدت هذه الوضعية على تقليل المساحة الأمامية، وبالتالي تحسين الأداء. [ 11 ] كان هناك قسم زجاجي بدائي من البلكسي جلاس قابل للإزالة حتى يتمكن الطيار من دخول الطائرة. [ 10 ]

كانت الطائرة نفسها صغيرة الحجم نسبيًا، وبسيطة التصميم إلى حد ما في بعض النواحي، مصنوعة بالكامل تقريبًا من الخشب، ولكنها مزودة بقمرة قيادة متطورة ومغلقة بالكامل ذات مقدمة شفافة قطعة واحدة بدون إطار. [ 12 ] كان نظام الهبوط مزيجًا من تصميمات الهبوط التقليدية والثلاثية العجلات ، حيث صُممت دعامات العجلات الرئيسية للانطواء للخلف داخل جسم الطائرة، بينما كانت عجلة الأنف ودعامتها ثابتة. [ 13 ] بلغ أقصى قطر لجسم الطائرة 700 مليمتر (28 بوصة) فقط . وبلغت مساحة السطح الإجمالية، بما في ذلك جسم الطائرة، 5 أمتار مربعة (54 قدمًا مربعًا ) ، مع باع جناحين يبلغ 5 أمتار (16 قدمًا) ، وطول جسم الطائرة 5.5 متر (18 قدمًا) ، وارتفاع مع فتح نظام الهبوط يبلغ 1.44 متر (4.7 قدمًا) ، وقاعدة عجلات تبلغ 700 مليمتر (28 بوصة) . [ 14 ] تبين أن دفة الطائرة غير فعالة نسبياً عند السرعات المنخفضة؛ وخلال عمليات الإقلاع، وُجد أنه من العملي أكثر التوجيه باستخدام استخدام تفاضلي لفرامل العجلات. [ 12 ]       

تميزت طائرة He 176 بجناح بيضاوي الشكل بزاوية انحناء تبلغ 40% وسماكة 9% عند 90 مليمترًا (3.5 بوصة) . [ 14 ] وكان للجناح زاوية ثنائية موجبة طفيفة للحفاظ على استقرار كافٍ. [ 10 ] تم دمج خزانات الوقود داخل الأجنحة، مما استدعى تطوير تقنية لحام جديدة لتصنيعها. وقد أُولي اهتمام كبير لتقليل مقاومة الهواء . [ 10 ] وخلال تجارب الطيران الأرضية، تبيّن أن الأجنحة غالبًا ما تلامس الأرض؛ ولمنع تلفها، زُوّدت أطراف الأجنحة بمصدات معدنية. [ 12 ] 

أدرك فريق التصميم أن الوسائل التقليدية للهروب من الطائرة في حالات الطوارئ، كالقفز بالمظلة، ستكون بالغة الصعوبة عند السرعات العالية، وربما مستحيلة دون إصابة الطيار إصابة مميتة. [ 12 ] ونتيجة لذلك، زُوِّدت طائرة He 176 بنظام هروب فريد قابل للفصل من مقدمة الطائرة. استُخدم الهواء المضغوط لفصل مقدمة الطائرة، ثم استُخدمت مظلة مانعة للانغلاق لتقليل قوة الفتح المطلوبة. بعد فتح المظلة، فُتحت مظلة قمرة القيادة المُدمجة، وأصبح بإمكان الطيار القفز بالمظلة. [ 13 ] أُجريت اختبارات طيران على نماذج مصغرة غير مأهولة لقسم مقدمة الطائرة من قاذفة قنابل من طراز Heinkel He 111، وحققت نتائج إيجابية. [ 12 ]

صُمم النموذج الأصلي للطائرة He 176 ليعمل بأحد محركات والتر الجديدة . كان هذا المحرك مشابهًا لمحرك He 112، والفرق الرئيسي هو مضاعفة قوة دفعه إلى 6000 نيوتن، وهو ما تحقق بشكل كبير من خلال إضافة مضخة لسحب الوقود بدلًا من استخدام الهواء المضغوط لدفع الوقود إلى المحرك. [ 10 ] [ 15 ] كان الوقود المستخدم عبارة عن بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 82% . [ 10 ] ولتوفير تحكم أكثر فعالية في الاتجاه أثناء الطيران بسرعات منخفضة، كان من المقرر تركيب دفة داخل فوهة المحرك نفسها. [ 12 ] اكتملت أعمال التصميم التفصيلية للطائرة بحلول يوليو 1937، وبعد ذلك بدأ بناء النموذج الأولي على الفور تقريبًا. [ 8 ] في ديسمبر 1937، تم تخصيص اسم He 176 رسميًا للطائرة. [ 16 ]

اختبار الطيران والإلغاء

في 20 يونيو 1939، قامت طائرة He 176 برحلتها الأولى بقيادة وارسيتز، وكانت هذه المناسبة أول رحلة صاروخية مأهولة في العالم. [ ٨ ] [ ١٧ ] وصف وارسيتز الرحلة لاحقًا قائلًا: "انطلقت الطائرة في اتجاه مختلف تمامًا عن الاتجاه المخطط له، وقفزت في الهواء، وحلقت متذبذبة. أبقيتها قريبة من الأرض أثناء اكتساب السرعة، ثم سحبت عصا التحكم برفق للصعود السريع. كنتُ أسير بسرعة ٧٥٠ كم/ساعة، ودون أي انخفاض في السرعة، انطلقت الطائرة نحو السماء بزاوية تتراوح بين العمودي و٤٥ درجة. كانت شديدة الحساسية لأدوات التحكم... ومع ذلك، انتهى كل شيء على نحو رائع، وكان من دواعي الارتياح أن أطير حول الطرف الشمالي لجزيرة أوزيدوم دون إصدار أي صوت بسرعة ٨٠٠ كم/ساعة. انعطفتُ يسارًا بشكل حاد مرة أخرى لأستقيم نحو المدرج، وفقدتُ أكبر قدر ممكن من السرعة والارتفاع، وخلال هذا الانعطاف الحاد، توقف الصاروخ عن العمل مع نفاد الوقود. دفعني الفقدان المفاجئ للسرعة إلى الأمام في أحزمة الأمان. ضغطتُ على عصا التحكم للأمام، وانطلقتُ بسرعة فوق جبال بيني، ووصلتُ إلى المدرج بسرعة ٥٠٠ كم/ساعة. عبرتُ حدود المطار." وبعد عدة ارتدادات صغيرة محددة، توقفت الآلة. [ 18 ]

بعد رحلة الاختبار الأولية، أُجريت تعديلات على الطائرة؛ ويبدو أنه أُزيلت عجلة الأنف الثابتة في هذه المرحلة، إذ كان فريق التصميم يعتزم استخدام العجلتين الرئيسيتين والذيل فقط للهبوط الاعتيادي. [ 10 ] بعد جولة أولية من اختبارات الطيران، عرضت شركة هاينكل طائرة He 176 على وزارة الطيران الألمانية (RLM)، التي لم تُبدِ اهتمامًا رسميًا يُذكر. ووفقًا لوارسيتز، متحدثًا عن تعاون فون براون خلال الاختبارات في بينيمونده : "على الرغم من أن فون براون لم يكن جزءًا من مشروع He 176-V1 المزود بمحرك والتر الصاروخي، إلا أن كل ما يتعلق به كان محل اهتمامه واهتمام زملائه، لأن He 176-V2 كان من المقرر أن تُزود بمحرك فون براون..." [ 14 ]

كان موقف وزارة الطيران الألمانية (RLM) السلبي تجاه الطائرة عاملاً رئيسياً في قرار هاينكل بتقليص مشاركته في جهود تطوير الدفع الصاروخي. في 12 سبتمبر 1939، صدر أمر رسمي بوقف برنامج اختبار طائرة He 176، على ما يبدو بسبب عدم الرضا عن أدائها وحجمها. [ 19 ] [ 20 ] لم تُستكمل سوى طائرة واحدة؛ وبعد إخراجها من الخدمة، عُرضت في متحف برلين الجوي. دُمرت الطائرة في غارة جوية للحلفاء عام 1943. [ 13 ]

تأثير

قبل إلغاء البرنامج، كان هاينكل يُصمّم طائرةً أكثر تطورًا تعمل بالصواريخ، يُشار إليها أحيانًا باسم He 176 V2 ، والتي كان من المفترض استخدامها عمليًا. [ 10 ] كان من المُفترض أن يُستخدم في هذا الطراز مُحرك فون براون أكثر قوة، لسرعات تصل إلى 1000 كيلومتر في الساعة (620 ميلًا في الساعة). [ 10 ] لم تُصنع أي طائرة من هذا النوع، ولكن نظرًا لأنها حملت نفس اسم الطائرة التي حلّقت بالفعل، فإن العديد من الكتب والمواقع الإلكترونية تنشر صورًا لهذا التصميم عن طريق الخطأ، مُستخدمةً إياها لتوضيح الطائرة التي سُمّيت باسمها سابقًا.

تم دمج بعض المعارف التقنية المكتسبة من خلال مشروع He 176 في مشاريع مستقبلية قامت بها شركة هاينكل، مثل النموذج الأولي للطائرة المقاتلة النفاثة He 280. [ 17 ]

في نهاية المطاف، حلّقت ألمانيا بطائرة مقاتلة صاروخية عاملة، وهي طائرة Me 163 Komet التي صممها ألكسندر ليبش ، ولكن هذه الطائرة أنتجتها شركة ميسرشميت المنافسة . وبحلول الوقت الذي صدرت فيه أوامر بإنهاء العمل على طائرة He 176، كانت الأعمال الأولية على مشروع Me 163 قد بدأت بالفعل. [ 21 ] وقد زُوّدت بمحرك صاروخي مماثل، كان في الواقع تطويرًا إضافيًا للوحدة التي كانت تُشغّل طائرة He 176.

المواصفات (He 176 V1)

طائرة هاينكل He 176 V1 مع عجلات الهبوط الرئيسية مطوية

البيانات من هاينكل: ألبوم الطائرات [ 22 ]

الخصائص العامة

  • الطاقم: 1
  • الطول: 5.21  متر (17  قدم 1  بوصة)
  • طول الجناح: 5.00  متر (16  قدم 5  بوصات)
  • الارتفاع: 1.435  متر (4  أقدام و8.5  بوصة)
  • مساحة الجناح: 5.4  متر مربع (58 قدم  مربع  )
  • الوزن فارغاً: 900  كجم (1985  رطلاً)
  • الوزن الإجمالي: 1620  كجم (3572  رطلاً)
  • محطة توليد الطاقة: محرك صاروخي واحد من طراز والتر HWK R1-203 يعمل بالوقود السائل، بقوة دفع 5.88  كيلو نيوتن (1323  رطل قوة)، ومدة احتراق 50 ثانية

أداء

  • السرعة القصوى: 750  كم/ساعة (466  ميل/ساعة، 405  عقدة) (تقديرية)
  • سرعة الطيران: 710  كم/ساعة (441  ميل/ساعة، 383  عقدة) تقديرية
  • المدى: 109  كم (68  ميل، 59  ميل بحري)
  • سقف الخدمة: 9000  متر (29500  قدم)
  • معدل الصعود: 60.6  م/ث (11930  قدم/دقيقة)
  • الوقت اللازم للوصول إلى الارتفاع المطلوب: 2.5 دقيقة للوصول إلى 8000  متر (26250  قدم)

انظر أيضاً

قوائم ذات صلة

مراجع

الاقتباسات

  1. ^ كوس، فولكر. هينكل هي 176 – Dichtung und Wahrheit, Jet&Prop 1/94. ص 17-21.
  2. فان بيلت 2009، ص 1-5.
  3. فان بيلت 2009، ص 59-62.
  4. نيوفيلد 2013، ص 58-59.
  5. فان بيلت 2009، ص 60-61.
  6. نيوفيلد 2013، ص 84.
  7. فان بيلت 2009، ص 67.
  8. 1 2 3 LePage 2009، ص 246.
  9. فان بيلت 2009، ص 67-68.
  10. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 فان بيلت 2009، ص. 68.
  11. 1 2 فان بيلت 2009، ص 68-69.
  12. 1 2 3 4 5 6 فان بيلت 2009، ص. 69.
  13. 1 2 3 تاتل 2002،.
  14. 1 2 3 وارسيتز 2008، ص 69-85.
  15. نيوفيلد 2013، ص 59-60.
  16. نيوفيلد 2013، ص 60.
  17. 1 2 هيث 2022، ص. 213.
  18. ^ وارسيتز 2008، ص 97-98.
  19. LePage 2009، ص 247.
  20. نيوفيلد 2013، ص 121.
  21. نيوفيلد 2013، ص 61.
  22. تيرنر 1970، ص 100-101.

فهرس