أجنحة الطائرات المستوحاة من الريش: كيف يمكن أن تعزز أداء الطيران بشكل مذهل!
قد تكون ريش الطائرات هي الشيء الكبير التالي في عالم الطيران.
أجنحة الطيور مصممة بشكل متداخل مع صفوف من الريش، تمتد من قرب الكتف. تساعد هذه ”الريش الخفي” الطيور على المناورة في الهواء. ويمكن أن تعزز أداء الطائرات أيضًا. فقد أبلغ الباحثون في 28 أكتوبر في إجراءات الأكاديمية الوطنية للعلوم أن تبطين أجنحة الطائرات بصفوف من الألواح الخفيفة التي تحاكي الريش الخفي يمكن أن يزيد من الرفع، ويقلل من السحب، ويمنع الانزلاق.
تحتوي العديد من الطائرات بالفعل على ألواح ومفسدات على أجنحتها. ولكن على عكس تلك المكونات، فإن الألواح المستوحاة بيولوجيًا ستنشر بشكل تلقائي عندما تواجه الأجنحة تدفق الهواء القادم بزاوية عالية، وهو سيناريو يعرف باسم زاوية الهجوم العالية (SN: 1/12/24). تقول المهندسة إيمي ويسا من جامعة برينستون: “إنها ليست محكومة بواسطة محرك أو مشغل هيدروليكي”. وما هو أكثر من ذلك، “إنها موجودة في جميع أنحاء الأجنحة، وليس فقط في الخلف أو الأمام.”
في تجارب نفق الرياح، درست ويسا وزملاؤها كيف أثرت صفوف متعددة من الألواح على تدفق الهواء حول الجناح الهوائي. ووجدوا أن الألواح أثرت على التدفق بطريقتين. ساعدت الألواح الموضوعة بالقرب من مقدمة الجناح الهوائي في الحفاظ على تدفق الهواء حوله أقرب إلى الجناح، مما ساعد في تحسين الرفع وتقليل السحب. كما زاد إضافة المزيد من صفوف الألواح التأثير.
كما وجدوا أن تثبيت صف واحد فقط بالقرب من الجزء الخلفي للجناح الهوائي يمنع ضغط الهواء العالي بالقرب الحافة الخلفية للجناح الأمامي. وهذا مهم لأن الضغط المنخفض في تلك المنطقة ضروري لإنتاج الرفع، كما تقول ويسا. وقد وجدت فريق ويسا أنه عند إضافة خمسة صفوف للأجنحة الهوائية زادت الرفع بنسبة تصل إلى 45% وقللت السحب بنسبة 31%.
أظهرت الاختبارات التالية مع طائرات يتم التحكم فيها عن بعد أيضًا أن هذه الألواح تقلص ظاهرة الانزلاق المفاجئ الذي يحدث عند زوايا الهجوم العالية مما يوسع نطاق زاوية الهجوم للطائرة بنسبة 9%. كما حسنت هذه الألواح استقرار الرحلة أيضًا ، حسبما تشير ويسا.
قد يكون هذا النطاق المتزايد مفيدًا بشكل خاص أثناء التحليق عبر رياح قوية أو خلال هبوط قصير جدًا على المدرج. بدون هذه اللوحات ، قد لا تتمكن بأمانٍ إتمام مثل هذه المناورات ، كما تقول ويسا: “لكن الآن يمكنك ذلك”.
