جناح

نورس يفرد جناحيه

أهم الأجزاء التي تؤثر على ايروديناميكية الطائرة ويظهر الجناح والجنيح

الجناح هوجسم مسطح يستخدم لإنتاج قوة الحمل ومن ثم الطيران ذلك بالسفر خلال الهواء أووسط غازي. شكل الجناحقد يكون انسيابيا. كانت تلك الحدثة ترمز إلى الكتلة اللحمية بجوانب الطيور ومن ثم تمدد المصطلح ليضم الخفاش والحشرات والديناصورات الطائرة وأجزاء الطائرة أومايصنعه الإنسان.

الجناح أداة تنتج الحمل. في ديناميكا الهواء تعرَف بمعدل الحمل إلى السحب (Lift to Drag Ratio). فالحمل يتكون بواسطة الجناح عند السرعة المعطاة وزاوية هبوب الريح أوما يسمى زاوية اللقاءة. وقد يحدث مقداره أكثر بمرة أومرتين حسب المقدار التضاعفي من مقدار الإعاقة. هذا يعني قوة دفع صغيرة لها أهمية بمكان بحيث قادرة على تسيير الجناح خلال الهواء للحصول على حمل كاف.

جناح الطائرة

لقطة لجناح الطائرة من الأعلى.

أسطح التوجيه بالجناح:
1- طرف الجناح.
2- جنيح للسرعة المنخفضة.
3- جنيح للسرعة العالية.
4- عمود مانع للصدمة الموجية.
5- قلاب كروجر (Krüger flap).
6- السدفة أوالستر (slat).
7- ثلاث قلابات داخلية مشقوقة.
8- ثلاث قلابات خارجية مشقوقة.
9- مانعة للحمل (Spoilers).
10- مانعة للحمل- فرامل جوية.

جناح الطائرة هومكون أساسي من مكونات الطائرة، إذ أنه يحمل محركات الطائرة، ويساعدها في عمليتي الإقلاع والهبوط. أي طائرة نفاثة حديثة لابد حتى يتكون جناحها من الأجزاء التالية:

مبتر لحافة أمامية مستديرة(Leading Edge).
الحافة الخلفية للجناح.
أدوات الحافة الأمامية مثل السدفة أوالستر الثابت (Slot) أوالمتحرك (Slat) أوالزوائد للطائرات العسكرية (Extensions)
أدوات الحافة الخلفية مثل القلابات
الجنيح ويكون عادة بجوار طرف الجناح، يستخدم للدوران.
أداة تقليل الحمل (Spoilers) بالجزء العلوي ويستخدم لتقليل الحمل وعمل دوران اضافي.
مولد الزوابع (Vortex generator) ويستخدم لمنع فصل الدفق بحالة الطيران فوق الصوت.
حواجز الجناح تستخدم لجعل التيار بجوار الجناح وذلك بمنع الطبقة(الهواء المحيط بالجناح) الحاجزة من الانتشار
الجناح بأسفل الهيكل (Dihedral) أومايسمى زاوية جناح ايجابية ويعطي ثبات بالدوران, أوجناح بأعلى الهيكل (Enhedral) أومايسمى زاوية الجناح السلبية للأفق وله تأثير غير مستقر.
أجنحة قابلة للطي(Folding wings) ويستخدم لإدخال عدد أكبر من الطائرات بالأماكن الضيقة أومراكز صيانة الطائرات لحاملة الطائرات.

فهم الأجنحة

فهم الأجنحة تعتبر من التطبيقات الأساسية لفهم ديناميكيا الهواء. لكي تنتج الأجنحة قوة الحمل يجب حتى تكون بزاوية موجبة لتيار الهواء. وبتلك الحالة ستظهر منطقة ضغط منخفض بالجزء العلوي من الجناح مما يسحب الهواء الموجود فوق الجناح منحدرا للداخل بينما تحت الجناح حيث الضغط يصبح أعلى مما يسبب تيار الهواء منحدرا ومتجها للخارج من الطائرة, فرق الضغط ما بين تلك المنطقتين (فوق وتحت الجناح) ينتج قوة دفع للأعلى تسمى قوة الحمل.

فرق الضغط وعجلة التسارع للهواء وقوة الحمل للجناح تعتبر ضمن ميكانيكية واحدة. لذلك لفهم قيمة أحدهما يتم حساب الآخر. عملى سبيل المثال تحسب قيمة الحمل بواسطة فرق الضغط أوبحساب طاقة التسارع للهواء، فكليهما يعطي نفس المحصلة النهائية إذا تم حسابهما بشكل سليم.

هناك فهم خاطئ يقول بأن شكل الجناح أساسي لتوليد قوة الحمل وذلك بعمل مدى أطول فوق الجناح بدلا من تحته، ولكن تلك ليست بالنقطة المهمة، فلكل نوع من الأجنحة لها مميزات خاصة وعيوب، فمثلا الجناح النحيف ومسطح قد يعطي قوة حمل كافية جدا له والأجنحة المحدبة بإمكانها الطيران بشكل مقلوب وبحيث تعطي الأجنحة زاوية لقاءة ايجابية مع تيار الهواء.

الشكل الانسيابي العام لشكل الجناحقد يكون ناشئا من عوامل متعددة وبعضها منها ليست له علاقة بالأمور الإيروديناميكية، بمعنى الأجنحة بحاجة لتكون قوية لذلك يجب حتى تكون سميكة لكي تتحمل البتر الهيكلية. ويجب حتىقد يكون بها تجويف لحمل الوقود ولحمل البتر الميكانيكية المتحركة وعجلات الهبوط.

أنواع الأجنحة

جناح مستقيم
جناح مدبب
جناح إهليليجي
جناح مرتد إلى الوراء
جناح مرتد إلى الأمام
جناح مرتد إلى الوراء المزدوج
جناح مرتد إلى الوراء متغير
جناح دلتا
جناح دلتا كاذبة
جناح دلتا عريضة
جناح دلتا مزدوجة
جناح دلتا متعرجة

الجناح الرطب

إن تقنية الجناح الرطب (wet wing) هي تقنية في هندسة الطيران والفضاء الجوي حيث يتم غلق هيكل جناح الطائرة واستخدامه كخزان وقود. يطلق على الجناح الرطب أيضًا اسم خزان الوقود الكلي.

مساحة الأجنحة

مساحة الأجنحة لطائرة هي المساحة الجملية لكلا الجناحين. وتحسب ككل المساحات في الرياضيات. هذه المساحة هي أحد العناصر المهمة المحددة لقدرة حمل الطائرة. فطائرة بمحرك بسرعة صغيرة تعوض نقص السرعة ذلك بمساحة الاجنحة أبرز وذلك لزيادة قدرة حملها واستحمال وزنها وبالعكس, الطائرات الاسرع لها اجنحة اصغر واقل مساحة.

أمثلة

طائرات مدنية
- مساحة اجنحة كبيرة
  - أنتونوف أن-225 : 905 متر²
- مساحة اجنحة صغيرة
  - موران-سولنيار رالي : 12,3 مت²
طائرات عسكرية
- مساحة اجنحة كبيرة
  - نورث أمريكان اكس بي-70 : 585 متر²
  - بي-52 : 371,60 متر²
- مساحة اجنحة صغيرة
  - اكس-43 : ~ 2 متر²