بمناســــبة مرور 100 عام على التــحليق جواً

بمناســــبة مرور 100 عام على التــحليق جواً

طائرة "رايت فـلاير" توجـــت جـهـود كايلي وليلينتال

ارتبطت علاقة الإنسان بالفضاء منذ عصور ما قبل التاريخ، وإذا كانت الطبيعة هي المعلم الأول للإنسان - إن جاز التعبير - فإن الإنسان بما وهبه الله من قدرات هو مروض الطبيعة منذ بداية صراعه مع قوى تلك الطبيعة من أجل البقاء على الأرض. ولقد ميز الله سبحانه وتعالى الإنسان عن سائر مخلوقاته بأن جعله خليفة له في الأرض ووهبه تلك الجوهرة الأغلى والأثمن والأعظم ألا وهي جوهرة العقل التي تمنحه القدرة على التفكير والتدبر فيما حوله من خلق الواحد القهار ومن ثم الانطلاق نحو الإبداع والابتكار بلا حدود.

إذا كان عصر الطيران قد ارتبط ببدايات القرن العشرين، إلا أن محاولات الإنسان لغزو الفضاء كانت قد بدأت قبل ذلك بعدة قرون وبالتحديد في العصور الوسطى عندما حاول الإنسان تقليد الطيور وصنع لنفسه أجنحة ليقفـــز بها من أماكن مرتفـــعة وهو يعتقد أن تلك الأجنحة هي مصدر قوة الدفع إلى أعلى، ومن هـــــؤلاء العربي الشـــهير عباس بن فرناس.

والحقيقة أن الإنسان ببساطة لم يخلق لكي يطير، فهو ثقيل الوزن وشكله غير انسيابي، وتكوين عظامه وترتيب عضلاته لا يتناسبان البتة مع استخدام الأجنحة، ولا بد أن تبرز عظمة الصدر لشخص متوسط الحجم يبلغ وزنه 65 كيلو جراماً بمقدار مترين تقريباً إلى الأمام لكي تحتوي العضلات اللازمة لتشغيل أجنحة قادرة على رفعه عن الأرض، ولم يشر أحد إلى هذه الحقيــــقة حتى عام 1680م وبعد عدة قرون من محاولات القفــــــز من فــــــــوق الأبراج، وقد نشر إيطالي يدعى "جيوفاني بوريللي" دراسة جادة وتفصيلية لعضلات الإنســــــان واســــــــتخدامها في الطيران اختتمها بقوله: "من المستحيل أن يصبح الإنسان قادراً على الطيران ببراعة باستخدام قـــــوته الذاتية"، وربما تكون استنتاجات بوريللي قد ثنت عزم بعضهم عن القفز، إلا أن البعض الآخر أصر على الاستمرار في المحاولة.

وحتى نهاية القرن الثامن عشر، لم يكن قد تحقق أي تقدم يذكر في فن الطيران، والجهد الوحيد الذي يستحق الدراسة الجادة قام به رجل واحد هو الفنان الإيطالي "ليوناردو دافنشي" عبقري عصر النهضة، فلقد عالج ليوناردو (1452-1519م) الطيران بروح علمية، وقام بدراسات مفصلة لحركة الطيور ولسريان الهواء ومقاومته لجسم يتحرك فيه، وصمم نوعاً من المظلات عبارة عن خيمة من الكتان على شكل هرم مدعياً أن في مقدور الإنسان أن يهبط بها من أي ارتفاع شاهق دون أن يصاب بأذى، كما صـــمم دافنشي في ســــــــلسلة من الكروكيات كثيراً من المكنات الطائرة، احتوت إحداها على قسم للتحكم باستخدام السطح الرافع المتحرك بواسطة لجام يثبت في رأس الطيار.

وعلى الرغم من محاولات دافنشي السابق لعصره إلا أن في تصميماته للطائرات عيباً رئيساً يتمثل في أنها تعتمد على قوة العضلات البشرية للحصول على قوة دفعها في الهواء، وإذا كانت هذه المحاولات لا تثير اهتمامنا، إلا أنها مثال لذكاء هذا الفنان في عصر غير متنور علمياً.

وتوقف تقدم محاولات الطيران لمائتي عام بعد دافنشي، وفي أواخر القرن الثامن عشر اتخذ شغف الإنسان بالطيران اتجاهاً جديداً، وتخلى بصفة مؤقتة عن فكرة محاكاة الطيور مفضلاً عليها المركبات الأخف من الهواء، وكان المجربون قد اكتشفوا حينئذ خواص الرفع لكل من الهواء الساخن والأيدروجين، وبدأ المخترعون في تطبيق ذلك ببناء بالونات تحمل الإنسان كوسيلة لتحقيق الغاية وهي رفع البشر في الهواء على الأقل، إلا أنها لم تكن الإجابة الشافية لحلم الإنسان الملح في الطيران الحقيقي مثل الطيور.

الرواد الأربعة

والطــيران الحقيـقي باستخـدام القـدرة مدين بالفـضل مــن وجهة نظـر التاريـخ لعــبقرية رجال أربعة هـم السير جـورج كايلي (1773-1857)، وأوتـو ليلينتال (1848-1896)، والأخوين رايت "ولبور" (1867-1912) و"أورفيل" (1871-1948)، وهـناك إسهامات أخرى مهمة وإن كانت أقل شأناً لوليام س.

هينسون (1812-1888)، وأوكتاف شانوت (1832-1910)، وصمويل بيربونت لانجـلي (1834-1906)، والسير حيرام مكسيم (1840-1916)، وألفونـس بيـنو (1850-1880).

وكان السير جورج كايلي نبيلاً من مقاطعة يوركشاير في إنجلترا، غطت اهتماماته نطاقاً واسعاً من الأمور، فلقد بحث خلال عمره الذي بلغ 84 عاماً موضوعات متناثرة، مثل الصرف، استصلاح الأراضي، محركات الهواء الساخن، الجــــــرارات الزراعية ذات الجنزير، والأطراف البشرية الصناعية، وكان بالإضافة إلى ذلك أحد الفلاســــفة الطبيعيين وداعية لنشر التعليم وعضواً في البرلمان وأحد الأعضاء المؤســـسين للاتحاد البريطاني لتقدم العلم.

ولقد وصف المؤرخون كايلي بأنه المخترع الحقيقي للطائرة، وقد تكون في هذا اللقب مبالغة، إلا أن الأمر الذي لا شك فيه هو أن كايلي وضع أساس البحوث الطيرانية التي جاءت بعده، فكان أول من جمع شتات العناصر العديدة اللازمة للطيران العملي في كيان نظري موحد، ولم يفكر في الجناح على أنه وسيلة لإحداث الرفع فقط، بل اهتم أيضاً بالمقاومة التي يحدثها جسم يتحرك خلال الهواء، وبحث أمر مساحة السطح الرافع اللازم لحمل وزن معلوم في الطيور، وأدرك أن خواص الرفع تختلف في الأجنحة بتغير الزاوية التي يتحرك بها الجناح في كتلة الهواء المحيطة به، واقترح نظاماً ميكانيكياً للقدرة هو عبارة عن محرك أطلق عليه اسم (المحرك الأول)، وأدرك أنه من الضروري أن يكون خفيف الوزن، واقترح أن يعمل بوساطة الاشتعال المفاجئ لمساحيق أو مواد قابلة للاشتعال، وهي الطريقة التي يعمل بها محرك الاحتراق الداخلي، وأدرك أيضاً ضرورة تزويد الطائرة بصفتي الثبات والتحكم.

وأوجز كايلي المهام التي تواجه علماء الديناميكا الهوائية في عبارة بالغة الإيجاز والوضوح قائلاً: (إن المسألة برمتها تقع داخل الحدود، جعل سطح يحمل وزناً معلوماً عن طريق استخدام القدرة للتغلب على مقاومة الهواء).

وكان كايلي الذي ولد عام 1773م في العاشرة من عمره عندما شاهد طيران البالونات الأولى التي أدهشت العالم بأسره، ولقد ألهبت هذه البالونات التي كانت تستخدم الغازات حماسه ودفعته للتفكير في إمكانيات الطيران، ولكنه اتخذ قراراً مبكراً بأن يستخدم سطحاً مائلاً يدفعه محرك أولي خفيف بدلاً من الانشغال بأمر المركبات الأخف من الهواء.

الأخوان رايت

وكان المسرح معداً في عام 1900م لتحقيق طيران الإنسان الحقيقي بمجيء الأخوين وولبور وأرو فيل رايت صانعي الدراجات في دايتون بأوهايو حين قررا وبعد دراسة مستفيضة أن يصنعا أول طائرة شراعية كبيرة الحجم، وكانت مزدوجة الأجنحة وبلا ذيل ولها سطح تحكم أفقي يقع أمام الجناحين، باستثناء تحسين مهم أدخل عليه هو التواء الجناحين لتحقيق التحكم في الحركة الجانبية للمركبة.

وابتكر الأخوان رايت طريقة ذكية تسمح للطيار بثني أطراف الأجنحة عن طريق الأسلاك، بينما عمد الآخرون إلى تحريك وزن الجسم لتحقيق هذا التحكم، وكانت هذه الأسلاك تحرك أحد الأطراف إلى الأعلى والثاني إلى الأسفل محققة من الوجهة النظرية تحكماً فعالاً.

دقيقتان في الهواء

وفي أكتوبر عام 1900م قام الأخوان رايت بحوالى 12 محاولة طيران قصيرة دامت في مجموعها حوالى دقيقتين في الهواء، وتم ذلك في كيتي هووك بولاية نورث كارولينا، وهو موقع ساحلي انتقياه خصيصاً للرياح الدائمة المطردة للسرعة، ولعدم وجود عقبات فيه مثل الأشجار وغيرها، ومع أن قدرة الطائرة الشراعية التي بنياها على الرفع كانت أقل مما قدراه إلا أن التجارب شجعتهما على بناء طائرة أكبر عندما عادا إلى دايتون.

وجاءت طائرتهما الشراعية الثانية التي جربت في شهري يوليو وأغسطس عام 1901م في كيتي هووك أيضاً مخيبة للآمال، حيث كانت أقل طواعية في التحكم وأقل استقراراً، وكان الأمر يحتاج إلى مزيد من البحث، وكان الأخوان رايت قد قاما ببحوث كثيرة عام 1901م واعتمدا نتائج بحوث الآخرين دون تمحيص ولكنهما أعادا النظر عندئذ في أعمال سابقيهم، وكتبا بعد ذلك قائلين: "لقد رأينا أن الحسابات التي بنيت على أساسها كل المكنات الطائرة غير موثوق فيها وأن الجميع بكل بساطة يتخبطون في ظلام دامس، ولقد بدأنا بثقة مطلقة في البيانات العلمية الموجودة، إلا أننا اضطررنا إلى التشكيك في صحتها الواحدة بعد الأخرى حتى طرحناها كلها جانباً بعد عامين من التجارب، لقد كان الصواب والخطأ متشابكين تشابكاً كبيراً في كل منها بحيث يصعب التمييز بينهما".

وعندما عاد الأخوان إلى دايتون صنعا نفقاً هوائياً خاصاً بهما وأجريا التجارب على عدد من أشكال الأجنحة المختلفة، منفردة وفي ازدواج وثلاثيات، وقادتهما هذه التجارب إلى نتيجة مهمة هي أن في قدرتهما بناء جناح أعلى كفاءة وأكثر استقراراً باستخدام انحناء أقل في سطحه مع زيادة النسبة بين طول الجناح وعرضه، وأدخلت هذه النتيجة مع طريقة ثني الأجنحة والنتائج الأخرى التي توصلا إليها في تصميم طائرتهما الشراعية الثالثة التي كانت مزدوجة الأجنحة بطول قدره 10 أمتار.

وقام الأخوان رايت في تلال كيل ديفيل بالقرب من كيتي هووك بحوالى 1000 عملية طيران بطائرتهما الشراعية رقم 3 في فترة 39 يوماً فقط خلال ستبمبر وأكتوبر عام 1903م، وكانت التجارب ناجحة تماماً، فقد عثرا على طريقة لمواجهة مشاكل الاستقرار والتحكم وكانا مستعدين الآن للخطوة الكبيرة ألا وهي استخدام المحركات.

أول طائرة بمحرك

وصمم الأخوان رايت على أساس تقديرهما لاحتياجات القدرة محركاً خاصاً بهما قاما بصنعه، ولم يزد وزنه عن 82 كيلو جراماً في الوقت الذي كان يولد فيه 13 حصاناً ولا تقل المراوح في أهميتها عن المحرك، فقد توصل الأخوان رايت بعد كثير من الدراسات والبحث إلى إنتاج مروحة كانت أرياشها نفسها أسطحاً هوائية تشبه الأجنحة من وجهة نظر الإيروديناميكية، ولم تكن كفاية المراوح العالية بأقل أهمية في تحقيق نجاحهما التالي من تصميماتهما الإيروديناميكية وتصميم المحرك.

وبنيت أول طائرة مزودة بمحرك من صنع الأخوين رايت في صيف عام 1903م وكانت مزدوجة الأجنحة طول باعها 12 متراً ويبلغ وزنها 275 كيلو جراماً، وكانت مروحتاها تداران بواسطة عجلات مسننة من النوع المستعمل في الدراجات ومتصلتان بمحور المحرك بواسطة جنازير، وكانت الطائرة كما سمياها فيما بعد تتكئ عند انطلاقها على مركبة صغيرة ذات عجلات تجري فوق قضبان خشبية للإطلاق، ونقلت الطائرة مفككة إلى معسكر الأخوين رايت في تلال كيل ديفيل في سبتمبر عام 1903م.

وفي النهاية قام ولبور الذي واتاه الحظ عند اختيار أيهما لبدء التجارب بالمحاولة الأولى يوم 14 ديسمبر، وتحركت الطائرة على قضبان الإطلاق وارتفعت فترة قصيرة ثم انخفضت سرعتها عن سرعة الطيران وسقطت على الشاطئ الرملي، واعترف ولبور الذي لم يصب بأذى بأنه هو الملوم وليست الطائرة.

ولم تصب الطائرة سوى بأضرار طفيفة وكانت معدة لتجربة طيران أخرى بعد ذلك بثلاثة أيام، وكان الدور على أورفيل، وفي 17 ديسمبر 1903م تركت الطائرة المركبة التي تستند عليها بعد أن جرت مسافة قصيرة على القضبان وترنحت مسافة 36.5 متراً فوق الرمال، وقال أورفيل: "إن هذا الطيران لم يدم سوى 12 ثانية إلا أنه كان على الرغم من ذلك أول طيران في تاريخ العالم رفعت فيه طائرة تحمل رجلاً نفسها في الهواء معتمدة على قدرتها الذاتية وسحبت إلى الأمــــــام دون تناقـــص في سرعتها وهبطت أخيراً في نقطة لا يقـــــل ارتفاعها عن ارتفاع تلك التـــــي بدأت منها".

وأجريت تجارب ثلاث أخرى في ذلك اليوم، وتناوب الأخوان فيها قيادة الطائرة، وسجل كل واحد منهما رقماً قياسياً جديداً في طول فترة الطيران باستخدام محرك، وبقي ولبور في التجربة الأخيرة طائراً لمدة 59 ثانية قطع خلالها 260 متراً.

وبهذا تحقق حلم الإنسان القديم الذي حاول الكثيرون تحقيقه ونجح الأخوان رايت في ذلك.

ومرت صناعة الطائرات بتطورات ملفتة للنظر في السنين التي تلت تجارب كيتي هووك، واستطاعت طائرة الأخوين رايت أن تصل سرعتها إلى 50 كيلومتراً في الساعة بينما تزيد سرعة الطـائرات الحربية الحديثة الآن على 3200 كيلو متر في الساعة، ويستطيع المسافر بطائرة ركاب عادية أن يقطع الولايات المتحدة الأمريكـية من طـرف إلى آخـر فـي أربـع ساعـات ونصــف الســاعة، وأصبحت صناعة وتشغيل الطـائرات عاملاً كبيراً في التجارة والاقتصاد اليوم، ويصـل دخـل الخـطوط الجـوية في الولايات المتحدة وحدهـا إلــى أكثر مـن 40 ألـف مليون دولار فـي العـام، وتربـــو أرباحها على 200 مليـــون دولار، ويبـيع صانعوا الطائرات طائرات تصل قيــمتها إلـى 4500 ملــــيون دولار فــي العـــام وتسـتـخدم أكـثر مـن نصـف مليون عامل، وتصدر طــائرات تجـارية بمعدل 244 مليـــون دولار فــي العــام، إلا أن تقــدم الطــيران ما زال فــي تزايد، أما وقــعه علــى الإنـــسان وعـلى العـــالم فــلا يمكن تقــديره بثــمن.