جناح روغالو

جناح روغالو هو نوع مرن من الأجنحة . في عام 1948، اخترع فرانسيس روغالو ، مهندس ناسا ، وزوجته جيرترود روغالو ، جناحًا مرنًا ذاتي الانتفاخ أطلقوا عليه اسم " باراوينغ"، والذي يُعرف أيضًا باسم "جناح روغالو" أو الجناح المرن. [1] نظرت ناسا في جناح روغالو المرن كنظام استعادة بديل لكبسولات الفضاء ميركوري وجيميني ، وإمكانية استخدامه في ^{عمليات هبوط المركبات} الفضائية الأخرى ، ولكن تم التخلي عن الفكرة من جيميني في عام 1964 لصالح المظلات التقليدية .

كان روغالو مهتمًا بالجناح المرن منذ عام 1945. وقد صنع هو وزوجته الطائرات الورقية وحلّقاها كهواية. لم يتمكنا من الحصول على دعم رسمي للجناح، حتى من اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية (NACA) التي كان يعمل بها روغالو، لذا أجريا تجارب في أوقات فراغهما. وبحلول نهاية عام 1948، كان لديهما تصميمان عمليان يستخدمان جناحًا مرنًا  - طائرة ورقية أطلقوا عليها اسم "فليكسي-كايت" ومظلة انزلاق أطلقوا عليها لاحقًا اسم "باراغلايدر". ^{[ 2 ]} حصل روغالو وزوجته على براءة اختراع لجناح مربع مرن في مارس 1951. وساعد بيع "فليكسي-كايت" كلعبة في تمويل عملهما ونشر التصميم.

في أواخر الخمسينيات وأوائل الستينيات من القرن الماضي، عملت شركات تصنيع الطيران الأمريكية على تصميم مظلات لاستعادة كبسولات الفضاء. وقد نظرت وكالة ناسا لفترة وجيزة في استخدام جناح روغالو كبديل للمظلة الدائرية التقليدية لكبسولة مشروع ميركوري خلال فترة من المشاكل التطويرية المؤقتة. لاحقًا، كان جناح روغالو الخيار الأولي لكبسولة مشروع جيميني ، لكن مشاكل التطوير أجبرت في النهاية على استبداله بالمظلة. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

يُستخدم مصطلح "جناح روغالو" اليوم للإشارة إلى جناح يتكون من سطحين مخروطيين جزئيين ، حيث يشير كلا المخروطين إلى الأمام. تتميز أجنحة روغالو البطيئة بمخاريط عريضة وضحلة، بينما تتميز أجنحة روغالو السريعة، سواءً كانت دون سرعة الصوت أو فوقها، بمخاريط طويلة وضيقة. يُعد جناح روغالو جناحًا طائرًا بسيطًا وغير مكلف، يتمتع بخصائص مميزة. لا يُعتبر الجناح طائرة ورقية، ولا يمكن تصنيفه كطائرة شراعية أو طائرة بمحرك، إلا بعد ربطه أو ترتيبه في وضعية تسمح له بالانزلاق أو التشغيل. بعبارة أخرى، تحدد طريقة ربطه والتحكم فيه نوع الطائرة التي يُصبح عليها. يُستخدم جناح روغالو غالبًا في الطائرات الورقية اللعبة ، ولكنه استُخدم أيضًا في صناعة مظلات المركبات الفضائية، والمظلات الرياضية ، والطائرات الخفيفة جدًا ذات المحركات مثل الدراجة ثلاثية العجلات والطائرات الشراعية المعلقة . وقد حصل روغالو على أكثر من براءة اختراع تتعلق باكتشافه. تضمن التوسع في اختراعه، الذي تم بذل العناية الواجبة فيه، أشكالًا أسطوانية وفصوصًا متعددة وصلابات مختلفة وزوايا أنف مختلفة، وما إلى ذلك. وقد أدى تصميم تشارلز ريتشاردز واستخدامه لجناح روغالو في مشروع ناسا باريسيف إلى تجميع أصبح بمثابة النموذج الأساسي لجناح روغالو القياسي للطائرات الشراعية المعلقة الذي سيغطي عالم الرياضة في أوائل السبعينيات.

إضافةً إلى ذلك، صُمم الجناح لينثني ويتمدد مع الرياح، مما يوفر ديناميكية هوائية مثالية تُشبه نظام التعليق الزنبركي. تسمح هذه المرونة للجناح بأن يكون أقل تأثراً بالاضطرابات الجوية، مما يوفر تجربة طيران أكثر سلاسة من طائرة ذات جناح صلب بنفس الحجم. أما الحافة الخلفية للجناح - غير المُدعّمة - فتسمح له بالالتواء، وتوفر استقراراً ديناميكياً هوائياً دون الحاجة إلى ذيل.

في عامي 1961 و1962، أطلق المهندس باري بالمر، المتخصص في هندسة الطيران، عدة نماذج من طائرة شراعية ذات جناح روغالو ، مستخدمًا تقنية الإطلاق بالقدم، وذلك للحفاظ على روح رياضة الطيران الشراعي. وكان جيمس هوبسون من المساهمين الآخرين في تطوير طائرة روغالو الشراعية، حيث نُشرت طائرته "روجالو هانغ غلايدر" عام 1962 في مجلة "سبورت أفييشن" التابعة لجمعية الطائرات التجريبية، كما عُرضت على التلفزيون الأمريكي ضمن برنامج "لورانس ويلك شو" . وفي وقت لاحق في أستراليا، في منتصف عام 1963، شرع جون ديكنسون ^{[ 5 ]} في بناء طائرة شراعية/طائرة ورقية للتزلج على الماء قابلة للتحكم ، والتي أقرّ بأنه اقتبسها من طائرة رايان إيرونوتيكال ذات الجناح المرن. أثارت الدعاية التي حظيت بها طائرات باريسيف الشراعية، التي تم اختبارها وتجربتها، بالإضافة إلى شركات الفضاء المختلفة، اهتمامًا بتصميم الجناح الذي روّج له روغالو لدى العديد من المصممين الهواة، من بينهم: توماس إتش. بورسيل جونيور، وباري هيل بالمر، وجيمس هوبسون، ومايك بيرنز، وجون ديكنسون، وريتشارد ميلر، وبيل مويس ، وبيل بينيت، وديف كيلبورن، وديك إيبر، وغيرهم الكثير. وشهدت رياضة الطيران الشراعي انتعاشًا ملحوظًا في ستينيات القرن الماضي، وكان جون وورث من أوائل رواد بناء وتصميم الطائرات الشراعية ذات الأربعة أذرع باستخدام تصاميم متاحة للعموم.

تم عرض تقنية التعليق بنقطة واحدة بشكل كامل في بريسلاو عام 1908، بالإضافة إلى إطار التحكم المثلثي الذي ظهر لاحقًا في طائرات ناسا وجون وورث الشراعية، سواءً كانت تعمل بمحركات أو بدونها. استخدم توماس بورسيل ومايك بيرنز إطار التحكم المثلثي. وفي وقت لاحق، قام ديكنسون بتصميم مماثل، حيث صنع هيكلًا ليتناسب مع جناح روغالو القياسي آنذاك ذي الأربعة أذرع المدعمة. ^{[ 6 ] [ 7 ]} اعتمد نموذج ديكنسون على نقطة تعليق واحدة وإطار على شكل حرف A : ^{[ 8 ] [ 9 ]} بدأ بجناح روغالو ذي إطار على شكل حرف U (أصبح لاحقًا قضيب تحكم على شكل حرف A )؛ ويتكون من عارضة، وحواف أمامية، وعارضة عرضية، وإطار تحكم ثابت. كما استُخدم نقل الوزن للتحكم في الطائرة الشراعية. تم عرض الجناح المرن - المسمى "جناح التزلج" - لأول مرة علنًا في مهرجان جرافتون جاكاراندا في سبتمبر 1963 بواسطة رود فولر أثناء سحبه خلف قارب بمحرك .

تُشير الجمعية الأسترالية للطيران الشراعي الذاتي إلى أن أول إقلاع يدوي لطائرة شراعية معلقة في أستراليا كان عام 1972. ^{[ 10 ]} في تورانس، كاليفورنيا، ساعد جو فاوست بيل مويس في إقلاع طائرة شراعية معلقة باستخدام طائرة ورقية على منحدر شاطئي عام 1971 أو 1972. أسس مويس شركةً لإنتاج طائراته الشراعية المعلقة ذات الأجنحة من طراز روغالو، والتي استخدمت إطار التحكم شبه المنحرف الذي رآه في طائرات التزلج الورقية المسطحة المأهولة من طراز ديكنسون والأسترالية. صدّر بيل مويس وبيل بينيت نسخًا مُحسّنة من طائراتهما الشراعية المعلقة إلى جميع أنحاء العالم. أُدرجت الطائرة الشراعية المعلقة ذات الجناح المظلي في قاعة مشاهير تكنولوجيا الفضاء التابعة لمؤسسة الفضاء عام 1995.

استُخدمت الطائرات الشراعية المعلقة بتقنيات مختلفة للتحكم في نقل الوزن منذ عهد أوتو ليلينتال . وكانت الطريقة الأكثر شيوعًا لتغيير مركز الثقل هي الطيران معلقًا من أسفل الذراعين بواسطة قضيبين متوازيين. استخدم كل من غوتلوب إسبنلوب (1922) وجورج سبرات (1929) وباري بالمر (1962) مقاعد بندولية للطيار. ووفر التفاعل مع هيكل الطائرة وسائل تحكم متنوعة في طائرة روغالو الشراعية المعلقة ذات الأجنحة.

اليوم، تُتحكم معظم أجنحة روغالو أيضًا بتغيير ميلها وانحرافها عن طريق تغيير مركز ثقلها. ويتم ذلك بتعليق الحمولة من نقطة أو أكثر أسفل الجناح، ثم تحريك كتلة الحمولة المتأرجحة (الطيار والأشياء الأخرى) إلى اليسار أو اليمين أو الأمام أو الخلف. وقد درست وكالة ناسا عدة طرق للتحكم في أجنحة روغالو خلال الفترة من عام 1958 وحتى ستينيات القرن الماضي، والتي تجسدت في نسخ مختلفة من طائرة باراوينغ.

في طائرات روغالو الشراعية المعلقة، استخدم جون ديكنسون نوعًا من إطارات التحكم بنقل الوزن، يتألف من إطار تحكم مثلث الشكل مثبت أسفل الجناح. كان الطيار يجلس على مقعد، وأحيانًا كان يُربط بحزام حول جذعه. وكان الطيار معلقًا خلف إطار التحكم المثلث، الذي استُخدم كدعامة لليد للدفع والسحب، بهدف نقل وزن الطيار بالنسبة لكتلة الجناح ووضعيته.

بعد أن أوقفت وكالة ناسا أبحاثها حول باريسيف عام 1965، تم تطوير مفهوم المظلات الانزلاقية لأغراض عسكرية وأخرى أرضية. وقد أدت هذه الجهود في نهاية المطاف إلى إدخال نسخ من جناح روغالو المرن القابل للنفخ إلى رياضة القفز المظلي . أعلنت شركة إيرفين عن طرازَي هوك وإيجل عام 1967، ^{[ 11 ]} لكنهما كانا متاحين لفترة محدودة جدًا قبل أن تُقدم إيرفين مظلة دلتا 2 باراوينغ عام 1968. ^{[ 12 ]} وكانت هذه المظلة الأكثر إنتاجًا وتطويرًا من بين مظلات روغالو المبكرة للقفز المظلي. وقد صُنعت في ثلاثة من مصانع إيرفين - في الولايات المتحدة وكندا والمملكة المتحدة.

كانت مظلة دلتا 2 مزودة بخطوط تعليق ملونة لتسهيل عملية الطي، بالإضافة إلى حزام "مانع صدمات الفتح" الفريد من نوعه (OSI) الذي ساعد على تقليل سرعات الفتح العالية والصدمات. وكان حجم طي المظلة أكبر قليلاً من مظلة بارا-كوماندر المتطورة آنذاك. وباعتبارها من أوائل أنواع المظلات الانزلاقية، فقد حظيت باهتمام كبير من القافزين. ومع ذلك، اكتسبت سمعة بأنها غير موثوقة، إذ بدت عرضة للأعطال عند الفتح، ربما بسبب أساليب الطي غير التقليدية لمثل هذا التصميم الجديد. ولكن عند فتحها بنجاح، كان الانزلاق والأداء أفضل بكثير من مظلة بارا-كوماندر.

كان طراز دلتا 2 متاحًا حتى عام 1975، ومهّد الطريق لأنواع أخرى من مظلات القفز المظلي من طراز روغالو وينغ، مثل هاندبري بارا-داكتيل . صُنعت هذه المظلة بنسختين: أحادية العارضة وثنائية العارضة، كمظلة رئيسية في منتصف إلى أواخر سبعينيات القرن الماضي، بالإضافة إلى نسخة احتياطية تُعرف باسم سيفتي-داكتيل. كانت هذه المظلة أمريكية الصنع، وتتميز بوجود منزلق لتقليل سرعة وقوة الفتح، كما هو معتاد في مظلات الهواء المضغوط الحديثة. كما توفرت مظلة روغالو وينغ روسية تُعرف باسم PZ-81 حتى عام 1995. في أواخر سبعينيات القرن الماضي، حلت مظلات الهواء المضغوط محل مظلات روغالو وينغ، لما تتميز به من موثوقية وأداء أفضل، بالإضافة إلى تقليل حجمها عند الطي، مقارنةً بجميع مظلات الانزلاق الأخرى وغير الانزلاقية.

تتحكم طائرات روغالو الورقية ذات الأجنحة في زاوية ميلها بواسطة لجام يحدد زاوية الهجوم . يتكون اللجام عادةً من خيط على شكل حلقة تمتد من مقدمة الطائرة إلى نهاية الدعامة المركزية للإطار على شكل حرف A. يقوم المستخدم بربط عقد (عادةً عقدة ربط ) في اللجام لضبط زاوية الهجوم. أما طائرات روغالو الورقية المنتجة بكميات كبيرة، فتستخدم لجامًا على شكل مثلث من غشاء بلاستيكي، حيث يتم لحام أحد أطرافه حراريًا بالدعامة المركزية.

عادة ما تحتوي طائرات روغالو الورقية القابلة للتوجيه على زوج من اللجام لتحديد درجة ثابتة، وتستخدم خيطين، واحد على كل جانب من الطائرة الورقية، لتغيير الدوران.

طوّرت شركة روغالو أيضًا سلسلة من تصاميم الألواح المرنة في ستينيات القرن الماضي، والتي تم تعديلها لتناسب رياضة التزلج الشراعي بالجر. تتميز هذه التصاميم بعارضة مزدوجة وأجنحة مخروطية ولجام متعدد التثبيت، ما يسمح باستخدامها مع نظام تحكم بخطين أو أربعة خطوط. تتمتع هذه الألواح بقوة سحب ممتازة، ولكنها تعاني من نطاق حركة أضيق مقارنةً بتصاميم الجر الحديثة. عادةً ما يتم استخدام الخيارين رقم 5 ورقم 9.

على الرغم من ظهور تصميمات مماثلة في وقت سابق وتطوير ابتكارات حاسمة مثل إطار التحكم المثلثي والحزام للتحكم الكافي في نقل الوزن من قبل آخرين، إلا أن روغالو يمتلك العديد من براءات الاختراع.

• روغالو، جيرترود وآخرون، "طائرة ورقية مرنة"، براءة اختراع أمريكية رقم 2,546,078، تم تقديمها في 23 نوفمبر 1948
• روغالو، جيرترود وآخرون، "طائرة ورقية مرنة"، براءة اختراع أمريكية رقم 2,751,172، تم تقديم الطلب في 17 نوفمبر 1952

• طائرة ورقية دلتا
• ديناميكيات الطيران الشراعي
• القفز المظلي
• تاريخ الطيران الشراعي
• الطيران الشراعي
• جناح

• طائرات ورقية على شكل زلاجات في حديقة الطائرات الورقية الافتراضية.
• أجنحة وطائرات ورقية من نوع روغالو.
• هبوط الجوزاء
• فقدان روغالو من جيميني
• روغالو بعد الجوزاء