اندیشه پرواز به آسمان ها و رهائی از زمین از دیر باز در مخیله آدمی وجود داشته است. در افسانه ها اساطیر یونان و روایات بسیار باستانی این آرزوی دیرین بشر به خوبی مشاهده می شود. در كتاب ها آمده است كه یكی از امپراتوران باستانی چین اژدهای بزرگی از پارچه مخصوص ساخت و درون آن را از دود گرم پر كرد و در برار چشمان متحیر رعایای خویش اژدها را به آسمان فرستاد.

بطور كلی در تاریخ هر كشور نظایر اقدام این امپراتور چینی مشاهده می شود. شاید نخستین كسی كه عملاً در این راه كوشش مثبتی كرد و امكان پرواز را بوسیله بال های مصنوعی و یا اسباب و ادوات مكانیكی ثابت نمود « لئوناردو داوینچی» بود.

لئوناردو داوینچی نقاش، مجسمه ساز، فیزیكدان، فیلسوف، طبیب و دانشمند ایتالیایی نیازی به معرفی ندارد . وی زمانی مدعی شد كه توسط بالهای متحرك مصنوعی می توان مانند مرغان در آسمان پرواز كرد و یا لااقل از مكانهای مرتفع به آسانی و بی خطر فرود آمد. اندیشه وی را یارانش به باد مسخره گرفتند ولی او پس از مدتی آزمایش موفق شد دستگاه كوچكی بسازد كه مركب از دو بال یك بدنه و یك سكان بود، لئوناردو دستگاه خود را از مكان مرتفعی به پائین رها نمود. این دستگاه كه در حقیقت پدر بزرگ هواپیماهای امروزی است پس از طی خط سیر طولانی به آرامی روی زمین نشست.

چندی بعد لئوناردو در سال 1500 دستگاه خود را كاملتر نمود بدین معنی كه بوسیله یك فنر كه حركات ملایمی به بالهای دستگاه اختراعی می داد موفق شد آن را مدت بیشتری در هوا نگاه دارد، ولی البته كسی با آن پرواز نكرد و اطرافیانش دستگاه را خرد كرده استاد را رنجیده خاطر ساختند و ار ادامه این كار منصرف كردند.

اگر چه لئوناردو كار خود را ادامه نداد ولی پس از وی دیگران طرح او را دنبال كردند. عده زیادی از افراد جسور اظهار می داشتند:
چگونه پرندگان با بالهای خود در هوا پرواز می كنند و به زمین سقوط نمی كنند؛ ما نیز می توانیم با تعبیه دستگاهی شبیه بال پرندگان و یا بادبادك لئوناردو در هوا سر بخوریم . بالهای دستگاه می تواند ما را روی هوا نگاه دارد.
در سال 1678 م بینه فرانسوی با تعقیب فكر لئوناردو دستگاه دیگری ساخت كه بالهایش توسط انسان حركت می كرد. وی در این كار یعنی پرواز موفق نشد.
در 1784 م بین ونو فرانسوی دستگاهی ساخت كه بالهایش شبیه پروانه یا فرفره بود. این دستگاه نیز می توانست مدت زیادی در هوا بماند و سقوط نكند.
در سال 1843 م هنسون آلمانی دستگاهی ساخت كه دارای دو بال بسیار بزرگ، یك سكان و اتاقك كوچك برای حمل انسان بود . این دستگاه نسبتاً كاملتر از دستگاهای قبلی بود می توانست كم و بیش مانند هواپیماهای بی موتور عمل كند. بدین ترتیب كه آن را با زحمت فراوانی آن را به مكان مرتفعی می بردند و هنگام وزیدن باد مناسب آن را به سوی جلو پرتاب می كردند. دستگاه سبك حتی با داشتن یك سرنشین در هوا چرخ می زد و به آرامی بر روی زمین می نشست.

موفقیت هنسن در این راه توجه عده زیادی از محققین را جلب كرد و از این تاریخ به بعد متوجه شدند كه ممكن است دستگاه كاملی تعبیه كرد كه از مكانهای مرتفع در فضا رها شود و مانند پرندگان بر روی هوا بلغزد بدون آنكه سقوط آنی در پی داشته باشد ولی ماندن در هوا و ادامه پرواز مشكل بزرگی بود كه حل آن به نظر هیچ كس نمی رسید. از سوی دیگر همین اختراع تكمیل شده هنسن نیز معایب فراوانی داشت و دیگران كه كار وی را تقلید كردند فدای بلند پروازی خود شدند ، سقوط كردند و جان شیرین از دست دادند.

در حقیقت علت ادامه نداشتن پرواز این بادبادكه در هوا یكی سنگین آن بود دیگر آن كه محور ثقل دستگاه كامل نبود و به همین علت آن طوری كه پرندگان می توانند پرواز آزاد داشته باشند دستگاه اختراعی نمی توانست این كار را انجام دهد.
رفته رفته محققین دریافتند كه برای این بادبادكها یا هواپیماهای بی موتور لازم است محور ثقل ترتیب داد. محور ثقل هواپیما كه برای هر دانش آموز روشن است شاید بسیاری از افراد عادی اجتماع نیز آن را می دانند در زیر بالها واقع شده است اما یافتن آن برای جویندگان بیش از 70 سال به طول انجامید.
پس از هنسون پنو فرانسوی در سال 1871 م هواپیمای دیگری ساخت كه بسیلر سبك بود و مدتها می توانست در هوا باقی بماند.
پس از پنو افراد دیگری در كشور های مختلف دست به تكمیل این اختراع زدند تا آنكه سرانجام در سال 1801 م لیلیان تال انگلیسی موفق شد بال پرنده بسازد. این بال پرنده كه شبیه بال خفاش بزرگ بود می توانست یك سرنشین با خود حمل كند و مدت زیادی در فضا باقی بماند. جنس این بال ها از ابرشیم و فمق العاده سبك و محكم بود و محور ثقل آن نیز كم و بیش در محل مناسبی تعبیه شده بود. اختراع لیلیان تال با آنكه موفقیت آمیز بود ولی سرانجام به علت نقص فنی كوچك مخترع خود را به هلاكت رسانید.
پس از لیلیان تال مخترعین دیگری سال ها در این راه آزمایش كردند تا سرانجام در سال 1896 م شانو فرانسوی موفق شد یك هواپیمای بی موتور كاملی اختراع كند . این هواپیمای بی موتور دارای دو بال ، یك سكان متحرك و یك محور ثقل صحیح بود و سرنشین آن می توانست با خیال راحت در آن بنشیند و از مكان بسیار مرتفعی در هوا رها شود و به میل خود سكان را حركت داده به سیر هواپیما تغییر جهت دهد و به همین نحو وزش باد نامناسب را كنترل كند . این هواپیما در حقیقت پدر هواپیماهای موتوری دو پله است. جنس آن از ابریشم و آلومینیوم و چوب های فوق العاده سبك و محكم بود.

از این به بعد اختراع بی موتور تكمیل شد و بر دانشمندان و مردم عادی محقق شد كه با ساختن یك دستگاه سبك و وسیع كه سطح بسلر زیادی را در فضا اشغال كند می توان تا مدتی در فضا باقی بود و یك انسان نیز همان طوری كه پرندگان می توانند در پرواز آزاد بدون حركت دادن بالهای خود در فضا باقی بمانند، می توان در آسمانها بدون اینكه سقوط كند.

اكنون اساس هواپیما كشف شده و به مرحله عمل در آمده بود . همه می دانستند جسم مسطح و سبك و وسیعی كه دارای شكل منظم و محور ثقل معین باشد می تواند بر روی ذرات هوا بلغزد. در حقیقت ذرات هوا از سقوط آنی این دستگاه به واسطه تماس با سطح وسیع آن جلوگیری می كردند.
ولی بلند پروازی انسان ارضاء نشد . همه می خواستند این بادبادك آرام و كند رو كه فقط بر اثر وزش باد و یا از مكان های مرتفع حركت می كنند دارای حركت سریع بوده و به میل سرنشین به بالا و پائین و چب و راست بالاخره از مكانی به مكان دیگر برود.
شاید نخستین كسانی كه موفق شدند هواپیمای بی موتور یا بادبادك هوائی را نیرو داده با سرعت و به میل سرنشین در فضا به پرواز در آورند برادران رایت پس از سالها آزمایش در تاریخ 1903 م موفق شدند موتور كوچكی بر روی بادبادك هوائی نصب كنند و به محور این موتور پروانه ای كه عیناً شبیه یك فرفره بود متصل سازند و در نتیجه هواپیما را بر اثر گردش فرفره با استفاده از نیروی موتور در هوا به پرواز در آورند.

با اینكه پیش از برادران رایت موتورهای نفت سوز اختراع شده بود ولی فكر استفاده از پروانه (هلیس) برای شكافتن هوا و پیش بردن هواپیما به اندیشه كسی خطور نكرده بود . آنهایی كه می خواستند هواپیما را با سرعت در فضا به حركت در آوردند همه سعی داشتند با استفاده از حركت دادن بالها این كار را انجام دهند زیرا آنها می خواستند عیناً از پرندگان تقلید كنند ولی كوشش مخترعین در این راه بجایی نرسیده بر همه ثابت شد كه فكر برادران رایت یعنی استفاده از پروانه برای پیش بردن هواپیما در هوا صحیح ترین اندیشه هاست.

پس برادران رایت، كورتیس آمریكایی در سال 1908 اختراع رایت را تكمیل كرد و با قراردادن چند چرخ كوچك در زیر هواپیما مسئله فرود آمدن و برخاستن را حل كرد و بدین ترتیب از آن سال به بعد مخترعین در تكمیل این ماشین كوشیدند و بعد از اختراع لئوناردو داوینچی سرانجتم پس از از چهار قرن تجربه آزمایش و زحمت ماشین هوائی اختراع شد و به آسمان رفت.

اكنون با آنكه هواپیماهای جت اختراع شده ولی بسیاری از هواپیماهای جهان بر اصول همان اختراع برادران رایت ساخته می شود بدین معنی كه پروانه هواپیما بر اثر نیروی موتور با سرعت می چرخد و عیناً مانند پیچی كه در چوب پنبه سر بطری فرو می رود و چون به بدنه هواپیما وصل است خود و هواپیما را به طرف جلو پیش می برد . مانند پیچ سر بطری كه در اثر چرخاندن در چوب پنبه فرو می رود وقتی پروانه در هوا پیش رفت با فشار زیاد هوا را به زیر بال می زند، سكان یا باله عقب فشار هوا را نگاه داشته سر هواپیما را به سوی آسمان متمایل می كند.

بر اثر ادامه این كار هواپیما به حركت در آمده به هوا می رود و مانند كسی كه در آب شنا می كند و آبها را به زیر بدن خود می لرزاند پروانه نیز در آسمان هوا را به زیر بال و بدنه هواپیما لرزانده و هواپیما پیش می رود.
هواپیمای جت كه پروانه ندارد گاز حاصل از سوختن بنزین یا نفت را با شدت زیاد به عقب می راند . فشار گاز در حقیقت به صورت انفجار است ، مانند كسی كه پای خود را در آب به بدنه استخر بزند بدنه هواپیما را به جلو می راند. با ادامه این كار هواپیمای جت به پرواز خود در فضا ادامه می دهد.
اكنون هواپیمائی ساخته اند كه بیش از دو هزار كیلومتر در ساعت پرواز می كند . حد متوسط سرعت سرعت هواپیما در ساعت 800 كیلو متر است.

حداقل آن نیز برای یك هواپیمای كوچك سبك 180 تا 200 كیلومتر در ساعت است بدین معنی كه اگر هواپیمائی كمتر از 180 كیلومتر در ساعت حركت كند سقوط كرده به زمین می افتد مگر آنكه بی موتور بوده بواسطه سبكی فوق العاده بتواند در فضا باقی بماند.

  منبع:
کتاب دائره المعارف مصور زرین - غلامرضا طباطبائی مجد - انتشارات زرین
ایرانیکا (www.iranika.ir)   

www.smsm.ir

نوع مطلب : مهندسی هوافضا
نوشته شده در یکشنبه ۱۸ مهر ۱۳۸۹ توسط SMSM |           |