پرواز با هواپیما را به خاطر بسپار

پرواز موضوعی است که تقریبا به‌تازگی با اشتیاق بسیاری در ایران روبه‌رو شده است. شاید دلیل این شور و اشتیاق ارزنده جوانان، جنگ طولانی‌مدت کشورمان با عراق باشد. در طول جنگ نیروی هوایی ایران در دفاع از کشور حماسه‌های ماندگاری را خلق کرد. این یادداشت درباره کتابی است که به‌تازگی تألیف شده و همان‌طور‌که می‌دانیم تألیف باکیفیت از ترجمه دشوارتر است و نشان‌دهنده توانایی پژوهشگران ایرانی در حوزه پرواز. کتاب «آشنایی با ساختمان هواپیما» نوشته «جلال نوابی» از مهندسان با مهارت و باتجربه صنعت هوانوردی است. سرهنگ خلبان «مصطفی روستایی» از قهرمانان جنگ ایران و عراق و نیز پژوهشگر تاریخ جنگ درباره این کتاب این‌چنین نوشته است: «تألیف کتاب تخصصی و فنی و در‌عین‌حال به زبان ساده برای عموم علاقه‌مندان به‌ویژه نسل جوان کشور، کاری سخت، زمان‌بر و چه‌بسا طاقت‌فرسا است که ترجیح می‌دهم چنین کاری و چنین کتابی را هنری زیبا بنامم و نویسنده این اثر را هنرمندی با توانایی‌های درخشان خطاب کنم. کتابی که در دست دارید و مطالعه آن را شروع کرده‌اید، اثری است با موضوع کاملا فنی و تخصصی، اما بسیار روان و درک‌پذیر برای همه، حتی کسانی که هیچ دانشی از فن پرواز و ساختمان هواپیما ندارند. کتاب با تاریخچه‌ای نسبتا مفصل و کامل از اصول و قوانین پرواز، آرزوی باستانی بشر برای پریدن و نیز مباحث آئرودینامیک پرواز شروع شده و در ادامه بسیار سلیس و روان وارد موضوعات فنی‌تر شده و همه را به زبان ساده و فهم‌پذیر شرح داده است. کتابی که خواننده را به دنبال خود می‌کشاند و گام‌به‌گام مسائل پروازی و ساختمان هواپیما را برایش شرح و آموزش می‌دهد». چرا خواندن این کتاب توصیه می‌شود؟ یکی از بزرگ‌ترین دلایل مطالعه این کتاب به‌دست‌آوردن دانش کافی در صنعت هوانوردی و سازوکار هواپیماهای مختلف است که نویسنده مفید و مختصر به شرح آن پرداخته. عکس‌های زیاد و مرتبط با موضوع که در کتاب دیده می‌شود موجب ارتباط بیشتر با مطالب و آسان‌فهمی کتاب شده است. شاید زمانی پیش ‌آمده که مسیرهای طولانی را پرواز کرده‌ایم، تنها چیزی که از پروازها در خاطرمان مانده، سالن‌های هواپیما و ابرهای سفید آسمان بوده است. خواندن این کتاب شاید کنجکاوی را برانگیخته و با مراجعه به آن به داستان چگونگی پرواز و اجزای هواپیما پی ببریم و سفری با جزئیات و دانش بیشتر را پشت‌سر بگذاریم. نگاهی دقیق به کتاب کتاب آشنایی با ساختمان هواپیما شامل چهار فصل است که در فصل اول برخی از اصول و مفاهیم کلی در صنعت هوانوردی مطرح شده است. خلاصه آنچه در این فصل گفته شد‌ را بیان می‌کنم: صدها سال بود انسان به اعماق آسمان خیره می‌شد و پرواز در آسمان برایش حسی غریب و دست‌نیافتنی بود. از این میزان علاقه انسان به پرواز افسانه‌های بسیاری شکل گرفته است. انسان‌ها، در طول تاریخ از ساختن بال‌های مصنوعی و ساده شروع کردند تا اختراع بالن‌های کوچک و بزرگی که با دشواری‌ها و خطرات گوناگونی مورد استفاده قرار می‌گرفتند، پیش رفتند و در این راه تلفات زیادی را متحمل شدند. مطالعات و تحقیقات روی وسیله پرنده آن‌قدر ادامه داشت تا سرانجام در سال 1903 دو برادر آمریکایی با نام‌های «ویلبر» و «اورویل رایت» موفق‌ترین آزمایش خود را در کیتی هاک واقع در سواحل ایالت کارولینای شمالی انجام دادند. برادران «رایت» به علم آئرودینامیک یعنی حرکت اجسام در هوا آشنایی داشتند. اصل این کلمه ریشه یونانی دارد. آئرو به معنی هوا و دینامیک قسمتی از علم فیزیک است که درباره حرکت اجسام و نیروهایی که باعث حرکت یا تغییر حرکت می‌شوند، بحث می‌کند. با ابتکار برادران «رایت»، صنعت بزرگ هواپیماسازی توسعه یافت و تاریخ واقعی دانش هوانوردی آئرودینامیک آغاز شد. هواپیما محصولی علمی و فنی است که این سازه مدام در‌حال تغیر و تکامل است. از عامل‌های مهم دیگر که در این فصل مطرح می‌شود و شرایط پرواز هواپیما به آن مربوط است و با آن ارتباط تنگاتنگ دارد، جو زمین است. عملکرد هواپیما معمولا به شرایط جوی بسته است. با این وجود برای بررسی عملکرد صحیح انواع هواپیماها لازم است معیاری کلی و یکسان تعریف شود. به این منظور قراردادی بین‌المللی در مورد جو تصویب شده است که به آن (استاندارد بین‌المللی جو) یا «آیسا» می‌گویند. جو توده سیالی است که اطراف کره زمین را فرا گرفته. مهم‌ترین عوامل مربوط به جو که با عملکرد هواپیما در ارتباط هستند، عبارت‌اند از: چگالی، دما، فشار و گران‌روی. ازجمله پارامترهای مهم دیگر در پرواز هواپیما که تأثیری بسزا دارد، نیروی برآ است. نیروی برآ ناشی از شکل بال، بدنه، سرعت هواپیما و همچنین زاویه قرارگیری بال نسبت به جریان هواست که هواپیما را به سمت بالا می‌برد. قوانین نیوتن ازجمله مهم‌ترین اصول در پرواز هواپیما به شمار می‌رود. هر سه قانون نیوتن به نوعی در پرواز هواپیما تأثیرگذار است. اثر دیگری که در پرواز مؤثر است، اثر کوانداست که با عنوان خم‌شدن سیالات اطراف یک شیء مطرح می‌شود. هوا به علت اثر کواندا حول بال خم می‌شود. قانون اول نیوتن بیان می‌دارد که هوا برای خم‌شدن نیاز به اعمال یک نیرو روی آن دارد. قانون سوم نیوتن می‌گوید که نیرویی برابر ولی در خلاف جهت به روی بال وجود دارد. برای خم‌شدن هوا نیاز به نیرو است. به هواپیمایی در‌حال پرواز یکنواخت و مستقیم چهار نیرو وارد می‌شود: نیروی پیش‌رانش، نیروی برآ، نیروی پسا و نیروی وزن. آخرین مبحثی که در فصل یک عنوان می‌شود چرخه زندگی هواپیما از دیدگاه فنی است. چرخه زندگی هر هواپیما به سیاست و تجربه کارخانه سازنده، حمایت‌های دولت یا بخش خصوصی، تحولات بازار و عوامل دیگر بستگی دارد. امور فنی مربوط به چرخه زندگی هواپیما، مراحلی تکرارشونده و بسته به هم هستند و چه‌بسا نتایج مراحل بعدی در طراحی مراحل قبلی هم تغییراتی به وجود آورد و منجر به تکرار فعالیت‌ها شود. مراحل مختلف این فعالیت‌ها شامل: طراحی مفهومی، طراحی اولیه، طراحی تفضیلی، پیش‌نمونه‌سازی، آزمایش‌های زمینی، آزمایش‌های پروازی، توسعه برای تولید انبوه، آزمایش‌ها برای گرفتن گواهینامه پرواز، پرواز نمایشی برای معرفی محصول به بازار، ساخت تجهیزات زمینی مورد نیاز، تدارک مدارک مورد نیاز تعمیرات و نگهداری و آموزش، تولید انبوه عملیات تعمیر و نگهداری و تغییر مدل است. سرگذشت هر هواپیما با تعیین مأموریت آن آغاز می‌شود. در فصل دوم نویسنده درباره اجزای تشکیل‌دهنده ساختمان هواپیما صحبت می‌کند. اجزای اصلی و نمای ظاهری هواپیما متناسب با نوع مأموریت آنها در کشورهای سازنده در مراحل مختلف طراحی می‌شود؛ سپس به ساخت آنها اقدام می‌کنند. این اجزا عبارت‌اند از: بدنه که بخش عمده هواپیما را تشکیل می‌دهد و سایر اجزا از قبیل بال‌ها، چرخ‌ها و در بعضی از هواپیماها موتورها نیز به آن متصل هستند. درواقع بدنه، رابط بین بخش‌های اصلی دیگر است. در برخی از هواپیماها، بدنه و بال یکپارچه بوده و مرزی بین آنها نیست. همچنین از وظایف دیگر در بدنه هواپیما می‌توان به مواردی مانند جا‌دادن کابین مسافر، اتاقک خلبان، محفظه بار، مخازن سوخت و محموله و... اشاره کرد. پوسته خارجی بدنه از چند نوع صفحه فلزی اعم از آلیاژهای آلومینیوم و فولاد ضد‌زنگ ساخته می‌شود. اجزای بدنه شامل دماغه، میانه، انتها و دم است. دماغه بخش جلویی هواپیما است که شامل نوک و کابین می‌شود. نوک در هواپیماها به چهار شکل دیده می‌شود. کابین، محل استقرار گروه پروازی و مرکز کنترل سامانه‌ها و تجهیزات هواپیما است که تعداد زیادی از آلات دقیق، لامپ‌ها و اهرم‌ها و... در آن قرار دارد. پوشش خارجی کابین به دو شکل حبابی و غیرحبابی نمایان است. میانه حد واسط دماغه و انتهای بدنه هواپیما است که به شکل‌های مختلف مثل بدنه قطور، دراز و کشیده، محدبی و... ساخته می‌شود. آخرین قسمت هواپیما را انتها می‌گویند که شامل دم است و به دو شکل انتهای مخروطی کامل و انتهای مخروطی ناقص طراحی می‌شود. ساختمان دم شامل سکان‌های افقی (دم افقی) و سکان‌های عمودی (دم عمودی) است که در انتهای بدنه هواپیما قرار گرفته و به‌عنوان کنترل فرامین هواپیما و حفظ تعادل و ثبات آن در آسمان به کار می‌رود. می‌توانیم انواع دم را از روی شکل ظاهری تقسیم‌بندی کنیم. از نحوه قرار‌گرفتن سکان‌ها نسبت به یکدیگر اشکال مختلف دم به‌ وجود می‌آید که مهم‌ترین آنها دم Tشکل، دم صلیبی، دم T وارونه و... است. هواپیماها ساختمان بدنه متفاوتی دارند، اعم از بدنه اسکلتی یا داربستی که در هواپیماهای اولیه تا جنگ جهانی اول بسیار استفاده می‌شد. بدنه تخم‌مرغی و بدنه نیمه‌‌تخم‌مرغی که تقریبا همه هواپیماهای مسافربری، باربری و نظامی دارای این نوع سازه هستند. همچنین بدنه هواپیما دارای بریدگی‌ها و سوراخ‌های متعددی است. در این بریدگی‌ها، درهای ورود و خروج، دریچه‌های دسترسی به سامانه‌ها و تجهیزات مختلف و نیز پنجره‌ها جاسازی می‌شود. در هواپیما درهای مختلفی وجود دارد ازجمله: درهای ورود و خروج عادی و اضطراری، درهای بارگیری، درهای کوچک بازرسی و درهای ارابه‌های فرود. یکی دیگر از عوامل مؤثر در شناسایی هواپیما بال است که نقش اصلی آن تحمل وزن هواپیما در حین پرواز است. می‌توان براساس نحوه اتصال بال به بدنه، بال‌ها را طبقه‌بندی کرد که به سه دسته بال بالا، بال پایین و بال وسط تقسیم می‌شوند. زاویه‌ای که بال در قسمت اتصال به بدنه می‌سازد، شیب بال نام دارد. هواپیماها را می‌توان براساس شکل بال تقسیم‌بندی کرد: مستطیلی، دلتا یا مثلثی، نیمه‌دلتا و ... همچنین بر‌اساس تعداد بال‌ها. بعد از توضیح مختصری راجع به بدنه هواپیما و اجزای ساختمانی هواپیما و معرفی آنها در این فصل که به شرح مختصری از آن پرداختیم، نویسنده به بررسی موتورها در هواپیما می‌پردازد که بخشی از نیروی کششی و جلوبرندگی لازم را برای هواپیما تولید می‌کند. موتورها به سه نوع پیستونی یا ملخ‌دار، جت ملخ‌دار و جت تقسیم می‌شود. در بخش آخر این فصل به معرفی انواع سوخت در هواپیما می‌پردازد. سپس به معرفی اجزا و تجهیزات داخل کابین هواپیما پرداخته است؛ چون پدال‌ها، دسته گاز، اهرم‌ها و... . هنر خلبان این است که هواپیما را آرام در محلی مشخص و با سرعتی خاص روی باند فرودگاه بنشاند. در فصل سوم آلات دقیق و سامانه‌ها معرفی می‌شوند. از زمان پرواز اولین هواپیمای موتوردار، لزوم وجود انواع مختلف نشان‌دهنده‌ها برای اطلاع خلبان از عملکرد سامانه‌ها محسوس بود و این نیاز روزبه‌روز با پیشرفت علم و فناوری پرواز بیشتر احساس می‌شود. به‌طوری‌که امروزه هواپیماهای مدرن برای پرواز به تعداد زیادی از نشان‌دهنده‌ها احتیاج دارند. این نشان‌دهنده‌ها به دو گونه آنالوگ و دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرند. آلات دقیق موتوری وضعیت عملکرد موتور و سامانه‌های مرتبط با آن را نشان می‌دهد. آلات یا سامانه دقیق موتوری به چهار دسته دورسنج موتور، حرارت‌سنج، فشارسنج و نشان‌دهنده میزان مصرف سوخت تقسیم می‌شود. سامانه دقیق پروازی و ناوبری اطلاعاتی از قبیل سرعت پرواز، ارتفاع پروازی، وضعیت و حالت پرواز هواپیما، جهت و مسیر حرکت هواپیما، میزان اوج‌گیری یا فرود هواپیما را نشان می‌دهد. در اوایل ظهور و پرواز هواپیماها، ارتفاع هواپیما از زمین به وسیله چشم و حس بینایی خلبان مشخص و سنجیده می‌شد و البته گاهی برای تعیین ارتفاع از محیط اطراف مانند کوه‌ها، درختان یا بناها کمک می‌گرفتند. این موضوع با پرواز هواپیماها در ارتفاعات بالاتر شکل تازه‌تری به خود گرفت و لزوم استفاده از وسیله‌ای که ارتفاع هواپیما از زمین و ارتفاعات را مشخص کند، احساس شد. با پیشرفت علم و فناوری در راستای ساخت آلات دقیق مدرن‌تر، در‌حال‌حاضر هواپیماهای موجود از انبوهی از نشان‌دهنده‌های مختلف پروازی استفاده می‌کنند که معرفی تمام آنها بحثی بسیار طولانی است. ازجمله اطلاعاتی که یک خلبان حین پرواز باید از آن آگاهی داشته باشد، سرعت افقی و عمودی پرواز، ارتفاع، میزان اوج‌گیری و نرخ نزول هواپیما است. سامانه‌های متعددی در هواپیما وجود دارند که اطلاع از عملکرد صحیح آنها مهم و در برخی مواقع حیاتی است. یکی از مهم‌ترین سامانه‌ها، سامانه هیدرولیک است. این سامانه وظیفه تأمین نیروی هیدرولیک برای کنترل هواپیما، سامانه فرود و... را بر‌عهده دارد. سامانه مهم دیگر، سامانه تهویه مطبوع برای تنظیم میزان فشار هوای داخل کابین است. سامانه دیگر هم تأمین برق هواپیماست. در فصل چهارم درباره رادار صحبت شده است. رادار به‌عنوان یکی دیگر از بخش‌های اصلی هر هواپیما شناخته می‌شود. خیال‌پردازی در بسیاری از مواقع به حقیقت می‌پیوندد. جالب است بدانید اختراع رادار هم در حقیقت مانند بسیاری از اختراع‌های دیگر ریشه در یک داستان علمی-تخیلی دارد. واژه رادار که امروزه در سرتاسر دنیا کاربرد دارد، مانند رادیو و تلویزیون یک اصطلاح بین‌المللی شده است. در واقع اختراع رادار از یک پدیده فیزیکی و بسیار طبیعی به نام انعکاس گرفته شده است. همه ما بارها و بارها بازگشت صدا در مقابل صخره‌های عظیم را تجربه کرده‌ایم. نور خورشید هم که نور مرئی است، با استفاده از همین پدیده که بازتاب نامیده می‌شود، از سوی ماه و هنگام شب به ما می‌رسد. امواج رادیویی و الکترومغناطیس نیز قابلیت انعکاس و بازتاب را دارند و رادار بر اساس همین خاصیت ساده به‌ وجود آمده است. ساده‌ترین رادارها در حقیقت از یک فرستنده و یک گیرنده رادیویی پدید آمده‌اند. در ابتدا این وسیله فقط می‌توانست وجود شیء را اعلام کند و به‌هیچ‌وجه توانایی تشخیص اندازه و ویژگی‌های دیگر آن را نداشت. بنابراین بشر در ساخت رادار نیز از طبیعت استفاده‌هایی فراوان و اساسی کرده و با تغییراتی جزئی برای خود وسیله‌ای سودمند ساخته است. ازجمله کاربردهای رادار می‌توان استفاده در بخش نظامی، علمی، فضایی، جابه‌جایی اجسام، کاربرد در طبیعت، کنترل ترافیک هوایی، به‌دست‌آوردن سرعت اتومبیل‌ها، ترسیم نقشه سطح کره زمین و... را نام برد. اساس کار رادار بر تولید و انتشار امواج الکترومغناطیس از سوی یک فرستنده و دریافت پژواک احتمالی توسط گیرنده، استوار است. بنابراین اگر سامانه رادار از یک فناوری با دقت بالا برخوردار باشد، می‌تواند مسافت هواپیما را با پرسون بالا اندازه‌گیری کند. اهمیت نیروی هوایی نظامی و غیرنظامی نیروی هوایی که در برخی از کشورها با نام ارتش هوایی نام برده می‌شود، نیروی نظامی جدید در ارتش است که از نظر قدمت و سابقه دارای تاریخی طولانی نیست و قدمت آن به اوایل قرن بیستم بازمی‌گردد. ولی به خاطر تأثیر راهبردی و اهمیت فوق‌العاده‌ای که در جنگ‌ها داشته، به‌سرعت تبدیل به مهم‌ترین نیرو و نقطه اتکا در اکثر ارتش‌های جهان شده و در ارتش‌های مدرن دنیا صاحب جایگاهی ویژه و ممتاز است. نیروی هوایی نخستین‌بار به سال 1910 در نیروی هوایی ارتش فرانسه معرفی شد. نیروی هوایی با توجه به شرایط و شاخص‌های ممتاز خود می‌تواند طیف گسترده‌ای از مأموریت‌ها را مانند ایجاد برتری هوایی، شرکت در نبردهای هوا به هوا، انجام عملیات پیش‌اخطار و کنترل مرزها به عنوان یک ایستگاه راداری هوابرد، انجام مأموریت‌های تهاجمی در عمق خاک دشمن، انجام عملیات بمباران استراتژیک، پشتیبانی هوایی از واحدهای زمینی و نیروی دریایی، اسکورت نفتکش‌ها و... شامل‌ شود. تجربه جنگ‌های نوین نشان داده که در هر جنگی نیروی هوایی مقتدری وجود داشته باشد، پیروزی نیز به ‌دست آمده و هر کشوری که برتری هوایی خود را از دست داده در واقع برتری خود را در جنگ از دست داده است. مثال شایان ذکر آن جنگ مهم خلیج فارس بین آمریکا و عراق است. در کنار بخش نظامی، نیروی هوایی در بخش غیرنظامی هم جایگاه ویژه‌ای دارد؛ ازجمله جابه‌جایی مسافران، محموله‌ها، امدادرسانی سریع، بهبود ایمنی و... است. اهمیت هواپیما برای ایران پیشرفت و شکوفایی اقتصاد کشورهای پیشرفته مرهون توجه آنها به مقوله ارتباطات و حمل‌ونقل ازجمله حمل‌ونقل هوایی است. کشورهای پیشرفته زمانی پیش رفتند که تمرکز خود را روی یکی از شاخص‌ترین مؤلفه‌ها یعنی رشد و پیشرفت ارتباطات و حمل‌ونقل گذاشتند؛ چرا‌که توسعه در این بخش باعث توسعه بخش‌های اقتصاد و دیگر بخش‌ها می‌شود؛ یعنی تنها بخش اقتصادی تحت تأثیر توسعه حمل‌ونقل هوایی قرار نمی‌گیرد. حمل‌ونقل به‌عنوان قلب جریان توسعه اقتصادی کشور است که آثار اقتصادی آن را می‌توان در تمام بخش‌ها مشاهده کرد. علاوه بر آثار اقتصادی، نباید آثار اجتماعی و فرهنگی آن از قبیل آموزشی، فرهنگی، بهداشتی، سیاحتی و زیارتی را از نظر دور داشت. در ایران صنعت حمل‌ونقل با فراز و فرودهایی همراه بوده و هدف اصلی باید تلاش برای فردایی بهتر و جایگاهی مطلوب باشد. بهبود سیستم حمل‌ونقل با سرعت‌بخشی به ارتباط انسانی در توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی جایگاه ویژه‌ای دارد. حال با توجه به اهمیت هوانوردی این موضوع مطرح می‌شود که ریشه‌های شناخت این استعداد باید در مدرسه آغاز شود و آموزش‌وپرورش باید بذرهای این استعداد را بکارد. بخشی از کتاب‌های درسی باید با عنوان تاریخچه نیروی هوایی گنجانده شود. آموزش‌وپرورش باید عامل کشف استعدادهای نیروی هوایی برای کشور به‌شمار رود. موضوع مهم دیگری که مطرح می‌شود، این است که خلبانی یک هنر انسانی است و جنسیت ندارد. نباید بگوییم کاری مردانه است. چه بسیار زنانی که در این عرصه صاحب امتیاز هستند. دیدگاه‌های ماست که یک شغل را زنانه و یک شغل را مردانه می‌داند. باید فرهنگ‌سازی را از خودمان آغاز کنیم که به هیچ شغلی بر اساس جنسیت نگاه نکنیم. هر نیروی با‌استعدادی مستقل از جنسیت باید بتواند رشته مورد علاقه خود را ادامه دهد.