طائرات تعمل بالطاقة البشرية

طائرة MIT Light Eagle التي تعمل بالطاقة البشرية، وهي السلف لطائرة MIT Daedalus

الطائرة التي تعمل بالطاقة البشرية ( HPA ) هي طائرة تنتمي إلى فئة المركبات المعروفة باسم النقل الذي يعمل بالطاقة البشرية .

كما يوحي اسمها، فإن الطائرات عالية الأداء لا تسمح للطيار بالتوجيه فحسب، بل وتوفر له الطاقة أيضًا (عادةً ما تكون مدفوعة بالمروحة ) عن طريق نظام مشابه للدراجة أو الدراجة ثلاثية العجلات : زوج من الدواسات، يتم تحريكها بواسطة أقدام الطيار والتي تدير ترسًا، والذي يحرك بعد ذلك سلسلة دراجة ، والتي تدور بعد ذلك ترسًا أصغر، والذي يدير عمودًا رأسيًا يدير إما مجموعة من التروس المخروطية ، والتي تدير عمودًا أفقيًا آخر يدير في النهاية مروحة، أو في حالة النماذج الأولية السابقة، آلية أورنيثوبتر .

في كثير من الأحيان، يتم استخدام نظام هجين؛ حيث يتم شحن البطارية أثناء فترة زمنية معينة من الدواسة، [1] والتي تعمل، بضغطة زر، على تشغيل محرك كهربائي متصل بنفس العمود الأفقي للمروحة.

لقد نجحت الطائرات التي تعمل بالطاقة البشرية في الطيران لمسافات كبيرة. ومع ذلك، لا تزال هذه الطائرات مصممة في المقام الأول للتحديات الهندسية وليس لأي نوع من الأغراض الترفيهية أو النفعية.

تاريخ

كانت المحاولات المبكرة للطيران بالطاقة البشرية غير ناجحة بسبب صعوبة تحقيق نسبة عالية من القوة إلى الوزن . غالبًا ما استخدمت النماذج الأولية مبادئ الطائرات النفاثة التي لم تكن ثقيلة جدًا لتلبية هذا المطلب فحسب، بل كانت أيضًا غير مرضية من الناحية الديناميكية الهوائية.

المحاولات الأولى

في عام 1904، نشرت مجلة ساينتفك أمريكان مقالاً وصورة لطائرة دراجة بناها ستيوارد وينسلو من ريباريا ، واشنطن . [2] حاول الطيران بطائرته في 30 يوليو 1904، لكن إحدى العجلات فشلت. [3]

كانت طائرة جيرهاردت سايكل بلين ، التي طورها دبليو فريدريك جيرهاردت في ماكوك فيلد في دايتون، أوهايو عام 1923 ، إحدى الطائرات المبكرة التي تعمل بالطاقة البشرية. كانت الطائرة تحتوي على سبعة أجنحة متراصة يبلغ ارتفاعها حوالي 15 قدمًا (4.6 مترًا). كان الطيار يدوس على ترس دراجة يدير المروحة. في الاختبارات المبكرة، تم سحب الطائرة في الهواء بواسطة سيارة، ثم إطلاقها. مع جيرهاردت كطيار، تمكنت سايكل بلين من الحفاظ على رحلة مستقرة ومستوية لفترات قصيرة. [4] كان إقلاعها الوحيد بالطاقة البشرية عبارة عن قفزة قصيرة بطول 20 قدمًا (6.1 مترًا) مع ارتفاع الطائرة بمقدار 2 قدم (0.6 متر). [5]

طائرة زاشكا ذات القوة البشرية، برلين 1934

في عام 1934، أكمل إنجيلبرت زاشكا من ألمانيا طائرة كبيرة تعمل بالطاقة البشرية، وهي طائرة زاشكا ذات الطاقة البشرية . في 11 يوليو 1934، طارت طائرة زاشكا-HPA لمسافة حوالي 20 مترًا في مطار برلين تيمبلهوف ؛ وأقلعت الطائرة بدون مساعدة في الإقلاع . [6] [7]

طائرة تدعى HV-1 Mufli  [de] ( طائرة حربية ) بناها هيلموت هاسلر وفرانز فيلينغر  [de] حلقت لأول مرة في 30 أغسطس 1935: مسافة 235 مترًا في هالي آن دير زاله . تم إجراء 120 رحلة، أطولها كانت 712 مترًا في عام 1937. ومع ذلك، تم إطلاقها باستخدام كابل مشدود وبالتالي لم تكن تعمل بالطاقة البشرية تمامًا. [8]

في مارس 1937، واجه فريق من إينيا بوسي (المصمم) وفيتوريو بونومي (الباني) وإميليو كاسكو (الطيار) تحديًا من الحكومة الإيطالية للقيام برحلة بطول كيلومتر واحد باستخدام Pedaliante . يبدو أن الطائرة طارت لمسافات قصيرة بالكامل بقوة بشرية، لكن المسافات لم تكن كبيرة بما يكفي للفوز بجائزة المسابقة. علاوة على ذلك، كان هناك الكثير من الخلاف حول ما إذا كانت قد أقلعت على الإطلاق بقوة دواسة الطيار وحده، وخاصة لأنه لا يوجد سجل لملاحظة رسمية لها وهي تفعل ذلك. [9] قدم كيث شيروين (1976) بعض الحجج المؤيدة والمعارضة لصحة ادعاء بوسي بأنه فعل ذلك. [10] في ذلك الوقت، اعتُبرت الرحلات الجوية التي تعمل بالطاقة البشرية بالكامل نتيجة لقوة الطيار وتحمله الكبيرين؛ وفي النهاية لا يمكن تحقيقها بواسطة إنسان عادي. كما هو الحال مع HV-1 Mufli ، تم إجراء محاولات إضافية باستخدام نظام المنجنيق. من خلال إطلاقها إلى ارتفاع 9 أمتار (30 قدمًا)، استوفت الطائرة شرط المسافة البالغة كيلومترًا واحدًا (0.62 ميلًا) ولكن تم رفض الجائزة بسبب طريقة الإطلاق. [11] [12] [13]

الرحلات الأولى

SUMPAC: أول طائرة ناجحة تعمل بالطاقة البشرية

تم إجراء أول إقلاع وهبوط موثق رسميًا لطائرة تعمل بالطاقة البشرية (قادرة على الإقلاع بالطاقة، على عكس الطائرة الشراعية ) في 9 نوفمبر 1961 بواسطة ديريك بيجوت في جامعة ساوثهامبتون للطائرات التي تعمل بالطاقة البشرية ( SUMPAC ) في مطار لاشام . [14] [15] كانت أفضل رحلة من أصل 40 محاولة 650 مترًا. [16] تمت إعادة بناء SUMPAC بشكل كبير بواسطة إمبريال كوليدج بنظام نقل جديد ولكنها تعرضت للتلف بشكل لا يمكن إصلاحه في نوفمبر 1965.

طارت طائرة هاتفيلد بفن لأول مرة في 16 نوفمبر 1961، بعد أسبوع واحد من SUMPAC. تم تشكيل نادي هاتفيلد للطائرات ذات المحركات البشرية من موظفي شركة دي هافيلاند للطائرات وكان لديهم إمكانية الوصول إلى دعم الشركة. في النهاية كانت أفضل مسافة لها 908 مترًا (993 ياردة). [17] قال جون ويمبيني إنه كان سعيدًا جدًا بأداء طائرة بفن، التي تعاملت بشكل جميل أثناء الرحلة. [18] صمد رقمه القياسي لمدة 10 سنوات.

كانت طائرة Puffin 2 عبارة عن جسم جديد وجناح حول ناقل الحركة تم استعادته من طائرة Puffin الأصلية. طارت في 27 أغسطس 1965 وقامت بعدة رحلات على مسافة نصف ميل، بما في ذلك الصعود إلى ارتفاع 5.2 متر. بعد تلف طائرة Puffin 2، تم تسليمها إلى جامعة ليفربول التي استخدمتها لبناء طائرة Liverpuffin.

بعد هذا التاريخ، طارت عدة طائرات أقل نجاحًا، حتى عام 1972 عندما طارت طائرة جوبيتر من مجموعة طائرات وودفورد إسيكس، التي صممها وبناها كريس روبر، وقادها جون بوتر، لمسافة 1070 مترًا و1239 مترًا في يونيو 1972. وبسبب اعتلال صحة روبر، استمر المشروع لاحقًا في قاعدة هالتون الجوية الملكية - وكان بوتر ضابطًا في سلاح الجو الملكي في ذلك الوقت. [19]

مجموعة الطيران بالطاقة البشرية التابعة للجمعية الملكية للملاحة الجوية

تأسست "مجموعة الطائرات التي تعمل بالطاقة البشرية" التابعة للجمعية الملكية للملاحة الجوية في عام 1959 على يد أعضاء مجموعة الطائرات التي تعمل بالطاقة البشرية التابعة لكلية الملاحة الجوية في كرانفيلد عندما تمت دعوتهم للانضمام إلى الجمعية. (تم تغيير عنوانها من "رجل" إلى "إنسان" في عام 1988 بسبب العديد من الرحلات الناجحة التي قامت بها الطيارات الإناث. [ بحاجة لمصدر ] )

تحت رعاية الجمعية، عرض الصناعي هنري كريمر في عام 1959 أول جوائز كريمر بقيمة 5000 جنيه إسترليني لأول طائرة تعمل بالطاقة البشرية تطير في مسار على شكل رقم ثمانية حول علامتين يبعدان عن بعضهما نصف ميل. وكان الشرط أن يكون المصمم والطيار المشارك ومكان البناء والطيران بريطانيين. [20]

نجاحات جائزة كريمر

في عام 1973، زاد كريمر قيمة جائزته عشرة أضعاف إلى 50 ألف جنيه إسترليني. في ذلك الوقت، كانت الطائرة التي تعمل بالطاقة البشرية تحلق فقط في مسارات مستقيمة (أو شبه مستقيمة)، ولم يحاول أحد حتى الآن اجتياز مساره الأكثر تحديًا على شكل الرقم ثمانية، والذي يتطلب طائرة يمكن التحكم فيها بالكامل. كما فتح المنافسة لجميع الجنسيات؛ في السابق كانت مقتصرة على المشاركات البريطانية فقط.

في 23 أغسطس 1977، طارت طائرة Gossamer Condor 2 على شكل الرقم ثمانية لأول مرة، لمسافة 2.172 كم وفازت بجائزة Kremer الأولى. تم بناؤها بواسطة الدكتور بول ب. ماكريدي وقادها راكب الدراجات الهواة وطيار الطائرات الشراعية برايان ألين . على الرغم من بطئها، حيث كانت تسير بسرعة 11 ميلاً في الساعة (18 كم / ساعة) فقط، إلا أنها حققت هذه السرعة بقدرة 0.35 حصان (0.26 كيلو واط) فقط. [21]

فاز بول ماكريدى مرة أخرى بجائزة كريمر الثانية وقيمتها 100 ألف جنيه إسترليني في 12 يونيو 1979، عندما طار برايان ألين بطائرة ماكريدى جوسامر ألباتروس من إنجلترا إلى فرنسا : مسافة مستقيمة بلغت 35.82 كم (22 ميلاً 453 ياردة) في ساعتين و49 دقيقة. [ بحاجة لمصدر ]

جائزة كرمر للسرعة والرحلات اللاحقة لفريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

عرض طائرات تعمل بالطاقة البشرية في المتحف الوطني للطيران والفضاء بالولايات المتحدة

بعد أسبوع من رحلة عبر القناة لطائرة Gossamer Albatross، والتي استخدمت مروحة صممها فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، [22] تمكن فريق بقيادة الطلاب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من تحقيق أول رحلة على متن طائرتهم Chrysalis ، [23] والتي أظهرت القدرة الكاملة على التحكم وقادها 44 طيارًا مختلفًا، [22] بما في ذلك الطيارات .

في الحادي عشر من مايو 1984، ذهبت جائزة كرامر الثالثة بقيمة 20 ألف جنيه إسترليني للسرعة إلى فريق تصميم معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا للطيران بطائرتهم Monarch-B [24] على مسار مثلثي بطول 1.5 كيلومتر في أقل من ثلاث دقائق (بسرعة متوسطة تبلغ 32 كيلومترًا في الساعة): الطيار فرانك سكارابينو. تُمنح جوائز أخرى بقيمة 5000 جنيه إسترليني لكل مشارك لاحق يحسن السرعة بنسبة خمسة بالمائة على الأقل.

على مدى السنوات الأربع التالية، واصلت مجموعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تطوير تصاميمها، حيث نجحت طائرات Monarch وMonarch-B في النجاح بثلاثة تصاميم لاحقة، وهي Light Eagle وطائرتي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا Daedalus ، Daedalus-87 وDaedalus-88. تم تحقيق الرقم القياسي الحالي للمسافة المعترف به من قبل الاتحاد الدولي للطيران في 23 أبريل 1988 من إيراكليون في جزيرة كريت إلى سانتوريني في طائرة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا Daedalus 88 التي يقودها كانيلوس كانيلوبولوس : مسافة مستقيمة تبلغ 115.11 كم (71.53 ميل). [25]

طائرة ركاب

كانت أول رحلة ركاب تعمل بالطاقة البشرية في 1 أكتوبر 1984 عندما حمل هولجر روشيلت أخته كاترين في طائرة مسكولر 1 .

الأنشطة الأخيرة

تم بناء هذه الطائرات وإطلاقها في اليابان وألمانيا واليونان وفرنسا وأستراليا ونيوزيلندا وجنوب أفريقيا والنمسا وكندا وسنغافورة والولايات المتحدة والمملكة المتحدة، ويقترب عددها الإجمالي من المائة.

وبتمويل إضافي من الراحل هنري كريمر، أعلنت الجمعية الملكية للطيران عن أربع جوائز جديدة: [26]

  • 50 ألف جنيه إسترليني لمسابقة كريمر الدولية للماراثون لرحلة حول مسار محدد لمسافة ستة وعشرين ميلاً ( ماراثون )، في زمن أقل من ساعة واحدة؛
  • 100 ألف جنيه إسترليني لمسابقة كريمر الدولية للطائرات الرياضية لطائرة رياضية قادرة على العمل في ظروف جوية عادية، كما هو الحال في المملكة المتحدة؛
  • 1000 جنيه إسترليني لمسابقة المدارس؛
  • 500 جنيه إسترليني لمسابقة روبرت جراهام للطلاب للأبحاث التجريبية أو التصميم الهندسي.

بُذلت محاولات للمطالبة بجائزة Kremer Sport البالغة 100000 جنيه إسترليني. صمم طلاب من معهد فيرجينيا للفنون التطبيقية طائرة كجزء من فئتهم AE4065/6. [ بحاجة لمصدر ] صمم فريق من جامعة ولاية بنسلفانيا طائرة PSU Zephyrus كجزء من فئتهم AERSP 404H. [ بحاجة لمصدر ] صمم فريق من طلاب هندسة الطيران والفضاء من جامعة ساوثهامبتون وبنوا SUHPA. [27]

في عام 2012، أطلقت الجمعية الملكية للملاحة الجوية كأس إيكاروس [28] للطيران الذي يعمل بالطاقة البشرية. وفازت بالكأس الأولى طائرة إير جلو ، التي صممها جون ومارك ماكنتاير. وتختلف كأس إيكاروس عن جائزة كريمر في أنها لا تهدف إلى تحطيم أرقام السرعة والمسافة فحسب، بل إلى جعل الطيران الذي يعمل بالطاقة البشرية رياضة شعبية. لذلك، تتضمن المنافسة تحديات مثل مسار التعرج ومهمة بدء بدون مساعدة واختبار دقة الهبوط. تقام كأس إيكاروس سنويًا في مطار لاشام ، بريطانيا العظمى، وهو موقع أول رحلة طيران تعمل بالطاقة البشرية.

في عام 2017، أكمل يوتا واتانابي، طيار Birdman House Iga، رحلة ذهاب وعودة بطول 40 كم. وفي عام 2019، نجح في القيام برحلة بطول 60 كم خلال حدث Japan International Birdman فوق بحيرة بيوا . [29]

أنواع

المناطيد

قام المخترعون ببناء سفن هوائية تعمل بالطاقة البشرية ، من بينها سنوبي في عام 1979 والقزم الأبيض في عام 1984. من خلال اكتساب الرفع من خلال الطفو بدلاً من تدفق الهواء عبر الجناح ، يلزم جهد أقل بكثير لتشغيل الطائرة. [30] [31] [32] [33]

المروحيات/الطائرات العمودية

طيور الهوبيت

في 2 أغسطس 2010، قام تود رايخرت من معهد جامعة تورنتو لدراسات الطيران والفضاء بقيادة طائرة أورنيثوبتر تعمل بالطاقة البشرية تسمى سنوبيرد . تم بناء الطائرة ذات الجناحين 32 مترًا (105 قدمًا) وكتلة 42 كيلوغرامًا (93 رطلاً) من ألياف الكربون والبلسا والرغوة. جلس الطيار في قمرة قيادة صغيرة معلقة أسفل الأجنحة وضخ قضيبًا بقدميه لتشغيل نظام من الأسلاك التي ترفرف بالأجنحة لأعلى ولأسفل. تم سحبها بواسطة سيارة حتى ارتفعت في الهواء، ثم استمرت في الطيران لمدة 20 ثانية تقريبًا. طارت 145 مترًا بمتوسط ​​سرعة 25.6 كم / ساعة (7.1 م / ث). [34] تم إجراء رحلات مماثلة تم إطلاقها بواسطة السحب في الماضي، لكن جمع البيانات المحسن أكد أن الطائرة الأورنيثوبتر كانت قادرة على الطيران بالطاقة الذاتية بمجرد ارتفاعها. [35] [36] [37]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ ريتشاردسون، مايك (2022-11-18). "Flycycle takes to the air - Aerospace Manufacturing". aero-mag.com . تم الاسترجاع في 2024-02-09 .
  2. ^ "آلة انزلاقية جديدة". مجلة ساينتفك أمريكان : 183. 10 سبتمبر 1904.
  3. ^ Camas Prairie Chronicle (Cottonwood, Idaho)، 5 أغسطس 1904
  4. ^ كورنيليس (2002) [ الصفحة مطلوبة ]
  5. ^ "أول دراجة هوائية تطير في العالم". مجلة العلوم الشعبية : 41 أكتوبر 1923. ISSN  0161-7370.
  6. ^ متحف سميثسونيان الوطني للطيران والفضاء بواشنطن: طائرة زاشكا ذات القوة البشرية (1934)
  7. ^ لانج ، برونو (1970). Das Buch der deutschen Luftfahrttechnik . فيرلاج ديتر هوفمان، ص. 361.
  8. ^ "طائرة يقودها رجل يتم تحريكها مثل دراجة هوائية" مجلة Popular Mechanics، ديسمبر 1935، الصفحة 855.
  9. ^ "Chris Roper B. Muscle Assisted Flights Before 1939. Human Powered Flying. Accessed 2008-08-14". مؤرشف من الأصل في 2016-03-03 . تم الاسترجاع في 2008-08-14 .
  10. ^ شيروين، كيث (1976). الطيران مثل الطائر . بيلي براذرز وسوينفين. ISBN 0-561-00283-5.
  11. ^ Pedaliante محفوظ في 14 يونيو 2006 على موقع Wayback Machine
  12. ^ "الطيران بالطاقة البشرية - الإنجازات حتى الآن مع اقتراح جديد" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2007-09-30 . تم الاسترجاع في 2007-04-15 .
  13. ^ "النقل: إيكاروس إلى بوسي". تايم . 8 فبراير 1937. مؤرشف من الأصل في 1 أكتوبر 2007.
  14. ^ Sale, Jonathan (9 November 2011). "The Guardian Celebrating 50 years of human-powered flight". لندن . تم الاسترجاع في 9 نوفمبر 2011 .
  15. ^ وثيقة فيديو حول هذا الموضوع عام 1962، تم تصويرها بواسطة شركة باتي البريطانية
  16. ^ كريس روبر. "أولى الرحلات الجوية الحقيقية". الطيران باستخدام القوة البشرية . مؤرشف من الأصل في 2012-02-10 . تم استرجاعه في 2008-08-14 .
  17. ^ تايلور 1962، ص 151.
  18. ^ الغارديان ، 5 مايو 1962، الصفحة الأولى.
  19. ^ "نسخة مؤرشفة". مؤرشفة من الأصل في 2015-09-23 . تم استرجاعها في 2015-08-17 .{{cite web}}:CS1 maint: نسخة مؤرشفة كعنوان ( رابط )
  20. ^ "مجلة الطيران". الطيران : 36–. يونيو 1963. ISSN  0015-4806.
  21. ^ Flight International 1977 ص 1254.
  22. ^ ab The Gossamers and Other Planes Archived 2011-10-03 at the Wayback Machine , Royal Aeronautical Society Human Powered Aircraft Group (accessed November 13 2012)
  23. ^ طائرة شرنقة تعمل بالطاقة البشرية: طارت للمرة الأولى أرشيف 2016-03-03 على موقع واي باك مشين ، مجموعة الطائرات التي تعمل بالطاقة البشرية التابعة للجمعية الملكية للملاحة الجوية (تم الوصول إليها في 13 نوفمبر 2012)
  24. ^ جيفري أ. لانديس، الطائرات التي تعمل بالطاقة البشرية - طاقم مونارك أرشيف 2012-02-02 على موقع واي باك مشين (تم الوصول إليه في 13 نوفمبر 2012)
  25. ^ غاري دورسي (1990)، اكتمال الأجنحة: صناعة ديدالوس جديد، ISBN 0-670-82444-5 
  26. ^ موقع الجمعية الملكية للطيران
  27. ^ الموقع الرسمي لـSUHPA
  28. ^ http://aerosociety.com/About-Us/specgroups/Human-Powered/Icarus-Cup (لا ينبغي الخلط بينه وبين كوبيه Icare )
  29. ^ 鳥人間コンテスト史上初!"60km"完全制覇!![2019年「BIRDMAN HOUSE 伊賀」】. يوتيوب (باللغة اليابانية).
  30. ^ المنطاد الهوائي الذي يعمل بالطاقة البشرية
  31. ^ سفينة هوائية أخرى تعمل بالطاقة البشرية
  32. ^ بالون يدوي يعمل بالطاقة البشرية
  33. ^ "ستيفان روسون ومنطادته التي تعمل بالدواسة | جمعية أخف من الهواء".
  34. ^ طيران الطيور المائية التي تعمل بالطاقة البشرية بأجنحة مرفرفة: نشرة منطقة الطيور المائية، خريف 2010.
  35. ^ مشروع الطائرات النفاثة التي تعمل بالطاقة البشرية
  36. ^ UTIAS Snowbird 1
  37. ^ UTIAS Snowbird 2

فهرس

  • كورنيليس، ديانا جي. الرؤية الرائعة، الغرض الثابت: تطوير القوة الجوية للقوات الجوية الأمريكية خلال القرن الأول من الطيران الآلي . قاعدة رايت باترسون الجوية، أوهايو: منشورات القوات الجوية الأمريكية، 2002. ISBN 0-16-067599-5 . 
  • "تقدم الطيران باستخدام الطاقة البشرية" مجلة فلايت إنترناشيونال ، 16 مارس 1985
  • الدكتور ك. شيروين "الطيران بالطاقة البشرية كنوع من الرياضة" مجلة فلايت إنترناشيونال ، 23 ديسمبر 1971
  • هيرست، مايك. "الفائز الأمريكي الذي يعتمد على قوة الإنسان"، مجلة فلايت إنترناشيونال ، 29 أكتوبر 1977، المجلد 112، العدد 3581. ص 1253-1256.
  • تايلور، جون دبليو آر جينز، طائرات العالم 1962-1963 . لندن: سامبسون لو، مارستون وشركاه، المحدودة، 1962.
  • فيديو أول طائرة تعمل بالطاقة البشرية (SUMPAC)
  • "الطائرات ذات العجلات الأربع وإمكانياتها" الرحلة 1913
  • الرابطة الدولية للمركبات التي تعمل بالطاقة البشرية (IHPVA)
  • تاريخ الطيران باستخدام القوة البشرية
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=طائرات_تعمل_بالطاقة_البشرية&oldid=1254196984"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate