جهاز الجيروسكوب
جهاز الجيروسكوب فى الطائرة يثبت سطحية الأرض.
اهمية جهاز الجيروسكوب..
الجيروسكوب هو (جهاز حفظ التوازن أو الإتجاه) وهو يستخدم للحفاظ على التوازن.
وهو حالة خاصة من الحركة حول نقطة ثابتة. يكون فيها عزم العطالة حول أحد محاور العطالة الرئيسى أكبر بكثير من عزم العطالة حول باقى المحاور.
بحيث يصبح الإندفاع الزاوى كبيرا حيث لا تؤثر الاضطرابات على الحركة .
يحافظ هذا الجهاز على إتزانه أثناء الحركة بشكل عجيب متحدياَ جاذبية نيوتن الوهمية وضاربا بها عرض الحائط .
جهاز الجيروسكوب..
فهو عبارة عن جهاز دوار عند دورانه بسرعة معينة يصل إلى الثبات فى إتجاه الدوران بالنسبة إلى خط الأفق. و لا يتأثر بما يسمى الجاذبية الأرضية ولا بالحركة الخارجية.
و لذا فقد تم إستخدامه لتحديد زاوية الميل لأى مركبة متحركة بالنسبة لخط الأفق . فهو يستخدم كمرجع لتحديد هذا الميل .
المفهوم الفيزيائي لجهاز الجيروسكوب…
المفهوم الفيزيائى الذى بنى عليه الجهاز معروف منذ قديم الزمان. حتى أنه صنع منه ألعاب كثيرة تسمى النحلة وغيرها مما كان يلعب به الأطفال فى الصغر .
و جهاز الجيروسكوب استخدم لأول مرة كجهاز للمساعدة على الملاحة فى معرفة خط الأفق فى الأجواء السيئة أو الضبابية.
الجهاز الأصلى..
هو جهاز ميكانيكى يعتمد على قانون ثبات عزم الحركة الدورانية.
حيث يصل الجهاز فى حالة الدوران بسرعة معينة و ذلك تبعا لكتلة القطعة الدوارة إلى الثبات فى الوضع الأولى فإذا فقدت القطعة الدوارة سرعتها فإنها تفقد قدرتها على الثبات.
فى العصر الحديث..
و مع تقدم الإلكترونيات تم صناعة الجهاز الذى يستخدم فى الملاحة و تم تسميتهم جميعا بنفس الإسم.
مثل
– مدوار الألياف البصرية (Fiber Optic Gyroscope).
– مدوار الليزر الحلقى (Ring Laser Gyroscope)
و إن كانوا جميعاً لا يحتوون على أجزاء ميكانيكية دوارة إلا أنهم بسبب تأديتهم لنفس الوظيفة .
و هى الإحساس بالتغير فى الميل بالنسبة إلى خط الأفق . لذا فقد تم تسميتهم بنفس الإسم . جيروسكوب
و فى الأعوام الأخيرة و بعد تقدم علم النظم الكهروميكانيكية الصغرى.
Microelectromechanical systems MEMS
فقد تم صناعة جهاز مشابه لنفس وظيفة الجيروسكوب على نطاق صغير جداً داخل دائرة متكاملة.
و أصبح من قلة تكلفته أنه أصبح فى الهواتف الذكية مثل iPhone , Android و الكثير من الأجهزة كالساعات الذكية و الكاميرات.
و منذ بضعة أعوام استخدمت هذا الجهاز فى شكل دائرة متكاملة Gyroscope Integrated Circuit.
وما يعنينا الآن وبشدة….
هو جهاز الجيرسكوب فى الطائرات.
الجيروسكوب فى الطائرة أو جهاز الافق الاصطناعي (Artificial Horizon) وهو الة تقوم على إظهار وضعية الطائرة أثناء الطيران.
فخلال الطيران المستقيم و عمليتي الاقلاع والهبوط. يتعين على الطيار ان تكون لديه صورة واضحة حول وضعية الطائرة.
سواء كان ذلك في حالة التسلق أو الميلان أو اثناء الطيران المستقيم أو الانزلاق . ولتحقيق ذلك يتعين على الطيار.
للاستعانة بخط الأفق في معرفة هذه الوضعية.
هناك أربع قوى تؤثر بشكل مباشر على الطائرة اثناء طيرانها…
وهي :
1- الشد: وتتم عملية الشد الى الأمام بواسطة المحرك.
2- المقاومة: وهي عملية رد الفعل الناشيء عن عملية الشد إلى الأمام ، ومقاومة الهواء لجسم الطائرة.
3- الرفع: ويحدث حين اندفاع الجناح في الهواء.
4- الوزن: ( وهو ينتج بالضغط الجوى كما بينا سابقا. فهو المؤثر الحقيقى على الطائرة من فوقها ومن تحتها وعلى جوانبها وليس ما يسمى بالجاذبية الأرضية) .
فرض نستنتج من كل ذلك ، انه في حالة الطيران المستوي. نجد أن الشد يساوي المقاومة ، والرفع يساوي الوزن الناتج من تاثير الضغط الجوى.
ولضمان اداء عمليات الاقلاع والهبوط والطيران المستوي والميلان والانزلاق. يستعين الطيار نهارا بخط الأفق في تحديد وضعية الطائرة.
اما إذا اختلف الأمر..
وكان الطيران ليلا وخصوصا في الليالي الحالكة. فإنه لا يمكن للطيار في هذه الحالة من تحديد وضعية الطائرة بشكل دقيق.
لمعالجة نقص الرؤية ليلا فقد ظهر جهاز يقوم بمساعدة الطيار في معرفة وضعية الطائرة. و ذلك خلال حالات طيرانها المختلف وبشكل دقيق. ، ليمثل ذلك للطيار أفقا صناعيا من خلال لوحة العرض يطابق تماما الأفق الطبيعي.
جهاز الجيروسكوب..
ولا يقتصر استعمال هذا الجهاز في الطائرات فقط ، بل يتم استعماله في المركبات الفضائية المأهولة وغير المأهولة.
و تعتمد وسيلة عمل هذا الجهاز على الطريقة المعروفة بالجيروسكوب.
ومن أهمية وجود جيروسكوب صناعي..
يقوم على تعريف الطيار بمؤشر الأفق حيث يعتبر أحد العدادات الأساسية للطائرات فهو يبين الوضعية الصحيحة للطائرة.
و كذلك من خلالها يتم تقدير طاقة المحرك المراد تأمينها لاستمرار الطائرة محافظة على تلك الوضعية.
و لا يكتفى فقط بمعرفة وضع الطائرة من الجيروسكوب فقط. بل لابد من مقارنة تلك القراءة التي يزودها مؤشر الأفق مع العدادات الأخرى للطائرة.
مثل عداد قراءة الارتفاع وعدادات قراءة السرعة وكذلك بقية عدادات المحرك.
الأفق الصناعي…
Artificial Horizon أو Attitude Indicator
ان أهم أداة جيروسكوب تستخدم لتحديد وضع الطيران.
هي مؤشر الوضعية ، الذي يوجد في أهم موقع أمام الطيار مباشرة . حيث يظهر له العلاقة بين وضع الجناح ومقدمة الطائرة بالنسبة لخط أفق الأرض.
الأفق الاصطناعي هذا العنصر الحساس في مؤشر الوضعية يتألف من دولاب جيرونحاسي يدور بسرعة حوالى 15ألف دورة في الدقيقة. عندما يكون في حالة العمل ، ومن خلال سلسلة من المحاور الارتكازية والحلقات ذات المحورين.
يحافظ الجيرو الذي يلف ذاتيا على موضعه في الفضاء، بينما تتحرك علبة الجهاز المربوطة الى لوحة العرض مع الطائرة.
عندما تنعطف الطائرة يظهر هذا واضحا على مؤشر الوضعية. من خلال إظهار العلاقة بين أجنحة الطائرة وأفق الطبيعي.
و يشير الدليل الصغير الواقع في اعلى القرص المدرج الداخلي للجهاز الى زاوية الانعطاف.
و في حال هبوط مقدمة الطائرة ، يتحرك وجه الطائرة الصغيرة المرسوم على القرص الداخلي تحت خط الأفق.
، أي انه عندما تكون الطائرة الصغيرة تحت خط الأفق فإن هذا يعني ان الطائرة تهبط .
وبالمقابل عندما تكون الطائرة الصغيرة فوق خط الأفق فهذا يعني ان الطائرة ترتفع.
الأفق الاصطناعي….
ويشير هذا الجهاز أيضا الى الانعطاف والارتفاع في نفس الوقت . فعندما تكون الطائرة منعطفة الى اليسار، فإننا نشاهد الجناح الأيسر يقع تحت خط الأفق.
كما يقع مركز الطائرة الصغيرة فوق الخط ، اما اذا كان مركز الطائرة الصغيرة أسفل الخط فهذا يعني هبوطا مع انعطاف الى اليسار.
يتمتع الجهاز بحرية دوران في حدود 360 درجة ، مع ارتفاع وهبوط للمقدمة والمؤخرة حتى 85 درجة .
وعندما تزيد الدرجة عن 85 ، يقوم الجيرو بالقفز واستعادة التوازن . وهو يشير دائما الى العلاقة الصحيحة بين الطائرة والأفق.
كانت أجهزة الجيروسكوب القديمة…
تنقلب عندما تزداد عن 100 درجة في الانعطاف أو 70 درجة ارتفاع أو انخفاض.
وعندما يحدث ذلك ، كان خط الأفق يتحرك في وضع غير نظامي الى ، اليمين أو الى اليسار من وجه الجهاز.
وتقوم آلية اعتدال ذاتية بمواجهة نزعة الجيروسكوب الى الحركة البدارية (رسم شكل مخروطي حول المحور العمودي) . فتحافظ على الجيروسكوب على وضعية عمودية في جميع الاحوال.
أي ان جهاز الجيروسكوب يؤدي دور البندول ولكن مع فارق أساسي هو أنه لا يتحرك مع تغيير وضعية الطائرة.
يعمل الجهاز المذكور بواسطة ضخ الهواء الى داخل علبة الجهاز، مما يسمح بدوران الدوارات بسرعة كبيرة.
كما يوجد بالمقابل فتحات سمح بخروج الهواء من الغرفة. ويؤدي نقص الضغط في الارتفاعات العالية الى انخفاض سرعة الدوار التي تؤثر بدورها على استقرار الجيروسكوب.
، ويعتبر هذا عيبا من العيوب الرئيسية للجهاز. ولكي يتم التغلب على هذا العيب وللحصول على جهاز ذي اداء متقدم ،. صمم جهاز جيروسكوبي يعمل على التيار الكهربائي للطائرة ويسمى الجيروسكوبي الكهربائي .
بعد أن أخذت فكرة عامة عن جهاز الجيرسكوب فى الطائرة أصبحت الآن تدرك مدى سخافة الجهاز على أرض كروية.
ومدى أهميته على أرض مسطحة… ،
من يفهم آلية عمل هذا الجهاز جيدا سيكون هذا الأمر بالنسبة له يعتبر دليل قاطع على سطحية الأرض.
حيث أن بعض الرحلات تمتد مسافة عشرات الكيلومترات ويبقى الأفق متزن والإرتفاع (إرتفاع الطائرة عن الأرض) يبقى ثابتا تماما طوال الرحلة.
وبما أن الإرتفاع ثابت دائما فى كل رحلات الطيران والأفق مستوى تماما إذا هذا دليل قاطع على سطحية الأرض حيث لا وجود لأى إنحناء للأرض أبدا.
هل حقاَ الطائرات تطير بشكل مائل أو بالمقلوب على كرة أرضية !!! أخبروا هذا للجيرسكوب .
هل مثلاَ الطائرات تصعد عندما تأتى من الجنوب للشمال !! هل أخبرنا الجيرسكوب بهذا من قبل أم يبقى دائما على نفس الإرتفاع. ونفس خط الأفق المتساوى طوال رحلة الطيران مهما كان إتجاها ومسافاتها .
وطبعا الجهاز ميكانيكى فقط !! هل تدرك معنى هذا أى أنه لا يملك أجهزة إتصال بما يسمى بالأقمار الصناعية !.
هل تعلم لماذا لأن الطائرة تطير بكل بساطة على أرض مسطحة .
هذا الجهاز الميكانيكى البسيط يخبرنا بسطحية الأرض تماما. ، لانه تستطيع الطائرة عندما يضعها الطيار على وضعية الطيار الآلى لمسافة مثلا 500 كم. ان تكشف زيف معتقد كروية الأرض.
حيث سيكون الإنحناء فى كل هذه المسافة كبير وملحوظ وبإمكان جهاز الجيرسكوب فى الطائرة ان يبرهن على ذلك.
ولكن فى الحقيقة هو يبرهن على العكس تماما يبرهن على أن الإنحناء لا وجود له إلا فى فيديوهات وصور وكالات الفضاء فقط .
المصدر :صفحة مجتمع الارض المسطحة
https://www.facebook.com/163619490793321/posts/pfbid0jyJz5cqeYSUHYciDfAGr2jsqwpwVb46VrcdRSQLEMqMG6Qi8j6c3cZg2aFPAVPuLl/
