چرا هواپیماها نباید در گرمای شدید از زمین بلند شوند؟ - فروشگاه کوچک

به گزارش گروه رسانه های خبرنگاران، به نقل از ایسنا، در سال 2017 بیش از 40 پرواز به دلیل گرمای شدید هوا در فینیکس آمریکا که شاهد گرمای 50 درجه سانتیگرادی هوا بود، لغو شد.

جای تعجب بود که لغو این پروازها در نتیجه داغ شدن بیش از حد هواپیماها یا سوء عملکرد موتورهای آنها نبوده است، بلکه هوایی که بیش از حد معمول گرم باشد مانع از بلند شدن هواپیماها می گردد.

اما چرا هواپیماها نمی توانند در گرمای شدید به پرواز دربیایند؟ رسیدن به پاسخ این سوال به بعضی دانش های اساسی در خصوص چگونگی فراوری هواپیماها و اینکه چگونه عوامل محیطی می توانند بر نحوه پرواز آنها تأثیر بگذارند، نیاز دارد.

یک هواپیما چگونه به هوا بلند می گردد؟

تنها فرآیند اساسی که هواپیماها را قادر به پرواز می نماید، توانایی فراوری نیروی بالابر کافی است. نیروی بالابرنده هنگامی ایجاد می گردد که یک جسم جامد مانند یک بال در جریان هوا تداخل ایجاد کند. در خصوص هواپیماها، شکل بال و سطح مقطع آن هوا را به سمت پایین منحرف می نماید و باعث می گردد که هواپیما به سمت بالا رانده گردد. این اثر نتیجه مستقیم قانون عمل و عکس العمل سوم نیوتن است.

در مثال هواپیما، یک بال شیب دار با ذرات هوا برخورد می نماید و جهت جریان و سرعت نسبی آنها را تغییر می دهد. بالا و زیر سطح بال در راهنمایی جریان هوا برای فراوری نیروی بالابر یاری می نمایند. در یک پرواز عادی، نیرو به طور معمول به سمت پایین راهنمایی می گردد، در نتیجه هواپیما به سمت بالا رانده می گردد.

شکل یک بال، جریان هوا را به سمت پایین راهنمایی می نماید و یک نقطه فشار بالا در زیر بال ایجاد می نماید. در مقابل، قسمت بالایی بال، فشار نسبتاً کمتری دارد. دلیل این امر این است که هوای زیر بال مسافت کمتری را در همان زمان طی می نماید و در نتیجه کندتر حرکت می نماید و بنابراین به طور نسبی چگالی بالاتری دارد.

این تغییر سرعت هوا، عامل اصلی است که به نیروی بالابری یاری می نماید تا هواپیما را در هوا معلق نگه دارد. نکته مهم در معلق ماندن هواپیما در هوا توانایی آن در حفظ اختلاف فشار زیر و روی بال است.

فراوری نیروی بالابرنده کار سختی نیست. یک هواپیما با حرکت رو به جلو به طور طبیعی می تواند در شرایط مناسب پرواز کند. با این حال، در شرایط نامناسب، هواپیما برای پرواز با مشکل روبرو خواهد شد.

چرا هواپیماها نمی توانند در گرمای شدید پرواز نمایند؟

این یک واقعیت شناخته شده است که جو زمین در ارتفاع، بسیار نازک تر از جو سطح دریا است. هوا در ارتفاعات از چگالی کمتری برخوردار است و همین امر باعث می گردد هواپیماها نتوانند به اندازه قرارگیری در ارتفاعات پایین تر، نیروی بالابرنده کافی فراوری کند.

دلیل اصلی این امر این است که مولکول های هوا بسیار بیشتر از هم فاصله دارند؛ به این معنی که هوا یا مقدار مولکول کمتری می تواند با بال هواپیما تماس پیدا کند.

بنابراین موتورهای هواپیما برای جبران این امر در ارتفاعات بالاتر باید بیشتر کار نمایند تا نیروی رانشی کافی ایجاد نمایند و هواپیما بتواند به سرعت حرکت کند تا هوای کافی بتواند از زیر و روی بال عبور کند و فشار مناسب و نیروی بالابر کافی ایجاد گردد.

با این حال دقیقاً مانند هوای موجود در ارتفاعات، هوای گرم نیز به همین ترتیب باعث کاهش تراکم هوا می گردد. با افزایش دما، مولکول های هوا با سرعت بیشتری حرکت می نمایند و گسترش می یابند و تراکم هوای کمتری ایجاد می نمایند.

در شرایط آب و هوای گرم به مانند هوای موجود در ارتفاعات، هوای کمتر متراکم به این معنی است که هوای کمتری برای فشار آوردن به بال و فراوری نیروی بالابر وجود دارد. اگر هواپیما در چنین شرایطی در حال بلند شدن باشد، برای اینکه بتواند به اندازه کافی نیروی بالابر ایجاد کند، باید بسیار سریعتر حرکت کند.

اما این تنها بخشی از داستان است. در این شرایط، کمبود اکسیژن مورد نیاز موتور برای احتراق نیز پدید می آید که موجب کاهش توان خروجی موتور می گردد.

متأسفانه همانطور که بال ها در این شرایط دچار افت کارایی می شوند، موتورها و پروانه های آنها نیز آسیب می بینند. به این معنی که موتور نمی تواند قدرت رانشی مورد نیاز را فراوری کند.

اساساً برای پرواز هواپیماها در سیستم های کم فشار، به طول باند بیشتری نیاز است تا هواپیما بتواند سرعت هوای کافی را برای ایجاد اختلاف فشار در زیر و روی بال و فراوری رانش ایجاد کند.

با بالا رفتن درجه حرارت، این اثر تا جایی افزایش می یابد که پرواز هواپیماها در گرمای شدید خطرناک می گردد. اگرچه هواپیماها در این شرایط می توانند بلند شوند، اما با توجه به طول باند کافی برای ایجاد سرعت، هواپیماها باید بتوانند به اندازه کافی سریع اوج بگیرند تا با موانع انتهای باند برخورد ننمایند.

چه اتفاقی می افتد اگر در هوای گرم از پرواز هواپیماها جلوگیری نگردد؟

اگر هواپیما در ارتفاع زیاد و در آب و هوای بسیار گرم پرواز کند، شرایط، همانطور که قبلاً در خصوص آن صحبت شد به شدت بر میزان صعود هواپیما تأثیر می گذارد. اگر هواپیما نتواند به اندازه کافی سریع صعود کند، جهت باند تمام می گردد و ممکن است هواپیما به موانع انتهای باند پرواز برخورد کند.

بدیهی است که این امر می تواند بسیار خطرناک باشد. بنابراین از پرواز هواپیماها در چنین شرایطی جلوگیری می گردد.

در سال 2012 چهار مسافر که با یک هواپیمای استینسون 108-3 پرواز می کردند، اندکی پس از برخاستن روی زمین سقوط کردند. در فیلم این سقوط، به طرز حیرت انگیزی معین است که هواپیما نمی تواند نیروی رانش کافی فراوری کند و اندکی پس از برخاستن و چند متر ارتفاع دریافت مجبور به نشستن روی زمین شد که دیر شده بود و با درختان انتهای باند برخورد کرد و خلبان و یکی از مسافران مصدوم شدند.

خوشبختانه در این سقوط کسی کشته نشد، اما این فیلم یادآوری وحشتناکی از این موضوع است که پرواز در هوای گرم و در ارتفاع می تواند تأثیرات شدیدی بر توانایی پرواز هواپیما داشته باشد.

هواپیماها وقتی هوا خیلی گرم است باید روی زمین بمانند

در سال 2017 در فینیکس آمریکا، وقتی هوا خیلی گرم شده بود، مقامات به درستی اجازه ندادند هیچ هواپیمایی از فرودگاه این شهر بلند گردد.

اکنون با پیش بینی افزایش دمای کره زمین به مرور زمان، مهندسان ملزم به سازگار کردن فناوری های هوافضا با تغییرات آب و هوایی هستند و تا آن موقع، احتمال زمین گیر شدن هواپیماها به دلیل گرمای شدید ادامه خواهد داشت.

بازگشت به صفحه رسانه ها