طائرة نموذجية

الطائرة النموذجية هي نموذج مادي لطائرة موجودة أو متخيلة ، وتُصنع عادةً للعرض أو البحث أو التسلية. تُقسم الطائرات النموذجية إلى مجموعتين أساسيتين: طائرات طائرة وطائرات غير طائرة. تُسمى النماذج غير الطائرة أيضًا بالنماذج الثابتة أو نماذج العرض أو نماذج الرفوف.

يقوم مصنّعو الطائرات والباحثون بصنع نماذج في أنفاق الرياح لاختبار الخصائص الديناميكية الهوائية، ولأغراض البحث الأساسي، أو لتطوير تصاميم جديدة. وفي بعض الأحيان، يتم نمذجة جزء فقط من الطائرة.

تتراوح النماذج الثابتة بين ألعاب تُنتج بكميات كبيرة من المعدن الأبيض أو البلاستيك ، ونماذج دقيقة ومفصلة للغاية تُصنع لعرضها في المتاحف وتتطلب آلاف الساعات من العمل. يتوفر العديد منها في مجموعات، وعادةً ما تكون مصنوعة من البوليسترين أو الراتنج المصبوب بالحقن .

تتراوح نماذج الطائرات من طائرات شراعية بسيطة مصنوعة من صفائح الورق أو خشب البلسا أو الورق المقوى أو البوليسترين الرغوي ، إلى نماذج مصغرة تعمل بمحركات مصنوعة من خشب البلسا، وأعواد الخيزران ، والبلاستيك (بما في ذلك البوليسترين المصبوب أو الصفائحي، والستايروفوم )، والمعادن، والراتنجات الصناعية ، سواء بمفردها أو مع ألياف الكربون أو الألياف الزجاجية ، ومغطاة بورق المناديل أو المايلر أو مواد أخرى. قد يكون بعضها كبيرًا، خاصةً عند استخدامها لدراسة خصائص الطيران لطائرة كاملة الحجم مقترحة.

الأبحاث والنماذج الأولية للديناميكا الهوائية

تُصنع الطائرات النموذجية لاختبارات نفق الرياح والطيران الحر، وغالبًا ما تحتوي على مكونات قابلة للتبديل لمقارنة مختلف التجهيزات والتكوينات، أو تتميز بخصائص مثل أدوات التحكم التي يمكن تغيير موضعها لتعكس مختلف تكوينات الطيران. كما تُزود عادةً بمستشعرات لإجراء قياسات موضعية، وتُثبت عادةً على هيكل يضمن المحاذاة الصحيحة مع تدفق الهواء، ويوفر قياسات إضافية. في أبحاث نفق الرياح، قد يكون من الضروري أحيانًا تصنيع جزء فقط من الطائرة المقترحة.

كما يتم بناء نماذج هندسية ثابتة بالحجم الكامل لأغراض تطوير الإنتاج، وغالبًا ما تُصنع من مواد مختلفة عن تلك المستخدمة في التصميم المقترح. ومرة أخرى، غالبًا ما يتم تصميم جزء فقط من الطائرة.

نماذج العرض الثابتة

لا تستطيع نماذج الطائرات الثابتة الطيران، وتُستخدم للعرض والتعليم، كما تُستخدم في أنفاق الرياح لجمع البيانات اللازمة لتصميم الطائرات الحقيقية. يمكن بناؤها باستخدام أي مادة مناسبة، والتي تشمل غالبًا البلاستيك والخشب والمعادن والورق والألياف الزجاجية، ويمكن بناؤها بمقياس محدد، بحيث يمكن مقارنة حجم النموذج الأصلي بحجم الطائرات الأخرى. قد تأتي النماذج جاهزة، أو قد تتطلب طلاءً أو تجميعًا باستخدام الغراء أو البراغي أو المشابك، أو كليهما.

تسمح العديد من شركات الطيران العالمية بعرض نماذج مصغرة لطائراتها لأغراض دعائية. اعتادت شركات الطيران طلب نماذج كبيرة الحجم لطائراتها لتزويد وكالات السفر بها كهدية ترويجية. كما تُقدم نماذج الطائرات المكتبية لمسؤولي المطارات وشركات الطيران والجهات الحكومية للترويج لشركة طيران أو للاحتفال بخط طيران جديد أو إنجاز ما. ^{[ 1 ]}

حجم

تتوفر نماذج الطائرات الثابتة تجاريًا بأحجام متنوعة، بدءًا من مقياس 1:18 وصولًا إلى مقياس 1:1250 . أما مجموعات نماذج البلاستيك التي تتطلب التجميع والطلاء، فتتوفر بأحجام 1:144 ، و1:72 ، و 1:48 ، و 1:32 ، و 1:24 . بينما تتوفر نماذج المعادن المصبوبة (المجمعة مسبقًا والمطلية في المصنع) بأحجام تتراوح من 1:48 إلى 1:600 .

المقاييس ليست عشوائية، ولكنها تستند عمومًا إلى تقسيمات إما النظام الإمبراطوري أو النظام المتري . على سبيل المثال، مقياس 1:48 يعني ربع بوصة لكل قدم (أو بوصة واحدة لكل 4 أقدام)، ومقياس 1:72 يعني بوصة واحدة لكل 6 أقدام، بينما في المقاييس المترية مثل 1:100، يساوي السنتيمتر الواحد مترًا واحدًا. طُرح مقياس 1:72 مع مجموعات نماذج الطائرات الخشبية والمعدنية من شركة سكاي بيردز عام 1932، وتبعته شركة فروغ التي استخدمت المقياس نفسه منذ عام 1936 مع علامتها التجارية " فروغ بينغوين ". انتشر مقياس 1:72 في الولايات المتحدة خلال الحرب العالمية الثانية بفضل وزارة الحرب الأمريكية التي طلبت نماذج للطائرات أحادية المحرك الشائعة بهذا المقياس، ونماذج للطائرات متعددة المحركات بمقياس 1:144. كان هدفهم تحسين مهارات تمييز الطائرات ، وقد حققت هذه المقاييس توازنًا بين الحجم والتفاصيل. بعد الحرب العالمية الثانية، استمر المصنعون في استخدام هذه المقاييس، ولكن أُضيفت أيضًا مجموعات بمقاييس أخرى من النظام الإمبراطوري. يُعد مقياسا 1:50 و1:100 شائعين في اليابان. فرنسا، التي تستخدم النظام المتري. يتم إنتاج النماذج الترويجية لشركات الطيران بمقاييس تتراوح من 1:200 إلى 1:1200.

صنعت بعض الشركات طائرات بمقياس 1:18 لتتناسب مع سيارات من نفس المقياس. تشترك نماذج الطائرات والمركبات العسكرية والتماثيل والسيارات والقطارات في مقاييس مشتركة مختلفة ، ولكن يوجد بعض التداخل بينها. يوجد قدر كبير من التكرار للنماذج الأكثر شهرة بمقاييس مختلفة، وهو ما قد يكون مفيدًا في تصميم مجسمات ثلاثية الأبعاد باستخدام تقنية المنظور القسري .

غالباً ما لم تكن النماذج القديمة تتوافق مع مقياس محدد لأنها كانت مصممة لتناسب الصندوق، ويشار إليها بأنها "مقياس الصندوق".

مواد

لا تزال أجزاء طائرة نموذجية بلاستيكية على قالب الحقن الخاص بها

الطريقة الأكثر شيوعًا لتصنيع مجموعات التجميع هي حقن البلاستيك البوليسترين في قوالب فولاذية. تُسخّن حبيبات البلاستيك حتى تصبح سائلة، ثم تُدفع إلى القالب تحت ضغط عالٍ عبر أذرع تثبيت تحمل جميع الأجزاء، مما يضمن تدفق البلاستيك إلى كل جزء من القالب. يتيح هذا مستوى أعلى من الأتمتة مقارنةً بعمليات التصنيع الأخرى، لكن القوالب تتطلب كميات إنتاج كبيرة لتغطية تكلفة تصنيعها. اليوم، يتم ذلك في الغالب في آسيا وأوروبا الشرقية. يمكن إنتاج كميات أصغر باستخدام قوالب نحاسية، وتستخدم بعض الشركات قوالب من الراتنج أو المطاط، ولكن على الرغم من انخفاض تكلفة القالب، إلا أن متانته أقل، وقد تكون تكاليف العمالة أعلى بكثير.

تُصنع مجموعات الراتنج بأشكال مشابهة لتلك المستخدمة في مجموعات البلاستيك ذات الإنتاج المحدود، ولكن هذه القوالب عادة ما تكون أقل متانة، مما يحد من استخدامها في دفعات إنتاج أصغر، وتكون أسعار المنتج النهائي أعلى.

يُعدّ التشكيل الحراري الفراغي بديلاً شائعاً آخر، ولكنه يتطلب مهارةً أكبر، ويجب على المصمم توفير التفاصيل. توجد بعض مجموعات المعادن المحفورة ضوئياً التي تسمح بمستوى عالٍ من التفاصيل، ولكنها لا تستطيع محاكاة المنحنيات المركبة.

يمكن أيضاً صنع النماذج المصغرة من الورق أو الكرتون. تُطبع النماذج التجارية في الغالب من قبل دور النشر في ألمانيا أو أوروبا الشرقية، ولكن يمكن توزيعها عبر الإنترنت، ويُقدم بعضها مجاناً بهذه الطريقة.

منذ الحرب العالمية الأولى وحتى خمسينيات القرن العشرين، كانت تُصنع نماذج الطائرات الثابتة من خشب البامبو أو خشب البلسا خفيف الوزن، وتُغطى بورق المناديل بنفس طريقة صناعة نماذج الطائرات الطائرة. كانت هذه عملية تستغرق وقتًا طويلاً، تُحاكي عملية بناء الطائرات الفعلية حتى بداية الحرب العالمية الثانية . وكان العديد من صانعي النماذج يستلهمون تصاميمهم من رسومات الطائرات الحقيقية. ^{[ 2 ]}

تشمل النماذج الجاهزة لسطح المكتب تلك المصنوعة من الألياف الزجاجية لوكلاء السفر ومصنعي الطائرات، بالإضافة إلى نماذج لهواة الجمع مصنوعة من المعدن المصبوب والماهوجني والراتنج والبلاستيك.

أصبحت ألياف الكربون والألياف الزجاجية شائعة بشكل متزايد في مجموعات نماذج الطائرات. في نماذج طائرات الهليكوبتر، غالبًا ما تُصنع الهياكل الرئيسية وشفرات الدوار من ألياف الكربون، إلى جانب الأضلاع والعوارض في أجنحة الطائرات ذات الأجنحة الثابتة.

نماذج الطائرات

طائرة شراعية حرة الطيران يتم إطلاقها يدوياً

هواية تصميم الطائرات النموذجية هي بناء وتشغيل نماذج طائرات طائرة. بعض هذه النماذج تشبه نسخًا مصغرة من طائرات حقيقية، بينما يُبنى بعضها الآخر دون أي نية لمحاكاة الطائرات الحقيقية. وهناك أيضًا نماذج للطيور والخفافيش والتيروصورات (عادةً ما تكون من نوع أورنيثوبتر ). يؤثر صغر الحجم على رقم رينولدز للنموذج ، الذي يحدد كيفية تفاعل الهواء عند مروره بجانبه، وبالمقارنة مع طائرة حقيقية، قد يختلف حجم أسطح التحكم المطلوبة، والاستقرار، وفعالية أجزاء محددة من الجنيح بشكل كبير، مما يستدعي إجراء تغييرات في التصميم.

يتحكم

يتم التحكم في الطائرات النموذجية الطائرة عمومًا من خلال إحدى الطرق الثلاث

الطائرات النموذجية ذات الطيران الحر (F/F) لا يتم التحكم بها إلا بواسطة أسطح التحكم التي يجب ضبطها مسبقًا قبل الطيران، ويجب أن تتمتع بدرجة عالية من الاستقرار الطبيعي. معظم نماذج الطيران الحر إما طائرات شراعية غير مزودة بمحركات أو طائرات تعمل بمحركات مطاطية. وقد سبقت هذه الطائرات الطيران المأهول. ^{[ 3 ]}
تستخدم طائرات التحكم السلكي خيوطًا أو أسلاكًا لربط الطائرة بمحور مركزي، إما باليد أو بعمود . ثم تحلق الطائرة في دوائر حول تلك النقطة، مثبتة بكابل واحد، بينما يوفر كابل ثانٍ التحكم في زاوية الميل من خلال وصلة بالمصعد. وتستخدم بعض الطائرات كابلًا ثالثًا للتحكم في قوة المحرك. وتوجد فئات عديدة للمنافسة. وينقسم الطيران السريع إلى فئات بناءً على سعة المحرك. ويمكن لطائرات الفئة "D" ذات الحجم 60 أن تصل بسهولة إلى سرعات تتجاوز 240 كم/ساعة (150 ميلًا في الساعة) .
تحتوي الطائرات التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو على وحدة تحكم تُشغّل جهاز إرسال يرسل إشارات إلى جهاز استقبال في الطائرة النموذجية لتشغيل محركات مؤازرة تُعدّل أدوات التحكم في الطيران، على غرار الطائرات الحقيقية. تقليديًا، كانت الإشارات اللاسلكية تتحكم مباشرةً في المحركات المؤازرة، إلا أن النماذج الحديثة غالبًا ما تستخدم حواسيب التحكم في الطيران لتحقيق استقرار الطائرة أو حتى لتحليقها ذاتيًا. وينطبق هذا بشكل خاص على الطائرات الرباعية المراوح . ظهرت وحدات التحكم البدائية في الطيران لأول مرة في طائرات الهليكوبتر النموذجية، حيث استُخدمت جيروسكوبات إلكترونية مستقلة لتحقيق استقرار التحكم في مروحة الذيل. ومثل الطائرات الرباعية المراوح، امتد هذا الأمر الآن ليشمل جميع أدوات التحكم في الطيران.

بناء

نموذج طيران داخلي من فئة F1D خفيف للغاية ومغطى بغشاء رقيق

قد يختلف تصميم النماذج الطائرة عن تصميم النماذج الثابتة، حيث يعتبر كل من الوزن والقوة من الاعتبارات الرئيسية.

تستعير نماذج الطائرات تقنيات البناء من الطائرات الحقيقية، مع استخدام محدود للمعادن. قد تتضمن هذه التقنيات تشكيل هيكل باستخدام ألواح رقيقة من خشب خفيف كالبلسا لمحاكاة الدعامات والعوارض والأضلاع والضلوع في طائرة حقيقية قديمة ، أو في النماذج الأكبر حجمًا (التي تعمل عادةً بمحركات) حيث يكون الوزن أقل أهمية، يمكن استخدام صفائح خشبية أو بوليسترين موسع أو قشرة خشبية. ثم يُطلى سطح أملس ومحكم الإغلاق، عادةً بمادة طلاء خاصة بالطائرات. أما بالنسبة للنماذج الخفيفة، فيُستخدم ورق المناديل. وبالنسبة للنماذج الأكبر حجمًا (التي تعمل عادةً بمحركات وتُتحكم بها لاسلكيًا ) ، تُغطى بأغشية بلاستيكية قابلة للمعالجة الحرارية أو قابلة للانكماش الحراري، أو بأقمشة صناعية قابلة للانكماش الحراري. ويُستخدم غطاء الميكروفيلم للنماذج الأخف وزنًا، ويُصنع عن طريق وضع بضع قطرات من الورنيش على مساحة عدة أقدام مربعة من الماء، ثم تمرير حلقة سلكية من خلالها، مما يُشكل غشاءً بلاستيكيًا رقيقًا. ويمكن تجميع نماذج الطائرات من مجموعات جاهزة، أو بناؤها وفقًا لخطط، أو صنعها بالكامل من الصفر. تحتوي المجموعة على المواد الخام اللازمة، وعادةً ما تكون قطعًا خشبية مقطوعة بالقالب أو الليزر، وبعض القطع المصبوبة، ومخططات، وتعليمات التجميع، وقد تكون قد خضعت لاختبارات طيران. المخططات مخصصة لهواة بناء النماذج الأكثر خبرة، حيث يتعين على الباني صنع المواد أو البحث عنها بنفسه. أما هواة البناء من الصفر، فيمكنهم رسم مخططاتهم الخاصة، وتوفير جميع المواد بأنفسهم. قد تتطلب أي من الطريقتين جهدًا كبيرًا، وذلك بحسب النموذج المعني.

لزيادة سهولة ممارسة هذه الهواية، يقدم بعض البائعين نماذج شبه جاهزة للطيران (ARF) تقلل من المهارات المطلوبة، وتختصر وقت التجميع إلى أقل من 4 ساعات، مقارنةً بـ 10-40 ساعة أو أكثر للنماذج التقليدية. كما تتوفر طائرات التحكم اللاسلكي الجاهزة للطيران (RTF)، إلا أن بناء النماذج يبقى جزءًا لا يتجزأ من هذه الهواية بالنسبة للكثيرين. ولتسويقها على نطاق أوسع، أصبحت الطائرات المصنوعة من الفوم، والمقولبة بالحقن من رغوة خفيفة الوزن (معززة أحيانًا)، أكثر سهولة في الطيران الداخلي، ولا يتطلب الكثير منها سوى تركيب الجناح وعجلات الهبوط.

الطائرات الشراعية

لا تحتوي الطائرات الشراعية على محرك خارجي . عادةً ما تكون الطائرات الشراعية الكبيرة المخصصة للاستخدام الخارجي طائرات يتم التحكم بها لاسلكيًا، ويتم سحبها يدويًا عكس اتجاه الرياح بواسطة حبل موصول بخطاف أسفل جسم الطائرة مزود بحلقة، بحيث يسقط الحبل عندما تكون الطائرة في الأعلى. تشمل الطرق الأخرى الإطلاق باستخدام المنجنيق، أو باستخدام حبل مطاطي . وقد حلّت طريقة الإطلاق اليدوي الحديثة "القرصية" محل طريقة الإطلاق "الرمحية" السابقة. كما تُستخدم أيضًا رافعات أرضية تعمل بالطاقة، والسحب اليدوي، والسحب الجوي باستخدام طائرة أخرى تعمل بمحرك.

تعتمد الطائرات الشراعية في طيرانها على استغلال الرياح المحيطة . فغالباً ما تُنتج التلال والمنحدرات تيارات هوائية صاعدة تُساعد الطائرة الشراعية على التحليق. يُعرف هذا النوع من الطيران باسم التحليق المنحدر ، ويمكن للطائرات الشراعية التي يتم التحكم فيها لاسلكياً أن تبقى محلقة في الجو طالما استمر التيار الصاعد. ومن الوسائل الأخرى لزيادة الارتفاع في الطائرة الشراعية استغلال التيارات الحرارية ، وهي عبارة عن أعمدة من الهواء الدافئ الصاعد تتكون نتيجة لاختلاف درجات الحرارة على سطح الأرض، كما هو الحال بين موقف سيارات أسفلتي وبحيرة. يرتفع الهواء الساخن حاملاً الطائرة الشراعية معه. وكما هو الحال في الطائرات ذات المحركات، يتم الحصول على قوة الرفع من خلال حركة الأجنحة أثناء مرور الطائرة في الهواء، ولكن في الطائرة الشراعية، يتم اكتساب الارتفاع من خلال الطيران عبر هواء يرتفع بسرعة أكبر من سرعة هبوط الطائرة.

الطائرات الشراعية المحمولة هي طائرات نموذجية خفيفة الوزن تُحلّق في تيار الهواء الصاعد الناتج عن الطيار الذي يتبعها عن كثب. بعبارة أخرى، تُحلّق الطائرة الشراعية على المنحدرات مستفيدةً من التيار الصاعد الناتج عن حركة الطيار (انظر أيضًا: التحليق المتحكم به على المنحدرات ).

مصادر الطاقة

تحتوي الطائرات ذات المحركات على وحدة توليد طاقة داخلية ، وهي آلية تُشغل الطائرة أثناء تحركها في الهواء. تُعد المحركات الكهربائية ومحركات الاحتراق الداخلي أكثر أنظمة الدفع شيوعًا، ولكن تشمل الأنواع الأخرى الصواريخ ، والتوربينات الصغيرة ، والمحركات النفاثة النبضية ، والغاز المضغوط، وأجهزة الدفع المطاطية المشدودة (الملتوية).

ممحاة

تُعدّ طريقة ألفونس بينو لتشغيل نماذج الطيران الحرّ هي المحرك المرن (أو المحرك القابل للتمديد) الذي ابتكره عام 1871، وهو عبارة عن شريط مطاطي طويل يُلفّ لزيادة الشد قبل الطيران. وهو المحرك الأكثر استخدامًا، إذ يُستخدم في كل شيء بدءًا من ألعاب الأطفال وصولًا إلى نماذج المنافسات. يتميز المحرك المرن بالبساطة والمتانة، ولكنه قصير الأمد، كما أن عزم الدوران العالي الأولي للمحرك الملفوف بالكامل ينخفض بشكل حاد قبل أن يستقر عند مستوى ثابت، إلى أن تنفك اللفات الأخيرة وينقطع التيار تمامًا. يُعدّ الاستخدام الأمثل لهذا المحرك أحد تحديات الطيران الحرّ المطاطي التنافسي، ويمكن للمراوح ذات الخطوة المتغيرة، وتعديل زاوية ميل الجناح والذيل، وإعدادات الدفة التي يتم التحكم بها بواسطة المؤقتات، أن تساعد في إدارة عزم الدوران. كما توجد عادةً قيود على وزن المحرك في فئات المسابقات. ومع ذلك، فقد حققت بعض النماذج رحلات استمرت قرابة ساعة. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

الغازات المضغوطة

يمكن استخدام الغاز المضغوط المخزن، وعادةً ما يكون ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ₎ ، لتشغيل نماذج بسيطة بطريقة مشابهة لنفخ بالون ثم إطلاقه. كما يمكن استخدام _ثاني أكسيد الكربون المضغوط لتشغيل محرك تمدد لتدوير مروحة . تتضمن هذه المحركات أنظمة تحكم في السرعة وأسطوانات متعددة، وهي قادرة على تشغيل طائرات لاسلكية خفيفة الوزن . تُعدّ شركتا غاسبارين وموديلا من أحدث الشركات المصنعة لمحركات _ثاني أكسيد الكربون . يُعرف _ثاني أكسيد الكربون ، مثله مثل المطاط، باسم الطاقة "الباردة" لأنه لا يُولّد حرارة.

يُعدّ البخار أقدم من المطاط، ومثله، أسهم إسهامًا كبيرًا في تاريخ الطيران ، إلا أنه نادر الاستخدام اليوم. في عام ١٨٤٨، حلّق جون سترينغفيلو بطائرة نموذجية تعمل بالبخار في تشارد، سومرست ، إنجلترا . كما بنى صموئيل بيربونت لانغلي طائرات نموذجية تعمل بالبخار وأخرى تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي، وقد حققت هذه الطائرات رحلات طويلة.

قام البارون السير جورج كايلي ببناء محركات طائرات نموذجية تعمل بالبارود ، ذات احتراق داخلي وخارجي، وقادها في رحلات جوية في أعوام 1807 و1819 و1850. لم تكن هذه المحركات مزودة بعمود مرفقي، بل كانت تستخدم أجنحة متحركة تشبه أجنحة الطائرات ذات الأجنحة المتحركة بدلاً من المروحة. وقد افترض أن هذا الوقود قد يكون شديد الخطورة على الطائرات المأهولة.

الاحتراق الداخلي

طائرة نموذجية تعمل بالتحكم عن بعد من طراز لوكهيد سي-130 هيركوليز، يبلغ طول جناحيها 5.64 متر ( 18 قدمًا و6 بوصات )، مزودة بأربعة محركات احتراق داخلي. ويتولى طاقم مكون من خمسة أفراد قيادتها وصيانتها.

بالنسبة للموديلات الأكبر حجمًا والأثقل وزنًا، يُعد محرك التوهج الأكثر شيوعًا . تعمل محركات التوهج بمزيج من الميثانول بطيء الاحتراق ، والنيتروميثان ، ومادة تشحيم ( زيت الخروع أو الزيت الاصطناعي )، ويُباع هذا المزيج مُسبقًا كوقود للتوهج. تتطلب محركات التوهج آلية تشغيل خارجية؛ إذ يجب تسخين شمعة التوهج حتى تصل إلى درجة حرارة كافية لإشعال الوقود لبدء التشغيل. تُطبّق الأسطوانات المترددة عزم دوران على عمود مرفقي دوّار ، وهو مصدر الطاقة الرئيسي للمحرك. يُفقد جزء من الطاقة نتيجة تحويل الحركة الخطية إلى حركة دورانية، بالإضافة إلى فقدان الحرارة والوقود غير المحترق، لذا تكون الكفاءة منخفضة.

تُصنّف هذه المحركات حسب سعتها، وتتراوح سعتها من 0.01 بوصة مكعبة (0.16 سم مكعب) إلى أكثر من 1.0 بوصة مكعبة (16 سم مكعب) . تستطيع أصغر المحركات تدوير مروحة قطرها 3.5 بوصة (8.9 سم) بسرعة تتجاوز 30,000 دورة في الدقيقة، بينما تدور المحركات الأكبر حجماً بسرعة تتراوح بين 10,000 و14,000 دورة في الدقيقة.

تستخدم أبسط محركات الاحتراق الداخلي دورة الشوطين . تتميز هذه المحركات بانخفاض تكلفتها، وتوفر أعلى نسبة قدرة إلى وزن بين جميع محركات الاحتراق الداخلي، إلا أنها صاخبة وتتطلب كاتمات صوت كبيرة الحجم ، والتي يمكن ضبطها . أما محركات الاحتراق الداخلي ذات دورة الأشواط الأربعة ، سواءً باستخدام صمامات قرصية أو -نادرًا- صمامات دوارة ، فهي أكثر كفاءة في استهلاك الوقود، ولكنها تُنتج طاقة أقل من محركات الشوطين المماثلة. وتُناسب الطاقة التي تُنتجها هذه المحركات بشكل أفضل تشغيل مراوح ذات قطر أكبر لهياكل طائرات أخف وزنًا وأكثر مقاومة للهواء، مثل الطائرات ذات السطحين . تحظى محركات الأشواط الأربعة بشعبية كبيرة حاليًا نظرًا لكونها أكثر هدوءًا من محركات الشوطين، وهي متوفرة بتكوينات ثنائية الأسطوانات متقابلة أفقيًا وتكوينات شعاعية . تشمل الأنواع المختلفة محركات متعددة الأسطوانات، ومحركات تعمل بالبنزين مع إشعال شراري، ومحركات تعمل بالديزل مع مكربن، ومحركات ذات نسبة ضغط متغيرة. يُفضل استخدام محركات الديزل لقدرتها على التحمل وعزم دورانها العالي، وبالنسبة لسعة معينة، يمكنها تشغيل مروحة أكبر من محرك الاحتراق الداخلي. يُعدّ تصنيع محركات الطائرات النموذجية في المنزل هواية بحد ذاتها.

الطائرات النفاثة والصواريخ

استخدمت الطائرات النموذجية النفاثة المبكرة مروحة متعددة الشفرات داخل قناة، عادةً في جسم الطائرة. وكانت هذه المراوح تُشغل عادةً بمحركات ثنائية الأشواط تعمل بسرعات دوران عالية. وتراوحت سعتها عادةً بين 6.6 و14.7 سم مكعب ، ولكن بعضها كان صغيرًا جدًا، حيث بلغت سعته 0.80 سم مكعب . وقد تم اعتماد تصميم المروحة داخل الأنبوب بنجاح في الطائرات النفاثة الكهربائية، بينما أصبحت الطائرات ذات المراوح الأنبوبية التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي نادرة الآن. تُستخدم محركات التوربينات النفاثة الصغيرة حاليًا في نماذج الهواة، وهي تُشبه نسخًا مُبسطة من محركات التوربينات النفاثة الموجودة في الطائرات التجارية، ولكنها ليست مُصغّرة الحجم نظرًا لأهمية أرقام رينولدز. طُوّر أول محرك توربيني للهواة في ثمانينيات القرن الماضي، ولكن أصبحت النماذج التجارية منه متاحة بسهولة مؤخرًا. تتطلب التوربينات تصميمًا متخصصًا وتصنيعًا دقيقًا، وقد صُنعت بعضها من وحدات شاحن توربيني لمحركات السيارات . يُعد امتلاك أو تشغيل طائرة تعمل بالتوربينات مكلفًا للغاية، وتشترط العديد من النوادي الوطنية (مثل أكاديمية الطيران النموذجي في الولايات المتحدة الأمريكية ) حصول أعضائها على شهادة لاستخدامها بأمان. ^[⁶^] كما استُخدمت محركات النبضات النفاثة من نوع قنبلة V-1 الطائرة، نظرًا لقدرتها على توفير قوة دفع أكبر في حجم أصغر من محرك الاحتراق الداخلي التقليدي، إلا أنها غير شائعة الاستخدام بسبب مستويات الضوضاء العالية للغاية التي تُصدرها، وهي غير قانونية في بعض البلدان.

طيار فيتنامي يُجهز نموذج طائرته النفاثة (قاعدة بين هوا الجوية، فيتنام)

تُستخدم محركات الصواريخ أحيانًا لتعزيز أداء الطائرات الشراعية. يعود تاريخ أول محرك صاروخي مصمم خصيصًا لهذا الغرض إلى خمسينيات القرن الماضي، مع طرح محرك جيتكس ، الذي كان يستخدم حبيبات وقود صلبة تُشعل بواسطة فتيل، داخل غلاف قابل لإعادة الاستخدام. ويمكن للطيارين الآن استخدام محركات صواريخ نموذجية للاستخدام لمرة واحدة لتوفير دفعة قصيرة من الطاقة، تقل عن عشر ثوانٍ. وقد جعلت القيود الحكومية في بعض البلدان استخدام الدفع الصاروخي نادرًا، ولكن هذه القيود بدأت تخف في أماكن كثيرة، وتوسع استخدامها، إلا أن إعادة تصنيفها من "أجهزة إنتاج الدخان" إلى "ألعاب نارية" جعل الحصول عليها صعبًا مرة أخرى.

الطاقة الكهربائية

تستخدم الطائرات التي تعمل بالطاقة الكهربائية محركًا كهربائيًا يُغذى بمصدر للكهرباء، عادةً ما يكون بطارية . بدأ استخدام الطاقة الكهربائية في الطائرات في سبعينيات القرن الماضي، لكن التكلفة العالية أخرت انتشار استخدامها على نطاق واسع حتى أوائل التسعينيات، عندما توفرت تقنيات بطاريات أكثر كفاءة ومحركات بدون فرش ، في حين انخفضت تكاليف المحركات والبطاريات وأنظمة التحكم بشكل كبير. أصبحت الطاقة الكهربائية الآن هي السائدة في طائرات الحدائق والطائرات ثلاثية الأبعاد ، وكلاهما صغير الحجم وخفيف الوزن، حيث توفر الطاقة الكهربائية كفاءة وموثوقية أكبر، وصيانة أقل، وفوضى أقل، وطيرانًا أكثر هدوءًا، واستجابة فورية تقريبًا لدواسة الوقود مقارنةً بمحركات الاحتراق الداخلي.

استخدمت النماذج الكهربائية الأولى محركات تيار مستمر ذات فرش وخلايا قابلة لإعادة الشحن من النيكل والكادميوم ، مما أتاح مدة طيران تتراوح بين 5 و10 دقائق، بينما كان محرك الاحتراق الداخلي المماثل يوفر ضعف مدة الطيران. لاحقًا، استخدمت الأنظمة الكهربائية محركات تيار مستمر عديمة الفرش أكثر كفاءة وبطاريات نيكل-معدن هيدريد ذات سعة أعلى ، مما أدى إلى تحسين مدة الطيران بشكل ملحوظ. تسمح بطاريات الكوبالت وبطاريات الليثيوم بوليمر (LiPoly أو LiPo) بتجاوز مدة طيران المحركات الكهربائية مدة طيران محركات الاحتراق الداخلي، في حين أن بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم الخالية من الكوبالت، الأكثر متانة وقوة، أصبحت شائعة الاستخدام أيضًا. كما أصبحت الطاقة الشمسية عملية لهواة الطائرات المُسيّرة، وفي يونيو 2005، سُجّل رقم قياسي في كاليفورنيا بلغ 48 ساعة و16 دقيقة. أصبح من الممكن الآن تشغيل معظم النماذج التي يقل وزنها عن 9.1 كيلوغرام (20 رطلاً) بالطاقة الكهربائية بتكلفة مساوية أو أقل من تكلفة مصادر الطاقة التقليدية.

أدت التطورات الحديثة إلى استخدام محركات ثلاثية الطور عديمة الفرش في الطائرات النموذجية. تتميز هذه المحركات بقوة أكبر وعزم دوران وكفاءة أعلى. كما يقلل تصميمها من الاحتكاك الداخلي، لعدم وجود حاجة لتلامس الفرش مع أي أجزاء دوارة. وتؤدي هذه الزيادة في الكفاءة إلى زيادة مدة الطيران. ^{[ 7 ]}

أنواع الدفع

تُولّد معظم الطائرات النموذجية التي تعمل بمحركات، بما في ذلك الطائرات الكهربائية، وطائرات الاحتراق الداخلي، والطائرات التي تعمل بالمطاط، قوة الدفع عن طريق تدوير مروحة. وتُعدّ المروحة الآلية الأكثر استخدامًا في هذا الصدد. تُولّد المراوح قوة الدفع نتيجةً للرفع الناتج عن الأجزاء الشبيهة بالأجنحة في شفراتها، والتي تدفع الهواء إلى الخلف.

المراوح

توفر المروحة ذات القطر الكبير والخطوة المنخفضة قوة دفع وتسارعًا أكبر عند السرعات المنخفضة، بينما تضحي المروحة ذات القطر الصغير والخطوة العالية بالتسارع مقابل سرعات قصوى أعلى. يمكن للمُصنِّع الاختيار من بين مجموعة متنوعة من المراوح لتناسب النموذج، ولكن قد يؤدي استخدام مروحة غير مناسبة إلى الإضرار بالأداء، وإذا كانت ثقيلة جدًا، فقد تتسبب في تآكل غير مبرر للمحرك. عادةً ما تُحدد مواصفات مراوح الطائرات النموذجية بالقطر × الخطوة، بالبوصة. على سبيل المثال، يبلغ قطر المروحة 5 × 3 بوصة (130 مم) ، وخطوة دورانها 3 بوصات (76 مم) . خطوة الدوران هي المسافة التي تقطعها المروحة عند دورانها دورة كاملة في وسط صلب. تُعد المراوح ذات الشفرتين والثلاث شفرات الأكثر شيوعًا.

تُستخدم ثلاث طرق لنقل الطاقة إلى المروحة:

في أنظمة الدفع المباشر، يتم توصيل المروحة مباشرةً بعمود المرفق أو عمود الإدارة للمحرك . يُفضل هذا الترتيب عندما تعمل كل من المروحة ووحدة توليد الطاقة بكفاءة قريبة من ذروة أدائها عند سرعات دوران متقاربة . يُعد الدفع المباشر شائعًا في محركات الاحتراق الداخلي. وفي حالات نادرة، تُصمم بعض المحركات الكهربائية بعزم دوران عالٍ وسرعة منخفضة بما يكفي لاستخدام الدفع المباشر أيضًا. تُعرف هذه المحركات عادةً باسم المحركات الخارجية .
تستخدم محركات التخفيض التروس لتقليل سرعة دوران عمود الدوران، مما يسمح للمحرك بالدوران بسرعة أكبر. كلما زادت نسبة التروس، انخفضت سرعة دوران المروحة، مما يزيد عزم الدوران بنسبة مماثلة تقريبًا. يشيع استخدام هذه التقنية في الطرازات الكبيرة وتلك المزودة بمراوح كبيرة الحجم. يعمل محرك التخفيض على مواءمة سرعة دوران المحرك والمروحة مع سرعة التشغيل المثلى لكل منهما. تُعد المراوح المزودة بتروس نادرة في محركات الاحتراق الداخلي، ولكنها شائعة في المحركات الكهربائية لأن معظمها يدور بسرعة فائقة، ولكنه يفتقر إلى عزم الدوران.
يمكن الحصول على نسبة تخفيض تروس مدمجة بنسبة 2:1 عن طريق توصيل المروحة بعمود الكامات بدلاً من عمود المرفق لمحرك رباعي الأشواط، والذي يعمل بنصف سرعة عمود المرفق. ^{[ 8 ]}

مراوح موجهة

المراوح الأنبوبية هي مراوح متعددة الشفرات مُغلفة بقناة أو أنبوب أسطواني، تشبه في شكلها محرك الطائرة النفاثة وتشغل نفس حيزه . وهي متوفرة للمحركات الكهربائية والوقود السائل، وقد شاع استخدامها مع التطورات الأخيرة في تكنولوجيا الطيران الكهربائي. يُمكن الآن تزويد طائرة نموذجية بأربع مراوح أنبوبية كهربائية بتكلفة أقل من تكلفة توربين نفاث واحد، مما يُتيح تصميم نماذج طائرات متعددة المحركات بأسعار معقولة. بالمقارنة مع المروحة غير الأنبوبية، تُولّد المروحة الأنبوبية قوة دفع أكبر لنفس المساحة، وقد سُجّلت سرعات تصل إلى 320 كم/ ساعة (200 ميل/ساعة) مع طائرات تعمل بالمراوح الأنبوبية الكهربائية، ويعود ذلك بشكل كبير إلى سرعات الدوران العالية التي تُتيحها هذه المراوح. تحظى المراوح الأنبوبية بشعبية في نماذج الطائرات النفاثة المصغّرة، حيث تُحاكي مظهر محركات الطائرات النفاثة، ولكنها تُستخدم أيضًا في النماذج غير المصغّرة والرياضية، وحتى في الطائرات ثلاثية الأبعاد خفيفة الوزن.

آخر

في الطائرات ذات الأجنحة المتحركة، تحاكي حركة هيكل الجناح حركة أجنحة الطيور الحية ، مما ينتج عنه كل من الدفع والرفع .

المسابقات والصفوف

يتم تنظيم المسابقات العالمية من قبل الاتحاد الدولي للطيران (FAI) في العديد من الفئات والمجموعات والفئات الفرعية:

الفئة F - طائرات نموذجية
- F1 x – الطيران الحر
- F2 x – خط التحكم
- F3 x – التحكم اللاسلكي
- طائرة F4 x – طائرة مصغرة (نسخة مصغرة من طائرة بالحجم الطبيعي)
- F5 x – طائرات شراعية تعمل بمحرك كهربائي يتم التحكم فيها عن بعد
- الاتحاد الدولي للطائرات - سباق الطائرات بدون طيار (F3U)
الفئة S - نموذج فضائي
الفئة U - مركبة جوية بدون طيار

رحلة حرة (F1)

كأس ويكفيلد الذهبي للتحدي هي مسابقة دولية في تصميم النماذج، سُميت تيمناً بالمتبرع بها، اللورد ويكفيلد . أُقيمت المسابقة لأول مرة في 5 يوليو 1911 في قصر الكريستال بإنجلترا. وأُقيمت مسابقات أخرى في أعوام 1912 و1913 و1914. توقفت المسابقة حتى عام 1927، عندما تواصلت جمعية مهندسي الطيران النموذجي (SMAE) مع اللورد ويكفيلد للحصول على كأس فضية جديدة أكبر حجماً للمسابقات الدولية. هذا الكأس هو كأس ويكفيلد الدولي الحالي، وقد مُنح لأول مرة عام 1928. نظمت جمعية مهندسي الطيران النموذجي المسابقات الدولية حتى عام 1951، حين تولى الاتحاد الدولي للطيران (FAI) تنظيمها، ومنذ ذلك الحين أصبحت الكأس جائزة فئة الطائرات المطاطية في بطولة العالم للطيران الحر التابعة للاتحاد الدولي للطيران. وتشمل فئات الطيران الحر التابعة للاتحاد الدولي للطيران ما يلي: ^{[ 9 ]}

F1A - الطائرات الشراعية
F1B – طائرة نموذجية بمحركات قابلة للتمديد (بأشرطة مطاطية) – كأس ويكفيلد
F1C – طائرة نموذجية تعمل بالطاقة (محرك احتراق داخلي 2.5 سم مكعب (0.15 بوصة مكعبة) )
F1D - طائرة نموذجية داخلية
F1E – طائرات شراعية ذات توجيه آلي
F1N – طائرات شراعية داخلية للإطلاق اليدوي
F1P – طائرة نموذجية تعمل بالطاقة (محرك احتراق داخلي 1.0 سم مكعب)
F1Q - طائرة نموذجية تعمل بالطاقة الكهربائية
F1G – طائرة نموذجية بمحركات قابلة للتمديد (بشريط مطاطي) « كوب ديفير » (مؤقت)
F1H – الطائرات الشراعية (مؤقتة)
F1J – طائرة نموذجية تعمل بالطاقة (مؤقتة) (تعمل بمحرك احتراق داخلي سعة 1.0 سم مكعب (0.061 بوصة مكعبة) )
F1K – طائرة نموذجية بمحركات _ثانيأكسيد الكربون (مؤقتة)
F1L – منطقة داخلية EZB طائرات نموذجية (مؤقتة)
F1M – طائرة نموذجية داخلية (مؤقتة)
F1R – طائرة نموذجية داخلية "Micro 35" (مؤقتة)
F1S - طائرة نموذجية صغيرة تعمل بالطاقة الكهربائية "E36"

خط التحكم (F2)

يُعرف هذا النظام في الولايات المتحدة باسم "التحكم عن بُعد"، وقد ابتكره الراحل جيم ووكر الذي كان يُحلّق بثلاث طائرات نموذجية في وقت واحد لأغراض استعراضية. عادةً ما تُحلّق الطائرة النموذجية في دائرة ويتحكم بها طيار في المركز ممسكًا بمقبض متصل بسلكين فولاذيين رفيعين. يتصل السلكان عبر طرف الجناح الداخلي للطائرة بآلية تُحوّل حركة المقبض إلى مصعد الطائرة، مما يسمح بتنفيذ مناورات على طول محور ميل الطائرة. يدور الطيار لمتابعة الطائرة النموذجية أثناء دورانها، ويكون الدوران عكس عقارب الساعة للحفاظ على الطيران الأفقي العمودي.

في نظام التحكم التقليدي بالخطوط، يلزم وجود شد في الخطوط لتوفير التحكم. ويُحافظ على شد الخطوط بشكل أساسي بواسطة قوة الطرد المركزي . ولزيادة شد الخطوط، يمكن بناء النماذج أو تعديلها بطرق مختلفة. يؤدي انحراف الدفة وتوجيه الدفع (إمالة المحرك نحو الخارج) إلى انحراف النموذج للخارج. ويمكن لموقع خروج الخطوط من الجناح أن يعوض ميل مقاومة الهواء للخطوط إلى انحراف النموذج للداخل. كما أن الوزن على الجناح الخارجي، أو وجود جناح داخلي أطول أو ذي قوة رفع أكبر من الجناح الخارجي (أو حتى عدم وجود جناح خارجي على الإطلاق)، وعزم دوران المروحة التي تدور يسارًا (أو الطيران في اتجاه عقارب الساعة) كلها عوامل تساهم في دوران النموذج نحو الخارج. وتكون أوزان أطراف الأجنحة وعزم دوران المروحة وتوجيه الدفع أكثر فعالية عندما يتحرك النموذج ببطء، بينما يكون لانحراف الدفة والتأثيرات الديناميكية الهوائية الأخرى تأثير أكبر على النموذج سريع الحركة.

منذ ظهورها، تطورت رياضة الطيران بالتحكم السلكي لتصبح رياضة تنافسية. وتشمل فئات المسابقات الخاصة بنماذج الطائرات التي تعمل بالتحكم السلكي: السرعة، والاستعراضات الجوية (المعروفة أيضًا باسم الحركات البهلوانية)، والسباق، وحاملات الطائرات البحرية، وتفجير البالونات، والطائرات المصغرة، والقتال. وتوجد اختلافات في الفعاليات الأساسية، بما في ذلك التقسيمات حسب حجم ونوع المحرك، ومستويات المهارة، وعمر تصميم النموذج.

نشأت هذه الفعاليات في الولايات المتحدة الأمريكية، ثم جرى تعديلها لاحقًا لتُستخدم دوليًا. تتوفر قواعد المنافسة الأمريكية لدى أكاديمية الطيران النموذجي. أما القواعد الدولية، فيضعها الاتحاد الدولي للطيران (FAI). تُقام بطولات العالم مرتين سنويًا في مختلف أنحاء العالم، وكان آخرها في فرنسا عام 2008، وتتضمن مجموعة محدودة من الفعاليات: أنواع خاصة من سباقات الفرق (F2C)، والقتال (F2D)، والسرعة (F2A)، وكلها مخصصة لمحركات بسعة 2.5 سم مكعب (0.15 بوصة مكعبة)، بالإضافة إلى فعالية الحركات البهلوانية (F2b)، التي لا حدود لتصميمها وحجمها.

قامت لجنة CIAM (لجنة FAI لنمذجة الطيران) بتحديد الفئات التالية في فئة F2 Control Line: ^{[ 10 ]}

F2A: سرعة CL
F2B: سي إل إيروباتيكس
F2C: فريق سباقات سي إل

يُشار إلى فئة السباقات الدولية باسم F2C (حيث F2 تعني التحكم بالخط، وC تعني السباق) أو سباق الفرق. يتنافس طيار وميكانيكي كفريق واحد لتحليق طائرات سباق صغيرة الحجم، وزنها 370 غرامًا (13 أونصة) وطول جناحيها 65 سم (26 بوصة) ، فوق مدرج أو سطح خرساني. يبلغ طول الخطوط 15.92 مترًا (52.2 قدمًا) .

يتنافس ثلاثة طيارين، بالإضافة إلى فرق الصيانة، في وقت واحد ضمن نفس الدائرة، والهدف هو إنهاء المسار المحدد بأسرع وقت ممكن. يقتصر حجم خزان الوقود على 7 سم مكعب (0.43 بوصة مكعبة) ، مما يستلزم التوقف مرتين أو ثلاث مرات للتزود بالوقود خلال السباق.

يقف الميكانيكي في منطقة الصيانة خارج دائرة الطيران المحددة. يُشغَّل المحرك وتُطلق الطائرة عند إشارة البدء. للتزود بالوقود، يُشغِّل الطيار صمام إيقاف الوقود بتحريك عصا التحكم للأسفل بسرعة بعد عدد اللفات المخطط له، بحيث تقترب الطائرة من الميكانيكي بالسرعة المثلى، حوالي 50 كم /ساعة . يمسك الميكانيكي الطائرة من الجناح، ويملأ الخزان من علبة مضغوطة باستخدام خرطوم وصمام يدوي، ثم يُعيد تشغيل المحرك بتحريك المروحة بإصبعه. تستغرق عملية الصيانة عادةً أقل من ثلاث ثوانٍ.

يبلغ طول المسار 10 كيلومترات ( 6.2 ميل) ، ويتكون من 100 لفة. تبلغ سرعة الطيران حوالي 200 كيلومتر في الساعة (120 ميلاً في الساعة) ، مما يعني أن الطيارين يكملون لفة واحدة في حوالي 1.8 ثانية. تبلغ قوة السحب الناتجة عن قوة الطرد المركزي 85 نيوتن (19 رطلاً ) . يتم توجيه الطائرة المتجاوزة فوق رؤوس الطيارين المنافسين الذين يقودون طائرات أبطأ.

بعد جولتين من التصفيات التمهيدية، تتأهل أسرع 6 أو 9 أو 12 فريقًا إلى جولتين من نصف النهائي، وتتأهل أسرع ثلاثة فرق في نصف النهائي إلى النهائي الذي يُقام على مسار مزدوج. تُستخدم محركات ديزل أحادية الأسطوانة ثنائية الأشواط تعمل بالضغط، مصممة خصيصًا لهذا الغرض، بسعة تصل إلى 2.5 سم مكعب (0.15 بوصة مكعبة ) . على مستوى بطولة العالم، من الشائع أن يقوم المتسابقون بتصميم وبناء محركاتهم الخاصة. تصل قدرة المحرك إلى 0.8 حصان (0.60 كيلوواط) عند 25000 دورة في الدقيقة.

F2D – القتال عبر خط التحكم

فئة F2D - طائرات نموذجية قتالية تعمل بالتحكم السلكي - يتنافس طياران، مع وجود أربعة فنيين في منطقة الصيانة. الطائرات خفيفة وقصيرة لتسهيل المناورة السريعة في الجو. كل طائرة مزودة بشريط ورقي بطول 2.5 متر ( 8 أقدام وبوصتين) مُثبت في مؤخرتها بخيط طوله 3 أمتار (9.8 قدم) . يهاجم كل طيار شريط الطائرة الأخرى فقط، محاولًا قطعه بمروحة أو جناح طائرته. كل قطع يُحسب بـ 100 نقطة. كل ثانية تقضيها الطائرة في الجو تُحسب بنقطة، وتستمر المباراة لمدة 4 دقائق من إشارة البداية. نظرًا لسرعة الطائرات التي تقارب 200 كيلومتر في الساعة (120 ميلًا في الساعة) ، غالبًا ما تؤدي الأخطاء إلى تحطمها، لذا يُسمح باستخدام طائرتين في كل مباراة. الفنيون مستعدون لأي تحطم، ويقومون بتشغيل الطائرة الثانية بسرعة ونقل الشريط إليها قبل الإقلاع. الحركة سريعة جدًا لدرجة أن المراقب قد لا يلاحظ قطع الأشرطة. تؤدي الخسارة الثانية إلى إقصاء أحد المنافسين، ويفوز آخر طيار لا يزال يحلق. ^[¹¹^]

الطيران الذي يتم التحكم فيه عن طريق الراديو (F3)

تشمل فئات التحكم اللاسلكي التابعة للاتحاد الدولي للطيران ما يلي: ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}

F3A: طائرة تحكم عن بعد بهلوانية
F3B: طائرات شراعية متعددة المهام تعمل بالتحكم عن بعد
F3C: طائرات الهليكوبتر البهلوانية التي يتم التحكم فيها عن بعد
F3D: سباق الطائرات المُسيّرة عن بُعد على الأعمدة – يُشير سباق الأعمدة إلى فئة من سباقات الطائرات المُسيّرة عن بُعد التي تحلق عبر مسار من الأعمدة. ^{[ 14 ]} تُشبه هذه الرياضة سلسلة سباقات ريد بُل العالمية للطائرات.
F3F: طائرات شراعية RC Slope Soaring
F3J: طائرات شراعية حرارية تعمل بالتحكم عن بعد
F3K: طائرات شراعية يدوية الإطلاق تعمل بالتحكم عن بعد
F3M: طائرة تحكم عن بعد كبيرة الحجم ذات أداء جوي
F3N: طائرات الهليكوبتر الاستعراضية الحرة التي يتم التحكم فيها عن بعد
F3P: طائرات التحكم عن بعد الداخلية البهلوانية
F3H: طائرات شراعية للتحكم عن بعد عبر البلاد
F3Q: طائرات شراعية RC Aero-Tow
F3R: طائرات تكنولوجيا RC Pylon Racing Limited
F3S: طائرة نفاثة استعراضية تعمل بالتحكم عن بعد
F3T: سباقات الطائرات اللاسلكية شبه المصغرة على الأعمدة بتقنية التحكم عن بعد
F3U: سباق الطائرات بدون طيار متعددة المراوح بتقنية FPV - تُقام بطولة كأس العالم لسباق الطائرات بدون طيار التابعة للاتحاد الدولي للطيران ضمن فئة F3U (سباق الطائرات بدون طيار متعددة المراوح بتقنية FPV). يُعد هذا النوع من السباقات نشاطًا تنافسيًا للغاية، يتطلب جهدًا ذهنيًا كبيرًا وجوائز نقدية قيّمة.

طائرة نموذجية (F4)

تشمل فئات الاتحاد الدولي للطيران للطائرات النموذجية المصغرة (نسخة مصغرة من طائرة بالحجم الكامل) ما يلي: ^{[ 15 ]}

F4B: طائرات بمقياس خط التحكم
F4C: طائرات مصغرة يتم التحكم فيها عن بعد
F4H: طائرات لاسلكية للتحكم عن بعد

طائرات شراعية بمحركات كهربائية يتم التحكم فيها عن طريق الراديو (F5)

تشمل فئات الاتحاد الدولي للطيران ما يلي: ^{[ 16 ]}

- F5B – طائرة شراعية بمحرك كهربائي – متعددة المهام (تُقام في السنوات المتناوبة فقط)
- F5D – سباق الأعمدة الكهربائية
- F5J – طائرة شراعية بمحرك كهربائي – مدة التشغيل الحراري

ديناميكا الهواء النموذجية

يعتمد سلوك الطيران للطائرة على الحجم الذي بنيت عليه، وكثافة الهواء، وسرعة الطيران.

عند السرعات دون الصوتية، تُعبّر العلاقة بين هذه العوامل برقم رينولدز . فعندما يُحلّق نموذجان بمقياسين مختلفين بنفس رقم رينولدز، يكون تدفق الهواء متشابهًا. أما عندما يختلف رقم رينولدز، كما هو الحال عند تحليق نموذج صغير الحجم بسرعة أقل من سرعة الطائرة بالحجم الكامل، فقد تختلف خصائص تدفق الهواء اختلافًا كبيرًا. وهذا قد يجعل النموذج المصغر غير قابل للطيران، مما يستدعي تعديله بطريقة ما. فعلى سبيل المثال، عند أرقام رينولدز المنخفضة، يتطلب النموذج المصغر الطائر عادةً مروحة أكبر من حجمه.

تعتمد القدرة على المناورة على الحجم، وتزداد أهمية الاستقرار أيضاً. يتناسب عزم التحكم طردياً مع طول ذراع العزم، بينما يتناسب القصور الذاتي الزاوي طردياً مع مربع ذراع العزم، لذا كلما صغر الحجم، زادت سرعة استجابة الطائرة أو المركبة الأخرى لمدخلات التحكم أو القوى الخارجية.

إحدى نتائج ذلك هي أن النماذج عمومًا تتطلب استقرارًا طوليًا واتجاهيًا إضافيًا ، لمقاومة التغيرات المفاجئة في الميل والانعراج. في حين أنه قد يكون بإمكان الطيار الاستجابة بسرعة كافية للتحكم في طائرة غير مستقرة، فإن نموذجًا مصغرًا للتحكم اللاسلكي لنفس الطائرة لن يكون قابلاً للطيران إلا بتعديلات في التصميم مثل زيادة أسطح الذيل وزاوية الجناح لتحقيق الاستقرار، أو باستخدام إلكترونيات الطيران لتوفير استقرار اصطناعي. تحتاج نماذج الطيران الحر إلى كل من الاستقرار الساكن والديناميكي. الاستقرار الساكن هو مقاومة التغيرات المفاجئة في الميل والانعراج كما سبق وصفه، ويتم توفيره عادةً بواسطة أسطح الذيل الأفقية والرأسية على التوالي، وبواسطة مركز ثقل أمامي. الاستقرار الديناميكي هو القدرة على العودة إلى الطيران المستقيم والمستوي دون أي تدخل من وحدة التحكم. أنماط عدم الاستقرار الديناميكي الثلاثة هي تذبذب الميل ( التذبذب الفوغويدي )، والتذبذب الحلزوني، والدوران الهولندي . قد تعاني طائرة ذات ذيل أفقي كبير جدًا على جسم قصير جدًا من عدم استقرار فوغويدي مع زيادة الصعود والهبوط. في نماذج الطيران الحر، ينتج عن ذلك عادةً توقف أو دوران في نهاية الصعود الأولي. يؤدي عدم كفاية زاوية الانحناء أو الانحناء الخلفي عمومًا إلى زيادة الدوران الحلزوني. أما زيادة زاوية الانحناء أو الانحناء الخلفي فتؤدي عادةً إلى دوران جانبي. كل هذا يعتمد على الحجم، بالإضافة إلى تفاصيل الشكل وتوزيع الوزن. على سبيل المثال، الطائرة الورقية المعروضة هنا فائزة في المسابقات عندما تكون مصنوعة من ورقة صغيرة، لكنها تدور من جانب إلى آخر بشكل جانبي عند تكبيرها ولو قليلاً.

انظر أيضاً

الحواشي

↑ سكوت مايرويتز، كاتب شؤون الطيران في وكالة أسوشيتد برس (18 مارس 2015). "سر صغير في عالم الطيران: ولع بالطائرات النموذجية" . يو إس إيه توداي .
↑ "بناء نموذج طائرة من طراز 1948 " . www.jitterbuzz.com
↑ "نماذج الطائرات" . geocities.com . مؤرشف من الأصل في 28 أكتوبر 2009.
↑ اختبار المطاط التجاري – آر جيه نورث، مجلة الطائرات النموذجية، فبراير 1961
↑ "نسخة مؤرشفة" . مؤرشفة من الأصل في 29 يونيو 2008. تم الاطلاع عليها في 23 أكتوبر 2007 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
↑ جمعية الرياضيات الأمريكية. "وثائق جمعية الرياضيات الأمريكية - التوربينات" . جمعية الرياضيات الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أكتوبر 2012 .
↑ "MAS.865 2018 كيفية صنع شيء يصنع (تقريبًا) أي شيء" . fab.cba.mit.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 يناير 2022 .
↑ كيث لوز. "محرك رباعي الأشواط بصمام أسطواني دوار (ورقة بحثية SAE رقم 2002-32-1828)" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 12 نوفمبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يناير 2012 .
^ “رمز FAI الرياضي – إصدار مجاني لطراز الطائرة 2024” (PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2024 . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2024 .
^ “كود FAI الرياضي – إصدار 2023 من الأكروبات للتحكم بالراديو” (PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2023 . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2024 .
↑ "F2 - خط التحكم" . لجنة الطيران النموذجي التابعة للاتحاد الدولي للطيران (CIAM).
^ “كود FAI الرياضي – إصدار 2023 من الأكروبات للتحكم بالراديو” (PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2023 . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2024 .
^ "FAI Sporting Code - إصدار 2021 من الطائرات ذات التحكم اللاسلكي في الارتفاع" (PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2021 . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2024 .
↑ "السباق الوطني المصغر للأعمدة" . nmpra.net . NMPRA . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يوليو 2015 .
^ “رمز FAI الرياضي – نموذج الطائرة الطائرة إصدار 2024” (PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2024 . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2024 .
↑ "القانون الرياضي للاتحاد الدولي للطيران - الطائرات الشراعية الكهربائية التي تعمل بالتحكم عن بعد" (ملف PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 نوفمبر 2024 .

مراجع

تصميم الطائرات النموذجية بسهولة من RCadvisor ، بقلم كارلوس رييس، RCadvisor.com، ألبوكيرك، نيو مكسيكو، 2009. ISBN 9780982261323OCLC 361461928
كتاب الطائرات الورقية الدولي العظيم ، من تأليف جيري ماندر وجورج ديبل وهوارد جوساج، دار نشر سيمون وشوستر، نيويورك، 1967. رقم ISBN 0671289918OCLC 437094
ديناميكا الهواء للطائرات النموذجية ، بقلم مارتن سيمونز، سوانلي: نيكسوس سبيشال إنترستس، 1999. الطبعة الرابعة. ISBN 1854861905OCLC 43634314
كيفية تصميم وبناء طائرات نموذجية طائرة ، بقلم كيث لومر، دار هاربر، نيويورك، 1960. الطبعة الثانية، 1970. OCLC 95315
العصور الوسطى لمحركات الاحتراق الداخلي ، بقلم هورست أو. هاردنبرغ، جمعية مهندسي السيارات، 1999. رقم ISBN 0768003911OCLC 40632327
تصميم الطائرات النموذجية ونظرية الطيران ، بقلم تشارلز هامبسون غرانت، دار جاي للنشر، نيويورك، 1941. OCLC 1336984
كتاب "إزاحة الغيوم" لمايك كيلي، منشورات مركز ليمريك للكتاب، أيرلندا، 2020. رقم ISBN 9781916065383

[1] سكوت مايرويتز، كاتب شؤون الطيران في وكالة أسوشيتد برس (18 مارس 2015). "سر صغير في عالم الطيران: ولع بالطائرات النموذجية" . يو إس إيه توداي .

[2] "بناء نموذج طائرة من طراز 1948 " . www.jitterbuzz.com

[3] "نماذج الطائرات" . geocities.com . مؤرشف من الأصل في 28 أكتوبر 2009.

[4] اختبار المطاط التجاري – آر جيه نورث، مجلة الطائرات النموذجية، فبراير 1961

[5] "نسخة مؤرشفة" . مؤرشفة من الأصل في 29 يونيو 2008. تم الاطلاع عليها في 23 أكتوبر 2007 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )

[6] جمعية الرياضيات الأمريكية. "وثائق جمعية الرياضيات الأمريكية - التوربينات" . جمعية الرياضيات الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أكتوبر 2012 .

[7] "MAS.865 2018 كيفية صنع شيء يصنع (تقريبًا) أي شيء" . fab.cba.mit.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 يناير 2022 .

[8] كيث لوز. "محرك رباعي الأشواط بصمام أسطواني دوار (ورقة بحثية SAE رقم 2002-32-1828)" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 12 نوفمبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يناير 2012 .

[9] “رمز FAI الرياضي – إصدار مجاني لطراز الطائرة 2024” (PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2024 . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2024 .

[10] “كود FAI الرياضي – إصدار 2023 من الأكروبات للتحكم بالراديو” (PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2023 . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2024 .

[11] "F2 - خط التحكم" . لجنة الطيران النموذجي التابعة للاتحاد الدولي للطيران (CIAM).

[12] “كود FAI الرياضي – إصدار 2023 من الأكروبات للتحكم بالراديو” (PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2023 . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2024 .

[13] "FAI Sporting Code - إصدار 2021 من الطائرات ذات التحكم اللاسلكي في الارتفاع" (PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2021 . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2024 .

[14] "السباق الوطني المصغر للأعمدة" . nmpra.net . NMPRA . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يوليو 2015 .

[15] “رمز FAI الرياضي – نموذج الطائرة الطائرة إصدار 2024” (PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2024 . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2024 .

[16] "القانون الرياضي للاتحاد الدولي للطيران - الطائرات الشراعية الكهربائية التي تعمل بالتحكم عن بعد" (ملف PDF) . الاتحاد الدولي للطيران . 1 يناير 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 نوفمبر 2024 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗