طائر أورنيثوبتر

الموسوعة الحرة
طائرة أورنيثوبتر Pteryx Skybird التي يتم التحكم فيها عن بعد

الطائرة ذات الجناحين (من الكلمة اليونانية ornis، ornith- "طائر" و pteron "جناح") هي طائرة تطير برفرفة أجنحتها. سعى المصممون إلى تقليد طيران الطيور والخفافيش والحشرات بجناحيها المرفرف. ورغم أن الآلات قد تختلف في الشكل، إلا أنها عادة ما تُبنى بنفس مقياس الحيوانات الطائرة. كما تم بناء طائرات ذات جناحين أكبر حجمًا ومأهولة بالطاقم، ونجح بعضها. تعمل الطائرات ذات الجناحين المأهولة عمومًا إما بمحركات أو بواسطة الطيار .

التاريخ المبكر

ربما كانت بعض محاولات الطيران المأهولة المبكرة تهدف إلى تحقيق طيران بأجنحة مرفرفة، ولكن ربما تم تحقيق الانزلاق فقط بالفعل. وهي تشمل الرحلات المزعومة للراهب الكاثوليكي في القرن الحادي عشر إيلمر من مالميسبري (المسجلة في القرن الثاني عشر) والشاعر عباس بن فرناس في القرن التاسع (المسجل في القرن السابع عشر). [1] كان روجر بيكون ، الذي كتب في عام 1260، من بين أوائل من فكروا في وسيلة تكنولوجية للطيران. في عام 1485، بدأ ليوناردو دافنشي في دراسة طيران الطيور. لقد أدرك أن البشر ثقيلون جدًا، وليسوا أقوياء بما يكفي للطيران باستخدام أجنحة متصلة ببساطة بالذراعين. لذلك، رسم جهازًا يستلقي فيه الطيار على لوح خشبي ويعمل بجناحين غشائيين كبيرين باستخدام رافعات يدوية ودواسات قدم ونظام بكرات.

تصميم طائرة ليوناردو دافنشي

في عام 1841، حاول مانويلو، وهو حداد ماهر ، جاء إلى بلغراد من فويفودينا ، [2] الطيران بجهاز وصف بأنه طائرة أورنيثوبتر ("أجنحة ترفرف مثل أجنحة الطيور"). بعد أن رفضت السلطات منحه تصريحًا بالإقلاع من برج جرس كاتدرائية القديس ميخائيل ، صعد سراً إلى سطح دومروخانا (المكتب الرئيسي لضريبة الاستيراد) وأقلع، وهبط في كومة من الثلج، ونجا. [3]

تم تصنيع أول طائرات أورنيثوبتر قادرة على الطيران في فرنسا. استخدم جوبير في عام 1871 شريطًا مطاطيًا لتشغيل نموذج صغير للطائر. كما صنع ألفونس بينود وأبيل هوريو دي فيلنوف وفيكتور تاتين طائرات أورنيثوبتر تعمل بالمطاط خلال سبعينيات القرن التاسع عشر. [4] ربما كانت طائرة أورنيثوبتر تاتين هي الأولى التي استخدمت الالتواء النشط للأجنحة، ويبدو أنها كانت بمثابة الأساس للعبة تجارية قدمها بيشانكورت حوالي عام 1889. كان جوستاف تروف أول من استخدم الاحتراق الداخلي، وقد طار نموذجه لعام 1890 لمسافة 80 مترًا في عرض توضيحي للأكاديمية الفرنسية للعلوم. تم رفرفة الأجنحة بشحنات البارود التي تنشط أنبوب بوردون .

منذ عام 1884 فصاعدًا، بنى لورانس هارغريف عشرات الطائرات ذات الأجنحة المتحركة التي تعمل بأشرطة مطاطية أو نوابض أو بخار أو هواء مضغوط . [5] قدم استخدام أجنحة صغيرة مرفرفة توفر الدفع لجناح ثابت أكبر؛ أدى هذا الابتكار إلى القضاء على الحاجة إلى تقليل التروس، وبالتالي تبسيط البناء.

طائرة أورنيثوبتر من إنتاج إي بي فروست عام 1902

بدأت شركة إي بي فروست في تصنيع الطائرات ذات الأجنحة الدوارة في سبعينيات القرن التاسع عشر؛ وكانت النماذج الأولى تعمل بمحركات بخارية، ثم في القرن العشرين، تم بناء طائرة ذات احتراق داخلي كبيرة بما يكفي لشخص واحد، على الرغم من أنها لم تكن تطير. [6]

في ثلاثينيات القرن العشرين، نجح ألكسندر ليبيش وفيلق الطيارين الاشتراكيين الوطنيين في ألمانيا النازية في بناء وتسيير سلسلة من الطائرات ذات المحركات الاحتراق الداخلي بنجاح، باستخدام مفهوم هارغريف للأجنحة الصغيرة المرفرفة، ولكن مع التحسينات الديناميكية الهوائية الناتجة عن الدراسة المنهجية.

حقق إريك فون هولست ، الذي عمل أيضًا في ثلاثينيات القرن العشرين، كفاءة وواقعية كبيرتين في عمله باستخدام طائرات أورنيثوبتر تعمل بأشرطة مطاطية. ربما حقق أول نجاح لأورنيثوبتر بجناح منحني، وكان المقصود منه تقليد حركة الأجنحة القابلة للطي لدى الطيور عن كثب، على الرغم من أنها لم تكن جناحًا متغير المدى مثل أجنحة الطيور. [7]

حوالي عام 1960، نجح بيرسيفال سبنسر في قيادة سلسلة من الطائرات بدون طيار باستخدام محركات احتراق داخلي تتراوح إزاحتها من 0.020 إلى 0.80 بوصة مكعبة (0.33 إلى 13.11 سم مكعب )، ويبلغ طول جناحيها 8 أقدام (2.4 متر). [8] في عام 1961، طار بيرسيفال سبنسر وجاك ستيفنسون أول طائرة ناجحة تعمل بمحرك ويتم التحكم فيها عن بعد، والمعروفة باسم سبنسر أورنيبلان. [9] كان طول جناحي أورنيبلان 90.7 بوصة (2300 مم)، ووزنها 7.5 رطل (3.4 كجم)، وكانت تعمل بمحرك ثنائي الأشواط سعة 0.35 بوصة مكعبة (5.7 سم مكعب ) . كان لها تكوين ثنائي الأجنحة، لتقليل اهتزاز جسم الطائرة. [10]

رحلة مأهولة

أوتو ليلينتال في 16 أغسطس 1894، مع زميله Schlagflügelapparat
طائرة شميد 1942 أورنيثوبتر

تنقسم الطائرات ذات الطيارين المأهولين إلى فئتين عامتين: تلك التي تعمل بفضل الجهد العضلي للطيار (الطائرات ذات الطيارين التي تعمل بالطاقة البشرية)، وتلك التي تعمل بواسطة محرك.

في حوالي عام 1894، أصبح أوتو ليلينتال ، رائد الطيران، مشهورًا في ألمانيا برحلاته الشراعية الناجحة التي حظيت بتغطية إعلامية واسعة النطاق. كما درس ليلينتال طيران الطيور وأجرى بعض التجارب ذات الصلة. كما قام ببناء طائرة شراعية، على الرغم من أن تطورها الكامل منعه وفاته المفاجئة في 9 أغسطس 1896 في حادث طائرة شراعية.

في عام 1929، طارت طائرة أورنيثوبتر تعمل بالطاقة البشرية صممها ألكسندر ليبيش (مصمم مسرشميت مي 163 كوميت ) لمسافة 250 إلى 300 متر (800-1000 قدم) بعد إطلاق السحب. ومنذ استخدام إطلاق السحب، تساءل البعض عما إذا كانت الطائرة قادرة على الطيران بمفردها. وأكد ليبيش أن الطائرة كانت تطير بالفعل، ولم تقم بانزلاق ممتد. (سيكون القياس الدقيق للارتفاع والسرعة بمرور الوقت ضروريًا لحل هذه المسألة). وبالمثل، استخدمت معظم الطائرات الأورنيثوبتر التي تعمل بالطاقة البشرية اللاحقة إطلاق السحب، وكانت الرحلات قصيرة ببساطة لأن قوة العضلات البشرية تتضاءل بسرعة بمرور الوقت.

في عام 1942، قام أدالبرت شميد برحلة أطول بكثير بطائرة أورنيثوبتر تعمل بالطاقة البشرية في ميونيخ-ليم. سافرت مسافة 900 متر (3000 قدم)، وحافظت على ارتفاع 20 مترًا (65 قدمًا) طوال معظم الرحلة. لاحقًا، تم تجهيز نفس الطائرة بمحرك دراجة نارية ساكس بقوة ثلاثة أحصنة (2.2 كيلو واط). مع المحرك، قامت برحلات تصل مدتها إلى 15 دقيقة. قام شميد لاحقًا ببناء طائرة أورنيثوبتر بقوة 10 أحصنة (7.5 كيلو واط)، بناءً على طائرة شراعية جروناو-بيبي IIa، والتي طارت في عام 1947. كانت الطائرة الثانية تحتوي على ألواح جناح خارجية ترفرف. [11]

كرس المهندس الفرنسي رينيه ريوت نفسه لمدة ثلاثة عقود لتحقيق الطائرات ذات الأجنحة الخافقة. في عام 1905 اخترع نماذجه الأولى. في عام 1909 فاز بالميدالية الذهبية في مسابقة Lépine عن نموذج مصغر. في عام 1913 عمل على تطوير نموذج طلبه طيار، Dubois-Riout. توقفت الاختبارات في عام 1916. في عام 1937، أنهى Riout 102T Alérion ، بالتأكيد أنجح طائرة ذات أجنحة خافقة يقودها طيار حتى العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين. لسوء الحظ، لم تكن استنتاجات اختبارات نفق الرياح مواتية لاستمرار المشروع. [12] [13]

ريوت 102T أليريون من تصميم رينيه ريوت فرنسا 1937

في عام 2005، حصل إيف روسو على دبلومة بول تيساندييه ، التي منحها الاتحاد الدولي للطيران لمساهماته في مجال الطيران. حاول روسو أول رحلة له باستخدام عضلات الإنسان بأجنحة مرفرفة في عام 1995. في 20 أبريل 2006، في محاولته رقم 212، نجح في الطيران لمسافة 64 مترًا (210 قدمًا)، ولاحظ ذلك مسؤولو نادي فرنسا للطيران. في محاولته رقم 213، أدت عاصفة من الرياح إلى تحطم أحد الأجنحة، مما تسبب في إصابة الطيار بجروح خطيرة وإصابته بالشلل . [14]

عمل فريق في معهد جامعة تورنتو لدراسات الطيران والفضاء ، برئاسة البروفيسور جيمس ديلورييه ، لعدة سنوات على طائرة أورنيثوبتر تعمل بمحرك ويقودها طيار. في يوليو 2006، في مطار بومباردييه في منتزه داونزفيو في تورنتو ، قامت آلة البروفيسور ديلورييه، طائرة أورنيثوبتر رقم 1 التابعة لمعهد جامعة تورنتو لدراسات الطيران والفضاء، بالإقلاع بمساعدة طائرة نفاثة ورحلة مدتها 14 ثانية. وفقًا لدي لورير، [15] كانت الطائرة النفاثة ضرورية للطيران المستمر، لكن الأجنحة المرفرفة قامت بمعظم العمل. [16]

في 2 أغسطس 2010، قاد تود رايخرت من نفس المؤسسة طائرة أورنيثوبتر تعمل بالطاقة البشرية تسمى سنوبيرد . تم بناء الطائرة التي يبلغ طول جناحيها 32 مترًا (105 قدمًا) ووزنها 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. حلقت 145 مترًا (476 قدمًا) بمتوسط ​​سرعة 25.6 كم / ساعة (15.9 ميلاً في الساعة). [17] تم إجراء رحلات مماثلة تم إطلاقها بواسطة السحب في الماضي، لكن جمع البيانات المحسن أكد أن الطائرة الأورنيثوبتر كانت قادرة على الطيران ذاتي الدفع بمجرد ارتفاعها. [18]

تطبيقات للطائرات بدون طيار

ولأن الطائرات ذات الأجنحة الطائرة يمكن أن تشبه الطيور أو الحشرات، فمن الممكن استخدامها في التطبيقات العسكرية مثل الاستطلاع الجوي دون تنبيه الأعداء إلى أنها تحت المراقبة. وقد تم تحليق العديد من الطائرات ذات الأجنحة الطائرة وهي مزودة بكاميرات فيديو على متنها، وبعضها قادر على التحليق والمناورة في مساحات صغيرة. وفي عام 2011، عرضت شركة AeroVironment طائرة ذات أجنحة طائرة يتم التحكم فيها عن بعد تشبه الطائر الطنان الكبير للقيام بمهام تجسس محتملة.

بقيادة بول ب. ماكريدي (من شهرة Gossamer Albatross )، طورت AeroVironment نموذجًا نصف مقياس يتم التحكم فيه عن بعد للزاحف المجنح العملاق ، Quetzalcoatlus northropi ، لمؤسسة سميثسونيان في منتصف الثمانينيات. تم بناؤه ليكون بطل فيلم IMAX On the Wing . كان للنموذج جناحان يبلغ طولهما 5.5 مترًا (18 قدمًا) وتميز بنظام تحكم آلي معقد محوسب، تمامًا كما اعتمد الزاحف المجنح بالحجم الكامل على نظامه العصبي العضلي لإجراء تعديلات مستمرة أثناء الطيران. [19] [20] [21]

يأمل الباحثون في القضاء على المحركات والتروس الموجودة في التصميمات الحالية من خلال تقليد عضلات الطيران الحيوانية عن كثب. يعمل روبرت سي. ميشيلسون من معهد جورجيا للتكنولوجيا للأبحاث على تطوير عضلة كيميائية ترددية لاستخدامها في الطائرات ذات الأجنحة الخافقة على نطاق صغير. يستخدم ميشيلسون مصطلح " إنتوموبتر " لهذا النوع من الطائرات ذات الأجنحة الخافقة. [22] تعمل SRI International على تطوير عضلات اصطناعية من البوليمر يمكن استخدامها أيضًا للطيران بأجنحة خافقة.

في عام 2002، قام كريستر وولف وبيتر نوردين من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد ببناء روبوت بجناحين خفقان تعلم تقنيات الطيران. [ 23] تم تصميم خشب البلسا بواسطة تقنية برمجيات التعلم الآلي المعروفة باسم خوارزمية التطور الخطي في الحالة المستقرة . مستوحى من التطور الطبيعي ، "يتطور" البرنامج استجابةً لملاحظات حول مدى أدائه لمهمة معينة. على الرغم من اقتصاره على جهاز معمل، إلا أن طائرتهم الطائرة تطورت سلوكيًا لتحقيق أقصى قوة رفع مستدامة وحركة أفقية. [24]

منذ عام 2002، يعمل البروفيسور ثيو فان هولتن على طائرة أورنيثوبتر مبنية مثل المروحية . يُطلق على الجهاز اسم "أورنيثوبتر" [25] وتم تصنيعه من خلال بناء الدوار الرئيسي بحيث لا يكون له عزم رد فعل.

في عام 2008، بدأ مطار شيفول في أمستردام في استخدام صقر ميكانيكي واقعي المظهر صممه صقار الصقور روبرت موستيرز. يستخدم الطائر الآلي الذي يتم التحكم فيه عن بعد لإخافة الطيور التي قد تتسبب في إتلاف محركات الطائرات. [26] [27]

في عام 2012، بدأت شركة RoBird (التي كانت تُعرف سابقًا باسم Clear Flight Solutions)، وهي شركة فرعية تابعة لجامعة توينتي، في تصنيع الطيور الجارحة الاصطناعية (تسمى RoBird®) للمطارات والصناعات الزراعية وإدارة النفايات. [28] [29]

أسس أدريان توماس وأليكس كاشيا شركة Animal Dynamics Ltd في عام 2015، بهدف تطوير نظير ميكانيكي ليعسوب يمكن استخدامه كطائرة بدون طيار تتفوق على الطائرات الرباعية المروحيات. تم تمويل هذا العمل من قبل مختبر العلوم والتكنولوجيا الدفاعية، الذراع البحثي لوزارة الدفاع البريطانية، والقوات الجوية الأمريكية. [30]

هواية

سكايونمي سباي بيرد

يستطيع الهواة بناء طائرات أورنيثوبتر الخاصة بهم والتحليق بها. وتتراوح هذه الطائرات من نماذج خفيفة الوزن تعمل بأشرطة مطاطية إلى نماذج أكبر حجمًا يتم التحكم فيها عن طريق الراديو.

يمكن أن يكون النموذج الذي يعمل بالمطاط بسيطًا إلى حد ما في التصميم والبناء. يتنافس الهواة على أطول أوقات الطيران بهذه النماذج. يمكن أن يكون النموذج التمهيدي بسيطًا إلى حد ما في التصميم والبناء، لكن تصميمات المنافسة المتقدمة حساسة للغاية وصعبة البناء. يحمل روي وايت الرقم القياسي الوطني للولايات المتحدة في استخدام المطاط في الأماكن المغلقة، حيث بلغ وقت طيرانه 21 دقيقة و44 ثانية [ بحاجة لمصدر ] .

كانت الطائرات ذات العجلات المطاطية التي تعمل بالطيران الحر متاحة تجاريًا منذ فترة طويلة. وقد بيعت أول هذه الطائرات تحت اسم تيم بيرد في باريس عام 1879. [31] كما بيعت النماذج اللاحقة أيضًا تحت اسم تيم بيرد (صنعتها شركة جي دي رويمبيك في فرنسا منذ عام 1969).

تنبع التصميمات التجارية التي يتم التحكم فيها عن بعد من طائرات النورس التي تعمل بمحرك بيرسيفال سبنسر، والتي تم تطويرها حوالي عام 1958، وعمل شون كينكيد في أواخر التسعينيات حتى يومنا هذا. عادة ما يتم تشغيل الأجنحة بواسطة محرك كهربائي. يستمتع العديد من الهواة بتجربة تصميمات وآليات الأجنحة الجديدة الخاصة بهم. كما تضيف فرصة التفاعل مع الطيور الحقيقية في مجالها الخاص متعة كبيرة لهذه الهواية. غالبًا ما تكون الطيور فضولية وستتبع النموذج أو تحقق منه أثناء طيرانه. في حالات قليلة، تعرضت الطيور التي يتم التحكم فيها عن بعد للهجوم من قبل الطيور الجارحة والغربان وحتى القطط. وقد وسعت النماذج الأرخص الأحدث مثل Dragonfly من WowWee السوق من الهواة المتفانين إلى سوق الألعاب العامة.

تتضمن بعض الموارد المفيدة للهواة دليل تصميم Ornithopter، وهو كتاب كتبه ناثان كرونيستر، وموقع Ornithopter Zone على الويب، والذي يتضمن كمية كبيرة من المعلومات حول بناء هذه النماذج والتحليق بها.

كانت الطائرات ذات الأجنحة الطائرة محل اهتمام أيضًا باعتبارها موضوعًا لأحد الأحداث السابقة في قائمة أحداث أولمبياد العلوم الوطني الأمريكي . تضمن الحدث ("الطائر الطائر") بناء طائرة ذات أجنحة طائرة ذاتية الدفع وفقًا لمواصفات دقيقة، مع منح نقاط لوقت الطيران الطويل والوزن المنخفض. كما تم منح نقاط إضافية إذا كانت الطائرة ذات الأجنحة الطائرة تشبه طائرًا حقيقيًا.

الديناميكا الهوائية

كما أثبتت الطيور، فإن الأجنحة المرفرفة توفر مزايا محتملة في القدرة على المناورة وتوفير الطاقة مقارنة بالطائرات ذات الأجنحة الثابتة، فضلاً عن الإقلاع والهبوط العمودي المحتمل. وقد اقترح البعض أن هذه المزايا تكون أعظم في الأحجام الصغيرة وسرعات الطيران المنخفضة، [32] ولكن تطوير نظرية ديناميكية هوائية شاملة للرفرفة يظل مشكلة بارزة بسبب الطبيعة غير الخطية المعقدة لمثل هذه التدفقات المنفصلة غير المستقرة. [33]

على عكس الطائرات والمروحيات، فإن الأجنحة الدافعة للطائرات ذات الأجنحة الطائرة لها حركة رفرفة أو تذبذبية، بدلاً من الحركة الدورانية. وكما هو الحال مع المروحيات، فإن الأجنحة عادةً ما يكون لها وظيفة مشتركة تتمثل في توفير الرفع والدفع. من الناحية النظرية، يمكن ضبط الجناح الرفرف على زاوية هجوم صفرية عند الصعود، بحيث يمر بسهولة عبر الهواء. نظرًا لأن الأجنحة الرفرفة تنتج عادةً كلًا من الرفع والدفع، فإن الهياكل التي تسبب السحب تكون في أدنى حد لها. تسمح هاتان الميزتان بدرجة عالية من الكفاءة. [ بحاجة لمصدر ]

تصميم الجناح

إذا توقفت الطائرات ذات المحركات المأهولة في المستقبل عن كونها طائرات "غريبة" وخيالية وغير واقعية وبدأت في خدمة البشر كأعضاء صغار في عائلة الطائرات، فسوف يحتاج المصممون والمهندسون إلى حل ليس فقط مشاكل تصميم الأجنحة ولكن أيضًا العديد من المشاكل الأخرى المرتبطة بجعلها طائرات آمنة وموثوقة. بعض هذه المشاكل، مثل الاستقرار والقدرة على التحكم والمتانة، ضرورية لجميع الطائرات. ستظهر مشاكل أخرى خاصة بالطائرات ذات المحركات المأهولة؛ وتحسين تصميم الأجنحة الخفقان هو واحد منها فقط.

يجب أن تكون أجنحة الطائرة الفعّالة قادرة على توليد كل من الدفع ، وهي القوة التي تدفع الطائرة إلى الأمام، والرفع ، وهي القوة (العمودية على اتجاه الطيران) التي تبقي الطائرة في الهواء. يجب أن تكون هذه القوى قوية بما يكفي لمقاومة تأثيرات السحب ووزن الطائرة.

استوحى ليوناردو تصميماته للطائرات ذات الأجنحة الطائرة من دراسته للطيور، وتصور استخدام حركة الرفرفة لتوليد الدفع وتوفير الحركة الأمامية اللازمة للرفع الديناميكي الهوائي. ومع ذلك، فإن استخدام المواد المتاحة في ذلك الوقت سيجعل الطائرة ثقيلة للغاية وتتطلب الكثير من الطاقة لإنتاج رفع أو دفع كافٍ للطيران. قدم ألفونس بينود فكرة الطائرة ذات الأجنحة الطائرة في عام 1874. كان تصميمه يتمتع بقوة محدودة وكان لا يمكن التحكم فيه، مما تسبب في تحويله إلى لعبة للأطفال. [34] كانت المركبات الأحدث، مثل الطائرات ذات الأجنحة الطائرة التي تعمل بالطاقة البشرية من ليبيش (1929) وإميل هارتمان (1959)، طائرات شراعية قادرة على العمل بالطاقة ولكنها تتطلب مركبة سحب للإقلاع وقد لا تكون قادرة على توليد رفع كافٍ للطيران المستمر. كانت طائرة الأورنيثوبتر التي ابتكرها هارتمان تفتقر إلى الخلفية النظرية التي استند إليها آخرون في دراسة الطيران المجنح، ولكنها جسدت فكرة الأورنيثوبتر باعتبارها آلة تشبه الطيور وليس آلة تحاكي طريقة طيران الطيور بشكل مباشر. [35] [36] وشهدت ستينيات القرن العشرين ظهور طائرات أورنيثوبتر تعمل بمحركات غير مأهولة بأحجام مختلفة وقادرة على تحقيق الطيران والاستمرار فيه، مما يوفر أمثلة قيمة في العالم الحقيقي للطيران المجنح الميكانيكي. في عام 1991، طار هاريس وديلورييه أول طائرة أورنيثوبتر ناجحة تعمل بمحرك ويتم التحكم فيها عن بعد في تورنتو، كندا. في عام 1999، طارت طائرة أورنيثوبتر تعمل بمحرك بناءً على هذا التصميم، وقادرة على الإقلاع من رصيف مستوٍ وتنفيذ رحلة مستمرة. [35]

إن الأجنحة المرفرفة للطائرات ذات الأجنحة الطائرة وحركتها في الهواء مصممة لزيادة مقدار الرفع الناتج في حدود الوزن وقوة المادة والتعقيد الميكانيكي. يمكن لمادة الجناح المرنة أن تزيد من الكفاءة مع الحفاظ على آلية القيادة بسيطة. في تصميمات الأجنحة مع وجود السارية أمام الجناح بدرجة كافية بحيث يكون المركز الديناميكي الهوائي خلف المحور المرن للجناح، يتسبب التشوه المرن الهوائي في تحرك الجناح بطريقة قريبة من كفاءته المثالية (حيث تتأخر زوايا الميل عن الإزاحات الغاطسة بحوالي 90 درجة). [37] تزيد الأجنحة المرفرفة من السحب وليست فعالة مثل الطائرات التي تعمل بالمراوح. تحقق بعض التصميمات كفاءة متزايدة من خلال تطبيق المزيد من القوة على الضربة السفلية مقارنة بالضربة العلوية، كما تفعل معظم الطيور. [34]

من أجل تحقيق المرونة المطلوبة والحد الأدنى من الوزن، قام المهندسون والباحثون بتجربة أجنحة تتطلب ألياف الكربون والخشب الرقائقي والقماش والأضلاع، مع حافة خلفية صلبة وقوية. [38] أي كتلة تقع خلف الذيل تقلل من أداء الجناح، لذلك يتم استخدام مواد خفيفة الوزن ومساحة فارغة حيثما أمكن. لتقليل السحب والحفاظ على الشكل المطلوب، يعد اختيار مادة لسطح الجناح مهمًا أيضًا. في تجارب ديلورييه، يكون السطح الديناميكي الهوائي الأملس مع جناح مزدوج السطح أكثر كفاءة في إنتاج الرفع من جناح أحادي السطح.

لا تتصرف الطائرات الأخرى ذات الأجنحة الرفيعة بالضرورة مثل الطيور أو الخفافيش أثناء الطيران. عادةً ما يكون للطيور والخفافيش أجنحة رفيعة ومنحنية لإنتاج الرفع والدفع. تتمتع الطائرات ذات الأجنحة الرفيعة بزاوية هجوم محدودة ولكنها توفر أداءً مثاليًا للحد الأدنى من السحب لمعامل رفع واحد. [39]

على الرغم من أن الطيور الطنانة تطير بأجنحة ممتدة بالكامل، إلا أن مثل هذا الطيران غير ممكن بالنسبة لطائرة أورنيثوبتر. إذا تم تمديد جناح طائرة أورنيثوبتر بالكامل والتفاف ورفرف في حركات صغيرة، فسيؤدي ذلك إلى توقف، وإذا تم لفه ورفرف في حركات كبيرة جدًا، فسيعمل مثل طاحونة هواء مما يتسبب في حالة طيران غير فعالة. [40]

قام فريق من المهندسين والباحثين يُدعى "Fullwing" بإنشاء طائرة أورنيثوبتر ذات متوسط ​​رفع يزيد عن 8 أرطال، ومتوسط ​​دفع يبلغ 0.88 رطل، وكفاءة دفع تبلغ 54%. [41] تم اختبار الأجنحة في نفق رياح منخفض السرعة لقياس الأداء الديناميكي الهوائي، مما يدل على أنه كلما زاد تردد خفقان الجناح، زاد متوسط ​​دفع الطائرة الأورنيثوبتر.

في الخيال

تم تصوير الطائرات ذات الأجنحة الطائرة في الخيال عدة مرات، بما في ذلك سلسلة Dune لفرانك هربرت ، حيث كانت الشكل الأساسي للنقل الجوي المستخدم من قبل آل أتريدس في مناخ الصحراء على كوكب أراكيس . [42] [43]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ وايت، لين. "إيلمر من مالميسبري، طيار من القرن الحادي عشر: دراسة حالة للابتكار التكنولوجي وسياقه وتقاليده". التكنولوجيا والثقافة ، المجلد 2، العدد 2، 1961، ص 97-111 (97-99 على التوالي 100-101).
  2. ^ معلومات، صربيا (17 نوفمبر 2014). ""إيدا ستربين هو من يشتري ليت: هذا ثمن رائع من إيكارو، كالفي مانويل"." СРБИН.ИНФО .
  3. ^ “Vremeplov: 100 godina avijacije u Srbiji”. فيستي على الانترنت .
  4. ^ تشانوت، أوكتاف. 1894، أعيد طبعه عام 1998. التقدم في آلات الطيران. دوفر ISBN 0-486-29981-3 
  5. ^ دبليو هدسون شو وأولاف روهين. 1977. لورانس هارغريف: المستكشف والمخترع وخبير الطيران . كاسيل أستراليا المحدودة، ص 53-160.
  6. ^ كيلي، موريس. 2006. بخار في الهواء . كتب بن وسورد. الصفحات من 49 إلى 55 تتحدث عن فروست.
  7. ^ Ornithopters تعمل بشريط مطاطي في موقع Ornithopter Zone على الويب
  8. ^ الكتاب الكامل للطائرات النموذجية والمركبات الفضائية والصواريخ − بقلم لويس إتش هيرتز، كتب بونانزا، 1968.
  9. ^ فيديو مقدم من جاك ستيفنسون: https://www.youtube.com/watch?v=vS4Yz-VcNes
  10. ^ تاريخ RC يعود إلى الحياة: طائرة سبنسر أورنيثوبتر، بقلم فاي ستيلي، فبراير 1999، أخبار الطائرات النموذجية
  11. ^ برونو لانج، Typenhandbuch der deutschen Luftfahrttechnik، كوبلنز، 1986. أرشفة 2007-02-22 في آلة Wayback.
  12. ^ فيليب ريكو، «L'Alérion Riout»، مجلة L'Aviation Française، ديسمبر 2005، ص. 4-11
  13. ^ بيرس، ويليام (2017-11-20). "Riout 102T Alérion Ornithopter". Old Machine Press . تم الاسترجاع في 2024-03-15 .
  14. ^ موقع FAI على الويب. محفوظ في 7 يوليو 2007، على موقع Wayback Machine
  15. ^ تقرير الدكتور جيمس ديلورييه عن رحلة فلابر محفوظ في 13 أغسطس 2007 على موقع واي باك مشين 8 يوليو 2006
  16. ^ طائرة أورنيثوربتر من جامعة تورنتو تقلع في 31 يوليو 2006
  17. ^ طيران الطيور المائية التي تعمل بالطاقة البشرية بأجنحة مرفرفة: نشرة منطقة الطيور المائية، خريف 2010.
  18. ^ "أخبار فريق HPO - مشروع Ornithopter الذي يعمل بالطاقة البشرية -". hpo.ornithopter.net .
  19. ^ أندرسون، إيان (10 أكتوبر 1985)، "السحلية المجنحة تطير في أجواء كاليفورنيا"، نيو ساينتست (1477): 31 ، تم استرجاعها في 20 أكتوبر 2010
  20. ^ MacCready, Paul (نوفمبر 1985)، "The Great Pterodactyl Project" (PDF) ، الهندسة والعلوم : 18–24 ، تم استرجاعه في 20 أكتوبر 2010
  21. ^ Schefter, Jim (مارس 1986)، "انظر! في السماء! إنه طائر، إنه طائرة، إنه زاحف مجنح"، Popular Science : 78–79، 124 ، تم الاسترجاع في 20 أكتوبر 2010
  22. ^ "نبذة عن مشروع "Entomopter" للمركبة الجوية الصغيرة لروبرت سي. مايكلسون". angel-strike.com .
  23. ^ روبوت مجنح يتعلم الطيران مجلة نيو ساينتست، أغسطس 2002
  24. ^ إنشاء روبوت طائر قادر على التعلم عن طريق التطور في وقائع مؤتمر الحوسبة الوراثية والتطورية، GECCO 2002 (ص 1279-1285). نيويورك، 9-13 يوليو 2002. مورجان كوفمان. حصل على جائزة "أفضل ورقة بحثية في الروبوتات التطورية" في GECCO 2002.
  25. ^ مشروع أورنيكوبتر محفوظ في 2006-05-25 على موقع واي باك مشين
  26. ^ مقال في صحيفة تراو الهولندية ، ترجمة جزئية: "ما يسمى بـ ""هورك""، وهو طائر يمكن التحكم فيه كهربائيًا هو أحدث وسيلة لتخويف الطيور. لأنها يمكن أن تسبب الكثير من الضرر للطائرات. (...) ...إنه تصميم لروبرت موستيرز، صقار من إنسخيده ""
  27. ^ صورة أرشيفية 2009-06-14 على موقع واي باك مشين للطائر مع وصف باللغة الإنجليزية
  28. ^ "مكافحة الطيور الفعالة - حلول واضحة للطيران". clearflightsolutions.com .
  29. ^ “تحدي هانوفر ميسي”. جامعة تفينتي .
  30. ^ "Animal Dynamics web-site". مؤرشف من الأصل في 7 نوفمبر 2017. اطلع عليه بتاريخ 7 نوفمبر 2017 .
  31. ^ "FLYING HIGH: Bird Man". أرشيف Scientific American Frontiers . مؤرشف من الأصل في 2007-02-10 . تم الاسترجاع في 2007-10-26 .
  32. ^ TJ Mueller وJD DeLaurier، "نظرة عامة على ديناميكا الهواء للمركبات الجوية الصغيرة"، ديناميكا الهواء للأجنحة الثابتة والمتحركة لتطبيقات المركبات الجوية الصغيرة، بول زارشان، رئيس التحرير، المجلد 195، AIAA، 2001
  33. ^ Buchner, AJ; Honnery, D.; Soria, J. (2017). "استقرار وتطور ثلاثي الأبعاد لدوامة توقف ديناميكية انتقالية". مجلة ميكانيكا الموائع . 823 : 166–197. رمز Bibcode :2017JFM...823..166B. doi :10.1017/jfm.2017.305. S2CID  125937677.
  34. ^ ab "An Ornithopter Wing Design" DeLaurier, James D. (1994), 10–18 (تم الوصول إليه في 30 نوفمبر 2010)
  35. ^ ab "تصميم وتصنيع جناح فعال للطائرات الورقية المرنة هوائيًا محفوظ في 2011-03-04 على موقع واي باك مشين " بينيديكت، موبل. 3-4.
  36. ^ "مشروع أورنيثوبتر - التاريخ". www.ornithopter.net .
  37. ^ "تطوير جناح فعال للطائرات النفاثة" DeLaurier, JD (1993)، 152–162 (تم الوصول إليه في 27 مايو 2014)
  38. ^ "تطوير جناح فعال للطائرات النفاثة" DeLaurier, JD (1993)، 152–162، (تم الوصول إليه في 27 مايو 2014)
  39. ^ واريك، دوغلاس، بريت توبالسكي، دونالد باورز، ومايكل ديكينسون. "الديناميكا الهوائية لطيران الطائر الطنان" أرشيف 2011-07-20 على موقع واي باك مشين . المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية 1-5. شبكة الإنترنت. 30 نوفمبر 2010.
  40. ^ Liger, Matthieu, Nick Pornsin-Sirirak, Yu-Chong Tai, Steve Ho, and Chih-Ming Ho. "Large-Area Electrostatic-Valved Skins for Adaptive Flow Control on Ornithopter Wings Archived 2006-03-19 at the Wayback Machine " (2002): 247–250. 30 نوفمبر 2010.
  41. ^ DeLaurier, James D. "An Ornithopter Wing Design" 40. 1 (1994)، 10–18، (تم الوصول إليه في 30 نوفمبر 2010)
  42. ^ هربرت، فرانك (1977). Dune (طبعة ميدالية بيركلي). نيويورك. ISBN 0-425-03698-7. OCLC  3582161.{{cite book}}:CS1 maint: موقع الناشر المفقود ( الرابط )
  43. ^ كروجمان، بول (2021-10-26). "رأي | فيلم "الكثيب" هو الفيلم الذي أردناه دائمًا". نيويورك تايمز . ISSN  0362-4331 . تم الاسترجاع في 2022-01-09 . لا أستطيع أن أقول إن فيلم "الكثيب" هذا يطابق الرؤية التي كانت لدي عند قراءة الكتاب. إنه أفضل. الصور المرئية تتجاوز خيالي - تلك الطائرات الشراعية!

قراءة إضافية

  • كرونيستر، ناثان. (1999). دليل تصميم أورنيثوبتر . نشرته منطقة أورنيثوبتر.
  • مولر، توماس ج. (2001). "الديناميكا الهوائية للأجنحة الثابتة والمتطايرة لتطبيقات المركبات الجوية الصغيرة". فرجينيا: المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية. رقم ISBN 1-56347-517-0 
  • أزوما، أكيرا (2006). "الحركية الحيوية للطيران والسباحة". فرجينيا: المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية، الطبعة الثانية. ISBN 1-56347-781-5 . 
  • ديلورييه، جيمس د. "تطوير واختبار طائرة أورنيثوبتر كاملة الحجم". مجلة الملاحة الجوية والفضاء الكندية . 45. 2 (1999)، 72-82. (تم الوصول إليه في 30 نوفمبر 2010).
  • واريك، دوغلاس، بريت توبالسكي، دونالد باورز، ومايكل ديكينسون. "الديناميكا الهوائية لطيران الطيور الطنانة". المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية 1-5. شبكة الإنترنت. 30 نوفمبر 2010.
  • كراوتش، توم د. طائرات المتحف الوطني للطيران والفضاء. الطبعة الرابعة. طائرة شراعية قياسية من إنتاج ليلينتال. مؤسسة سميثسونيان، 1991.
  • بيلشتاين، روجر إي. الطيران في أمريكا 1900-1983. الطبعة الأولى. الطائرات الشراعية والطائرات. بالتيمور، ماريلاند: مطبعة جامعة جونز هوبكنز، 1984. (الصفحات 8-9)
  • كراوتش، توم د. وينجز. تاريخ الطيران من الطائرات الورقية إلى عصر الفضاء. الطبعة الأولى. نيويورك: دبليو دبليو نورتون وشركاه، 2003. (الصفحات 44-53)
  • أندرسون، جون د. تاريخ الديناميكا الهوائية وتأثيرها على الآلات الطائرة. كامبريدج: المملكة المتحدة، 1997.
يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعددة متعلقة بـ Ornithopters .
  • SKYBIRD على YouTube ، رحلة مدتها دقيقتان لطائرة أورنيثوبتر يبلغ طولها ثمانية أقدام يتم التحكم فيها عن بعد
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ornithopter&oldid=1247836921#هواية"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate