ذكرت مجلة (Flight International) في عددها 5232 الصادر بتاريخ 23-29/3/2010، وفي صفحتها السابعة ضمن أخبار الأسبوع، أن شركة البوينج (Boeing) تعتزم تطوير أداء طائراتها ثنائية المحركات 777 لمنافسة طائرة الإيرباص (Airbus) من نوع (A350-1000)، حيث سيكون الطراز تحت اسم: 777EW – Extended Wing.
وكما أفاد الخبر فإن هذا التطوير يعتمدُ على إطالة جناح الطائرة B777، وهو حل إيرودينامي، تحصل من خلال الطائرة على دفة أكبر في أداء مهماتها كناقلة طويلة المدى.
سنحاول هنا أن نناقش هذا الحل، والوقوف على النقاط المهمة।
- يعرف باع الجناح (Wing Span) بأنه المسافة من طرف الجناح إلى الطرف المقابل له. بالتالي فهو على علاقة وثيقة بمساحة الجناح (Wing Area). فنظريا مساحة الجناح تزداد بزياد الباع. بالتالي فهذه الزيادة تزيد من قوة الرفع للطائرة، الذي يتناسب طردياً مع المساحة:
L = 1/2 din V-seq S Cl
حيث:
L = قوة الرفع (Lift Force)
din = كثافة الهواء (Air Density)
V-seq = مربع السرعة
S = مساحة الجناح
Cl = معامل الرفع (Lift Coefficient)
وقد أفاد المقال إنه بهذا التطوير يمكن زيادة وزن الطائرة الإجمالي (بلا وقود) بمقدار 2,270 كيلوجرام، بزيادة 20-25 راكب.
- وكما هو معلوم، فإنه نتيجة لمحصلة القوة الهوائية (Aerodynamics force) على الجناح، فإن زيادة قوى الرفع تقابلها زيادة في قوى الإعاقة (Drag Force)، وهي تمثل المجموعة الكلي لمجموعة من العوامل المؤثر كـ: الكبح الناتج عن شكل الطائرة – تداخل الجناح وبدن الطائرة – الاحتكاك، وغيرها. لكن مع مبدأ إطالة الجناح فإن معامل الكبح التحريضي (Induced Drag) يقل.
تعرف نسبة الاستطالة (Aspect Ratio) بأنها نسبة باع الجناح إلى مساحة الجناح.
AR = b-seq/S
حيث:
AR = نسبة الاستطالة
b-seq = مربع باع الجناح
هذه النسبة ذات تأثير كبير في مقدار قوى الكبح التحريضية، وهي الناتجة عن الدوامات الطرفية نتيجة اختلاف الضغط أسفل وأعلى الجناح، وهي تتوزع باتجاه باع الجناح (البعد الثالث للطائرة)، وقد وجد إن لنسبة استطالة الجناح تأثير كبير، فكلما زادت هذه النسبة قل تأثير قوة الإعاقة التحريضية.
Din = K L-seq / bi AR
حيث:
Din = قوة الإعاقة التحريضية
K = معامل يعتمد على شكل الجناح
L-seq = مربع قيمة قوة الرفع
bi = نسبة ط = 3.14
AR = نسبة الاستطالة
بالتالي، كلما زادت نسبة الاستطالة، تقل قيمة تأثير قوة الإعاقة، ولو امتد باع الجناح إلى قيمة مالانهاية فإن قيمة الإعاقة التحريضية تكون صفراً. الأمر الذي يزيد من قوة الدفع للطائرة، حيث إنها ارتفعت بنسبة 1-2.5%.
هذه النسبة تذكرنا بالطائرات المنزلقة (Glider)، كونها طائرات تعتمد على هذا المبدأ، بالتالي فإن نسبة الاستطالة عالية بالنسبة لها، وتصل في بعض الأنواع إلى
- الأمر الأخر هو إن وزن الجناح بعد الاستطالة سيكون أكثر، ولقد تم التغلب على هذا الأمر باستخدام المواد المركبة (Composite Materials)، وهي مواد خفيفة وقوية.
تعليقات