چگونه پرواز می کند؟ چگونه اختراع شده است؟
تاریخچۀ تکامل هواپیما به اختصار
اندیشۀ پرواز به آسمانها و رهائی یافتن از زمین از دیر باز در مخیلۀ آدمی وجود داشته است . درافسانه های اساطیر یونان و روایات بسیار باستانی این آرزوی دیرین بشر به خوبی مشاهده می شود . در کتاب ها آمده است که یکی از امپراطوران باستانی چین اژدهای بزرگی از پارچه مخصوصی ساخت و درون آن را از دود گرم پر کرد و در برابر چشمان متحیر رعایای خویش اژدها را به آسمان فرستاد .
بطورکلی درتاریخ هرکشوری نظائراقدام این امپراطور چینی مشاهده می شود شاید نخستین کسی که عملا ً در این اره کوشش مثبتی کرد و امکان پرواز را با وسیلۀ بال های مصنوعی یا اسباب و ادوات مکانیکی ثابت نمود «لئوناردو داوینچی » بود .
لئوناردو داوینچی نقاش مجسمه ساز ، فیزیک دان ، فیلسوف ، طبیب و دانشمند ایتالیائی نیاز به معرفی ندارد . وی زمانیمدعی شد که توسط بال های متحرک مصنوعی می توان مانند مرغان در آسمان پرواز کرد و یا لااقل از مکان های مرتفع به آسانی و بی خطر فرود آمد . اندیشۀ وی را یارانش به باد مسخره گرفتند .
ولی او پس از مدتی آزمایش موفق شد دستگاه کوچکی بسازد که مرکب از دو بال و یک بدنه و یک سکان بود ، لئوناردو دستگاه خود را از مکان مرتفعی به پائین رها نمود. این دستگاه که در حقیقت پدر بزرگ هواپیماهای امروزی بود پس از طی خط سیر طولانی به آرامی بر روی زمین نشست .
چندی بعد لئوناردو در سال 1500 دستگاه خود را کاملتر نمود بدین معنی که یک فنر که حرکات ملایمی به بال های دستگاه اختراعی می داد موفق شد آن را مدت بیشتری در هوا نگاه دارد ولی البته کسی با آن پرواز نکرد و اطرافیانش دستگاه راخرد کرده استاد را رنجیده خاطر ساختند و از ادامه این کار منصرف نمودند .
اگرچه لئوناردو کار خود را ادامه نداد ولی پس از وی دیگران طراح او را دنبال کردند . عده زیادی از افراد جسور اظهار می داشتند .
چگونه پرندگان با بال های خود در هوا پرواز می کنند و به زمین سقوط نمی کنند؛ ما نیز می توانیم با تعبیه دستگاهی شبیه بال پرندگان و یا بادبادک لئوناردو در هواسر بخوریم . بال های دستگاه می تواند ما را روی هوا نگاه دارد .
درسال 1678 بسینه فرانسوی با تعقیب فکر لئوناردو دستگاهدیگری ساخت که بال هایش توسط انسان حرکت می کرد وی در این کار یعنی پرواز موفق نشد .
درسال 1784 بین ونو فرانسوی دستگاهی ساخت که بال هایش شبیه پروانه یا فرفره ود . این دستگاه نیز می توانست مدت زیادی در هوا بماند و سقوط نکند .
درسال 1843 هنسون آلمانی دستگاهی ساخت که دارای دو بال بسیار بزرگ ، یک سکان یک اتاقک کوچک برای حمل انسان . این دستگاه که نسبتا ً کاملتر از دستگاه های قبلی بود می توانست کم و بیش مانند هواپیماهای بی موتور عمل کند . بدین ترتیب که آن را با زحمات فراوان به مکان مرتفعی می بردند و هنگام وزیدن باد مناسب آن را به سوی جلو پرتاب می کردند . دستگاه سبک حتی با داشتن یک سرنشین در هوا چرخ می زد و به آرامی به روی زمین می نشست .
موفقیت هنسن در این راه توجه عده زیادی از محقیقن را جلب کرد و از این تاریخ به بعدمتوجه شدند که ممکن است دستگاه کامل تعبیه کرد که از مکان های مرتفع در فضا رها شود و مانند پرندگان بر روی هوا بلغزد بدون این که سقوط آنی در پی داشته باشد ولی ماندن در هوا و ادامه پرواز مشکل بزرگی بود که حل آن به نظر کسی نمی رسید از سوی دیگر همین اختراع تکمیل شده هنسن نیز معایب فراوانی داشت و دیگران که کار وی را تقلید کردند فدای بلند پروازی خود شده سقوط کردند و جان شیرین از دست دادند .
در حقیقت علت ادامه نداشتن پرواز این بادبادک ها در هوا سنگینی آن ها بود دیگر آن که محور ثقل دستگاه کامل نبود و به همین علت آن طوری که پرندگان می توانند پرواز آزاد داشته باشند دستگاه اختراعی نمی تواند این کار را انجام بدهد .
رفته رفته محقیقن دریافتند که برای این بادبادک ها یا هواپیماهای بی موتور لازمست محور ثقل ترتیب داده شود محور ثقل هواپیما که امروزه برای هر دانش آموز روشن است وشاید بسیاری از افراد عادی اجتماع آن را میدانند در زیر بال ها واقع شده است اما یافتن آن برای جویندگان بیش از 70 سالبه طول انجامید .
پس از هنسون پنو فرانسوی در سال 1871 هواپیمای دیگری ساخت که بسیار سبک بود و مدتها می توانست در هوا باقی بماند .
پس از پنو افراد دیگری در کشورهای مختلف دست به تکمیل این اختراع زدند تا آنکه سر انجام در سال 1801 لیلیان تال انگلیسی موفق شد بال پردنده بسازد . این بال پردنده که شبیه بالهای یک خفاش بزرگ بود می توانست یک سر نشین را با خود حمل کرده و مدت زیادی در فضا باقی بماند . جنس این بالها از ابریشم و فوق العاده سبک و محکم بود و محور ثقل آن نیز کم و بیش در محل مناسبی تعبیه شده بود . اختراع لیلیان تال با آن که موفقیت آمیز بود ولی سر انجام به علت فنی کوچک مخترع خود را به هلاکت رسانید .
پس از لیلیان تال مخترعین دیگری سالها در این راه آزمایش کردند تا سرانجام در 1896 شانو فرانسوی موفق شد یک هواپیمای بی موتور کاملی اختراع کند . این هواپیمای بی موتور دارای دو بال یک سکان متحرک و یک محور ثقل صحیح بود و سرنشین آن می توانست با خیال راحت در آن بنشیند و ازمکان بسیار مرتفعی در هوا رها شود و به میل خود سکان را حرکت داده به سیر هوپیما تغییر جهت دهد و به همین نحو وزش باد نامناسب را کنترل کند . این هواپیما در حقیقت پدرهواپیماهای موتوری دوبله است جنس آن از ابریشم وآلومینیوم و چوبهای فوق العاده سبک و محکم بود .
از این هنگام به بعد اختراع هواپیمای بی موتور تکمیل شد و بر دانشمند و مردم عادی محقق شد که با ساختن یک دستگاه سبک ووسیع که سطح بسیار زیادی را در فضا اشغال کند می توان تا مدتی درفضاباقی بودویک انسان نیز همانطوری که پرندگان می توانند در پروازآزادبدون حرکت دادن بال های خود در فضا باقی بمانند ، در آسمان باشد بدون این که سقوط کند .
اکنون اساس هواپیما کشف شد و به مرحلۀ عمل در آمده بود . همه می دانستند جسم مسطح سبک و وسیعی دارای شکل منظک ومحور ثقل معین باشد می تواند بر روی ذرات هوا بلغزد . در حقیقت ذرات هوا از سقوط آنی ان دستگاه به واسطۀ تماس با سطح وسیع آن جلوگیری می کردند .
ولی بلند پروازی انسان ارضا نمی شد . همه می خواستند این بادبادک آرام کند رو که فقط بر اثر وزش باد و یا از مکان های مرتفع حرکت می کنند دارای حرکت سریع بوده به میل سر نشینش به بالا و پائین وچپ و راست و بالآخره از مکانی به مکان دیگر برود.
شاید نخستین کسانی که موفق شدند هواپیمای بی موتور یابادبادک هوائی را نیرو داده با سرعت وبه میل سرنشینی درفضا به پرواز در آوردند برادران رایت امریکائی بودند . برادران رایت پس از سالها آزمایش درتاریخ 1903 موفق شدند موتور کوچکی بر روی بادبادک هوائی نصب کنند و به محور این موتور پروانه ای که عینا ً شبیه بک فرفره با استفاده از نیروی موتور در هوا به پرواز درآوردند .
با این که پیش از برادران رایت موتورهای نفت سوز اختراع شده بود ولی فکر استفاده از پروانه (هلیس) برای شکافتن هوا و پیش بردن هوایما به اندیشۀ کسی خطور نکرده بود . آنهائی که می خواستند هواپیما را با سرعت در فضا به حرکت درآورند همه سعی داشتند با استفاده ازحرکت دادن بال ها این کار را انجام دهند زیرا آنها میخواستند عینا ًاز پرندگان تقلید کنند ولی کوشش مخترعین در این راه به جائی نرسیده برهمه ثایت شد که فکر برادران رایت یعنی استفاده از پرئانه برای پیش بردن هواپیما در هوا صحیح ترین اندیشه هاست .
پس از برادران رایت کورتیس امریکائی درسال 1908 اختراع رایت را تکمیل کردو با قراردادن چند چرخ کوچک در زیر هواپیما مسئلۀ فرودآمدن و برخاستن را حل کرد و بدین ترتیب از آن سال به بعد مخترعین در تکمیل این ماشین کوشیدند و بعد از اختراع لئوناردو داوینچی سرانجام پس از چهار قرن تجربه ، آزمایش و زحمت ماشین هوائی اختراع شد و به آسمان رفت .
اکنون باآن که هواپیماهای جت اختراع شده ولی بسیاری ازهواپیماهای جهان براصول همان اختراع براردران رایت ساخته می شود بدین معنی که پروانه هواپیما بر اثر نیروی موتور با سرعت می چرخد و عینا ً مانند پیچی که در چوب پنبه سر بطری فرو می رود در هوا فرو می رود و چون به بدنه هواپیما وصل است خود و هواپیما را به طرف جلو پیش میبرد . مانند پیچ سر بطری که در اثر چرخاندن در چوب پبنه فرو می رود وقتی پروانه در هوا پیش رفت با فشار زیاد هوا را به زیر بال میزند ، سکان یا باله عقب فشار هوا را نگاه داشته سر هواپیما را به سوی آسمان متمایل می کند . بر اثر ادامه این کار هواپیما به حرکت درآمده به هوا می رود و مانند کسیکه در آب شنا می کند و آبها را به زیر بدن خود می لرزاند پروانه نیز در آسمان هوا را به زیر بال و بدنه هواپیما لغزنده پیش میرود .
هواپیمای جت که پروانه ندارد گاز حاصل از سوختن بنزین با نفت را با شدت زیاد به عقب می راند . فشار گاز که در حقیقت به صورت انفجار است کسیکه پای خود را در آب به بدنه استخر بزند بدنه هواپیما را به جلو می راند . با ادامه این کار هواپیمای جت به پرواز خود در فضا ادامه می دهد .
اکنون هواپیمائی ساخته اند که بیش از دو هزار کیلومتر در ساعت پرواز می کند . حد متوسط سرعت هواپیما در ساعت 800 کیلومتر است .
حداقل آن نیز برای یک هواپیمای کوچک سبک 180 تا 200 کیلومتر در ساعت است بدین معنی که اگر هواپیمائی کمتر از 180کیلومتر در ساعت حرکت کند سقوط کرده به زمین می افتد مگر آنکه بی موتور بوده به واسطۀ سبکی فوق العاده بتواند در فضا باقی بماند.
