لماذا يصعب على الطائرات الإقلاع والهبوط في درجات الحرارة المرتفعة؟

هل تساءلت من قبل لمَ تقوم بعض شركات الطيران بتأجيل رحلاتها عندما يكون الطقس حار للغاية؟ ولمَ هي مخاطرة كبيرة على الطائرات أن تُقلع أو تهبط في جو مرتفع الحرارة؟

إن أردنا تلخيص الأمر، فالسبب بسيط: وهو أنه كلما زاد عدد الجزيئات التي تضرب أجنحة الطائرة، يتم إنشاء قوة تصاعد “أو رفع”، وهو أمر غير مرغوب فيه في الإقلاع خاصةً في الأيام الحارة، لأن الحرارة تعمل على تسخين الهواء وتُصبح كثافته أقل.

تحليق الطائرات

فالحرارة المُفرطة تخلق مشاكل أثناء هبوط الطائرات أو إقلاعها. وليسهل عليك فهم ذلك، عليك أن تفهم كيف تطير الطائرة في المقام الأول!

 

كيف تطير الطائرات ؟

رُبما تكون سمعتَ الإجابة من قبل، بأن الطائرات تُحلّق عبر الأجنحة الكلاسيكية (أجنحة الطائرة تُولد قوة رفع، مما يُساعدها على الطيران). على الرغم من أن هذا التفسير ليس “غير صحيح”، إلا أنه يُقدّم الصورة بشكلٍ عام، خاصةً بالنسبة لمن لا يفع معنى “قوة الرفع”.

حسنًا، إن تحليق الطائرة يتعلّق بالأساس بمبدأ الزخم “Momentum principle”، والذي ينص على أن القوة الكلية على جسم ما تساوي معدل التغيّر في الزخم “حيث يتم تمثيل الزخم بحاصل ضرب الكتلة والسرعة”. ومع القليل من المعادات الفيزيائية الرياضية، يُمكننا في النهاية استنتاج أن القوة تساوي في المقدار معدل التغير في الزخم.

قوى الطيران

بينما تكون الطائرة محلّقة في الهواء، فإن جزيئات الهواء التي تصطدم بأجنحتها وتُغير من الزخم، الذي يتطلب نوعًا من القوة.

تُساعد قوة الرفع الطائرة على الطيران، بينما السحب الديناميكي الهوائي يُبطئ حركتها باستمرار. نظرًا لأن الطائرة يجب أن تتحرك لتوليد قوة الرفع، فإنها تتطلب بعض الدفع الخارجي، ما يُساعدها على السير بسرعة كبيرة. ليس ذلك فحسب، لكنها تحتاج أيضًا إلى دفع لمقاومة السحب الذي تُواجهه الطائرة بمجرد ارتفاعها في الهواء وتحليقها.

 

كيف تؤثّر الحرارة على رحلة الطائرات  في الهواء؟

قد تعلم بالفعل أنه إن كانت درجات الحرارة مرتفعة في يوم صيفي حار، فستكون كثافة الهواء في تلك المنطقة منخفضة. بمعنى آخر، كلما ارتفعت الحرارة، انخفضت كثافة الهواء، وبمصطلحٍ آخر، يُصبح الهواء أنحف. والهواء النحيف يعني أنه يحتوي على جزيئات أقل من جزيئات الهواء. هذه هي المشكلة بحد ذاتها.

تحليق الطائرات

فمن أجل توليد كمية كبيرة من قوة الرفع، تحتاج إلى كمية كبيرة من جزيئات الهواء. إن كُنت تلعب بطائرة ورقية، فلن تحتاج إلى جزيئات هواء كثيرة، لكن عندما نتحدّث عن طائرات ضخمة، فإن أي أنبوب معدني ضخم يحتوي على بضع مئات من مقاعد الركاب في الداخل يحتاج إلى عدد كبير من جزيئات الهواء حوله، بغض النظر إن كانت الطائرة تهبط أو تُقلع.

مواضيع ذات علاقة
1 من 231

بالإضافة إلى ذلك، إن كانت كثافة الهواء قليلة، فإن احتراق الوقود يُصبح أقل كفاءة، ما يعني أن توليد الطاقة للمحركات النفاثة سيكون أقل. وهذا عيب آخر للإقلاع في يوم حار بشكلٍ خاص.

 

كيف يُمكن التغلب على هذه المشكلة في الطقس الحار؟

تحليق الطائرات في الحرارة

تحت بعض الظروف، لا يُمكن أن تُؤجّل الرحلات الجوية إن كان الطقس حارًا، كما أن بعض المناطق في العالم تشهد طقس حار على مدار فصل الصيف. بالتأكيد هناك طريقة ما للتغلب على هذه المشكلة! لكن ما هي؟.

 

المدرّجات الأطول تساعد!

هناك العديد من المطارات في العالم تندرج تحت فئة “مطارات ساخنة وعالية”، حيث تكون درجة الحرارة المُحيطة فيها مرتفعة بشكلٍ غير عادي وتقع في ارتفاعات عالية “أعلى من المطارات المعتادة”. فإن كانت طائرة ترغب بالهبوط بواحدٍ من هذه المطارات الساخنة والعالية، فستحتاج إلى مدرّج هبوط أطول. بهذه الطريقة، ستكون الطائرة قادرة على توليد المزيد من الزخم قبل الهبوط، ما يُوفر مزيدًا من الطاقة اللازمة للصعود اللاحق إلى السماء.

 

تقليل حمولة الطائرة

يُساعد تقليل الحمل الكلي للطائرة على الإقلاع بسهولة نسبية في يومٍ حار، حيث أن الطائرة الأخف تحتاج إلى رفع أقل من الطائرة الأثقل. لهذا السبب لا تملأ شركات الطيران المقاعد بالكامل في طائراتها في الأيام الحارة. أيضًا، الطائرة الأخف تستهلك وقودًا أقل. ويُمكنهم بعد ذلك الهبوط والتزوّد بالوقود في مطار أكثر برودة.

 

عدم الإقلاع من الأساس!

إن كان اليوم حارًا بالفعل، ولم يكن هناك بيانات دقيقة عن طول المدرّج، فإن شركة الطيران تُلغي الرحلة ببساطة أو تقوم بتأجيلها بدلًا من المخاطرة بالطيران في طقسٍ كهذا. وهذا الخيار هو ما تفعله معظم شركات الطيران في بعض المطارات خلال الصيف.

 

المصدر

اقرأ أيضًا:

هل تتأثر الطائرات في الجو بالزلازل؟

لماذا تحترق بطاريات الهواتف الذكيّة على متن الطائرات؟

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.