معدات الهبوط التقليدية

جهاز الهبوط التقليدي ، المعروف أيضًا باسم جهاز الهبوط ذي العجلة الخلفية أو جهاز الهبوط الخلفي ، ^{[ 1 ]} هو نوع من أجهزة الهبوط في الطائرات يتكون من عجلتين رئيسيتين أمام مركز الثقل وعجلة صغيرة أو زلاجة في الطرف الخلفي أسفل ذيل الطائرة . ^{[ 2 ] [ 1 ]}

تعتبر الطائرات ذات العجلات الخلفية هي الترتيب الافتراضي للهيكل السفلي لجميع الطائرات المبكرة تقريبًا حتى النصف الأول من القرن العشرين، ولا يزال مصطلح "تقليدي" مستخدمًا لهذا السبب التاريخي، ولكن جميع الطائرات النفاثة الحديثة ومعظم الطائرات الحديثة ذات الأجنحة الثابتة والمروحية تستخدم عجلات هبوط ثلاثية العجلات بدلاً من ذلك، والتي تحتوي على عجلة أمامية واحدة (عجلة الأنف) وعجلتين رئيسيتين خلفيتين.

في الطائرات القديمة، كان يُستخدم دعامة ذيل مصنوعة من المعدن أو الخشب لدعم الذيل على الأرض. أما في معظم الطائرات الحديثة ذات عجلات الهبوط التقليدية، فتُثبّت مجموعة عجلات مفصلية صغيرة في الجزء الخلفي من هيكل الطائرة بدلاً من دعامة الذيل. ويمكن للطيار توجيه هذه العجلة من خلال وصلة بدواسات الدفة، مما يسمح للدفة وعجلة الذيل بالتحرك معًا. ^{[ 1 ] [ 3 ]}

قبل أن تصبح العجلات الخلفية شائعة الاستخدام في الطائرات، كانت العديد من الطائرات (مثل عدد من طائرات سوبويث في الحرب العالمية الأولى، كطائرة كاميل المقاتلة) مزودة بزلاجات ذيل قابلة للتوجيه، تعمل بطريقة مشابهة للعجلة الخلفية. فعندما يضغط الطيار على دواسة الدفة اليمنى - أو مسند القدم الأيمن لـ"قضيب الدفة" في الحرب العالمية الأولى - تدور الزلاجة إلى اليمين، مما يزيد من مقاومة الهواء على ذلك الجانب من الطائرة ويدفعها إلى الانعطاف يمينًا. ورغم أنها أقل فعالية من عجلة القيادة، إلا أنها منحت الطيار بعض التحكم في اتجاه حركة الطائرة أثناء السير على المدرج أو بدء الإقلاع، قبل أن يتدفق الهواء بشكل كافٍ فوق الدفة لتصبح فعالة.

هناك شكل آخر للتحكم، وهو أقل شيوعًا اليوم مما كان عليه في السابق، يتمثل في التوجيه باستخدام " الكبح التفاضلي "، حيث تكون عجلة الذيل آلية بسيطة تدور بحرية ، ويتم توجيه الطائرة بتطبيق مكابح على إحدى العجلات الرئيسية للدوران في ذلك الاتجاه. يُستخدم هذا الأسلوب أيضًا في بعض الطائرات ذات العجلات الثلاثية، حيث تكون عجلة الأنف هي العجلة التي تدور بحرية. ومثل عجلة الذيل/الزلاجة القابلة للتوجيه، عادةً ما يتم دمجها مع دواسات الدفة في الطائرة للسماح بانتقال سلس بين التحكم بالعجلات والتحكم الديناميكي الهوائي.

يوفر تصميم العجلات الخلفية العديد من المزايا مقارنةً بتصميم العجلات الثلاثية ، مما يجعل تصنيع وصيانة الطائرات ذات العجلات الخلفية أقل تكلفة. ^{[ 1 ]}

• بسبب موقعها الأبعد بكثير عن مركز الثقل ، تدعم عجلة الذيل جزءًا أصغر من وزن الطائرة، مما يسمح بتصنيعها أصغر حجمًا وأخف وزنًا بكثير من عجلة الأنف. ^{[ 1 ]} ونتيجة لذلك، فإن العجلة الأصغر حجمًا أخف وزنًا وتسبب مقاومة طفيلية أقل . ^{[ 1 ]}
• بسبب طريقة توزيع أحمال هيكل الطائرة أثناء التشغيل على أرض وعرة، فإن الطائرات ذات العجلة الخلفية قادرة بشكل أفضل على تحمل هذا النوع من الاستخدام لفترة طويلة من الزمن، دون حدوث أضرار تراكمية في هيكل الطائرة. ^{[ 1 ]}
• إذا تعطلت عجلة الذيل أثناء الهبوط، فسيكون الضرر الذي يلحق بالطائرة ضئيلاً. أما في حالة تعطل عجلة الأنف، فإن ذلك يؤدي عادةً إلى اصطدام المروحة بالأرض . ^{[ 1 ]}
• بسبب زيادة الخلوص بين المروحة والطائرة ذات العجلة الخلفية، سيقل الضرر الناتج عن تكسر الحصى عند تشغيل طائرة ذات عجلات هبوط تقليدية على مدارج هبوط وعرة أو حصوية، مما يجعلها مناسبة تمامًا للطيران في المناطق الوعرة . ^{[ 1 ]}
• تُعد الطائرات ذات العجلات الخلفية أكثر ملاءمة للتشغيل على الزلاجات. ^{[ 1 ]}
• تُعدّ الطائرات ذات العجلة الخلفية أسهل في الدخول والمناورة داخل بعض حظائر الطائرات. ^{[ 1 ] [ 4 ]}

يُعدّ تصميم معدات الهبوط التقليدية ذا عيوب مقارنةً بالطائرات ذات العجلة الأمامية. ^{[ 1 ]}

• تُعد الطائرات ذات العجلة الخلفية أكثر عرضة لحوادث "انقلاب الطائرة على مقدمتها" بسبب استخدام الطيار للفرامل بشكل غير صحيح. ^{[ 1 ]}
• تُعدّ الطائرات التقليدية ذات العجلات أكثر عرضةً للانحراف عن مسارها على الأرض . يحدث هذا الانحراف عندما يفقد الطيار السيطرة على اتجاهه على الأرض، فيتجاوز ذيل الطائرة مقدمتها، مُبدِّلاً طرفيه، وفي بعض الحالات مُكملاً دورة كاملة. قد يُؤدي هذا إلى تلف جهاز الهبوط، والإطارات، وأطراف الأجنحة ، والمروحة، والمحرك. يحدث الانحراف عن المسار لأن الطائرة ذات العجلة الأمامية تُوجَّه من أمام مركز ثقلها ، بينما تُوجَّه الطائرة ذات العجلة الخلفية من الخلف (تمامًا مثل قيادة سيارة للخلف بسرعة عالية)، ولذلك تكون الطائرة ذات العجلة الخلفية غير مستقرة بطبيعتها على الأرض، بينما تُعيد الطائرة ذات العجلة الأمامية توازنها تلقائيًا إذا انحرفت عند الهبوط. إضافةً إلى ذلك، يجب على بعض الطائرات ذات العجلة الخلفية الانتقال من استخدام الدفة للتوجيه إلى استخدام العجلة الخلفية أثناء المرور بنطاق سرعة لا يكون فيه أيٌّ منهما فعالًا تمامًا بسبب زاوية ميل مقدمة الطائرة العالية ونقص تدفق الهواء فوق الدفة. يتطلب تجنب الانحراف عن المسار مزيدًا من التدريب والمهارة للطيار. ^{[ 2 ] [ 1 ]}

• تعاني الطائرات ذات العجلة الخلفية عموماً من ضعف الرؤية الأمامية على الأرض، مقارنةً بالطائرات ذات العجلة الأمامية. غالباً ما يتطلب ذلك القيام بانعطافات متكررة على شكل حرف "S" على الأرض لتمكين الطيار من رؤية مساره على المدرج. ^{[ 1 ]}
• تُعدّ الطائرات ذات العجلة الخلفية أكثر صعوبة في المناورة على المدرج أثناء الرياح العاتية، وذلك بسبب زاوية الهجوم العالية على الأجنحة التي قد تُولّد قوة رفع أكبر على جانب واحد، مما يجعل التحكم صعبًا أو مستحيلاً. كما أنها تعاني من انخفاض قدرتها على التعامل مع الرياح الجانبية، وقد لا تتمكن في بعض ظروف الرياح من استخدام مدارج الرياح الجانبية أو المطارات ذات المدرج الواحد. ^{[ 1 ]}
• بسبب ارتفاع مقدمة الطائرة على الأرض، تتأثر الطائرات ذات العجلات الخلفية والمراوح بشكل أكبر بعامل P ، وهو قوة دفع غير متماثلة ناتجة عن ميل قرص المروحة باتجاه الحركة، مما يجعل الشفرات تولد قوة رفع أكبر عند الهبوط مقارنةً بالصعود، وذلك بسبب اختلاف زاوية ميل الشفرة أثناء مرورها في الهواء. عندئذٍ، تميل الطائرة إلى جانب الشفرة الصاعدة. تفتقر بعض الطائرات إلى تحكم كافٍ في الدفة في بعض أوضاع الطيران (خاصةً عند استخدام طاقة عالية أثناء الإقلاع)، ويتعين على الطيار التعويض قبل أن تبدأ الطائرة بالانحراف. بعض الطائرات، وخاصةً القديمة منها ذات الطاقة العالية مثل طائرة P-51 موستانج، لا تستطيع استخدام كامل الطاقة عند الإقلاع مع الحفاظ على التحكم الآمن في اتجاه حركتها. عند الهبوط، يكون هذا العامل أقل أهمية، إلا أن فتح الخانق لإلغاء الهبوط قد يؤدي إلى انحراف حاد لا يمكن السيطرة عليه ما لم يكن الطيار مستعدًا لذلك.

لا تستطيع الطائرات النفاثة عمومًا استخدام عجلات الهبوط التقليدية، لأن ذلك يُوجّه المحركات بزاوية حادة، مما يتسبب في ارتداد قوة دفعها النفاثة عن الأرض وعودتها إلى الهواء، وبالتالي منع عمل المصاعد بشكل صحيح. وقد ظهرت هذه المشكلة مع النموذج الأولي الثالث، أو "V3"، من المقاتلة النفاثة الألمانية مسرشميت Me 262. ^{[ 5 ]} بعد بناء النماذج الأولية الأربعة الأولى من طائرات Me 262 من سلسلة V بعجلات هبوط خلفية قابلة للسحب، زُوّد النموذج الأولي الخامس بعجلات هبوط ثلاثية ثابتة للتجارب، بينما زُوّد النموذج الأولي السادس وما بعده بعجلات هبوط ثلاثية قابلة للسحب بالكامل. كما زُوّدت العديد من الطائرات النفاثة التجريبية والنماذج الأولية الأخرى بعجلات هبوط تقليدية، بما في ذلك أول طائرة نفاثة ناجحة، وهي هاينكل He 178 ، وطائرة الأبحاث Ball-Bartoe Jetwing ، وطائرة واحدة من طراز فيكرز VC.1 فايكنغ ، التي عُدّلت بمحركات رولز رويس نين لتصبح أول طائرة ركاب نفاثة في العالم.

من الأمثلة النادرة للطائرات النفاثة ذات العجلة الخلفية التي دخلت حيز الإنتاج والخدمة، المقاتلة البحرية البريطانية سوبرمارين أتاكر والسوفيتية ياكوفليف ياك-15 . حلقت كلتاهما لأول مرة عام 1946، ويعود تصميمهما إلى تطوير طائرات سابقة تعمل بالمراوح. كان تصميم العجلة الخلفية في طائرة أتاكر نتيجة استخدامها جناح طائرة سوبرمارين سبايتفول ، مما جنّبها تعديلات أو إعادة تجهيز مكلفة للتصميم. كان عادم المحرك خلف المصعد والعجلة الخلفية، مما قلل من المشاكل. أما طائرة ياك-15، فقد استندت إلى المقاتلة المروحية ياكوفليف ياك-3 . ورُكّب محركها أسفل مقدمة جسم الطائرة. وعلى الرغم من تصميمها غير المألوف، كانت ياك-15 سهلة القيادة. وبالرغم من كونها مقاتلة، فقد استُخدمت بشكل أساسي كطائرة تدريب لإعداد الطيارين السوفيت لقيادة مقاتلات نفاثة أكثر تطوراً.

يُعد جهاز الهبوط أحادي العجلة أحد أشكال تصميم الطائرة ذات العجلة الخلفية .

لتقليل مقاومة الهواء، تحتوي العديد من الطائرات الشراعية الحديثة على عجلة واحدة، قابلة للسحب أو ثابتة، في منتصف الجزء السفلي من جسم الطائرة، ويُشار إليها باسم عجلات الهبوط أحادية العجلة . تُستخدم عجلات الهبوط أحادية العجلة أيضًا في بعض الطائرات ذات المحركات، حيث تُعدّ تقليل مقاومة الهواء أولوية، مثل طائرة Europa XS . تستخدم الطائرات ذات المحركات أحادية العجلة أرجلًا قابلة للسحب في أطراف الأجنحة (مزودة بعجلات صغيرة) لمنع أطراف الأجنحة من ملامسة الأرض. قد تحتوي الطائرة أحادية العجلة على عجلة خلفية (مثل طائرة Europa) أو عجلة أمامية (مثل طائرة Schleicher ASK 23 الشراعية).

تتطلب الطائرات ذات العجلة الخلفية وقتًا أطول للتدريب لإتقانها من قبل الطيارين المتدربين. وكان هذا عاملًا رئيسيًا في تحول معظم الشركات المصنعة في خمسينيات القرن الماضي إلى طائرات التدريب المزودة بعجلة أمامية، ولسنوات عديدة، كانت الطائرات ذات العجلة الأمامية أكثر شيوعًا من الطائرات ذات العجلة الخلفية. ونتيجة لذلك، يتعلم معظم الطيارين الحاصلين على رخصة طيار خاص (PPL) الآن الطيران على متن طائرات ذات عجلات ثلاثية (مثل سيسنا 172 أو بايبر شيروكي )، ولا ينتقلون إلى الطائرات ذات العجلة الخلفية إلا لاحقًا. ^{[ 1 ]}

يمكن إنزال طائرة تقليدية ذات عجلات هبوط بطريقتين. ^{[ 6 ]}

تتم عمليات الهبوط العادية بملامسة العجلات الثلاث للأرض في وقت واحد، فيما يُعرف بالهبوط ثلاثي النقاط . تتيح هذه الطريقة أقصر مسافة هبوط، ولكنها قد تكون صعبة التنفيذ في حالة الرياح الجانبية، ^{[ 6 ]} حيث قد يقل التحكم بالدفة بشكل كبير قبل أن يصبح استخدام عجلة الذيل فعالاً.

البديل هو الهبوط على العجلات . يتطلب هذا من الطيار إنزال الطائرة على عجلاتها الرئيسية مع إبقاء عجلة الذيل مرفوعة في الهواء باستخدام المصعد للحفاظ على زاوية الهجوم منخفضة. بمجرد أن تتباطأ الطائرة إلى سرعة تضمن عدم فقدان السيطرة، ولكن أعلى من السرعة التي تفقد عندها الدفة فعاليتها، يتم إنزال عجلة الذيل إلى الأرض. ^{[ 6 ]}

من أمثلة الطائرات ذات العجلة الخلفية ما يلي:

تقدم العديد من شركات تعديل الطائرات مجموعات لتحويل العديد من الطائرات الشائعة المزودة بعجلة أمامية إلى طائرات ذات عجلات هبوط تقليدية. تشمل الطائرات التي تتوفر لها هذه المجموعات ما يلي:

• سيسنا 150
• سيسنا 152
• سيسنا 172
• سيسنا 175
• سيسنا 182
• بايبر PA-22 تراي بيسر