دانستنی های هواپیما

شاید شما هم هنگام سفر یا تماشای آسمان به این فکر کرده باشید که این غول های آهنی چطور پرواز می کنند؟ چه تاریخچه ای دارند و چه چیزهایی در آن ها رعایت می شود تا ما سفری امن داشته باشیم؟ درک عملکرد هواپیماها و آشنایی با دنیای پیچیده شان می تواند کنجکاوی شما را برطرف کند و دید تازه ای به شما بدهد از گذشته تا فناوری های پیشرفته امروزی و جزئیات ایمنی که کمتر کسی به آن ها توجه می کند.

تاریخچه هواپیما

رویای پرواز از دیرباز در سر انسان وجود داشته و تلاش های زیادی برای رسیدن به آن انجام شده است. از داستان های اساطیری مانند ایکاروس گرفته تا طرح های اولیه لئوناردو داوینچی همگی نشان دهنده این آرزو هستند. با پیشرفت علم و فناوری در قرن نوزدهم به خصوص در زمینه موتورهای احتراق داخلی و آیرودینامیک زمینه برای ساخت ماشین های پرنده سنگین تر از هوا فراهم شد.

دانشمندانی مانند سر جورج کیلی در انگلستان اولین گام های علمی را در زمینه آیرودینامیک برداشتند و مفاهیم بالابر و نیروی کشش را فرموله کردند. در اواخر قرن نوزدهم آزمایش هایی با گلایدرها توسط افرادی چون اتو لیلینتال انجام شد که اطلاعات ارزشمندی درباره کنترل و پایداری در پرواز ارائه داد.

اولین پرواز تاریخ

نقطه عطف در تاریخ هوانوردی پرواز برادران رایت بود. اورویل و ویلبر رایت که دوچرخه ساز بودند با مطالعه کارهای پیشینیان و انجام آزمایش های دقیق موفق به ساخت اولین هواپیمای قابل کنترل با موتور شدند. این هواپیما که «فلایر ۱» نام داشت در ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳ در کیتی هاوک کارولینای شمالی به پرواز درآمد.

اولین پرواز تنها ۱۲ ثانیه طول کشید و مسافتی حدود ۳۶ متر را طی کرد اما همین پرواز کوتاه سرآغاز عصری نوین در حمل و نقل و ارتباطات بود. پس از آن پیشرفت ها با سرعت بیشتری ادامه یافت و در کمتر از دو دهه هواپیماها نقش مهمی در جنگ جهانی اول ایفا کردند و راه را برای پروازهای تجاری هموار ساختند.

اصول پرواز هواپیما

پرواز هواپیما بر چهار نیروی اصلی استوار است: نیروی بالابر (Lift) نیروی وزن (Weight) نیروی پیشران (Thrust) و نیروی کشش (Drag). برای اینکه هواپیما بتواند از زمین بلند شود و در آسمان حرکت کند باید تعادل یا غلبه این نیروها بر یکدیگر برقرار شود. نیروی بالابر که هواپیما را به سمت بالا می راند عمدتاً توسط بال ها تولید می شود.

شکل خاص بال ها (ایرفویل) باعث می شود هوایی که از روی بال عبور می کند سریع تر از هوایی که از زیر بال می گذرد حرکت کند. طبق اصل برنولی این اختلاف سرعت باعث ایجاد فشار کمتر در بالای بال و فشار بیشتر در زیر بال می شود و در نتیجه نیرویی به سمت بالا ایجاد می گردد. نیروی وزن همان نیروی گرانش است که هواپیما را به سمت زمین می کشد.

عملکرد موتور هواپیما

موتورهای هواپیما نیروی پیشران یا رانش (Thrust) را تولید می کنند که هواپیما را به سمت جلو حرکت می دهد. این حرکت رو به جلو باعث جریان هوا روی بال ها و در نتیجه تولید نیروی بالابر می شود. در بیشتر هواپیماهای مدرن از موتورهای جت استفاده می شود که با مکیدن هوا فشرده کردن آن مخلوط کردن با سوخت و احتراق و سپس خروج گازهای داغ با سرعت بالا از عقب نیروی رانش عظیمی تولید می کنند.

انواع دیگر موتورها شامل موتورهای پیستونی با ملخ (مانند هواپیماهای کوچک تر) و موتورهای توربوپراپ (ترکیبی از موتور جت و ملخ) هستند که هر کدام برای کاربردهای خاص خود مناسب اند. انتخاب نوع موتور به عواملی مانند اندازه هواپیما برد پرواز و سرعت مورد نیاز بستگی دارد.

سرعت هواپیما

سرعت هواپیما به عوامل متعددی از جمله نوع هواپیما ارتفاع پرواز شرایط جوی و مرحله پرواز بستگی دارد. هواپیماهای مسافربری بزرگ معمولاً با سرعتی حدود ۸۰۰ تا ۹۵۰ کیلومتر در ساعت (حدود ۵۰۰ تا ۶۰۰ مایل در ساعت) پرواز می کنند که به آن سرعت کروز گفته می شود. این سرعت برای بهینه سازی مصرف سوخت و زمان پرواز انتخاب می شود.

هواپیماهای جنگنده می توانند به سرعت های بسیار بالاتری حتی چندین برابر سرعت صوت (ماخ ۱ برابر با حدود ۱۲۲۵ کیلومتر در ساعت در سطح دریا) دست یابند. هواپیماهای کوچک تر و ملخی معمولاً با سرعت های پایین تر در حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ کیلومتر در ساعت پرواز می کنند. سرعت هواپیما در هنگام برخاستن و فرود بسیار کمتر است.

ارتفاع پرواز هواپیما

هواپیماهای مسافربری تجاری معمولاً در ارتفاعی بین ۹۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ متر (حدود ۳۰,۰۰۰ تا ۴۰,۰۰۰ فوت) پرواز می کنند. این ارتفاع به «ارتفاع کروز» معروف است. پرواز در این ارتفاع مزایای متعددی دارد. اولاً در ارتفاعات بالا هوا رقیق تر است که باعث کاهش نیروی کشش و در نتیجه افزایش سرعت و کاهش مصرف سوخت می شود.

ثانیاً پرواز در این ارتفاعات معمولاً بالاتر از بیشتر پدیده های جوی نامساعد مانند ابرها و تلاطم است که باعث می شود پرواز آرام تر و ایمن تر باشد. هواپیماهای کوچک تر و هواپیماهای نظامی ممکن است در ارتفاعات کمتر یا بسیار بالاتر پرواز کنند بسته به نوع مأموریت یا پرواز.

انواع هواپیماها

هواپیماها بر اساس کاربرد اندازه نوع موتور و پیکربندی های مختلف به دسته های گوناگونی تقسیم می شوند. رایج ترین دسته بندی ها شامل هواپیماهای مسافربری باری نظامی (جنگنده بمب افکن ترابری) خصوصی آموزشی سمپاش و آتش نشانی هستند. هر دسته ویژگی های طراحی خاص خود را دارد.

هواپیماهای مسافربری برای حمل تعداد زیادی مسافر در مسافت های کوتاه متوسط یا طولانی طراحی می شوند. هواپیماهای باری دارای درهای بزرگ تر و فضای داخلی بهینه برای حمل بار هستند. هواپیماهای نظامی برای سرعت مانورپذیری یا حمل تسلیحات طراحی می شوند. هواپیماهای کوچک تر معمولاً برای حمل تعداد کمی مسافر آموزش یا استفاده شخصی به کار می روند.

بزرگترین هواپیماهای مسافربری جهان

در میان هواپیماهای مسافربری برخی به دلیل اندازه و ظرفیت فوق العاده شان مشهور هستند. ایرباس A380 یکی از بزرگترین هواپیماهای مسافربری جهان است که قادر به حمل بیش از ۸۰۰ مسافر در پیکربندی های خاص است. این هواپیما دو طبقه کامل دارد و برای مسیرهای پرترافیک طراحی شده بود.

بوئینگ ۷۴۷ که به «ملکه آسمان ها» معروف است برای دهه ها بزرگترین هواپیمای مسافربری جهان بود تا اینکه A380 معرفی شد. بوئینگ ۷۷۷ و ایرباس A350 نیز از جمله هواپیماهای پهن پیکر و بزرگ امروزی هستند که ظرفیت حمل صدها مسافر را دارند و در پروازهای طولانی مدت استفاده می شوند.

معروف ترین هواپیماهای جهان

برخی هواپیماها به دلایل مختلف تاریخی فنی یا تجاری به شهرت جهانی رسیده اند. بوئینگ ۷۴۷ به دلیل معرفی عصر جت های پهن پیکر و نقش آن در دسترس پذیر کردن سفرهای هوایی برای عموم بسیار معروف است. کنکورد هواپیمای مافوق صوت مسافربری به دلیل سرعت بی نظیر خود در زمان خود شهرت یافت.

در بخش نظامی هواپیماهایی مانند اسپیت فایر در جنگ جهانی دوم مک دانل داگلاس اف-۴ فانتوم ۲ و لاکهید مارتین اف-۳۵ لایتنینگ ۲ به دلیل نقش های کلیدی و فناوری های پیشرفته شان شناخته شده اند. ایرباس A320 و بوئینگ ۷۳۷ نیز به دلیل فراوانی و استفاده گسترده در خطوط هوایی سراسر جهان بسیار معروف هستند.

نکات ایمنی در هواپیما

صنعت هوانوردی یکی از ایمن ترین روش های حمل و نقل در جهان محسوب می شود و این امر نتیجه رعایت دقیق استانداردها و مقررات ایمنی است. قبل از هر پرواز هواپیما تحت بازرسی های فنی دقیق قرار می گیرد. خلبانان و خدمه پرواز آموزش های گسترده ای در زمینه رویه های اضطراری و ایمنی دیده اند.

داخل کابین هواپیما نیز تدابیر ایمنی مختلفی اندیشیده شده است از جمله کمربندهای ایمنی جلیقه های نجات زیر صندلی ها ماسک های اکسیژن که در صورت کاهش فشار کابین فعال می شوند و خروجی های اضطراری مشخص شده. خدمه پرواز قبل از هر پرواز دستورالعمل های ایمنی را برای مسافران توضیح می دهند.

توصیه های مهم برای سفر هوایی

برای داشتن سفری هوایی راحت تر و ایمن تر رعایت چند نکته می تواند مفید باشد. همیشه قبل از پرواز از مدارک لازم (گذرنامه ویزا بلیط) اطمینان حاصل کنید و زودتر در فرودگاه حاضر شوید تا مراحل امنیتی و تحویل بار را با آرامش طی کنید. به محدودیت های حمل بار دستی و مایعات توجه کنید.

در طول پرواز به دستورالعمل های خدمه پرواز دقت کنید به خصوص هنگام برخاستن فرود و در شرایط تلاطم. کمربند ایمنی خود را در طول پرواز حتی زمانی که علامت آن خاموش است بسته نگه دارید. برای جلوگیری از خشکی مایعات کافی بنوشید و برای راحتی بیشتر لباس های راحت بپوشید.

قسمت های اصلی هواپیما

هواپیما از اجزای اصلی متعددی تشکیل شده که هر کدام نقش حیاتی در پرواز دارند. بدنه اصلی هواپیما «بدنه» (Fuselage) نام دارد که شامل کابین خلبان قسمت مسافران یا بار و سایر تجهیزات است. بال ها (Wings) نیروی بالابر لازم برای پرواز را تولید می کنند و معمولاً محل قرارگیری موتورها و مخازن سوخت هستند.

دم هواپیما (Empennage) شامل پایدارکننده عمودی (Vertical Stabilizer) و پایدارکننده افقی (Horizontal Stabilizer) است که پایداری و کنترل هواپیما را در طول پرواز فراهم می کنند. سکان (Rudder) روی پایدارکننده عمودی و بالابرها (Elevators) روی پایدارکننده افقی قرار دارند و برای کنترل جهت و ارتفاع استفاده می شوند. ارابه فرود (Landing Gear) برای نشست و برخاست و حرکت روی زمین به کار می رود.

شغل های مرتبط با هواپیما

صنعت هوانوردی طیف وسیعی از مشاغل تخصصی را شامل می شود که هر کدام برای عملکرد ایمن و روان این صنعت ضروری هستند. خلبانان مسئول کنترل و هدایت هواپیما هستند. مهندسان هوانوردی در طراحی ساخت و نگهداری هواپیماها نقش دارند. مکانیک های هواپیما مسئول بازرسی تعمیر و نگهداری فنی هواپیماها هستند.

مهمانداران یا خدمه پرواز مسئول ایمنی و راحتی مسافران در طول پرواز هستند. کنترل کننده های ترافیک هوایی مسئول مدیریت و هدایت ترافیک هواپیماها در آسمان و فرودگاه ها هستند تا از برخورد جلوگیری کنند. علاوه بر این ها مشاغل دیگری مانند کارشناسان ایمنی پرواز متخصصان سوخت رسانی پرسنل امنیتی فرودگاه و کارکنان عملیات زمینی نیز در این صنعت فعالیت می کنند.

دانستنی های جالب درباره هواپیما

دنیای هواپیماها پر از نکات و حقایق جالبی است که شاید کمتر به آن ها توجه شده باشد. به عنوان مثال هوای داخل کابین هواپیما ترکیبی از هوای تازه و هوای بازیافت شده است که از فیلترهای بسیار پیشرفته برای تصفیه عبور می کند. بیشتر هواپیماها در برابر صاعقه مقاوم هستند و طراحی آن ها به گونه ای است که جریان الکتریکی از بدنه خارجی عبور کرده و آسیبی به داخل نرساند.

جعبه سیاه هواپیما در واقع نارنجی رنگ است تا راحت تر در میان آوار پیدا شود و اطلاعات پرواز و صدای داخل کابین را ضبط می کند. تایر هواپیماها با فشاری معادل شش برابر فشار تایر خودرو باد می شوند تا بتوانند وزن بسیار زیاد هواپیما را تحمل کنند و در هنگام فرود ضربه را جذب کنند.

حقایق شگفت انگیز هواپیما

یکی از شگفت انگیزترین حقایق این است که بال هواپیماها انعطاف پذیری قابل توجهی دارند و می توانند در طول پرواز خم شوند به خصوص در شرایط تلاطم شدید که این انعطاف پذیری به جذب ضربات و جلوگیری از شکستن بال کمک می کند. در ارتفاع پرواز دمای هوای بیرون بسیار سرد است و به حدود منفی ۵۰ درجه سانتی گراد یا کمتر می رسد.

هواپیماهای مسافربری مدرن می توانند مسافت های بسیار طولانی را بدون توقف طی کنند؛ برخی مدل ها قادرند بیش از ۱۵۰۰۰ کیلومتر را در یک پرواز بپیمایند. همچنین وزن یک هواپیمای مسافربری بزرگ هنگام برخاستن می تواند به بیش از ۵۰۰ تن برسد که نیروی عظیمی برای بلند کردن آن لازم است.

چرا هواپیما سفید است؟

سفید بودن بدنه هواپیما چند دلیل دارد. رنگ سفید نور خورشید را بازتاب می دهد و باعث خنک ماندن بدنه و کابین می شود که مصرف انرژی برای تهویه را کاهش می دهد. همچنین رنگ سفید ترک ها یا آسیب های احتمالی روی بدنه را راحت تر نشان می دهد.

چرا گوش در هواپیما کیپ می شود؟

کیپ شدن گوش به دلیل تغییرات فشار هوا در داخل کابین هواپیما هنگام صعود و فرود است. این تغییر فشار باعث عدم تعادل فشار بین گوش میانی و محیط خارج می شود. قورت دادن آب دهان خمیازه کشیدن یا استفاده از آبنبات می تواند کمک کند.

هواپیما در چه ارتفاعی پرواز می کند؟

هواپیماهای مسافربری معمولاً در ارتفاع کروز بین ۹۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ متری (حدود ۳۰,۰۰۰ تا ۴۰,۰۰۰ فوت) پرواز می کنند. این ارتفاع برای بهینه سازی سرعت مصرف سوخت و دوری از بیشتر شرایط نامساعد جوی انتخاب می شود.

سرعت تقریبی هواپیما چند کیلومتر در ساعت است؟

سرعت کروز هواپیماهای مسافربری معمولاً بین ۸۰۰ تا ۹۵۰ کیلومتر در ساعت (حدود ۵۰۰ تا ۶۰۰ مایل در ساعت) است. این سرعت بسته به نوع هواپیما ارتفاع و شرایط جوی می تواند کمی متفاوت باشد.

چرا هواپیماها رد سفید در آسمان می گذارند؟

رد سفید پشت هواپیما که «کانتریل» نامیده می شود از بخار آب موجود در دود موتور هواپیما تشکیل می شود. در ارتفاعات بالا که هوا بسیار سرد است این بخار آب فوراً منجمد شده و کریستال های یخ ریز تشکیل می دهد که به صورت ردی سفید دیده می شوند.

آیا صاعقه برای هواپیما خطرناک است؟

هواپیماها برای مقاومت در برابر برخورد صاعقه طراحی شده اند. بدنه آن ها به گونه ای عمل می کند که جریان الکتریکی از سطح خارجی عبور کرده و بدون آسیب رساندن به داخل یا سیستم های حیاتی از انتهای دیگر هواپیما خارج می شود. بنابراین صاعقه معمولاً خطر جدی برای هواپیما ندارد.

چگونه با ترس از پرواز مقابله کنیم؟

برای مقابله با ترس از پرواز می توانید با اصول پرواز و ایمنی هواپیما آشنا شوید از تکنیک های آرام سازی مانند تنفس عمیق استفاده کنید حواس خود را پرت کنید (مانند گوش دادن به موسیقی یا خواندن کتاب) یا در صورت لزوم با یک متخصص یا روانشناس مشورت کنید.

چرا قبل از پرواز گوشی را خاموش می کنیم؟

در گذشته تصور می شد امواج رادیویی تلفن همراه ممکن است با سیستم های ناوبری هواپیما تداخل ایجاد کنند. امروزه بیشتر هواپیماها در برابر این تداخلات مقاوم هستند و اجازه استفاده از حالت پرواز داده می شود. با این حال خاموش کردن کامل یا استفاده از حالت پرواز همچنان یک اقدام احتیاطی استاندارد است.

آیا اکسیژن ماسک هواپیما کافی است؟

بله اکسیژن ماسک هواپیما برای مدت زمان کافی و لازم برای فرود هواپیما به ارتفاعی که تنفس عادی امکان پذیر باشد تأمین می شود. هدف از این ماسک ها حفظ هوشیاری مسافران در شرایط کاهش فشار کابین است تا خلبان فرصت کافی برای کاهش ارتفاع را داشته باشد.