طائرة ورقية

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة
طائرة ورقية مطوية بسيطة

الطائرة الورقية (المعروفة أيضًا باسم الطائرة الورقية أو السهم الورقي في الإنجليزية الأمريكية ، أو الطائرة الورقية في الإنجليزية البريطانية ) هي طائرة لعبة ، عادةً ما تكون طائرة شراعية ، مصنوعة من ورقة واحدة مطوية أو من ورق مقوى . وعادةً ما تأخذ شكل مثلث بسيط ثقيل من الأمام يُقذف مثل السهم . [ 1 ]

تاريخ

من المعروف أن الطائرات الورقية قد صنعت منذ منتصف القرن التاسع عشر، استنادًا إلى كتاب أطفال أمريكي يصف طريقة صنعها من عام 1864. [ 2 ]

تم رفض بناء طائرة ورقية، من قبل لودفيج براندتل في مأدبة الاتحاد الدولي للميكانيكا النظرية والتطبيقية عام 1924 ، باعتباره تمرينًا بلا فن من قبل ثيودور فون كارمان : [ 3 ]

كان براندتل مندفعًا بعض الشيء. أذكر أنه في إحدى المرات ، خلال عشاء رسميّ أعقب مؤتمرًا في دلفت بهولندا، سألته أختي جوزفين ، التي كانت تجلس بجانبه على الطاولة، سؤالًا عن ميكانيكا الطيران. بدأ براندتل يشرح، وأثناء ذلك التقط قائمة طعام ورقية وصنع نموذجًا صغيرًا لطائرة، دون أن يُفكّر في مكانه. هبطت الطائرة على صدر قميص وزير التعليم الفرنسي، مما سبب إحراجًا كبيرًا لأختي وللآخرين في المأدبة.

بمرور الوقت، اكتسبت نماذج الطائرات الورقية تحسينات في التصميم من حيث السرعة والرفع والدفع [ 4 ] والأسلوب والموضة .

طائرات شراعية ورقية متطورة

تعليمات طي سهم كلاسيكي تقليدي

التطورات

شهدت الطائرات الورقية الشراعية ثلاثة أشكال من التطور في الفترة 1930-1988:

  • أداء طيران عالي
  • نمذجة مصغرة
  • استخدام برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)

شهد التطوير المستمر للطائرات الشراعية المطوية/الأوريغامي خلال نفس الفترة تطوراً مماثلاً، بما في ذلك إضافة التحسينات التالية في التصميم.

  • زيادة عدد الطيات، وأحيانًا ذات طبيعة معقدة
  • فن الكيريغامي الصريح (قص الورق) كعنصر من عناصر التصميم
  • متطلبات الصابورة الإضافية لضمان أداء الطيران

مقدمات تكنولوجية

التكنولوجيا المسؤولة عن انتشار صناعة الطائرات الورقية المتقدمة:

  • برنامج تصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) غير مكلف لتصميم الأجزاء ثنائية الأبعاد
  • التصنيع الواسع النطاق، والطبيعة غير المكلفة للمواد اللاصقة الأسيتالية المعالجة بالهواء، على سبيل المثال Bostik Clear-bond.
  • طابعات كمبيوتر رخيصة الثمن تعمل بالحبر والليزر، لإعادة إنتاج أجزاء الطائرات بدقة
  • ظهور الإنترنت، وانتشار تبادل المعلومات على نطاق واسع

الاعتبارات المادية

بالمقارنة مع خشب البلسا - وهي مادة أخرى شائعة الاستخدام في تصنيع الطائرات النموذجية - فإن كثافة الورق أعلى؛ ونتيجة لذلك، تعاني الطائرات الورقية التقليدية المصنوعة بتقنية الأوريغامي (انظر أعلاه) من مقاومة أعلى، بالإضافة إلى أوتار جناح غير مثالية من الناحية الديناميكية الهوائية.

ومع ذلك، وعلى عكس الطائرات الشراعية المصنوعة من خشب البلسا، تتمتع الطائرات الشراعية الورقية بنسبة قوة إلى سمك أعلى بكثير: ورقة من ورق تصوير  عالي الجودة بوزن 80 جم/ م² / ­ على سبيل المثال، يتمتع ورق الطباعة الليزرية بقوة تقارب قوة صفائح الألمنيوم المستخدمة في صناعة الطائرات ، بينما تقارب خصائص الورق المقوى خصائص الفولاذ على مستوى نماذج الطائرات الورقية.

توجيهات في تصميم الطائرات الورقية المتقدمة

تتميز الطائرات الورقية غير المعدلة بتقنية الأوريغامي بنسب انزلاق ضعيفة للغاية ، لا تتجاوز في الغالب 7.5:1، وذلك تبعًا لطريقة التصنيع والمواد المستخدمة. ويمكن لتعديل هذه الطائرات أن يُحسّن أداءها بشكل ملحوظ، ولكن على حساب زيادة الوزن، وغالبًا ما يتطلب ذلك بعض التعديلات على الديناميكا الهوائية أو الهيكل. وفي كثير من الأحيان، قد يؤدي ازدياد حمولة الجناح إلى انهيار التدفق الصفائحي فوق جناح مصنوع من مزيج من الأوريغامي والتركيبات اللاصقة.

طوّر البروفيسوران نينوميا وماثيوز استراتيجيات تصميم أكثر دقة في أواخر الستينيات والثمانينيات. ففي السابق، كانت نماذج الطائرات الورقية تُصمّم دون التركيز على أدائها أثناء الطيران. وباستخدام التصميم الديناميكي الهوائي وديناميكيات الموائع، تمكّن البروفيسوران من تصميم نماذج تجاوزت معايير أداء الطيران السابقة بفارق كبير. وزادت مدى الطيران من 10 أمتار إلى أكثر من 85 مترًا، وذلك تبعًا للطاقة المُدخلة إلى الطائرات الشراعية عند الإطلاق.

في الوقت الراهن، لا يزال عمل هذين الأستاذين آخر الأبحاث الجادة في مجال تحسين أداء الطيران للطائرات الشراعية الورقية. أما العمل التعاوني الذي يقوم به المتحمسون عبر المنتديات الإلكترونية والمواقع الشخصية، فهو في معظمه تطويرٌ لهذه الأنواع الأصلية من الطائرات الشراعية.

في مجال تصميم النماذج المصغرة، تتوفر حاليًا العديد من الإمكانيات للتصميم المتقدم. تواجه الطائرات الشراعية ذات التصميم الانسيابي قيودًا في تحسين أداء الطيران نظرًا لنوع أجنحتها، والتي عادةً ما تكون ذات صفائح منحنية. إضافةً إلى ذلك، فإن هياكلها إما مصنوعة من ورق البلسا أو من صفائح ورقية، وهي عرضة للتشوه أو الكسر خلال فترة قصيرة جدًا. يمكن تحسين الأداء من خلال تصميم هياكل ثلاثية الأبعاد تُشجع التدفق الصفائحي، وأجنحة مدعمة داخليًا يمكن أن تتمتع بملامح انسيابية عالية الرفع، مثل جناح كلارك Y أو سلسلة NACA 4 أو 6 .

الأجنحة البيضاء

تصميم نينوميا "N-424" من معرض جيت إيج جامبوري (1966). يتكون جسم الطائرة الشراعية من عدة طبقات من الورق المصفح الملصق ببعضها. أما الجناحان فيتكونان من طبقتين، بينما يتكون سطح الذيل والزعنفة الذيلية من طبقة واحدة.

في اليابان أواخر الستينيات، صمّم البروفيسور ياسواكي نينوميا نوعًا متطورًا من الطائرات الورقية، نُشرت تصاميمه في كتابين: " مهرجان عصر الطائرات النفاثة" (1966) و "نجوم الطيران" (1967). وبُيعت تصاميم هذين الكتابين لاحقًا ضمن سلسلة "الأجنحة البيضاء" من مجموعات الطائرات الورقية الشراعية منذ السبعينيات وحتى يومنا هذا. [ 5 ]

تُعدّ طائرات "وايت وينغز" نموذجاً فريداً يختلف تماماً عن الطائرات الورقية التقليدية، إذ تُصنع هياكلها وأجنحتها من قوالب ورقية تُقصّ وتُلصق معاً. وقد صُممت هذه الطائرات باستخدام مبادئ هندسة الديناميكا الهوائية للسرعات المنخفضة. وتُصنع نماذجها من ورق "كينت"، وهو نوع من ورق الخراطيش يُباع في اليابان.

كانت النماذج المبكرة مرسومة يدويًا بشكل صريح، ولكن بحلول ثمانينيات القرن العشرين، تم تصميم أجزائها باستخدام برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) .

تضمنت تصميمات نينوميا أيضًا، ولأول مرة في أي نموذج ورقي، مراوح عاملة مدفوعة بتدفق الهواء، وخاصة لنماذجه المصغرة لطائرتي سيسنا سكاي ماستر وبياجيو بي.136 لعام 1967. ومن الجدير بالذكر أيضًا التصميم الدقيق للطائرات الشراعية بحيث يمكنها الطيران بدون ثقل موازن - فنموذجه من طراز إف-4 فانتوم 2 قادر على الطيران فورًا دون الحاجة إلى مشابك ورق، وما إلى ذلك.

تتميز الطائرات الشراعية عالية الأداء بهياكل صلبة مصنوعة من خشب البلسا المُلصق بمكونات ورقية. الورق المستخدم ثقيل نسبيًا، إذ يبلغ وزنه ضعف وزن ورق الرسم القياسي تقريبًا، ولكنه أخف من الورق المقوى الخفيف. كانت طائرات وايت وينغز الأصلية مصنوعة بالكامل من الورق، مما يتطلب صبرًا ومهارة. لاحقًا، استُخدمت هياكل من خشب البلسا، وأصبحت طائرات وايت وينغز تُباع "مقطوعة مسبقًا"، مما سهّل عملية التركيب. الجناح المستخدم هو جناح غوتينغن 801 (لوحة منحنية)، ويُرفق نموذج له كجزء مقطوع من كل مجموعة.

الطيار الورقي

في عام ١٩٨٤، نشر البروفيسور إي إتش ماثيوز، محاضر الديناميكا الحرارية في جامعة ويتواترسراند بجنوب إفريقيا، أول كتاب شامل له عن نماذج الطائرات عالية الأداء، بعنوان " طيار ورقي " (سترويك، ١٩٨٤). حقق هذا الكتاب نجاحًا باهرًا، ما أدى إلى إصدار مجلدات إضافية، هي: " طيار ورقي ٢" (١٩٨٨)، و "طيار ورقي ٣" (١٩٩١)، و"١٢ طائرة للطيار الورقي" (١٩٩٣)، بالإضافة إلى كتاب "يو ٥٢" المستقل الذي يتضمن نموذجًا مصغرًا. ومن بين النماذج غير المنشورة نموذج مصغر لطائرة إيرباص A320، يشبه إلى حد كبير طائرة يو ٥٢، والذي ظهر في برنامج "تيكيز " الشبابي عام ١٩٩٦.

تضمنت الكتب أنماطًا للأجزاء مطبوعة على ورق مقوى خفيف الوزن، لمنح الطائرة أداءً جيدًا في اختراق الطيران للرحلات الطويلة.

أتاح الاهتمام الجماهيري بالطائرات الشراعية، ونجاحها في النشر، بثّ بعض مراحل تطويرها على التلفزيون الجنوب أفريقي عام 1988 بالتزامن مع إصدار الكتاب الأول، ثم مرة أخرى عام 1993، بالتزامن مع مسابقة وطنية للطائرات الورقية مرتبطة بإصدار كتاب "الطيار الورقي 3". وقد تم تصميم الطائرات الشراعية ديناميكيًا هوائيًا باستخدام نفق رياح صغير مُحسَّن - حيث تم تصوير الطائرة الشراعية المسطحة "بريتن نورمان ترايسلاندر" في هذا النفق، مع استخدام موازين الوزن لتوضيح تحسين الطيران. أما تصميم أجزاء الطائرات الشراعية فقد تم باستخدام برنامج " أوتوديسك أوتوكاد آر 12"، الذي كان آنذاك أحدث إصدار من هذا البرنامج، وكانت هذه إحدى أوائل نماذج الطائرات الورقية المتاحة للجمهور والتي صُممت باستخدام هذه التقنية.

يُشابه تصميم هذه الطائرات الشراعية إلى حد كبير تصميم سلسلة "الأجنحة البيضاء" للدكتور نينوميا، وهي طائرات شراعية مسطحة. أما الطائرات الشراعية اللاحقة ذات الهياكل ثلاثية الأبعاد، فتستخدم تصميمًا خفيف الوزن مُحسَّنًا لأداء الطيران. وتشمل الابتكارات عجلات هبوط عملية لا تُؤثر على مقاومة الهواء، مع ضمان هبوط سلس.

تستخدم الطائرات الشراعية الورقية شكل جناح منحني لتحقيق أفضل أداء. تصميمها، مثل طائرات وايت وينغز الشراعية، حساس للغاية للتوازن، ولديها القدرة على الطيران داخل المباني في المساحات الضيقة في الظروف العادية. معظمها في الإصدارات الأولى مزودة بنمط إطلاق بخطافات، وتُظهر قدرة على الطيران لمسافة ملعب رغبي عند إطلاقها بهذه الطريقة.

زُوِّدت الإصدارات اللاحقة والطائرات الشراعية بخطاف مطاطي ، وقد وُضِّح تصميمه في كتابي "الطيار الورقي 3" و "12 طائرة للطيار الورقي" . يُحاكي نظام الخطاف المطاطي، على نطاق أصغر، الممارسة المُستخدمة في إطلاق الطائرات الشراعية التي يتم التحكم فيها عن بُعد والطائرات الشراعية الحقيقية، بتكلفة وتعقيد أقل بكثير. حتى الآن، يُعد هذا المثال الوحيد المعروف لنظام إطلاق كهذا مُطبَّق على نموذج طائرة ورقية نُشر في كتاب. أداء الطيران باستخدام الخطاف المطاطي ممتاز - فقد أظهرت إحدى الطائرات الشراعية على وجه الخصوص، وهي نموذج مصغر من طراز U-2 (في الكتاب الأخير من السلسلة)، أداء طيران يتجاوز 120 مترًا عند إطلاقها باستخدام الخطاف المطاطي.

طائرات الهليكوبتر الورقية (الطائرات الدوارة)

ظهرت أول طائرة ورقية ذاتية الدوران (مروحية بدون محرك) معروفة في العالم، من تصميم ريتشارد ك. نيو، في كتاب "الكتاب الدولي العظيم للطائرات الورقية" الذي نُشر عام 1967. تطير أجنحتها في دائرة حول عمود ثقل مركزي أثناء هبوطها عموديًا. [ 6 ] وقد نُشر هذا التصميم الأساسي عدة مرات وهو معروف على نطاق واسع.

قام جيمس زونكر ببناء أول طائرة ورقية ذاتية الدوران معروفة في العالم، تتميز بجسمها الموجه للأمام والمرفوع بواسطة شفرات دوارة. وقد ظهرت هذه الطائرة في الصفحة 53 من كتاب "كتاب الطائرات الورقية: الكتاب الرسمي للمسابقة الدولية الثانية الكبرى للطائرات الورقية"، الذي نشرته مجلة ساينس عام 1985. تدور شفراتها المزدوجة المتعاكسة تلقائيًا على محاور ورقية عند الإطلاق لتوفير قوة الرفع.

طوّر إي إتش ماثيوز نموذجًا ورقيًا مستقرًا للطيران يُعرف باسم "بيبركوبتر". يتميز هذا النموذج بجناح حلقي، وقلابات قابلة للتعديل لتحقيق الاستقرار أثناء الطيران، مثبتة على الحافة الداخلية للحلقة. ورغم أنه ليس طائرة جيروسكوبية بالمعنى الدقيق، إلا أن هذا النموذج الورقي يندرج ضمن التصميم العام للطائرات الهليكوبتر الورقية، ويحتوي على عنصر دوراني لتوليد قوة الرفع أثناء الطيران الأمامي. تتميز طائرات "بيبركوبتر"، كما أطلق عليها البروفيسور ماثيوز، عن غيرها من الطائرات الهليكوبتر الورقية بمدى وسرعة يفوقان بكثير جميع الفئات الأخرى، وقدرتها على الطيران بسرعة عالية، ومدى يتراوح بين 10 و15  مترًا. ويبلغ أطول زمن طيران مسجل لها 27.9 ثانية. [ 7 ]

الأرقام القياسية العالمية

هناك أهداف متعددة للرحلة الجوية:

  • المسافة (رمي الرمح).
  • الوقت في الأعلى (رمي الرمح مباشرة إلى الأعلى مع التحول اللاحق إلى طائرة شراعية ).
  • استعراض جوي.
  • الطيران المستقر لفهم ميكانيكا الطيران للطائرة الجيدة.

لكل هدف طائرة نموذجية، وأحياناً رقم قياسي عالمي. [ 8 ]

طائرة ورقية فائزة في المسابقة

لقد كانت هناك محاولات عديدة على مر السنين لكسر حواجز رمي الطائرة الورقية لأطول فترة في الهواء ولمسافة طويلة.

الزمن في الأعلى

احتفظ كين بلاكبيرن بهذا الرقم القياسي العالمي في موسوعة غينيس لمدة 13 عامًا (1983-1996)، واستعاده في أكتوبر 1998 بإبقاء طائرته الورقية محلقة في الهواء لمدة 27.6 ثانية (داخل مبنى مغلق). وقد أكد ذلك مسؤولو غينيس وتقرير لشبكة CNN. [ 9 ] الطائرة الورقية التي استخدمها بلاكبيرن في محاولته لتحطيم الرقم القياسي كانت طائرة شراعية . اعتبارًا من مارس 2023يحمل تاكوو تودا (اليابان) الرقم القياسي العالمي لأطول مدة في الهواء (29.2 ثانية) في مدينة فوكوياما، هيروشيما، اليابان، في 19 ديسمبر 2010. [ 10 ] أما الرقم القياسي الحالي للمسافة، اعتبارًا من فبراير 2023، فهو 88.318 مترًا (289  قدمًا و9 بوصات) حققه ديلون روبل (الولايات المتحدة الأمريكية)، بدعم من ناثانيال إريكسون وغاريت جنسن (كلاهما من الولايات المتحدة الأمريكية) في كراون بوينت، إنديانا، الولايات المتحدة الأمريكية، في 2 ديسمبر 2022. [ 11 ]

مسافة

سجّل ستيفن كريجر الرقم القياسي لأطول مسافة رمية ورقية منذ عام 2003، حيث بلغت 63.20 مترًا (207 أقدام و4 بوصات ) . وبعد أكثر من تسع سنوات، حُطِّم الرقم القياسي عام 2012 على يد جو أيوب ، الذي رمى طائرة ورقية لمسافة 69.14 مترًا (226 قدمًا و10 بوصات ) . صمّم الطائرة جون كولينز، المعروف باسم "رجل الطائرات الورقية". [ 12 ] [ 13 ] استمر الرقم القياسي لأكثر من عشر سنوات حتى سجّل كيم كيو تاي رقمًا قياسيًا جديدًا بلغ 76.99 مترًا ( 252 قدمًا و7 بوصات ) عام 2022، باستخدام طائرة من تصميم شين مو جون وتشيه يي جيان (جوليان). [ 14 ] وفي 28 ديسمبر 2025، حُطِّم الرقم القياسي مرة أخرى عندما رمى ليو ليون طائرة ورقية لمسافة 98.43 مترًا (322.9 قدمًا) داخل صالة مغلقة في شنغهاي، الصين، باستخدام طائرة طُوِّرت بعد أكثر من ستة أشهر من الاختبار والتطوير. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]         

قواعد

قواعد تسجيل الرقم القياسي العالمي في موسوعة غينيس للطائرات الورقية هي

  • ورق A4
  • أقصى كثافة 100 جم/م²
  • يُسمح باستخدام شريط لاصق بأبعاد 25 مم × 30 مم [ 18 ]

الديناميكا الهوائية

الديناميكا الهوائية العامة

تُعدّ الطائرات الورقية نوعًا من الطائرات النموذجية، ولذا فهي لا تخضع لقوى ديناميكية هوائية تختلف عن أنواع الطائرات النموذجية الأخرى. مع ذلك، فإنّ مادة صنعها تُحدث عددًا من التأثيرات المتباينة على أداء الطيران مقارنةً بالطائرات المصنوعة من مواد مختلفة.

بشكل عام، هناك أربع قوى ديناميكية هوائية تؤثر على الطائرة الورقية أثناء طيرانها:

تتفاعل القوى الديناميكية الهوائية مجتمعةً، مُحدثةً اضطرابًا يُضخّم التغيرات الطفيفة في سطح الطائرة الورقية. ويمكن إجراء تعديلات على معظم الطائرات الورقية عن طريق ثني أو تقويس أو عمل شقوق صغيرة في الحواف الخلفية للأجنحة وفي ذيل الطائرة، إن وُجد.

التعديلات الأكثر شيوعًا، والتي تم تصميمها على غرار الطائرات الشراعية، هي زاوية السطوح الثنائية ، والجنيحات ، والمصاعد ، والدفات .

إعادة حرجة

نطاق رقم رينولدز (Re) للطائرة النموذجية الورقية واسع إلى حد معقول:

  • 2000-12000 للطائرات الورقية
  • 4000–16900 لفن طي الورق المركب (الذي يتضمن مواد لاصقة وتحسينات ديناميكية هوائية)
  • 9000–39000 لأداء الملف الشخصي (وايت وينجز، بيبر بايلوت، وآخرون).
  • 19200–56000 لأداء المقياس (وايت وينجز، بيبر بايلوت، وآخرون).
  • 22000–93000 للنماذج المصغرة (الهياكل المعقدة)

هذه النطاقات إرشادية. وكما ذُكر أعلاه، فإن نسبة الكتلة إلى الكثافة في الورق تمنع الأداء من الوصول إلى أداء نماذج خشب البلسا من حيث تعبيرات القوة إلى الوزن، ولكن بالنسبة للنماذج ذات أطوال الأجنحة التي تتراوح بين 250  مم و1200  مم، فإن رقم رينولدز الحرج مشابه جدًا لطائرات شراعية من خشب البلسا ذات أبعاد مماثلة.

عادة ما يكون للنماذج الورقية نسبة عرض إلى ارتفاع الجناح عالية جدًا (الطائرات الشراعية النموذجية) أو منخفضة جدًا (السهام الورقية الكلاسيكية)، وبالتالي فإنها في جميع الحالات تقريبًا تطير بسرعات أقل بكثير من شكل جناحها ورقم رينولدز الحرج للجناح ، حيث يتحول التدفق من انسيابي إلى مضطرب.

معظم سهام الأوريغامي الورقية تميل إلى الطيران داخل الهواء المضطرب على أي حال، وعلى هذا النحو، فهي مهمة للبحث في التدفق المضطرب مثل أسطح الرفع منخفضة رينولدز الموجودة في الطبيعة مثل أوراق الأشجار والنباتات وكذلك أجنحة الحشرات.

تقترب النماذج عالية الأداء، سواءً كانت نماذج ورقية أو نماذج مصغرة، من قيمة عدد رينولدز الحرج لقسم جناحها أثناء الطيران، وهو إنجاز جدير بالملاحظة في مجال تصميم النماذج الورقية. ويعود هذا الأداء إلى حقيقة أن هذه الطائرات الشراعية تؤدي في الواقع بأقصى كفاءة ممكنة في ظل محدودية المواد المستخدمة.

كشفت التجارب التي أُجريت على تشطيبات مواد مختلفة في السنوات الأخيرة عن بعض العلاقات المثيرة للاهتمام بين معامل رينولدز ونماذج الورق. يتحسن أداء هياكل الأوريغامي والأوريغامي المركبة بشكل ملحوظ مع استخدام الورق الأملس، ويعود ذلك جزئيًا إلى كتلة الورق العالية وبالتالي قدرته الأفضل على الاختراق.

لا تستفيد الطائرات ذات الأداء الهامشي والنماذج المصغرة عمومًا من الأسطح الأثقل والأكثر لمعانًا. أما الطائرات ذات التصميم الانسيابي، فتشهد تحسنًا طفيفًا في الأداء عند استخدام ورق لامع وزلق في بنائها، ولكن على الرغم من زيادة السرعة، غالبًا ما يُقابل ذلك بانخفاض نسبة مقاومة الهواء إلى عمر الطائرة. وقد لوحظ تراجع في أداء النماذج المصغرة عند إضافة أوراق لامعة ثقيلة في بنائها.

الأجنحة الهوائية

تختلف مقاطع شكل الجناح في النماذج، حسب النوع:

  • الأوريغامي  : لوحة غوتينغن المسطحة، أو شكل جيديلسكي للحواف الأمامية المطوية.
  • فن طي الورق المركب: مطابق لفن طي الورق، وإن كان غالبًا بحواف مغلقة - تحسن بنسبة 45٪ في معامل الاحتكاك.
  • أداء المظهر الجانبي: لوحة غوتينغن المنحنية، ذات مظهر جانبي مشابه لغوتينغن 801.
  • الأداء على نطاق واسع: جناح غوتينغن 801 أو أي جناح آخر ذو شكل انسيابي
  • النماذج المصغرة: يختلف هذا باختلاف نوع النموذج (انظر أدناه)

يختلف تقوس الأسطح أيضًا. بشكل عام، كلما انخفض رقم رينولدز، زاد التقوس. تتميز نماذج الأوريغامي بتقوسات عالية جدًا مقارنةً بالنماذج المصغرة ذات الأداء الأقل، والتي تتطلب كتلتها المتزايدة سرعات طيران أعلى، وبالتالي مقاومة هواء أقل ناتجة عن التقوس العالي، مع العلم أن هذا يختلف باختلاف النموذج المُحاكى.

في حالة الأداء المصغر والنماذج المصغرة، تحدد غاية المصمم نوع مقطع الجناح المختار. فالطائرات ثنائية الأجنحة من الحرب العالمية الأولى، إذا صُممت لأداء طيران عالٍ، غالبًا ما تحتوي على أجنحة ذات صفائح منحنية، لأنها تُنتج أسطحًا شديدة التقوس ومعامل رفع (Cl) لسرعات انزلاق منخفضة. أما الطائرات أحادية الأجنحة من الحرب العالمية الثانية، فغالبًا ما تحتوي على مقاطع مشابهة جدًا للنماذج المصغرة، مع زيادة في انحناء الحافة الخلفية لتحسين التقوس مقارنةً بنظيراتها المصغرة.

وبالمثل، سيكون للحجم وسرعة الهواء والكتلة تأثيرات كبيرة جدًا على اختيار شكل الجناح، على الرغم من أن هذا اعتبار عالمي في تصميم الطائرات النموذجية، بغض النظر عن المادة.

أجنحة طائرة من الأوريغامي

يعارض تيم ريتشاردسون، حامل الرقم القياسي العالمي السابق في موسوعة غينيس، فكرة إضافة ذيل للطائرة الورقية. ويشرح في موقعه الإلكتروني، في شرحه لديناميكا الهواء للطائرات الورقية ، أن الذيل غير ضروري. ويستشهد بقاذفة القنابل B-2 Spirit ذات الجناح الطائر كمثال، موضحًا أن توزيع الأوزان على طول الجناح يجب أن يكون للأمام لتحقيق استقرار الطائرة. (ملاحظة: لا تحتاج الطائرات الورقية إلى ذيل في المقام الأول لأنها عادةً ما تمتلك جسمًا كبيرًا ورفيعًا يمنع الانحراف ، وأجنحة تمتد على طولها بالكامل، مما يمنع الميلان ).

بشكل مستقل، ابتكر إدموند هوي طائرة ورقية تُشبه قاذفة الشبح، أطلق عليها اسم "بيبرانغ"، عام 1977، [ 19 ] مستندًا إلى ديناميكيات الطيران الشراعي. تتميز هذه الطائرة بأجزاء انسيابية مُتحكَّم بها بدقة، وأجنحة ذات نسبة عرض إلى طول عالية، وطريقة بناء تُمكّن المُصمِّم من تغيير كل جانب من جوانب شكلها. وقد نُشرت عنها رواية "طائرات ورقية مذهلة" عام 1987، بالإضافة إلى عدد من المقالات الصحفية عام 1992. لا تُشارك هذه الطائرة في معظم مسابقات الطائرات الورقية بسبب استخدام الدباسة، إلا أنها تتمتع بأداء انزلاقي فائق يتجاوز نسبة الانزلاق فيها 12 إلى 1، مع ثبات جيد.

في عام ١٩٧٥، صمّم فنان الأوريغامي مايكل لافوس جناحًا طائرًا مصنوعًا بالكامل من الأوريغامي (ورقة واحدة؛ بدون قص أو غراء أو دبابيس...)، وأطلق عليه اسم "جناح آرت ديكو". ورغم أن شكله الانسيابي يحاكي بعض أشكال الطائرات الشراعية والأجنحة الأسرع من الصوت، إلا أن ابتكاره نبع من استكشاف جمال طي الورق أولًا. ويُضاهي معدل انزلاقه وثباته العديد من أفضل تصاميم الأجنحة الورقية التي تستخدم الغراء أو الشريط اللاصق أو الدبابيس. نُشر هذا التصميم لأول مرة عام ١٩٨٤ في كتاب "أجنحة وأشياء" لستيفن وايس، الصادر عن دار سانت مارتن للنشر.

على الرغم من شيوع الاعتقاد بأن الطائرات الورقية الخفيفة تقطع مسافات أطول من الثقيلة، إلا أن بلاكبيرن يعتبر هذا غير صحيح. فقد استندت طائرة بلاكبيرن الورقية التي حطمت الرقم القياسي قبل 20 عامًا [ 20 ] إلى اعتقاده بأن أفضل الطائرات تتميز بأجنحة قصيرة وتكون "ثقيلة" عند مرحلة الإطلاق، أي عندما يقذفها الرامي في الهواء. وفي الوقت نفسه، فإن الأجنحة الأطول والوزن "الأخف" من شأنهما أن يسمحا للطائرة الورقية بمدة طيران أطول، ولكن لا يمكن قذفها بقوة وضغط كبيرين في الهواء كما هو الحال في مرحلة الإطلاق "الثقيلة". ووفقًا لبلاكبيرن، "للحصول على أقصى ارتفاع وللانتقال السلس إلى الطيران الانزلاقي، يجب أن تكون زاوية الرمية في حدود 10 درجات من الوضع الرأسي" - مما يدل على أن سرعة لا تقل عن 97 كيلومترًا في الساعة (60 ميلًا في الساعة) هي السرعة اللازمة لقذف الطائرة الورقية بنجاح.

بعد الطي، تبقى فجوات بين طبقات الورق المطوي (حافة التمزق). قد تؤثر هذه الفجوات، بالإضافة إلى الانحناءات العرضية لاتجاه تدفق الهواء، سلبًا على الديناميكا الهوائية، خاصةً على الجانب العلوي من الجناح. في بعض النماذج، لا تتطابق الأسطح مع اتجاه التدفق، ما يجعلها تعمل كمكابح هوائية. عادةً ما يكون مركز الكتلة عند 1/81 من طول الجناح، ومركز المساحة عند نصف طوله. توجد طريقتان لنقل مركز الكتلة إلى الأمام. الأولى هي لف الحافة الأمامية لأعلى، والتي تبقى غير مائلة. أما الثانية فتستخدم جناحًا مائلًا أو طيًا محوريًا لإنتاج ما يشبه جسم الطائرة الممتد من الحافة الأمامية للجناح.

تصاميم أخرى

مثال على طائرة ورقية غير متناظرة مصممة خصيصًا، تُظهر عزم دوران كبير نتيجةً لقوى غير متوازنة على الأجنحة. يتخذ مسار الطيران شكلًا شبه مكافئ ، قبل أن يهبط في دوامة سريعة عكس اتجاه عقارب الساعة، كما يُرى من الخلف.

من الممكن ابتكار نماذج حرة من الطائرات الورقية، والتي غالبًا ما تُظهر مسار طيران غير مألوف مقارنةً بالطائرات الورقية التقليدية كالسهام والطائرات النفاثة والطائرات الشراعية. وتتضمن تقنية دفع أخرى، تُتيح سرعات إطلاق عالية، استخدام أربطة مطاطية كـ"مقاليع". أما الطيران الشراعي المتواصل، فيعتمد على الدفع المستمر لتصاميم الطائرات الورقية (مثل طائرة " الجناح المتدحرج " و"الرقائق المتتابعة" [ 21 ] و"راكب الأمواج" [ 22 ] ) عن طريق التحليق على حافة قطعة من الورق المقوى.

رحلة فضائية

قد يُطلق في يوم من الأيام طائرة ورقية من الفضاء. اجتاز نموذج أولي اختبار متانة في نفق هوائي في مارس 2008، ودرست وكالة الفضاء اليابانية (جاكسا) إمكانية إطلاقها من محطة الفضاء الدولية . إلا أن مطوري الطائرة، تاكوو تودا (انظر الأرقام القياسية العالمية أعلاه) وزميله شينجي سوزوكي، مهندس الطيران والأستاذ بجامعة طوكيو ، أجّلا المحاولة بعد إدراكهما استحالة تتبعهما خلال رحلة الطائرة التي تستغرق أسبوعًا إلى الأرض، بافتراض نجاة أي منهما من الهبوط الحاد. وكان المطوران يأملان في أن تدعم الصين أو روسيا المزيد من الجهود المبذولة في هذا المشروع. [ 23 ]

في فبراير 2011، أُطلقت 200 طائرة من شبكة أسفل بالون طقس على ارتفاع 37 كيلومترًا (23 ميلًا) فوق ألمانيا. صُممت هذه الطائرات للحفاظ على طيران مستقر حتى في هبات رياح تصل سرعتها إلى 160 كيلومترًا في الساعة (100 ميل في الساعة) . زُوّدت الطائرات برقائق ذاكرة يمكن تحميل البيانات منها، وأُفيد بالعثور عليها في أماكن أخرى في أوروبا، بالإضافة إلى كندا والهند وجنوب إفريقيا وأستراليا. صرّح متحدث باسم المشروع بأنه "متشكك بعض الشيء" في التقارير الواردة من نصف الكرة الجنوبي، لكنه قال إن وصول الطائرات إلى أمريكا أمر وارد نظرًا للرياح "الكبيرة" التي واجهتها، وحقيقة أن الطائرة الورقية المصممة جيدًا "تقطع مسافة 3.6 متر (12 قدمًا) على الأرض مقابل كل 30 سنتيمترًا (قدمًا) تسقطها". [ 24 ]   

في 24 يونيو 2015، حقق نادٍ من مدرسة كيسجريف الثانوية في سوفولك بالمملكة المتحدة الرقم القياسي العالمي لأعلى ارتفاع لإطلاق طائرة ورقية، حيث وصل إلى ارتفاع 35043 مترًا (114970 قدمًا) . [ 25 ] 

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ كيلي، إيمري ج. (أغسطس 2011). الطائرات الورقية: نماذج للبناء والطيران . منشورات ليرنر. ص  16. ISBN 978-0-7613-8280-5.
  2. ↑ إدواردز، فيل (28 أبريل 2015). "هل كان الناس يطيرون طائرات ورقية قبل اختراع الطائرات الحقيقية؟" . فوكس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2024 .
  3. ↑ ثيودور فون كارمان مع لي إدسون (1967) الريح وما وراءها ، ليتل، براون وشركاه ، ص 38.
  4. ↑ جون إم. كولينز (2012). رحلة رائعة . دار سبيد للنشر. الصفحات 122-126 . ISBN  978-1580085779.
  5. ↑ أوين، توماس (23 سبتمبر 1988). "رحلة الضوء". صحيفة كريستيان ساينس مونيتور . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0882-7729 . بروكويست 1034592633 .  
  6. ↑ جيري ماندر، جورج ديبل، هوارد جوساج (1967)، "كتاب الطائرات الورقية الدولي العظيم"، رقم ISBN 978-06-7121-129-5
  7. ↑ رايل، جوليان (18 مايو 2009). "رجل ياباني يحطم الرقم القياسي في تحليق طائرة ورقية" . صحيفة التلغراف . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 أكتوبر 2012 .
  8. ↑ كين بلاكبيرن (19 مارس 2005). "طائرات ورقية" . Paperplane.org. مؤرشف من الأصل في 26 نوفمبر 2001. تم الاطلاع عليه في 22 يونيو 2009 .
  9. ↑ "آمال المهندس في تحطيم الأرقام القياسية تحلق على أجنحة ورقية - 8 أكتوبر 1998" . سي إن إن. 8 أكتوبر 1998. تاريخ الاطلاع: 22 يونيو 2009 .
  10. ↑ "أطول مدة طيران لطائرة ورقية" . موسوعة غينيس للأرقام القياسية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مارس 2023 .
  11. ↑ "أبعد رحلة طيران لطائرة ورقية" . موسوعة غينيس للأرقام القياسية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 فبراير 2023 .
  12. ↑ "فيديو: هل هذه أطول رحلة طيران لطائرة ورقية على الإطلاق؟" موسوعة غينيس للأرقام القياسية . 29 فبراير 2012.
  13. ↑ "تحطيم الرقم القياسي العالمي في رمي الطائرات الورقية" . لايف ساينس . 29 فبراير 2012.
  14. ↑ "رمية طائرة ورقية ملحمية تحطم الرقم القياسي العالمي في كوريا الجنوبية" . موسوعة غينيس للأرقام القياسية . 19 مايو 2022.
  15. ↑ "أبعد مسافة طيران لطائرة ورقية" . موسوعة غينيس للأرقام القياسية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يوليو 2026 .
  16. ↑ "الطائرات الورقية صاحبة الرقم القياسي العالمي" . Fold 'N Fly . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يوليو 2026 .
  17. ↑ "إيكاروس يحلق عالياً: طلاب يحطمون أرقام غينيس القياسية في صناعة الطائرات الورقية" . نيو أطلس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يوليو 2026 .
  18. ↑ "أفضل طائرة ورقية في العالم" . صنع: . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 فبراير 2026 .
  19. ↑ "الطائرة الورقية: أفضل طائرة ورقية في العالم هي Paperang" . Paperang.com. 2008-06-04 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-06-22 .
  20. ↑ "محاكي طيران الطائرة الورقية: دار نشر وركمان" . Workman.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 مايو 2000. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يونيو 2009 .
  21. ↑ جون إم. كولينز (2012). رحلة رائعة . دار نشر سبيد. الصفحات 136-144 . ISBN  978-1580085779.
  22. ↑ فيليب روسوني (2012). اصنع وقُد طائراتك الشراعية اليدوية . ماكجرو هيل. الصفحات 27-73 . ISBN  978-0071790550.
  23. ↑ "هاوي طائرات ورقية يحطم رقماً قياسياً في الطيران" بقلم جاستن مكوري، طوكيو، guardian.co.uk ، 27 ديسمبر 2009، الساعة 16:03 بتوقيت غرينتش. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 ديسمبر 2009.
  24. ↑ "إطلاق طائرات ورقية من الفضاء، وعودتها إلى ألمانيا وأستراليا وكندا" . فوكس نيوز . نيوزكور . 3 فبراير 2011. مؤرشف من الأصل في 15 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 فبراير 2012 .
  25. ↑ "إطلاق طائرة ورقية من أعلى ارتفاع" . موسوعة غينيس للأرقام القياسية .

كتب بارزة

  • مخيم عصر الطائرات ، د. ياسواكي نينوميا، 1966.
  • كتاب الطائرات الورقية الدولي العظيم ، من تأليف جيري ماندر وجورج ديبل وهوارد جوساج؛ 1967، 1988
  • نجوم الطيران ، د. ياسواكي نينوميا، 1967.
  • الأجنحة البيضاء: طائرات ورقية ممتازة ، للدكتور ياسواكي نينوميا؛ شركة أجكو المحدودة، أوساكو، اليابان، 1980.
  • الطائرات الورقية المتقدمة ، بقلم كامبل موريس؛ أنجوس وروبرتسون (هاربر كولينز)، سيدني، أستراليا، 1983.
  • الطائرة الورقية المثالية ، بقلم ريتشارد كلاين؛ دار فايرسايد للنشر، نيويورك، 1985.
  • الطيار الورقي ، بقلم إي إتش ماثيوز، سترويك، جوهانسبرج، 1987
  • ورقة تجريبية 2 ، بقلم إي إتش ماثيوز، سترويك، جوهانسبرج، 1990
  • ورقة تجريبية 3 ، بقلم إي إتش ماثيوز، سترويك، جوهانسبرج، 1992
  • 12 طائرة للطيار الورقي ، بقلم إي إتش ماثيوز، ستريك، جوهانسبرج، 1995
  • الطائرات الورقية ، بقلم ريتشارد سليد، 1972 (طائرات نموذجية مصغرة)
  • كتاب "كيفية صنع الطائرات الورقية" ، سلسلة "كيفية صنع الطائرات الورقية"، دار أوزبورن للنشر، لندن، 1979
  • كتاب "الطيران الشراعي" ، بقلم جون إم. كولينز، دار نشر تين سبيد، 1989
  • رحلة رائعة ، بقلم جون إم. كولينز، دار نشر تين سبيد، 2004
  • طائرات ورقية بسيطة للغاية ، من تأليف نيك روبنسون، دار ستيرلينغ للنشر، 2005
  • كتاب "أكبر كتاب على الإطلاق عن الطائرات الورقية" ، من تأليف نيك روبنسون، دار نشر آيفي برس، 2009
  • الطائرات الورقية المذهلة ، بقلم كيونغ هوا لي، دار نشر جامعة نيو مكسيكو، 2016