تطور محاولات الطيران وبداية اختراع الطائرات

يمكن تعريف الطيران بأنه انعدام للتلامس مع الأرض ومنذ القدم ظهرت محاولات الطيران عبر وسائل متعددة، هذه الفكرة تعود لآلاف السنين وكثير من الناس قاموا بمحاولات بشتى الطرق، فمنهم من بنى لنفسه جناحين ووضع ريش الطيور على الجناحين وقام بالرفرفة مثل أجنحة الطيور لعله ينجح بالتحليق، ومنهم من اعتقد بنظريات خاطئة عن تركيبة الهواء وبأنه قد توجد مواد يمكن أن نبني منها أجسام خفيفة لدرجة يستطيع الهواء حملها، وهناك من قام بالفعل بهذه المحاولات ولكن في البداية كل محاولات الطيران تلك باءت بالفشل، فكثير من الناس اعتقدوا أن فكرة الطيران هي فوق الإمكانات البشرية.

تعرف على تطور محاولات الطيران عبر التاريخ

الأفكار والمحاولات الأولى

في عام 300 ق.م. قام أرخميدس (عالم رياضي يوناني) باكتشاف سبب طفو الأجسام، وفيما بين 300 ق.م. – 400 ق.م. اكتشف الصينيون تصنيع الطائرات الورقية، وبعد فترة استخدمت الطائرات الورقية لحمل الأشياء في الهواء، وفي عام 400 ق.م. صنع أحد العلماء اليونانيين ويُدعى أرشيتاس حمامة خشبية تتحرك دائريًا في الهواء، وحينها لم يعرف الناس كيف استطاع أرشيتاس أن يجعل هذه الحمامة الخشبية تطير، ولكن يعتقد أنه قام بربط هذه الحمامة واستخدم غازًا أو بخارًا لتحريكها في الهواء.

عباس بن فرناس

في عام 880 ميلادية، قام عباس بن فرناس بمحاولة هي من أهم محاولات الطيران المشهورة بعد أن صنع لنفسه جناحين من الريش وكان أول من قدم عرض طيران شراعي لكن محاولته باءت بالفشل. (رغم الشائعات لم تكن وفاة عباس ابن فرناس متعلقة بهذه المحاولة إنما توفي في عام 887 ميلادية).

الأسس العلمية للطيران

وقد عبر ليوناردو دا فينشي عام 1500 ميلادية عن حلمه بالطيران وأظهر ذلك بتصاميم لطائرات قدمها في أعماله الفنية مثل جهاز الأورنيثوبتر، وهي طائرة ذات جناحين يخفقان كأجنحة الطيور، ولكن دا فينشي نفسه لم يقم بأي محاولة من محاولات الطيران . وفي عام 1680 أثبت العالم الرياضي الإيطالي الجنسية جيوفاني أن عضلات جسم الإنسان وخصوصًا عضلات الصدر هي أضعف من أن تقوم بحمل وزن الإنسان عن طريق تحريك الأسطح الكبيرة المطلوبة لحمل هذا الوزن في الهواء، وبالتالي فكان قد أكد استحالة أن يطير الإنسان عن طريق رفرفة الأجنحة.

الطيران عبر المناطيد

ثم بدأت أولى محاولات الطيران في أوروبا في عام 1800، حيث تمكن فرنسيان أحدهما طبيب يدعى جان فبيلاتر دي روزيه والآخر يدعى الماركيز دي آرلاند من تنفيذ أول طيران للإنسان داخل آلة، فقد تمكنا من الطيران فوق مدينة باريس عاصمة فرنسا داخل بالون كبير لمسافة تزيد عن 8 كيلومتر، ومن قام بتصنيع هذا البالون هم أخوان فرنسيان يدعيا جاك وجوزيف منتجولفير قاما باستخدام الهواء الساخن لرفع البالون في الهواء.

بعد ذلك كان قد قام الأخوان بإلهام الكثير من المبتكرين الآخرين ففي منتصف القرن التاسع عشر بدأ انتشار البالونات المملوءة بالهواء الساخن والمجهزة بسلة للركاب، واستعملها الناس بالحروب في ذلك الوقت خصوصًا بالحرب الأهلية الأمريكية، وقد تطور تصنيع هذه البالونات من قبل المبتكرين المختلفين فمنهم من ملأ البالونات بالهيدروجين وهو غاز أخف من الهواء لرفع المناطيد عاليًا، ولكن مع كل ذلك التطوير لم تكن محاولات الطيران بالبالونات عملية، فقد كان التحكم في البالونات وتوجيهها صعبًا للغاية فقام المبتكرين في إجراء تجاربهم عليها حتى تمكنوا من ابتكار المنطاد الذي تم تزويده بمحركات ومراوح فأصبح توجيهه والتحكم به أكثر سلاسة من البالون الذي لم يتمكن الناس من تحديد مساره أو التحكم في خط سيره.

الطائرة الشراعية

بعد فشل كبير في محاولات الطيران بالطرق التقليدية حول بعض المبتكرين انتباههم نحو الطائرات الشراعية التي كانت أثقل من الهواء فقام السير جورج كايلي ببناء أول طائرة شراعية ناجحة والتي كانت طائرة صغيرة تطير دون ركاب ثم قام ببناء طائرة شراعية كبيرة ناجحة وقام بوضع سائق عربته بها مرغمًا وحملته عبر أحد الوديان ولكنه لم يكن يتولى القيادة. وكان أول طيران شراعي يحمل راكبًا يتولى القيادة عن طريق طائرة صنعت بواسطة أوتو ليلينتال الألماني عام 1890، فقد كانت طائرة ذات محرك وجناح ثابت تندفع عبر الهواء بواسطة المراوح الأمامية الموصلة مباشرة بالمحرك.

الطيران في القرن العشرين

مع تطور تكنولوجيا المحركات في بداية القرن العشرين أصبح بالإمكان ولأول مرة من عمل رحلة جوية كاملة وبعدها قام مصممو الطائرات بجهود كبيرة لتحسين طائراتهم وابتكار طرق أسهل لقيادتها وجعلها تحلق على ارتفاع أعلى وبشكل أسرع حتى تستطيع الطيران لمسافات بعيدة. أما عن الطيران بالدفع الآلي فهناك من أبدع بهذا المجال عندما قام مواطن أسترالي وآخر من نيوزيلندا بالعمل منفردين بعيدًا عما يقدمه العالم من إلهاءات، وتم اعتبارهم من الرواد في إجراء التجارب على الطائرات الأثقل من الهواء، فالأسترالي وكان يدعى لورنس هارجريف قد صنع أسطحًا ذات أشكال انسيابية لتقاوم الهواء لاستخدامها في تصنيع الأجنحة التي تولد قوة الرفع، كما قام بتصنيع مراوح أمامية ومحركات تستند إلى نظرية المحركات الدوارة، وعمت أفكار هارجريف فلقد استخدمها الكثيرون في الطائرات الأولى ويقال أن رواد الطيران الأوائل الأخوان رايت قد استخدما بعضًا من أفكاره.

أسس محاولات الطيران

إذن نستنتج من هذا أن معظم المحاولات كانت ترتكز على تطوير أحد ثلاث عوامل أساسية لبناء الطائرات وهي:
التحكم: في البداية كان التحكم في الطائرات الشراعية عن طريق تحريك الطائرة ككل، أو تحريك الجناح، أما الآن أصبح التحكم سلسًا وأكثر سهولة فيكون عن طريق تحريك الجنيحات والروافع منفردة وهي جزء من الجناح موصولة بنظام كومبيوتر يتحكم في الطائرة ويشمل إمكانية الطيران الآلي.

الطاقة: بفضل تطور تقنية المحركات فقد أصبحت أقل وزنًا وأكثر سرعة في دورات احتراق الوقود، فمن المحرك البخاري إلى مكابس الاحتراق فالنفاثات ثم المحركات المستخدمة في الصواريخ.

المواد: في البداية كانت تصنع الطائرات من الخشب لتخفيف وزن هيكل الطائرة ثم بدأت تقوية الهيكل باستخدام الأنابيب المعدنية، ثم جاء بديل أخف وزنًا من الفولاذ وهو الألومنيوم، أما في وقتنا الحالي يعتمدون على المواد المركبة.

التطور المذهل للطائرات

بعد أن قام الإنسان بالعديد من محاولات الطيران والتي ذكرنا بعضًا منها فيما سبق فقد تعلم الكثير عن قواعد التحليق في السماء وأصبح الآن بإمكانه تصنيع أسرع وأقوى الطائرات والتي قد تبلغ تكلفتها الملايين، وسنقدم إليكم بعض النماذج من أسرع وأقوى هذه الطائرات:

إف/إيه-18 هورنت

هي مقاتلة أمريكية متعددة المهام وتقاوم كل الظروف الجوية المختلفة ويبلغ سعرها 94 مليون دولار أمريكي، يمكنها تدمير الأهداف البرية والجوية، كما يمكنها مقاومة الدفاعات الجوية المعادية والاستطلاع والدعم الجوي، يتم استخدام إف/إيه-18 هورنت من قبل 8 دول مثل سويسرا وكندا وإسبانيا وأستراليا وماليزيا وفنلندا والكويت، أيضًا تستعمل في الاستعراض الجوي الأمريكي المعروف باسم “الملائكة الزرق”.

بوينغ إي إيه-18جي غرولير

هي طائرة حرب إلكترونية، أمريكية الصنع، يبلغ سعرها 102 مليون دولار أمريكي وصنع منها 100 طائرة فقط.

في-22 أوسبري

يبلغ سعرها 118 مليون دولار أمريكي وهي أول طائرة تحمل مراوح يمكنها تغيير اتجاهها، لا تستطيع أن تطلق عليها اسم طائرة هليكوبتر أو طائرة نفاثة فهي تجمع بين القدرة على الإقلاع والهبوط العمودي مثل الطائرات الهليكوبتر، وسرعة الطائرات النفاثة. مصممة بالكامل على الكمبيوتر ويمكنها إنزال واستخراج القوات من الأماكن الحربية بسهولة فهذا غرضها الأساسي، كما أنها أول طائرة تبنى بالكامل من مواد مركبة حيث يبلغ وزن هيكلها 1000 رطل فقط أي ما يساوي 453.5 كيلوغرام وهذا خفيف جدًا بالنسبة لطائرة بهذا الحجم، وهذه الإمكانيات المهولة تذكرنا بالفرق الكبير بين أولى محاولات الطيران البسيطة التي بدأها البشر قبل مئات السنين.

لوكهيد مارتن إف-35 لايتنيغ الثانية

مقاتلة متعددة المهام وثاني مقاتلات الجيل الخامس الأمريكية، ولكن أهم ما يميزها هو قدرتها على التخفي والمناورة في نفس الوقت فعلى عكس الطائرات الأخرى التي تمتلك تقنية التخفي ولا تمتلك قدرة جيدة على المناورة مثل طائرة الـ ب-2 فإن الـ إف-35 تمتلك قدرة كبيرة على المناورة وبالتالي تفادي الدفاعات الجوية المعادية، كما أنها تستخدم تكنولوجيا المسح الإلكتروني لتحديد مكان الطائرات والدفاعات المعادية. تبلغ سرعتها القصوى 1930 كم/ساعة وسعة هائلة للوقود 8382 كجم، يبلغ سعرها 122 مليون دولار أمريكي ويقال أنها ستحيل العديد من المقاتلات الأخرى إلى التقاعد.

إي – 2 هوك آي

يبلغ سعرها 232 مليون دولار أمريكي هي طائرة إنذار مبكر أمريكية تعمل في جميع الأحوال الجوية وبها محركا دفع توربيني وهذا كان الوصف الرئيسي للطائرة ولكن الطائرة قد طورت كثيرًا حتى الطراز الأخير الذي نتحدث عنه الآن، فحاليًا سرعتها القصوى تبلغ 604 كم/ساعة ويمكنها حمل أكثر من عشرة آلاف كجم فوق وزنها ليبلغ الوزن وهي محملة 23 ألف كجم. أطلق على الطائرة لقب المطرقة نسبة إلى صوت محركاتها التوربينية، ويتم استخدامها من قبل 8 دول وهم الصين ومصر وفرنسا وإسرائيل واليابان والمكسيك وسنغافورة وبالطبع الولايات المتحدة من قبل البحرية وقوات حرس السواحل الأمريكية.

لوكهيد مارتن في إتش-71 كيستريل

يبلغ سعرها 241 مليون دولار أمريكي وهي من الطائرات الهليكوبتر، وتستطيع حمل كتيبة مكونة من أربعة عشر مجندين غير طاقم رئيسي مكون من أربع أشخاص، يصل وزنها إلى 23 ألف كجم ويصل طولها إلى 19.5 متر. بها ثلاث محركات توربينية وتصل سرعتها إلى 309 كم/ساعة وتستطيع أن ترتفع بسرعة 10 متر/ثانية.

بوينغ بيه-8 بوسيدون

يبلغ سعرها 290 مليون دولار أمريكي وهي طائرة دورية أمريكية وبلغت تكلفة مشروع إنتاج هذه الطائرات 33 مليار دولار أمريكي ويصل طولها إلى 40 متر.

بوينغ سي-17 غلوب ماستر الثالثة

يبلغ سعرها 330 مليون دولار أمريكي وهي طائرة شحن ثقيل من أهم الطائرات العسكرية المستخدمة في النقل الجوي الاستراتيجي السريع للقوات والشحنات إلى القواعد العسكرية في جميع أنحاء العالم. يتم استخدامها من قبل المملكة المتحدة وأستراليا والهند وقطر والإمارات العربية المتحدة وحلف شمال الأطلسي.

لوكهيد مارتن إف-22 رابتور

يبلغ سعرها 350 مليون دولار وهي مقاتلة تفوق جوي، تم تطويرها لتشمل قدرات متعددة مثل مهام الضرب الدقيق للأهداف الأرضية. صنع منها 160 مقاتلة لديهم القدرة على تحقيق السيطرة على المجالات الجوية بسهولة من خلال تقنيات التخفي المتطورة والمحركات التي تدعم المناورة والطيران طويل المدى بجانب الأسلحة المحمولة بالداخل.

نورثروب غرومان بي 2 سبيرت

يبلغ سعرها 2.4 مليار دولار أمريكي وهي طائرة حربية أمريكية مخصصة لسلاح الجو الأمريكي فقط تم تصميمها كقاذفة للصواريخ النووية وتعد من أغلى الطائرات الحربية على هذه القائمة وتدعى باسم “قاذفة القنابل المتخفية” بتصميم وإمكانيات رائعة لديها تكنولوجيا تسلل تسهل لها عملية الهجوم على مختلف الأهداف المعادية ويصعب رصدها سواء باستخدام أشعة كهرومغناطيسية أو حمراء أو صوتية أو بصرية أو عبر الإشارات الرادارية، وتقذف مختلف أنواع الأسلحة سواء كانت تقليدية أو نووية ويمكنها اختراق مختلف أقوى الدفاعات الجوية المعادية بمساعدة تكنولوجيا التسلل المتطورة.