التوقف (ديناميكا الموائع)

انفصال تدفق الهواء عن جناح الطائرة عند زاوية هجوم عالية ، كما يحدث عند التوقف.

في ديناميكا الموائع ، يُعرف التوقف بأنه انخفاض في معامل الرفع الناتج عن جناح عندما تتجاوز زاوية الهجوم قيمتها الحرجة . [ 1 ] تبلغ زاوية الهجوم الحرجة عادةً حوالي 15 درجة، ولكنها قد تختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على المائع ، والجناح - بما في ذلك شكله وحجمه وتشطيبه - ورقم رينولدز .

غالباً ما تُلاحظ حالات التوقف المفاجئ في الطائرات ذات الأجنحة الثابتة على شكل انخفاض مفاجئ في قوة الرفع نتيجة انفصال تدفق الهواء عن السطح العلوي، وقد يعود ذلك إلى زيادة زاوية هجوم الجناح عن الزاوية الحرجة أو انخفاضها. قد يكون السبب الأول هو التباطؤ (أقل من سرعة التوقف )، بينما قد يكون السبب الثاني هو تراكم الجليد على الأجنحة. لا يعني التوقف المفاجئ توقف المحرك (أو المحركات) عن العمل، أو توقف الطائرة عن الحركة، إذ يكون التأثير نفسه حتى في الطائرات الشراعية غير المزودة بمحركات .

نظراً لأنّ ظاهرة التوقف عن الطيران تُناقش عادةً في سياق الطيران ، تتناول هذه المقالة هذه الظاهرة من منظور ارتباطها بالطائرات، ولا سيما الطائرات ذات الأجنحة الثابتة. وتنطبق مبادئ التوقف عن الطيران المذكورة هنا على الأجنحة في السوائل الأخرى أيضاً.

التعريف الرسمي

تشكيل الأكشاك

التوقف هو حالة في الديناميكا الهوائية والطيران، حيث إذا زادت زاوية الهجوم على الطائرة عن حد معين، يبدأ الرفع بالتناقص. تُسمى الزاوية التي يحدث عندها ذلك بزاوية الهجوم الحرجة . إذا زادت زاوية الهجوم عن القيمة الحرجة، يتناقص الرفع وتهبط الطائرة، مما يزيد من زاوية الهجوم ويؤدي إلى مزيد من فقدان الرفع. تعتمد زاوية الهجوم الحرجة على مقطع الجناح أو شكله، وشكله الأفقي ، ونسبة أبعاده ، وعوامل أخرى، ولكنها عادةً ما تتراوح بين 8 و20 درجة بالنسبة للرياح القادمة ( الرياح النسبية ) لمعظم الأجنحة دون الصوتية. زاوية الهجوم الحرجة هي زاوية الهجوم على منحنى معامل الرفع مقابل زاوية الهجوم (Clα) التي يحدث عندها أقصى معامل رفع. [ 2 ]

يحدث التوقف نتيجة انفصال التدفق ، والذي بدوره ينتج عن تدفق الهواء عكس اتجاه الضغط المتزايد. يصف ويتفورد [ 3 ] ثلاثة أنواع من التوقف: التوقف عند الحافة الخلفية، والتوقف عند الحافة الأمامية، والتوقف عند الجناح الرقيق، ولكل منها خصائص مميزة لمعامل الرفع Clα. في حالة التوقف عند الحافة الخلفية، يبدأ الانفصال عند زوايا هجوم صغيرة بالقرب من الحافة الخلفية للجناح، بينما يبقى باقي التدفق فوق الجناح متصلاً. مع ازدياد زاوية الهجوم، تتسع المناطق المنفصلة على سطح الجناح مع تقدم انفصال التدفق للأمام، مما يعيق قدرة الجناح على توليد قوة الرفع. ويتضح ذلك من خلال انخفاض ميل منحنى الرفع Clα مع اقتراب قوة الرفع من قيمتها القصوى. عادةً ما يتسبب التدفق المنفصل في حدوث اهتزازات. [ 4 ] بعد تجاوز زاوية الهجوم الحرجة، يصبح التدفق المنفصل مهيمناً لدرجة أن أي زيادة إضافية في زاوية الهجوم تؤدي إلى انخفاض قوة الرفع من قيمتها القصوى.

كانت الطائرات النفاثة ذات المحركات المكبسية والطائرات النفاثة المبكرة تتمتع بسلوك ممتاز عند التوقف، مع وجود تحذير مسبق بالاهتزاز، وفي حال تجاهله، هبوط حاد للمقدمة لاستعادة الوضع الطبيعي. أما التطورات التي طرأت على الأجنحة مع إدخال محركات التوربينات المروحية فقد أدت إلى سلوك غير مقبول عند التوقف. كما أدت التطورات في الحافة الأمامية للأجنحة ذات الرفع العالي، وإدخال المحركات الخلفية والأسطح الذيلية المرتفعة في الجيل التالي من الطائرات النفاثة، إلى سلوك غير مقبول عند التوقف. وقد حُسبت احتمالية الوصول إلى سرعة التوقف عن غير قصد، وهو حدث قد يكون خطيرًا، في عام 1965، بنحو مرة واحدة لكل 100,000 رحلة جوية، [ 5 ] وهو معدل كافٍ لتبرير تكلفة تطوير أجهزة الإنذار، مثل هزازات عصا التحكم، وأجهزة لتوفير زاوية ميل مناسبة للمقدمة تلقائيًا، مثل دافعات عصا التحكم. [ 6 ]

عندما تتجاوز زاوية الهجوم المتوسطة للأجنحة زاوية التوقف، قد يحدث دورانٌ ذاتيٌّ للجناح المتوقف. وينتج هذا الدوران عن انحرافات في الميلان، والانعراج، والارتفاع عن وضع الطيران المتوازن. فعلى سبيل المثال، يتم تخميد الميلان بشكل طبيعي مع الجناح غير المتوقف، ولكن مع الأجنحة المتوقفة، يُستبدل عزم التخميد بعزم دفع. [ 7 ] [ 8 ]

تغير قوة الرفع مع زاوية الهجوم

مثال على العلاقة بين زاوية الهجوم والرفع على جناح مقوّس. تُقاس هذه العلاقة بدقة عادةً في نفق هوائي ، وتعتمد على مقطع الجناح. أما بالنسبة لجناح الطائرة، فتعتمد هذه العلاقة على شكله الأفقي ونسبة أبعاده.

يُظهر الرسم البياني أن أقصى قوة رفع تُنتج عند بلوغ زاوية الهجوم الحرجة (والتي كانت تُسمى في أوائل القرن العشرين في مجال الطيران "نقطة التذبذب"). تبلغ هذه الزاوية 17.5 درجة في هذه الحالة، ولكنها تختلف من جناح لآخر. على وجه الخصوص، بالنسبة للأجنحة السميكة ديناميكيًا (نسبة السُمك إلى الوتر حوالي 10%)، تكون الزاوية الحرجة أعلى منها في الأجنحة الرقيقة ذات التقوس نفسه . تتميز الأجنحة المتناظرة بزوايا حرجة أقل (لكنها تعمل بكفاءة أيضًا في الطيران المقلوب). يُظهر الرسم البياني أنه مع تجاوز زاوية الهجوم للزاوية الحرجة، تتناقص قوة الرفع الناتجة عن الجناح.

تُجمع المعلومات الواردة في هذا النوع من الرسوم البيانية باستخدام نموذج لجناح الطائرة في نفق هوائي . ونظرًا لاستخدام نماذج الطائرات عادةً، بدلًا من الطائرات الحقيقية، يلزم توخي الحذر الشديد لضمان جمع البيانات في نفس نطاق رقم رينولدز (أو سرعة المقياس) كما هو الحال في الطيران الحر. يختلف انفصال التدفق عن السطح العلوي للجناح عند زوايا الهجوم العالية اختلافًا كبيرًا عند أرقام رينولدز المنخفضة عنه عند أرقام رينولدز العالية في الطائرات الحقيقية. وعلى وجه الخصوص، عند أرقام رينولدز العالية، يميل التدفق إلى البقاء ملتصقًا بالجناح لفترة أطول لأن قوى القصور الذاتي هي السائدة مقارنةً بقوى اللزوجة المسؤولة عن انفصال التدفق، مما يؤدي في النهاية إلى التوقف الديناميكي الهوائي. لهذا السبب، غالبًا ما تميل نتائج نفق الرياح التي تُجرى بسرعات منخفضة وعلى نماذج مصغرة للطائرات الحقيقية إلى المبالغة في تقدير زاوية هجوم التوقف الديناميكي الهوائي. [ 9 ] تُعد أنفاق الرياح عالية الضغط أحد حلول هذه المشكلة.

بشكل عام، لا يمكن تشغيل الطائرة بثبات عند زاوية هجوم أعلى من الزاوية الحرجة، لأنه بعد تجاوز هذه الزاوية، يؤدي فقدان قوة الرفع من الجناح إلى هبوط مقدمة الطائرة، مما يقلل زاوية الهجوم مرة أخرى. ويشير هذا الهبوط، بغض النظر عن مدخلات التحكم، إلى أن الطيار قد تسبب في توقف الطائرة. [ 10 ] [ 11 ]

يُظهر هذا الرسم البياني زاوية التوقف، ومع ذلك، عمليًا، تصف معظم كتيبات تشغيل الطيارين أو أدلة الطيران العامة التوقف بدلالة سرعة الهواء . والسبب في ذلك هو أن جميع الطائرات مُجهزة بمؤشر لسرعة الهواء ، بينما عدد الطائرات التي تحتوي على مؤشر لزاوية الهجوم أقل. تُنشر سرعة توقف الطائرة من قِبل الشركة المصنعة (وهي مطلوبة للحصول على الشهادة من خلال اختبار الطيران) لمجموعة من الأوزان وأوضاع الأجنحة، لكن زاوية هجوم التوقف غير مُعلنة.

مع انخفاض السرعة، يجب زيادة زاوية الهجوم للحفاظ على قوة الرفع ثابتة حتى الوصول إلى الزاوية الحرجة. سرعة الطيران التي تُبلغ عندها هذه الزاوية هي سرعة التوقف (1g، بدون تسارع) للطائرة في ذلك التكوين المحدد. يؤدي نشر اللوحات /الشرائح إلى تقليل سرعة التوقف للسماح للطائرة بالإقلاع والهبوط بسرعة أقل.

الوصف الديناميكي الهوائي

الطائرات ذات الأجنحة الثابتة

يمكن جعل الطائرة ذات الجناح الثابت تتوقف عن الطيران في أي زاوية ميل أو ميلان أو سرعة جوية، ولكن يُمارس التوقف المتعمد عادةً عن طريق خفض السرعة إلى سرعة التوقف غير المتسارعة، على ارتفاع آمن. تختلف سرعة التوقف غير المتسارعة (1g) باختلاف الطائرات ذات الجناح الثابت، ويتم تمثيلها برموز لونية على مؤشر السرعة الجوية . عندما تحلق الطائرة بهذه السرعة، يجب زيادة زاوية الهجوم لمنع أي فقدان للارتفاع أو زيادة في السرعة الجوية (والتي تتوافق مع زاوية التوقف المذكورة أعلاه). سيلاحظ الطيار أن أدوات التحكم في الطيران أصبحت أقل استجابة، وقد يلاحظ أيضًا بعض الاهتزازات، نتيجة اصطدام الهواء المضطرب المنفصل عن الجناح بذيل الطائرة.

في معظم الطائرات الخفيفة ، عند الوصول إلى حالة التوقف، تبدأ الطائرة بالهبوط (لأن الجناح لم يعد يُولّد قوة رفع كافية لدعم وزن الطائرة) وينخفض ​​مقدمتها. تتضمن عملية التعافي من التوقف خفض مقدمة الطائرة لتقليل زاوية الهجوم وزيادة سرعة الهواء، حتى يستعيد تدفق الهواء انسيابيته فوق الجناح. يمكن استئناف الطيران الطبيعي بمجرد اكتمال التعافي. [ 12 ] عادةً ما تكون هذه المناورة آمنة تمامًا، وإذا نُفّذت بشكل صحيح، فإنها تؤدي إلى فقدان طفيف في الارتفاع ( 20-30 مترًا/66-98 قدمًا ). يتم تدريسها وممارستها لتمكين الطيارين من التعرف على حالة التوقف وتجنبها والتعافي منها. [ 13 ] يُشترط على الطيار إثبات كفاءته في التحكم بالطائرة أثناء وبعد التوقف للحصول على الشهادة في الولايات المتحدة، [ 14 ] وهي مناورة روتينية للطيارين عند تعلم كيفية قيادة نوع طائرة غير مألوف. الجانب الخطير الوحيد في حالة التوقف هو عدم وجود ارتفاع كافٍ للتعافي.  

الدوران الأولي والتعافي

يُطلق على شكل خاص من أشكال التوقف غير المتناظر، حيث تدور الطائرة أيضًا حول محور الانعراج، اسم الدوران الحلزوني . يحدث الدوران الحلزوني عندما تتوقف الطائرة عن الطيران وتتعرض لعزم انعراج غير متناظر. [ 15 ] قد يكون عزم الانعراج هذا ديناميكيًا هوائيًا (زاوية الانزلاق الجانبي، الدفة، الانعراج المعاكس الناتج عن الجنيحات)، أو مرتبطًا بالدفع (عامل الدفع، تعطل أحد المحركات في طائرة متعددة المحركات ذات دفع غير مركزي)، أو من مصادر أقل احتمالًا مثل الاضطرابات الجوية الشديدة. والنتيجة النهائية هي توقف أحد الجناحين قبل الآخر، وهبوط الطائرة بسرعة أثناء دورانها، ولا تستطيع بعض الطائرات التعافي من هذه الحالة دون تدخلات تحكم صحيحة من الطيار (والتي يجب أن توقف الانعراج) وتحميل مناسب. [ 16 ] يوفر نظام التعافي بالمظلة الباليستية حلًا جديدًا لمشكلة صعوبة (أو استحالة) التعافي من التوقف الحلزوني .

تحدث معظم حالات التوقف الدوراني أثناء الإقلاع ( توقف الإقلاع ) وأثناء الهبوط (من قاعدة الدوران إلى المنعطف الأخير) بسبب عدم كفاية سرعة الهواء خلال هذه المناورات. كما يحدث التوقف الدوراني أثناء مناورة الإقلاع من جديد إذا لم يستجب الطيار بشكل صحيح لحالة عدم التوازن الناتجة عن الانتقال من إعداد طاقة منخفض إلى إعداد طاقة عالٍ عند سرعة منخفضة. [ 17 ] تزداد سرعة التوقف الدوراني عندما تتلوث أسطح الأجنحة بالجليد أو الصقيع، مما يخلق سطحًا أكثر خشونة، وهيكل طائرة أثقل بسبب تراكم الجليد.

لا تحدث حالات التوقف المفاجئ عند السرعات المنخفضة فحسب، بل عند أي سرعة تتجاوز فيها الأجنحة زاوية الهجوم الحرجة. عادةً ما تؤدي محاولة زيادة زاوية الهجوم عند تسارع 1g عن طريق تحريك عصا التحكم للخلف إلى صعود الطائرة. مع ذلك، غالبًا ما تتعرض الطائرات لقوى تسارع أعلى، كما هو الحال عند الانعطاف الحاد أو الخروج من الغطس. في هذه الحالات، تعمل الأجنحة بالفعل بزاوية هجوم أعلى لتوليد القوة اللازمة (المستمدة من الرفع) للتسارع في الاتجاه المطلوب. قد تؤدي زيادة حمل التسارع بشكل أكبر، عن طريق سحب عصا التحكم للخلف، إلى تجاوز زاوية التوقف المفاجئ، حتى لو كانت الطائرة تحلق بسرعة عالية. [ 18 ] تُنتج حالات "التوقف المفاجئ عند السرعات العالية" هذه نفس خصائص الاهتزاز التي تُنتجها حالات التوقف المفاجئ عند تسارع 1g، ويمكنها أيضًا أن تُسبب دورانًا إذا كان هناك أي انحراف جانبي.

صفات

تختلف خصائص التوقف المفاجئ للطائرات باختلاف أنواعها، ولكن يكفي أن تكون جيدة بما يكفي لإرضاء جهة صلاحية الطيران المختصة . على سبيل المثال، كانت طائرة الشحن الثقيلة "شورت بلفاست" تتميز بانخفاض طفيف في مقدمتها، وهو أمر مقبول لدى سلاح الجو الملكي . وعند بيعها لمشغل مدني، كان لا بد من تزويدها بجهاز دفع عصا التحكم لتلبية متطلبات الطيران المدني. [ 19 ] قد تتمتع بعض الطائرات بطبيعتها بسلوك جيد جدًا يتجاوز المطلوب. فعلى سبيل المثال، وُصفت طائرات النقل النفاثة من الجيل الأول بأنها تتميز بانخفاض مثالي في مقدمتها عند التوقف المفاجئ. [ 20 ] يُعد فقدان الرفع على أحد الجناحين مقبولًا طالما أن الميل الجانبي، بما في ذلك أثناء استعادة السيطرة بعد التوقف المفاجئ، لا يتجاوز 20 درجة تقريبًا، أو أثناء الطيران الدوراني، يجب ألا يتجاوز الميل الجانبي 90 درجة. [ 21 ] إذا لم يكن هناك تحذير مسبق للتوقف المفاجئ يتبعه انخفاض في المقدمة وانخفاض محدود في الجناح، أو إذا اعتبرت جهة صلاحية الطيران أن سلوك التوقف المفاجئ غير مقبول، فيجب تحسينه بما يكفي من خلال تعديلات على هيكل الطائرة أو أجهزة مثل جهاز هز عصا التحكم وجهاز الدفع. تم وصف هذه الأجهزة في قسم "أجهزة التحذير والسلامة".

سرعات التوقف

نطاق طيران طائرة سريعة. الحافة اليسرى هي منحنى سرعة التوقف.
يُستخدم مؤشر سرعة الهواء غالبًا للتنبؤ بشكل غير مباشر بظروف التوقف .

يعتمد التوقف عن الطيران فقط على زاوية الهجوم، وليس على سرعة الطائرة . [ 22 ] ومع ذلك، كلما انخفضت سرعة الطائرة، زادت زاوية الهجوم اللازمة لتوليد قوة رفع تساوي وزنها. [ 23 ] ومع انخفاض السرعة أكثر، ستصل هذه الزاوية عند نقطة معينة إلى زاوية الهجوم الحرجة (زاوية التوقف) . تُسمى هذه السرعة "سرعة التوقف". لا تستطيع الطائرة التي تحلق بسرعة التوقف الصعود، ولا تستطيع الطائرة التي تحلق بسرعة أقل من سرعة التوقف التوقف عن الهبوط. أي محاولة للقيام بذلك عن طريق زيادة زاوية الهجوم، دون زيادة سرعة الطائرة أولاً، ستؤدي إلى التوقف عن الطيران.

تختلف سرعة التوقف الفعلية تبعًا لوزن الطائرة وارتفاعها وتكوينها وتسارعها الرأسي والجانبي. ويقلل تيار الهواء الناتج عن المروحة من سرعة التوقف عن طريق تنشيط التدفق فوق الأجنحة. [ 24 ] : 61

تختلف تعريفات السرعة وتشمل ما يلي:

  • V S : سرعة التوقف: السرعة التي تُظهر عندها الطائرة تلك الخصائص المقبولة لتحديد حالة التوقف. [ 24 ] : 8
  • V S0 : سرعة التوقف أو الحد الأدنى لسرعة الطيران المستقر في وضعية الهبوط. [ 25 ] سرعة التوقف عند انعدام الدفع عند أقصى وضعية لرفرف الهبوط. [ 24 ] : 8
  • V S1 : سرعة التوقف أو الحد الأدنى لسرعة الطيران المستقرة التي يتم الحصول عليها في تكوين محدد. [ 25 ] سرعة التوقف عند انعدام الدفع عند إعداد محدد للرفرف. [ 24 ] : 8

قد يحتوي مؤشر سرعة الهواء ، لأغراض اختبار الطيران، على العلامات التالية: تشير أدنى سرعة في القوس الأبيض إلى V<sub> S0 </sub> عند أقصى وزن مع خفض اللوحات، بينما تشير أدنى سرعة في القوس الأخضر إلى V <sub>S1</sub> عند أقصى وزن. وبينما تُحسب سرعة V<sub> S </sub> للطائرة أثناء التصميم، يجب إثبات سرعتي V <sub>S0</sub> وV <sub>S1</sub> تجريبيًا من خلال اختبار الطيران. [ 26 ]

في الطيران المتسارع والمنعطف

رسم توضيحي لحالة توقف الطيران أثناء الانعطاف، والتي تحدث أثناء الانعطاف المنسق بزاوية ميل متزايدة تدريجياً.

تشير سرعة التوقف الطبيعية، المحددة بقيم V<sub> S </sub> المذكورة أعلاه، دائمًا إلى الطيران المستقيم والمستوي، حيث يكون عامل الحمل مساويًا لـ 1g. مع ذلك، إذا كانت الطائرة تنعطف أو ترتفع من وضعية الغطس، فإنها تحتاج إلى قوة رفع إضافية لتوفير التسارع الرأسي أو الجانبي، وبالتالي تكون سرعة التوقف أعلى. يُعرف التوقف المتسارع بأنه التوقف الذي يحدث في ظل هذه الظروف. [ 27 ]

في الانعطاف المائل ، تكون قوة الرفع المطلوبة مساوية لوزن الطائرة بالإضافة إلى قوة رفع إضافية لتوفير قوة الطرد المركزي اللازمة لتنفيذ الانعطاف: [ 28 ] [ 29 ]

ل=ندبليو{\displaystyle L=nW}

أين:

ل{\displaystyle L}= رفع
ن{\displaystyle n}= عامل الحمل (أكبر من 1 في المنعطف)
دبليو{\displaystyle W}= وزن الطائرة

لتحقيق قوة الرفع الإضافية، يجب أن يكون معامل الرفع ، وبالتالي زاوية الهجوم، أعلى مما هو عليه في الطيران المستقيم والمستوي بنفس السرعة. لذلك، ونظرًا لأن التوقف يحدث دائمًا عند نفس زاوية الهجوم الحرجة، [ 30 ] فإنه بزيادة عامل الحمل (مثلًا بتضييق زاوية الانعطاف) سيتم الوصول إلى الزاوية الحرجة عند سرعة جوية أعلى: [ 28 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]

Vشارع=Vsن{\displaystyle V_{\text{st}}=V_{\text{s}}{\sqrt {n}}}

أين:

Vشارع{\displaystyle V_{\text{st}}}= سرعة التوقف
Vs{\displaystyle V_{\text{s}}}= سرعة توقف الطائرة في الطيران المستقيم والمستوي
ن{\displaystyle n}= عامل الحمل

يوضح الجدول التالي بعض الأمثلة على العلاقة بين زاوية الميل والجذر التربيعي لمعامل الحمل. وهي مشتقة من العلاقة المثلثية ( القاطع ) بينل{\displaystyle L}ودبليو{\displaystyle W}.

ضفة النهرن{\displaystyle {\sqrt {n}}}
30 درجة1.07
45 درجة1.19
60 درجة1.41

على سبيل المثال، في منعطف بزاوية ميل 45 درجة، تكون V st أعلى بنسبة 19٪ من V s .

وفقًا لمصطلحات إدارة الطيران الفيدرالية (FAA)، يوضح المثال أعلاه ما يسمى بتوقف الطيران أثناء الدوران ، بينما يُستخدم مصطلح "متسارع" للإشارة إلى توقف الدوران المتسارع فقط، أي توقف الطيران أثناء الدوران حيث تنخفض سرعة الهواء بمعدل معين. [ 34 ]

إن ميل الطائرات ذات المحركات المروحية القوية إلى الميلان استجابةً لعزم دوران المحرك يُشكل خطرًا لحدوث توقف مفاجئ. فعندما تحلق طائرة مثل ميتسوبيشي MU-2 بالقرب من سرعة التوقف، قد يؤدي تطبيق كامل الطاقة فجأةً إلى ميلانها، مما يخلق نفس الظروف الديناميكية الهوائية التي تُسبب توقفًا مفاجئًا أثناء الانعطاف، حتى لو لم يبدأ الطيار الانعطاف عمدًا. ولذلك، يُدرَّب طيارو هذه الطائرات على تجنب الزيادات المفاجئة والحادة في الطاقة على ارتفاعات منخفضة وسرعات جوية منخفضة، إذ قد يصعب التعافي من التوقف المفاجئ في ظل هذه الظروف. [ 35 ]

أثناء مناورة الهروب من وادٍ ضيق، يزداد كل من عامل الحمولة وسرعة التوقف. وقد يحدث توقف متسارع إذا لم يراقب الطيار سرعة طيرانه بدقة. [ 36 ] وقع حادث تحطم طائرة سيسنا 152 بالقرب من بحيرة هاريسون ، كولومبيا البريطانية ، نتيجة توقف الطائرة أثناء محاولتها الهروب من وادٍ ضيق . [ 37 ]

ومن الأمثلة البارزة على حوادث الطيران التي تنطوي على توقف الطيران أثناء الانعطاف على ارتفاع منخفض حادث تحطم طائرة بي-52 في قاعدة فيرتشايلد الجوية عام 1994 .

الأنواع

التوقف الديناميكي

التوقف الديناميكي هو تأثير ديناميكي هوائي غير خطي وغير مستقر يحدث عندما تُغير الأجنحة زاوية الهجوم بسرعة. يمكن أن يتسبب هذا التغيير السريع في انفصال دوامة قوية من الحافة الأمامية للجناح، وتتحرك للخلف فوقه. [ 38 ] [ 39 ] تزيد هذه الدوامة، التي تحتوي على تدفقات هواء عالية السرعة، من قوة الرفع التي يُولدها الجناح لفترة وجيزة. ولكن بمجرد مرورها خلف الحافة الخلفية، تنخفض قوة الرفع بشكل كبير، ويدخل الجناح في حالة التوقف الطبيعي. [ 40 ]

يُعدّ التوقف الديناميكي ظاهرةً ترتبط في الغالب بالمروحيات والأجنحة الخفاقة، وإن كانت تحدث أيضًا في توربينات الرياح، [ 41 ] وذلك نتيجةً لتدفق الهواء العاصف. أثناء الطيران الأمامي، قد تتعرض بعض مناطق شفرة المروحية لتدفق هواء معاكس (مقارنةً باتجاه حركة الشفرة)، مما يؤدي إلى تغير زوايا الهجوم بسرعة. قد تعتمد الأجنحة المتذبذبة (الخفاقة)، ​​مثل أجنحة الحشرات كالنحلة الطنانة ، بشكل شبه كامل على التوقف الديناميكي لتوليد قوة الرفع، شريطة أن تكون التذبذبات سريعة مقارنةً بسرعة الطيران، وأن تتغير زاوية الجناح بسرعة مقارنةً باتجاه تدفق الهواء. [ 40 ]

قد يحدث تأخير في التوقف على أسطح الطائرات المعرضة لزاوية هجوم عالية وتدفق ثلاثي الأبعاد. عندما تزداد زاوية الهجوم على سطح الطائرة بسرعة، يظل التدفق ملتصقًا به بشكل كبير حتى زاوية هجوم أعلى بكثير مما يمكن تحقيقه في ظروف الحالة المستقرة. ونتيجة لذلك، يتأخر التوقف مؤقتًا، ويتحقق معامل رفع أعلى بكثير من الحد الأقصى في الحالة المستقرة. وقد لوحظ هذا التأثير لأول مرة على المراوح . [ 42 ]

إسطبل عميق

تمثيل تخطيطي لحالة التوقف العميق. طيران عادي (أعلاه)، حالة التوقف العميق - ذيل على شكل حرف T في "ظل" الجناح (أسفل).
تم استخدام جهاز Schweizer SGS 1-36 لإجراء أبحاث التوقف العميق من قبل وكالة ناسا فوق صحراء موهافي في عام 1983.

يُعدّ التوقف العميق (أو التوقف الفائق ) نوعًا خطيرًا من التوقف يؤثر على بعض تصاميم الطائرات ، ولا سيما الطائرات النفاثة ذات الذيل على شكل حرف T والمحركات الخلفية. [ 43 ] في هذه التصاميم، تُغطي الدوامات المضطربة الناتجة عن توقف الجناح الرئيسي، ودوامات غطاء المحرك، ودوامات جسم الطائرة [ 44 ] المثبت الأفقي، مما يجعل المصاعد غير فعالة ويمنع الطائرة من التعافي من التوقف. وقد تُظهر الطائرات ذات المحركات الخلفية أيضًا فقدانًا في قوة الدفع . [ 45 ] تتميز الطائرات ذات الذيل على شكل حرف T والمراوح بمقاومتها للتوقف العميق بشكل عام، لأن دوامات المروحة تزيد من تدفق الهواء فوق جذر الجناح، [ 46 ] ولكن قد يتم تزويدها بمعزز ذيل رأسي احترازي أثناء اختبارات الطيران ، كما حدث مع طائرة A400M . [ 47 ]

يقدم برايان تروبشو [ 48 ] تعريفًا واسعًا للتوقف العميق بأنه اختراق لزوايا الهجوم هذهα{\textstyle \alpha }تُقلل دوامات الجناح والمحرك من فعالية التحكم في زاوية ميل الطائرة . كما يُقدم تعريفًا يربط بين التوقف العميق وحالة الانغلاق التام حيث يستحيل التعافي. هذه قيمة واحدة لـα{\textstyle \alpha }، بالنسبة لتكوين طائرة معين، حيث لا يوجد عزم دوران ، أي نقطة توازن.

تُقدم شركة Schaufele [ 49 ] القيم النموذجية لكل من نطاق التوقف العميق، كما هو مُعرّف أعلاه، ونقطة التوازن المُثبتة لطائرة دوغلاس DC-9 من السلسلة 10. وقد استُخلصت هذه القيم من اختبارات نفق الرياح لتصميم أولي. لم يتضمن التصميم النهائي نقطة توازن مُثبتة، مما أتاح إمكانية التعافي من منطقة التوقف العميق، وهو ما يتطلبه استيفاء قواعد الاعتماد. أما التوقف الطبيعي الذي يبدأ عند "كسر التسارع" (الانخفاض المفاجئ في معامل الحمل الرأسي [ 47 ] ) فكان عند α=18{\textstyle \alpha =18^{\circ }}، بدأ التوقف العميق عند حوالي 30 درجة، وكانت نقطة التثبيت غير القابلة للاسترداد عند 47 درجة.

مرتفع للغايةα{\textstyle \alpha }في حالة التوقف العميق، تحدث حالة التثبيت بعد تجاوز التوقف الطبيعي بكثير، ولكن يمكن الوصول إليها بسرعة كبيرة، حيث تكون الطائرة غير مستقرة بعد التوقف الطبيعي وتتطلب إجراءً فوريًا لإيقافها. يؤدي فقدان الرفع إلى معدلات هبوط عالية، والتي، جنبًا إلى جنب مع السرعة الأمامية المنخفضة عند التوقف الطبيعي، تعطي قوة هبوط عالية.α{\textstyle \alpha }مع دوران طفيف أو معدوم للطائرة. [ 50 ] خلال اختبارات طيران التوقف قبل تعديل هذا النوع لمنع حالة التوقف العميق المُقيد، هبطت طائرة BAC 1-11 G-ASHG بسرعة تزيد عن 10000 قدم في الدقيقة (50 م/ث) واصطدمت بالأرض في وضعية مسطحة، ولم تتحرك سوى 70 قدمًا (20 م) للأمام بعد الاصطدام الأولي. [ 50 ] قد تكون الرسومات التي توضح كيف تُغطي دوامة الجناح الذيل مُضللة إذا أوحت بأن التوقف العميق يتطلب زاوية جسم عالية. يُبين تايلور وراي [ 51 ] كيف أن وضعية الطائرة في حالة التوقف العميق تكون مسطحة نسبيًا، بل أقل من وضعها أثناء التوقف العادي، مع زوايا مسار طيران سلبية عالية جدًا.  

كانت تأثيرات مشابهة للتوقف العميق معروفة الحدوث في بعض تصاميم الطائرات قبل صياغة المصطلح. فقدت طائرة غلوستر جافلين النموذجية ( الرقم التسلسلي WD808  ) في حادث تحطم في 11 يونيو 1953 نتيجة توقف "مُحكم". [ 52 ] ومع ذلك، يذكر واترتون [ 53 ] أن ضبط سطح الذيل كان الاتجاه الخاطئ للتعافي. كانت تُجرى اختبارات مناورة بسرعات منخفضة لتقييم جناح جديد. [ 53 ] فقدت طائرة هاندلي بيج فيكتور XL159  نتيجة توقف "مستقر" في 23 مارس 1962. [ 54 ] كانت الطائرة تتجاوز الحافة الأمامية المتدلية الثابتة، وكان الاختبار عبارة عن اقتراب من التوقف، وتكوين هبوط، ومركز ثقل خلفي. لم يتم فتح مظلة الفرامل، لأنها قد تعيق هروب الطاقم الخلفي. [ 55 ]

شاع استخدام مصطلح "التوقف العميق" لأول مرة بعد تحطم النموذج الأولي للطائرة BAC 1-11 G-ASHG في 22  أكتوبر 1963، والذي أودى بحياة طاقمها. [ 56 ] وقد أدى ذلك إلى إدخال تعديلات على الطائرة، بما في ذلك تركيب جهاز اهتزاز عصا التحكم (انظر أدناه) لتنبيه الطيار بوضوح إلى اقتراب التوقف. أصبحت أجهزة اهتزاز عصا التحكم الآن جزءًا أساسيًا من الطائرات التجارية. ومع ذلك، لا تزال هذه المشكلة تتسبب في حوادث؛ ففي 3  يونيو 1966، تحطمت طائرة هوكر سيدلي ترايدنت (G-ARPY) بسبب التوقف العميق ؛ [ 57 ] ويُشتبه في أن التوقف العميق كان سببًا في تحطم طائرة ترايدنت أخرى ( رحلة الخطوط الجوية البريطانية الأوروبية رقم 548 G-ARPI ) - المعروفة باسم "كارثة ستينز" - في 18  يونيو 1972، عندما لم يلاحظ الطاقم الظروف وقاموا بتعطيل نظام استعادة السيطرة على التوقف. [ 58 ] في 3 أبريل 1980، تحطمت طائرة رجال الأعمال "كانادير تشالنجر"  النموذجية بعد دخولها في حالة توقف عميق من ارتفاع 17000 قدم، حيث انطفأ محركاها. استعادت الطائرة توازنها بعد فتح مظلة منع الدوران، لكنها تحطمت مجددًا لعدم تمكن الطيار من التخلص من المظلة أو إعادة تشغيل المحركات. لم يتمكن أحد الطيارين التجريبيين من الخروج من الطائرة في الوقت المناسب، فلقي حتفه. [ 59 ] في 26 يوليو 1993، فُقدت طائرة "كانادير CRJ-100" أثناء اختبار طيران بسبب توقف عميق. [ 60 ] ورد أن طائرة "بوينغ 727" دخلت في حالة توقف عميق أثناء اختبار طيران، لكن الطيار تمكن من تحريك الطائرة بزوايا ميل متزايدة حتى سقط مقدمتها في النهاية، واستعادت الطائرة استجابتها الطبيعية للتحكم. [ 61 ] كما نُسب تحطم رحلة الخطوط الجوية الكاريبية الغربية رقم 708 عام 2005 إلى توقف عميق. تُعدّ رحلة طيران آسيا رقم 8501 مثالاً بارزاً آخر على حالات التوقف غير القابلة للاستعادة. ويُعزى تحطم طائرة بومباردييه CRJ200 التابعة لخطوط سوريا الجوية عام 2024 إلى توقف عميق ناجم عن سرعة منخفضة ومعدل دوران مفرط أثناء الإقلاع.  

تُعدّ الطائرات ذات تصميم الكانارد عرضةً أيضًا لخطر الدخول في حالة توقف عميق. تحطمت طائرتان من طراز فيلوسيتي نتيجةً لتوقف عميق مُحكم. [ 62 ] كشفت الاختبارات أن إضافة أطراف مُقوّسة للحافة الأمامية للجناح الخارجي منعت الطائرة من الدخول في حالة توقف عميق. كما تحطمت طائرة بايبر أدفانسد تكنولوجيز PAT-1، N15PT، وهي طائرة أخرى ذات تصميم كانارد، في حادث يُعزى إلى توقف عميق. [ 63 ] أظهرت اختبارات نفق الرياح للتصميم في مركز لانغلي للأبحاث التابع لناسا أنه عُرضة للتوقف العميق. [ 64 ]

كشك البقشيش

يؤدي انحناء الجناح وتناقصه إلى توقف الرفع عند طرف الجناح قبل جذره. يجب أن يكون موضع الجناح المنحني على طول جسم الطائرة بحيث تتوازن قوة الرفع من جذر الجناح، الواقع أمام مركز ثقل الطائرة، مع قوة الرفع من طرف الجناح، الواقع خلف مركز الثقل [ 65 ]. إذا توقف الرفع عند الطرف أولاً، يختل توازن الطائرة مما يؤدي إلى ارتفاع خطير في مقدمة الطائرة . يجب أن تتضمن الأجنحة المنحنية خصائص تمنع ارتفاع مقدمة الطائرة الناتج عن توقف الرفع المبكر عند الطرف.

يتميز الجناح المائل بمعامل رفع أعلى على أجزائه الخارجية مقارنةً بالجزء الداخلي، مما يؤدي إلى بلوغها أقصى قدرة رفع أولاً وتوقفها أولاً. ويعود ذلك إلى نمط التدفق الهابط المصاحب للأجنحة المائلة/المخروطية. [ 66 ] ولتأخير توقف طرف الجناح، يُعطى الجزء الخارجي من الجناح انحناءً لتقليل زاوية الهجوم. كما يمكن تعديل جذر الجناح بحافة أمامية مناسبة وقسم انسيابي لضمان توقفه قبل الطرف. مع ذلك، عند تجاوز زاوية الهجوم زاوية التوقف، قد تتوقف الأطراف تمامًا قبل الجناح الداخلي على الرغم من حدوث الانفصال الأولي في الداخل. وهذا يُسبب ارتفاعًا في مقدمة الطائرة بعد التوقف ودخولها في حالة توقف فائق في الطائرات ذات خصائص التوقف الفائق. [ 67 ] كما يوجد تدفق في طبقة الحدود على امتداد الجناح في الأجنحة المائلة، مما يُسبب توقف طرف الجناح. ويمكن تقليل كمية هواء طبقة الحدود المتدفق للخارج عن طريق توليد دوامات باستخدام جهاز على الحافة الأمامية، مثل حاجز أو شق أو سن منشار أو مجموعة من مولدات الدوامات خلف الحافة الأمامية. [ 68 ]

أجهزة الإنذار والسلامة

فيلم تدريبي لطياري البحرية الأمريكية خلال الحرب العالمية الثانية يتناول موضوع التوقف المفاجئ والتصحيح والتجنب.

يمكن تجهيز الطائرات ذات الأجنحة الثابتة بأجهزة لمنع أو تأجيل التوقف المفاجئ أو لجعله أقل حدة (أو في بعض الحالات أكثر حدة)، أو لتسهيل عملية التعافي.

  • يمكن إحداث التواء ديناميكي هوائي في الجناح عن طريق ثني الحافة الأمامية بالقرب من طرفه نحو الأسفل. يُعرف هذا بالانعطاف التدريجي ، ويؤدي إلى توقف جذر الجناح قبل طرفه، مما يجعل التوقف سلسًا وتدريجيًا. ولأن التوقف يتأخر عند أطراف الجناح، حيث توجد الجنيحات ، يبقى التحكم في الدوران قائمًا عند بدء التوقف.
  • شريط التوقف هو أداة صغيرة حادة الحواف، عند تثبيتها على الحافة الأمامية للجناح، تُشجع على بدء التوقف من تلك النقطة تحديدًا بدلًا من أي مكان آخر على الجناح. إذا تم تثبيته بالقرب من جذر الجناح، فإنه يجعل التوقف تدريجيًا ولطيفًا؛ أما إذا تم تثبيته بالقرب من طرف الجناح، فإنه يُشجع الطائرة على خفض أحد الجناحين عند التوقف.
  • حاجز التوقف عبارة عن صفيحة مسطحة في اتجاه الوتر لمنع التدفق المنفصل من التقدم للخارج على طول الجناح [ 69 ].
  • مولدات الدوامات عبارة عن شرائح معدنية أو بلاستيكية دقيقة تُوضع أعلى الجناح بالقرب من الحافة الأمامية، وتمتد خارج الطبقة الحدية إلى التيار الحر. وكما يوحي الاسم، فإنها تُنشّط الطبقة الحدية عن طريق مزج تدفق الهواء الحر مع تدفق الطبقة الحدية، مما يُولّد دوامات، وهذا بدوره يزيد من زخم الطبقة الحدية. ومن خلال زيادة زخم الطبقة الحدية، يُمكن تأخير انفصال تدفق الهواء وما يتبعه من توقف.
  • إن الزعنفة المضادة للتوقف هي امتداد للحافة الأمامية تولد دوامة على السطح العلوي للجناح لتأجيل التوقف.
  • جهاز دفع عصا التحكم هو جهاز ميكانيكي يمنع الطيار من فقدان السيطرة على الطائرة. يقوم هذا الجهاز بدفع عصا التحكم الأمامية للأمام عند الاقتراب من حالة فقدان السيطرة، مما يؤدي إلى تقليل زاوية الهجوم. يُعرف جهاز دفع عصا التحكم عمومًا باسم جهاز تحديد حالة فقدان السيطرة أو نظام تحديد حالة فقدان السيطرة . [ 70 ]
  • جهاز هز عصا التحكم هو جهاز ميكانيكي يهز أدوات التحكم الخاصة بالطيار للتحذير من بداية التوقف.
  • جهاز إنذار التوقف هو جهاز إلكتروني أو ميكانيكي يُصدر تنبيهًا صوتيًا عند الاقتراب من سرعة التوقف. تحتوي معظم الطائرات على شكل من أشكال هذا الجهاز الذي يُنبه الطيار إلى احتمال حدوث توقف وشيك. أبسط هذه الأجهزة هو بوق إنذار التوقف ، والذي يتكون إما من مستشعر ضغط أو لسان معدني متحرك يُشغل مفتاحًا ويُصدر تنبيهًا صوتيًا استجابةً لذلك.
  • يُعدّ مؤشر زاوية الهجوم للطائرات الخفيفة، "AlphaSystemsAOA"، ومؤشر احتياطي الرفع المماثل له تقريبًا ، أداتين لقياس فرق الضغط، حيث يعرضان هامش الأمان فوق حد التوقف و/أو زاوية الهجوم بقراءة فورية ومستمرة. يعرض جهاز General Technics CYA-100 زاوية الهجوم الحقيقية عبر ريشة متصلة مغناطيسيًا. يوفر مؤشر زاوية الهجوم عرضًا مرئيًا لمقدار الرفع المتاح خلال نطاق السرعات المنخفضة، بغض النظر عن المتغيرات العديدة المؤثرة على الطائرة. يستجيب هذا المؤشر فورًا لتغيرات السرعة وزاوية الهجوم وظروف الرياح، ويعوض تلقائيًا وزن الطائرة وارتفاعها ودرجة حرارتها.
  • محدد زاوية الهجوم، أو "محدد ألفا"، هو جهاز كمبيوتر طيران يمنع تلقائيًا تدخل الطيار من التسبب في ارتفاع الطائرة فوق زاوية التوقف. ويمكن للطيار تعطيل بعض محددات ألفا.

غالباً ما تتضمن أنظمة التحذير من التوقف مدخلات من مجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار والأنظمة، بما في ذلك مستشعر مخصص لزاوية الهجوم.

قد يؤدي انسداد أو تلف أو تعطل مجسات التوقف وزاوية الهجوم إلى عدم موثوقية تحذير التوقف، ويتسبب في تعطل دافع عصا التحكم، وتحذير السرعة الزائدة، والطيار الآلي ، ومخمد الانحراف. [ 71 ]

إذا استُخدم جناح أمامي للتحكم في زاوية ميل الطائرة، بدلاً من جناح خلفي، فإن الجناح الأمامي يُصمّم لمواجهة تدفق الهواء بزاوية هجوم أكبر قليلاً من زاوية هجوم الجناح. لذلك، عندما تزداد زاوية ميل الطائرة بشكل غير طبيعي، عادةً ما يتوقف الجناح الأمامي عن الدوران أولاً، مما يؤدي إلى انخفاض مقدمة الطائرة وبالتالي منع الجناح من الوصول إلى زاوية الهجوم الحرجة. وهكذا، يقل خطر توقف الجناح الرئيسي عن الدوران بشكل كبير. مع ذلك، إذا توقف الجناح الرئيسي عن الدوران، يصبح التعافي صعباً، لأن الجناح الأمامي يكون في حالة توقف أعمق، وتزداد زاوية الهجوم بسرعة. [ 72 ]

في حال استخدام ذيل خلفي، يُصمّم الجناح بحيث يتوقف عن الدوران قبل الذيل. في هذه الحالة، يمكن تحليق الجناح بمعامل رفع أعلى (أقرب إلى نقطة التوقف) لإنتاج قوة رفع إجمالية أكبر.

تحتوي معظم الطائرات المقاتلة العسكرية على مؤشر لزاوية الهجوم ضمن أدوات الطيار، مما يتيح له معرفة مدى قرب الطائرة من نقطة التوقف. وقد تقيس أدوات الطائرات المدنية الحديثة زاوية الهجوم أيضاً، مع أن هذه المعلومات قد لا تُعرض مباشرةً على شاشة الطيار، بل تُشغّل مؤشر تحذير من التوقف أو تُزوّد ​​حاسوب الطيران (في أنظمة التحكم الإلكتروني) بمعلومات الأداء.

الطيران خارج نطاق التوقف

عندما يتوقف جناح الطائرة عن الدوران، تقل فعالية الجنيحات ، مما يجعل التحكم بالطائرة صعبًا ويزيد من خطر دورانها. بعد التوقف، يتطلب الطيران المستقر بعد زاوية التوقف (حيث يكون معامل الرفع في أعلى مستوياته) استخدام قوة دفع المحرك لتعويض الرفع، بالإضافة إلى أدوات تحكم بديلة لتعويض فقدان فعالية الجنيحات. تُنفذ أحيانًا مناورات توقف قصيرة المدى عند 90-120 درجة (مثل مناورة كوبرا بوغاتشيف ) في عروض الطيران. [ 73 ] أعلى زاوية هجوم تم إثباتها في الطيران المستدام حتى الآن كانت 70 درجة في طائرة X-31 في مركز درايدن لأبحاث الطيران . [ 74 ] يُعد الطيران المستدام بعد التوقف نوعًا من أنواع القدرة الفائقة على المناورة .

تحذير: يحتوي على حرق للأحداث

باستثناء التدريب على الطيران، واختبار الطائرات، والاستعراضات الجوية ، يُعدّ التوقف المفاجئ عادةً حدثًا غير مرغوب فيه. أما المكابح الهوائية (التي تُسمى أحيانًا مُخفِّضات الرفع)، فهي أجهزة تُستخدم عمدًا لخلق انفصال تدفق مُتحكَّم به بدقة فوق جزء من جناح الطائرة لتقليل الرفع المُوَلَّد، وزيادة السحب، والسماح للطائرة بالهبوط بسرعة أكبر دون اكتساب سرعة. [ 75 ] كما تُستخدم المكابح الهوائية بشكل غير متماثل (على جناح واحد فقط) لتحسين التحكم في الدوران. ويمكن استخدامها أيضًا في حالات الإقلاع المُجهَد وبعد ملامسة العجلات الرئيسية للأرض عند الهبوط لزيادة وزن الطائرة على عجلاتها لتحسين عملية الكبح.

على عكس الطائرات ذات المحركات، التي يمكنها التحكم في الهبوط عن طريق زيادة أو تقليل قوة الدفع، يتعين على الطائرات الشراعية زيادة مقاومة الهواء لزيادة معدل الهبوط. وفي الطائرات الشراعية عالية الأداء، يُستخدم نشر المكابح الهوائية على نطاق واسع للتحكم في الاقتراب من الهبوط.

يمكن اعتبار الجنيحات الهوائية بمثابة "مخفِّضات للرفع" لأنها تقلل من قوة الرفع على الجناح الذي توجد فيه. على سبيل المثال، يمكن عكس ميلان غير مقصود إلى اليسار برفع الجنيح الهوائي الأيمن (أو عدد قليل من الجنيحات الهوائية الموجودة في أجنحة الطائرات الكبيرة). تكمن ميزة ذلك في تجنب الحاجة إلى زيادة قوة الرفع في الجناح الذي ينخفض ​​(مما قد يجعله أقرب إلى حالة التوقف).

تاريخ

توفي الطيار الألماني أوتو ليلينتال أثناء تحليقه عام 1896 نتيجةً لحالة توقف مفاجئ في الطائرة. وواجه ويلبر رايت هذه الحالة لأول مرة عام 1901، أثناء تحليقه بطائرته الشراعية الثانية. وقد حفّزت حادثة ليلينتال وتجربة ويلبر الأخوين رايت على تصميم طائرتهما بتكوين " الجناح الأمامي ". يُزعم أن هذا التصميم سهّل عملية التعافي من التوقف المفاجئ وجعلها أكثر سلاسة. ويُقال إن هذا التصميم أنقذ حياة الأخوين أكثر من مرة. [ 76 ] مع ذلك، فإن تكوينات الجناح الأمامي، بدون تصميم دقيق، قد تجعل التعافي من التوقف المفاجئ مستحيلاً. [ 77 ]

عمل مهندس الطائرات خوان دي لا سيرفا على مشروع " أوتوجيرو " لتطوير طائرة ذات أجنحة دوارة ، كان يأمل أن تكون غير قادرة على التوقف المفاجئ، وبالتالي أكثر أمانًا من الطائرات التقليدية. وفي سياق تطوير طائرة " أوتوجيرو " الناتجة، أدى حله للعديد من المشكلات الهندسية المتعلقة بالأجنحة الدوارة إلى تطوير المروحية .

انظر أيضاً

مقالات
حوادث بارزة

ملحوظات

  1. كرين، ديل: قاموس المصطلحات الملاحية، الطبعة الثالثة ، ص 486. لوازم الطيران والأكاديميون، 1997. ISBN 1-56027-287-2
  2. كلانسي، إل جيه، الديناميكا الهوائية ، القسم 5.7
  3. تصميم للقتال الجوي ، راي ويتفورد 1987، شركة جينز للنشر المحدودة، رقم ISBN 0 7106 04262، ص 15
  4. فهم الديناميكا الهوائية - الاستدلال من الفيزياء الحقيقية ، دوغ ماكلين 2013، جون وايلي وأولاده المحدودة، رقم ISBN 978-1-119-96751-4، ص 322
  5. "نسخة مؤرشفة" . مؤرشفة من الأصل في 6 مارس 2019. تم الاطلاع عليها في 3 مارس 2019 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  6. التعامل مع الطائرات النفاثة الكبيرة - الطبعة الثالثة، دي بي ديفيز، هيئة الطيران المدني، الصفحات 113-115
  7. تصميم الطائرة ، دارول ستينتون، 1983، منشورات بي إس بي المهنية، رقم ISBN 0-632-01877-1، ص 464
  8. "نسخة مؤرشفة" . مؤرشفة من الأصل في 6 مارس 2019. تم الاطلاع عليها في 3 مارس 2019 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  9. كاتز، ج؛ بلوتكين، أ (2001). ديناميكا الهواء عند السرعات المنخفضة: من نظرية الجناح إلى طرق الألواح . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 525. 
  10. كلانسي، إل جيه، الديناميكا الهوائية ، القسمان 5.28 و16.48
  11. أندرسون، جيه دي، تاريخ الديناميكا الهوائية ، الصفحات 296-311
  12. دليل الطيران التابع لإدارة الطيران الفيدرالية (رقم ISBN) 978-1-60239-003-4الفصل الرابع، صفحة 7
  13. الجزء 61 من قانون اللوائح الفيدرالية 14
  14. لوائح الطيران الفيدرالية الجزء 25 القسم 201
  15. دليل الطيران التابع لإدارة الطيران الفيدرالية (رقم ISBN) 978-1-60239-003-4الفصل 4، الصفحات 12-16
  16. الجزء 23 من قانون اللوائح الفيدرالية 14
  17. دليل الطيران التابع لإدارة الطيران الفيدرالية (رقم ISBN) 978-1-60239-003-4الفصل 4، الصفحات 11-12
  18. دليل الطيران التابع لإدارة الطيران الفيدرالية (رقم ISBN) 978-1-60239-003-4الفصل الرابع، صفحة 9
  19. تيستر زيرو ون - صناعة طيار اختبار، بقلم قائد الجناح جيه إيه "روبي" روبنسون، الحاصل على وسام الصليب الطائر المتميز، وزميل الجمعية الملكية للملاحة الجوية، وسلاح الجو الملكي البريطاني (متقاعد)، 2007، دار نشر أولد فورج، رقم ISBN 978-1-906183-00-4، ص 93
  20. التعامل مع الطائرات النفاثة الكبيرة - الطبعة الثالثة 1971، دي بي ديفيز، هيئة الطيران المدني، ص 113
  21. طيار الاختبار، برايان تروبشو مع سالي إدموندسون، 1998، دار نشر ساتون، رقم ISBN 0 7509 1838 1، ص 165
  22. ^ لانجويش ، فولفجانج (1972). العصا والدفة . ماكجرو هيل. ص 18-21 . رقم ISBN  9780070362406.
  23. "دليل الطيار للمعرفة الملاحية - الفصل 4" (ملف PDF) . إدارة الطيران الفيدرالية . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 4 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 مارس 2014 .
  24. 1 2 3 4 ديفيز، ديفيد ب. (1971). التعامل مع الطائرات النفاثة الكبيرة: شرح للاختلافات الهامة في خصائص الطيران بين طائرات النقل النفاثة وطائرات النقل ذات المحركات المكبسية، بالإضافة إلى بعض الجوانب الأخرى للتعامل مع النقل النفاث ( الطبعة الثالثة). مجلس تسجيل الطائرات. ISBN  0903083019.
  25. ١ ٢ إدارة الطيران الفيدرالية (٢٥ سبتمبر ٢٠٠٠). "تعميم استشاري" (ملف PDF) . rgl.faa.gov . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في ٣ نوفمبر ٢٠٢١. تم الاطلاع عليه في ١٤ مارس ٢٠٢٢ .
  26. اختبار الطيران للطائرات ذات الأجنحة الثابتة . رالف د. كيمبرلين، رقم ISBN 978-1-56347-564-1
  27. براندون، جون. "سرعة الهواء وخصائصه" . مجلة الطيران الترفيهي الأسترالية. مؤرشف من الأصل في 31 يوليو 2008. تم الاطلاع عليه في 9 أغسطس 2008 .
  28. 1 2 كلانسي، إل جيه، الديناميكا الهوائية ، القسم 5.22
  29. ماكورميك، بارنز دبليو. (1979)، الديناميكا الهوائية، علم الطيران، وميكانيكا الطيران ، ص 464، جون وايلي وأولاده، نيويورك، رقم ISBN 0-471-03032-5
  30. كلانسي، إل جيه، الديناميكا الهوائية ، القسمان 5.8 و5.22
  31. كلانسي، إل جيه، الديناميكا الهوائية ، المعادلة 14.11
  32. ماكورميك، بارنز دبليو (1979)، الديناميكا الهوائية، علم الطيران وميكانيكا الطيران ، المعادلة 7.57
  33. "سرعة التوقف" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 18 أغسطس 2011.
  34. "الجزء 23 - معايير صلاحية الطيران: §23.203 الطيران الدوراني وحالات التوقف الدوراني المتسارع" . إدارة الطيران الفيدرالية . فبراير 1996. مؤرشف من الأصل في 5 مايو 2009. تم الاطلاع عليه في 18 فبراير 2009 .
  35. كولينز، مايك (1 سبتمبر 2018). "استمرار دوران المراوح: حدث يُقام كل سنتين يحافظ على مهارات طياري طائرة mu-2 وروح الزمالة" . مجلة AOPA Pilot . تاريخ الاسترجاع: 12 نوفمبر 2019 .
  36. "نشرة التقييم والتقييم الخاصة بدورية الطيران المدني - يوليو 2025" (ملف PDF) . دورية الطيران المدني . يوليو 2025. ص 3. تاريخ الاطلاع: 8 سبتمبر 2025 . 
  37. تقرير تحقيق في حادث طيران - توقف ديناميكي هوائي واصطدام بالأرض - نادي الطيران في المحيط الهادئ - طائرة سيسنا 152، C-GZDR - بحيرة هاريسون، كولومبيا البريطانية، 10 أميال بحرية غربًا - 5 يوليو 2011 - رقم التقرير A11P0106 ​​(PDF ). مجلس سلامة النقل الكندي . 6 نوفمبر 2013. ص 29. A11P01060 . تاريخ الاطلاع: 7 سبتمبر 2025 . 
  38. بوخنر، أ. ج.؛ سوريا، ج. (2015). "قياسات التدفق الناتج عن صفيحة سريعة الدوران باستخدام تقنية PIV عالية الدقة ذات الدقة الزمنية". علوم وتكنولوجيا الفضاء . 44 : 4-17 . Bibcode : 2015AeST...44....4B . doi : 10.1016/j.ast.2014.04.007 .
  39. خليفة، نبيل م.؛ رضائي، أمير س.؛ طه، هيثم إ. (2021). "مقارنة أداء نماذج الاضطراب المختلفة في التنبؤ بالتوقف الديناميكي". منتدى AIAA Scitech 2021 : 1651. doi : 10.2514/6.2021-1651 . ISBN 978-1-62410-609-5. S2CID 234321807 . 
  40. 1 2 "التوقف الديناميكي، الديناميكا الهوائية غير المستقرة" . مؤرشف من الأصل في 29 ديسمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 25 مارس 2016 .
  41. بوخنر، أ. ج.؛ سوريا، ج.؛ هونري، د.؛ سميتس، أ. ج. (2018). "التوقف الديناميكي في توربينات الرياح ذات المحور الرأسي: اعتبارات القياس والطوبولوجيا" . مجلة ميكانيكا الموائع . 841 : 746-766 . Bibcode : 2018JFM...841..746B . doi : 10.1017/jfm.2018.112 . S2CID 126033643 . 
  42. بيرتون، توني؛ ديفيد شارب؛ نيك جينكينز؛ إرفين بوساني (2001). دليل طاقة الرياح . جون وايلي وأولاده. ص 139. ISBN  978-0-471-48997-9.
  43. "ما هو التوقف الفائق؟" . متجر الطيران . مؤرشف من الأصل في 13 أكتوبر 2009. تم الاسترجاع في 2 سبتمبر 2009 .
  44. "ميزات التصميم الديناميكي الهوائي للطائرة DC-9" شيفيل وشاوفيلي، مجلة الطائرات المجلد 3، العدد 6، نوفمبر-ديسمبر 1966، ص 518.
  45. تايلور، روبرت ت. وإدوارد ج. راي (15 نوفمبر 1965). "دراسة منهجية للعوامل المساهمة في الاستقرار الطولي بعد التوقف لتكوينات النقل ذات الذيل على شكل حرف T" (ملف PDF) . مركز أبحاث لانغلي التابع لناسا : 9. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 سبتمبر 2018 .
  46. تايلور، أنتوني "توني" ب. النهج النظامي لأنظمة استعادة المظلات في حالات الدوران/التوقف - تحديث لخمس سنوات (ملف PDF) (تقرير فني). إيرفين إيروسبيس. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 15 ديسمبر 2015 .  
  47. 1 2 "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 20 يناير 2015. تم الاطلاع عليها بتاريخ 18 ديسمبر 2015 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  48. "التحكم عند السرعات المنخفضة مع إشارة خاصة إلى التوقف الفائق". تروبشو، الملحق الثالث في "تروبشو الطيار التجريبي"، تروبشو وإدموندسون، دار ساتون للنشر، 1998، رقم ISBN 0 7509 1838 1، ص 166.
  49. "الديناميكا الهوائية التطبيقية في شركة دوغلاس للطائرات - منظور تاريخي". روجر د. شوفيل، الاجتماع والمعرض السابع والثلاثون لعلوم الفضاء الجوي التابع للمعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية، 11-14 يناير 1999/رينو، نيفادا. الشكل 26. لحظات الانحناء عند التوقف العميق.
  50. 1 2 "تقرير الحادث رقم EW/C/039، الملحق الرابع في كتاب "Trubshaw Test Pilot". تروبشو وإدموندسون، دار نشر ساتون 1998، ISBN 0 7509 1838 1، ص 182.
  51. تايلور، روبرت ت. وإدوارد ج. راي (15 نوفمبر 1965). "دراسة منهجية للعوامل المساهمة في الاستقرار الطولي بعد التوقف لتكوينات النقل ذات الذيل على شكل حرف T" (ملف PDF) . مركز أبحاث لانغلي التابع لناسا : 20. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 سبتمبر 2018 .
  52. ASN Wikibase Occurrence # 20519. تم الاسترجاع في 4 سبتمبر 2011.
  53. 1 2 "الأحياء والأموات". دبليو إيه واترتون، فريدريك مولر، لندن 1956، ص 216.
  54. حكاية منتصرين . مؤرشف بتاريخ 22 مارس 2012 في أرشيف الإنترنت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2011.
  55. "هاندلي بيج فيكتور، المجلد الثاني". روجر ر. بروكس، دار بن آند سورد للطيران، 2007، رقم ISBN 978 1 84415 570 5، ص 250.
  56. "تقرير عن الحادث الذي وقع للطائرة BAC One-Eleven G-ASHG في كرات هيل، بالقرب من تشيكليد، ويلتشير في 22 أكتوبر 1963"، وزارة الطيران CAP 219، 1965.
  57. "حادث طائرة تابعة لشركة ASN، من طراز هوكر سيدلي HS-121 ترايدنت 1C G-ARPY فيلثورب" . Aviation-safety.net. 3 يونيو 1966. تاريخ الاطلاع: 2 أبريل 2013 .
  58. تقرير AIB 4/73، ص 54.
  59. "الارتجال: صناعة طائرة كنداير تشالنجر". ستيوارت لوجي، ماكميلان كندا 1992، رقم ISBN 0-7715-9145-4، ص 169.
  60. "حادث طائرة تابعة لشركة ASN، طائرة إقليمية من طراز Canadair CL-600-2B19 CRJ-100 C-FCRJ، بايرز، كانساس" . Aviation-safety.net. 26 يوليو 1993. تم الاطلاع عليه في 2 أبريل 2013 .
  61. روبرت بوغاش. "الأكشاك العميقة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2011 .
  62. كوكس، جاك، السرعة... حل لغز التوقف العميق ، مجلة الطيران الرياضي EAA، يوليو 1991، الصفحات 53-59.
  63. ASN Wikibase Occurrence # 10732. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2011.
  64. ويليامز، إل جيه؛ جونسون، جيه إل جونيور وييب، إل بي، بعض الاعتبارات الديناميكية الهوائية لتكوينات الطائرات المتقدمة ، ورقة AIAA 84-0562، يناير 1984.
  65. "نسخة مؤرشفة" . مؤرشفة من الأصل في 7 مارس 2019. تم الاطلاع عليها في 6 مارس 2019 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  66. أساسيات الطيران - الطبعة الثانية، ريتشارد إس. شيفيل، برنتيس هول 1983، رقم ISBN 0-13-339060-8، ص. 244
  67. التعامل مع الطائرات النفاثة الكبيرة - الطبعة الثالثة، دي بي ديفيز، هيئة الطيران المدني، ص 121
  68. فلايت وايز - مبادئ الطيران، كريس كاربنتر 1996، دار نشر إيرلايف المحدودة، رقم ISBN 1 85310 719 0، ص 369
  69. "أسوار الحظائر ومولدات الدوامات" . مؤرشف من الأصل في 8 مايو 2009. تم الاطلاع عليه في 25 أبريل 2009 .
  70. إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية، التعميم الاستشاري 25-7A دليل اختبار الطيران لاعتماد طائرات فئة النقل ، الفقرة 228.
  71. "لا تزال مجسات هاركو تُسبب مشاكل في سرعة طائرة إكليبس" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 سبتمبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 أكتوبر 2008 .
  72. "استقرار الطائرة والتحكم بها" بقلم مالكولم ج. أبزوغ، إي. يوجين لارابي. الفصل 17. ISBN 0-521-80992-4.
  73. مجلة Ace (24 ديسمبر 2006). "مناورة الكوبرا لبوغاتشيف" . عشاق الطيران . مؤرشف من الأصل في 9 يونيو 2015.
  74. "X-31 EC94-42478-3: X-31 بزاوية هجوم عالية" . مؤرشف من الأصل في 22 أبريل 1999.
  75. "حرق للأحداث" . ناسا، مركز جلين للأبحاث .
  76. "تصميم طائرة رايت الشراعية لعام 1900" . الأخوان رايت . مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2011.
  77. أودريس، أليكس (14 أغسطس 2014). "ما هي الأجنحة الأمامية، ولماذا لا تحتوي عليها معظم الطائرات؟" . Boldmethod . مؤرشف من الأصل في 4 مايو 2021. تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2021 .

مراجع

  • تقرير القوات الجوية الأمريكية وحلف شمال الأطلسي RTO-TR-015 AC/323/(HFM-015)/TP-1 (2001)
  • أندرسون، دكتوراه في القانون، تاريخ الديناميكا الهوائية (1997). مطبعة جامعة كامبريدج. رقم ISBN 0-521-66955-3
  • إدارة الطيران الفيدرالية (2007). "الطيران البطيء، والتوقف المفاجئ، والدوران". دليل الطيران (  الطبعة الثانية). نيويورك: دار سكاي هورس للنشر. الصفحات من  4-1 إلى 4-16. ISBN 978-1-60239-003-4.
  • إل جيه كلانسي (1975)، الديناميكا الهوائية ، دار بيتمان للنشر المحدودة، لندن. رقم ISBN 0-273-01120-0
  • ستينجل، ر. (2004)، ديناميكيات الطيران ، مطبعة جامعة برينستون، رقم ISBN 0-691-11407-2