بادپر

بادپَر یا گلایدر (به انگلیسی: Glider) یک هواگرد بی‌موتور است که بدون استفاده از انرژی موتور به پرواز در می‌آید. در واقع چون این پرنده نیروی پیشران موتور ندارد؛ باید برای غلبه بر نیروی پسار و حفظ سرعت ثابت یک زاویه سرش منفی را به کار گیرد. به سخنی دیگر از مولفهٔ وزن خود برای غلبه بر اصطکاک کمک می‌گیرد. بال‌های این هواگرد بلندتر و باریک‌تر از هواپیمای معمولی است که نیروی برآری بیشتری هم می‌دهند.بادپر را بیشتر به کمک یک هواپیمای یدک‌کش به پرواز درمی‌آورند. زمانی که هواپیمای بی موتور به اندازهٔ کافی اوج می‌گیرد آن را رها می‌کنند.

(ویدیو) پرواز یک گلایدر بر فراز استان گونما, ژاپن.

بادپر با به‌کارگیری نیروی باد، در هوا می‌ماند و آرام آرام از ارتفاع آن کاسته می‌شود. اگر سرعت باد با سرعت یا ارتفاع بادپر یکسان باشد، بادپر در ارتفاع ثابتی قرار خواهد گرفت و هنگامی سرعت بیشتر می‌شود، ارتفاعش افزایش می‌یابد. ابزار فرود آمدنشان دربردارندهٔ یک چرخ است که زیر کابین خلبان جای گرفته‌است و در پشت دُم آن هم چرخ کوچک دیگری جای دارد، که از آسیب دیدن دم در هنگامی که روی زمین است، جلوگیری کند.

انواع

گلایدرها از تولید پسای بسیار کم نسبت به میزان مشخصی از برا (Lift) بهره می‌برند. این ویژگی به بهترین شکل با استفاده از بال‌های بلند و باریک، یک بدنه باریک و سطوح صاف و بدون برآمدگی‌های اضافی حاصل می‌شود. هواگردهایی با این ویژگی‌ها قادر به اوج‌گیری بدون موتور (Soaring) هستند؛ به این معنا که می‌توانند در جریان‌های هوای صعودی ناشی از ترمال‌ها یا دامنه‌های تپه‌ها به‌طور مؤثر ارتفاع بگیرند. در هوای آرام، هواپیماهای گلایدر می‌توانند مسافت‌های طولانی را با سرعت زیاد و با کمترین کاهش ارتفاع طی کنند.

ASH25M — یک گلایدر دومنظورهٔ دو نفره با قابلیت خودپروازی

هواپیماهای گلایدر (Sailplane) دارای بال‌های صلب هستند و از ارابه فرود یا اسکی برای فرود استفاده می‌کنند.^[۱] در مقابل، کایت‌سواری و پاراگلایدر برای آغاز پرواز و فرود از پاهای خلبان استفاده می‌کنند. این دو نوع در مقاله‌های جداگانه توضیح داده شده‌اند، هرچند تفاوت‌های آن‌ها با هواپیماهای گلایدر در ادامه بیان شده است. گلایدرها معمولاً توسط وینچ (Winch Launch) یا یدک‌کشی هوایی (Aerotow) به پرواز درمی‌آیند، اگرچه روش‌های دیگری مانند یدک‌کشی زمینی با خودرو (Auto Tow) و پرتاب با کش بونجی (Bungee Launch) نیز گاهی استفاده می‌شوند.

امروزه تقریباً تمامی گلایدرها از نوع Sailplane هستند، اما در گذشته بسیاری از گلایدرها چنین نبودند. این انواع قابلیت اوج‌گیری بدون موتور را نداشتند و صرفاً هواپیماهای بدون موتوری بودند که توسط یک هواگرد دیگر تا مقصد مورد نظر یدک کشیده می‌شدند و سپس برای فرود رها می‌شدند. نمونهٔ شاخص این نوع، گلایدر نظامی بود (مانند گلایدرهای مورد استفاده در جنگ جهانی دوم). این گلایدرها اغلب تنها یک بار استفاده می‌شدند و پس از فرود، معمولاً رها می‌شدند زیرا مأموریت خود را انجام داده بودند.

موتورگلایدرها، گلایدرهایی هستند که به موتور مجهز شده‌اند و می‌توان از آن برای افزایش مدت پرواز و در برخی موارد حتی برای برخاستن استفاده کرد. برخی موتورگلایدرهای با کارایی بالا (که به «گلایدرهای خودنگهدار» یا Self-Sustaining Gliders معروف‌اند) دارای ملخ جمع‌شوندهٔ متصل به موتور هستند که می‌تواند برای حفظ پرواز مورد استفاده قرار گیرد. برخی دیگر از موتورگلایدرها نیروی پیشران کافی برای برخاستن مستقل دارند و پیش از جمع شدن ملخ، خودشان از زمین بلند می‌شوند؛ این نوع «گلایدرهای خودپرتاب» یا Self-Launching Gliders نامیده می‌شوند. نوع دیگری نیز وجود دارد که به «موتورگلایدر گردشگری» (Touring Motor Glider) معروف است و در آن خلبان می‌تواند بدون جمع کردن ملخ، موتور را در طول پرواز روشن یا خاموش کند.^[۲]

تاریخچه

گلایدرهای جورج کیلی از حدود سال ۱۸۴۹ پروازهای کوتاه و لحظه‌ای مبتنی بر نیروی برا را انجام دادند.^[۳] در دههٔ ۱۸۹۰، اوتو لیلینتال گلایدرهایی ساخت که برای کنترل از جابه‌جایی وزن استفاده می‌کردند. در اوایل دههٔ ۱۹۰۰، برادران رایت گلایدرهایی را با استفاده از سطوح متحرک برای کنترل ساختند. آن‌ها در سال ۱۹۰۳ با موفقیت یک موتور به این طرح افزودند.

پس از جنگ جهانی اول، گلایدرها در آلمان برای اهداف ورزشی ساخته شدند. ارتباط قوی آلمان با گلایدینگ تا حد زیادی ناشی از مقررات پس از جنگ جهانی اول بود که بر اساس آن آلمان اجازهٔ ساخت یا پرواز با هواپیماهای موتوردار را نداشت. در نتیجه، علاقه‌مندان هوانوردی در این کشور اغلب به گلایدرها روی آوردند.^[۴] بسیاری از این علاقه‌مندان به‌طور فعال از سوی دولت آلمان تشویق می‌شدند، به‌ویژه در مکان‌های پروازی مناسب برای گلایدینگ مانند کوه‌های واسيركوپ.^[۵]

کاربرد ورزشی گلایدرها در دههٔ ۱۹۳۰ به‌سرعت تکامل یافت و امروزه همچنان کاربرد اصلی آن‌ها محسوب می‌شود. با بهبود عملکرد آن‌ها، گلایدرها برای پروازهای مسافت‌طولانی نیز مورد استفاده قرار گرفتند. امروزه در شرایط جوی مناسب، آن‌ها به‌طور منظم صدها یا حتی هزاران کیلومتر را در یک روز پرواز می‌کنند.^[۶]^[۷]

چگونگی پرواز

در هواپیماهای بی موتور برای پیش رانش نیروی گرانش زمین را به کار می‌گیرند. بادپر گونه‌ای رایج هواپیمای بی موتور است. هواپیمای بی موتور را باید پیش از آغاز پرواز با ابزاری جدا از آن به بلندایی (ارتفاعی) مناسب رساند و پس از آن هواپیما می‌تواند با به‌کارگیری از نیروی گرانش و جریان‌های هوایی پرواز کند.

ابزار دقیق و کمک‌های فنی

گلایدرها برای ابزار دقیق در کشورهای اروپای قاره‌ای از واحدهای متریک استفاده می‌کنند؛ برای مثال کیلومتر بر ساعت (km/h) برای سرعت هوایی و متر بر ثانیه (m/s) برای سرعت اوج‌گیری و نزول. در ایالات متحده، بریتانیا، استرالیا و برخی کشورهای دیگر، گلایدرها همانند هوانوردی تجاری جهان از گره (knot) و فوت بر دقیقه استفاده می‌کنند.

علاوه بر ارتفاع‌سنج، قطب‌نما و نمایشگر سرعت هوا، گلایدرها معمولاً به یک واریومتر و یک رادیوی airband (فرستنده-گیرنده) مجهز هستند که در برخی کشورها استفاده از آن‌ها الزامی است. همچنین ممکن است یک ترانسپوندر برای کمک به کنترل‌کنندگان ترافیک هوایی هنگام عبور گلایدر از فضای هوایی پرتردد یا کنترل‌شده نصب شود. این سامانه می‌تواند با ای‌دی‌اس-بی تکمیل گردد. بدون این تجهیزات، دسترسی به برخی فضاهای هوایی در بعضی کشورها به‌طور فزاینده‌ای محدود می‌شود.

در کشورهایی که پرواز در ابر مجاز است، هنگام نبود دید بصری از افق مصنوعی یا نشان‌دهندهٔ گردش و لغزش استفاده می‌شود. همچنین سامانه‌های هشدار ضدبرخورد مانند FLARM به‌طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند و حتی در برخی کشورهای اروپایی اجباری هستند. یک ELT نیز ممکن است روی گلایدر نصب شود تا در صورت وقوع سانحه، زمان عملیات عملیات امداد و نجات کاهش یابد.

بیش از هر شاخهٔ دیگر هوانوردی، خلبانان گلایدر به واریومتر وابسته هستند. واریومتر نوعی نشان‌دهندهٔ بسیار حساس سرعت عمودی است که نرخ صعود یا نزول هواپیما را اندازه‌گیری می‌کند. این ابزار به خلبان اجازه می‌دهد تغییرات بسیار جزئی ناشی از ورود گلایدر به توده‌های هوای صعودی یا نزولی را تشخیص دهد.

امروزه اغلب گلایدرها به واریومترهای الکترونیکی مجهز هستند، هرچند واریومترهای مکانیکی نیز معمولاً به‌عنوان سامانهٔ پشتیبان نصب می‌شوند. واریومترهای الکترونیکی بسته به شدت جریان صعودی یا نزولی، صدایی با فرکانس و شدت متغیر تولید می‌کنند تا خلبان بتواند تمرکز خود را بر مرکز کردن ترمال، مراقبت از سایر هواگردها، ناوبری و شرایط جوی حفظ کند. هوای صعودی با صدایی رو به افزایش و زیرتر شدن تدریجی اعلام می‌شود و هرچه شدت صعود بیشتر باشد، فرکانس صدا نیز افزایش می‌یابد. برعکس، هوای نزولی با صدایی بم‌تر و کاهشی مشخص می‌شود که به خلبان هشدار می‌دهد هرچه سریع‌تر منطقهٔ نزولی را ترک کند.

گاهی واریومترها به سامانه‌های مکانیکی یا الکترونیکی مجهز می‌شوند که سرعت بهینهٔ پرواز را برای شرایط موجود نمایش می‌دهند. تنظیمات مک‌کریدی (MacCready) می‌تواند به‌صورت الکترونیکی وارد شود یا از طریق حلقه‌ای در اطراف صفحهٔ نشانگر تنظیم گردد. این ابزارها بر اساس نظریهٔ ریاضی منتسب به پال مک‌کریدی ساخته شده‌اند^[۸]، اگرچه این مفهوم نخستین بار در سال ۱۹۳۸ توسط Wolfgang Späte توصیف شد.^[۹]

نظریهٔ مک‌کریدی این مسئله را حل می‌کند که یک خلبان با توجه به میانگین نیروی برا که انتظار دارد در ترمال بعدی به دست آورد و همچنین میزان صعود یا نزول تجربه‌شده در مسیر، با چه سرعتی باید بین ترمال‌ها پرواز کند. واریومترهای الکترونیکی این محاسبات را به‌صورت خودکار انجام می‌دهند و عواملی نظیر منحنی عملکرد تئوری گلایدر، بالاست آبی، باد مخالف یا موافق و حتی آلودگی ناشی از حشرات روی لبهٔ حملهٔ بال‌ها را نیز در نظر می‌گیرند.

رایانه‌های مخصوص پرواز گلایدر که نرم‌افزارهای تخصصی پرواز بدون موتور را اجرا می‌کنند، برای استفاده در گلایدرها طراحی شده‌اند. این ابزارها با بهره‌گیری از فناوری GPS و حسگرهای فشارسنج (بارومتریک) قادرند:

موقعیت گلایدر را به‌صورت سه‌بعدی روی نقشهٔ متحرک نمایش دهند.
خلبان را از محدودیت‌های نزدیک مرز هوایی آگاه کنند.
موقعیت فعلی روی مسیر، فاصلهٔ باقی‌مانده و جهت حرکت را نمایش دهند.
فرودگاه‌های قابل دسترس در محدودهٔ تئوری گلاید را نشان دهند.
جهت و سرعت باد را در ارتفاع فعلی محاسبه کنند.
اطلاعات تاریخی مربوط به جریان‌های صعودی را نمایش دهند.
یک گزارش GPS از پرواز تهیه کنند تا به‌عنوان مدرک در مسابقات و دریافت نشان‌های گلایدینگ استفاده شود.
اطلاعات مربوط به «گلاید نهایی» (Final Glide) را ارائه دهند؛ یعنی مشخص کنند آیا گلایدر بدون نیاز به نیروی برا اضافی می‌تواند به مقصد یا خط پایان برسد یا خیر.
بهترین سرعت پرواز را برای شرایط فعلی پیشنهاد کنند.

پس از پایان پرواز، داده‌های GPS را می‌توان با استفاده از نرم‌افزارهای رایانه‌ای بازپخش و تحلیل کرد. همچنین این داده‌ها برای دنبال کردن مسیر یک یا چند گلایدر روی نقشه، تصاویر هوایی یا نمایش فضای هوایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

منابع

↑ Definition of gliders used for sporting purposes in FAI Sporting Code
↑ Civil Aviation Authority: Personnel Licensing Department (2005-12-02). LASORS 2006: The Guide for Pilots. The Stationery Office. ISBN 978-0-11-790501-6.
↑ "Flight magazine 1954". Archived from the original on 9 May 2011. Retrieved 20 February 2009.
↑ "History of Gliding & Soaring" (PDF). United States Soaring Team. 7 August 2004. Archived from the original (PDF) on 6 June 2011. Retrieved 23 February 2010.
↑ "Gliding Magazine | Features". Archived from the original on 26 July 2011. Retrieved 23 February 2010.
↑ "List of FAI claimed and ratified records". Archived from the original on 16 March 2015. Retrieved 11 September 2014.
↑ "On-line contest web page". Archived from the original on 10 February 2010. Retrieved 3 April 2010.
↑ "MacCready Theory". Archived from the original on 2007-09-17. Retrieved 2006-08-24.
↑ Pettersson, Åke (Oct–Nov 2006). "Letters". Sailplane & Gliding. 57 (5). British Gliding Association: 6.

کتاب دانشنامه کودکان و نوجوانان
کتاب مرجع دینامیک پرواز
"Glider (sailplane) - Wikipedia". en.wikipedia.org (in English). Retrieved 2020-03-10.

[definition-1] Definition of gliders used for sporting purposes in FAI Sporting Code

[2] Civil Aviation Authority: Personnel Licensing Department (2005-12-02). LASORS 2006: The Guide for Pilots. The Stationery Office. ISBN 978-0-11-790501-6.

[3] "Flight magazine 1954". Archived from the original on 9 May 2011. Retrieved 20 February 2009.

[4] "History of Gliding & Soaring" (PDF). United States Soaring Team. 7 August 2004. Archived from the original (PDF) on 6 June 2011. Retrieved 23 February 2010.

[5] "Gliding Magazine | Features". Archived from the original on 26 July 2011. Retrieved 23 February 2010.

[6] "List of FAI claimed and ratified records". Archived from the original on 16 March 2015. Retrieved 11 September 2014.

[7] "On-line contest web page". Archived from the original on 10 February 2010. Retrieved 3 April 2010.

[8] "MacCready Theory". Archived from the original on 2007-09-17. Retrieved 2006-08-24.

[9] Pettersson, Åke (Oct–Nov 2006). "Letters". Sailplane & Gliding. 57 (5). British Gliding Association: 6.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]