انقر هنا لمشاهدة فيديو "ملخص مرئي" لهذا الاختراع.
اختراعات علي پور أحمد | التصنيف: اختراعات جديدة في العالم | ذات صلة: الاكتشافات العلمية والاختراعات التكنولوجية
آلة ذكية للهبوط الاضطراري للطائرات
◉ المقدمة والأهداف:
في هذه المقالة سوف نشرح بشكل مختصر اختراع آلة الهبوط الاضطراري للطائرات.
منذ 17 ديسمبر 1903، عندما تحطمت أول طائرة مأهولة أثناء هبوطها (طائرة الأخوين أورفيل وويلبر رايت)، استمرت للأسف حوادث الطيران حتى يومنا هذا بسبب عمليات الهبوط الفاشلة. من المخاطر التي تواجه أي رحلة احتمال الهبوط الاضطراري بسبب عوامل مثل سوء الأحوال الجوية، ونقص الوقود، والأعطال الفنية في المحرك، والأنظمة الإلكترونية، ونظام الملاحة في الطائرة.
◉ اختراع: آلة ذكية للهبوط الاضطراري للطائرات
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي بورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة من المخترعين في العالم
تُظهر الإحصاءات التحليلية المُعدّة من حوادث الطيران أن ما يقرب من 80% من جميع حوادث الطيران قد تكون مرتبطة، بشكل مباشر أو غير مباشر، بأخطاء بشرية. وتُعدّ فترات الإقلاع والهبوط، بالإضافة إلى الفترات القصيرة التي تسبقهما وتليهما، أكثر الأوقات احتمالاً وخطورة لوقوع حوادث الطيران. ووفقاً للتقديرات المُستقاة من إحصاءات الطيران، شكّل خطأ الطيار 53% من جميع حوادث الطيران حتى الآن، والأعطال الميكانيكية 21%، والظروف الجوية 11%.
بعد مراجعة قائمة جميع حوادث الطيران التي وقعت على الإطلاق والانتباه إلى تفاصيل كل مرحلة من مراحل الرحلة التي وقع فيها الحادث، اتضحت لي حقيقة لا يمكن إنكارها وهي أن العمليات المتعلقة بهبوط وإقلاع الطائرة هي واحدة من أكثر المراحل الفنية تعقيدًا في أي رحلة. في الواقع، إذا حدثت مشكلة فنية خلال هذه المراحل، فإن احتمال وقوع حادث يزداد بشكل كبير. على سبيل المثال، كان ما يقرب من نصف جميع حوادث الطائرات التي وقعت بين عامي 1983 و2019 مرتبطًا بفترة إقلاع أو هبوط الطائرات. من ناحية أخرى، خلال فترة الإقلاع والهبوط، يتم تنفيذ مستوى عالٍ من الأنشطة الفنية والتخصصية من قبل الطاقم على متن الطائرة وفرق التنسيق والدعم الفني على الأرض، مما يدل على الأهمية الكبيرة لهاتين المرحلتين في تشغيل أي رحلة.
◉ اختراع: آلة ذكية للهبوط الاضطراري للطائرات
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي بورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة من المخترعين في العالم
إن اجتماع الأعطال الفنية في أنظمة الملاحة الإلكترونية، أو خلل في أنظمة هيدروليكية عجلات الهبوط، أو سوء الأحوال الجوية وعدم استقرارها، يزيد من احتمالية وقوع حوادث غير متوقعة في أي رحلة. في مثل هذه الحالات، تُجبر الطائرة على الهبوط اضطراريًا، وفي بعض الحالات تهبط بدون عجلات على المدرج، مما يؤدي في معظم حالات الهبوط الاضطراري إلى تحطم الطائرة وتسببها في حوادث مؤسفة لا يمكن إصلاحها للركاب.
على الرغم من استخدام الطرق الحالية لتقليل احتكاك الجسم، مثل صب الرغوة على المدرج لهبوط طائرة لا تنفتح عجلاتها، إلا أن هذه الطرق لم تكن فعالة جدًا حتى الآن ولم تكن ضمانًا كاملاً وحاسمًا لمنع الحوادث المتعلقة بسحب الطائرة وانحرافها على المدرج. سبب عدم كفاءة هذه الطرق هو السرعة العالية جدًا للطائرة لحظة الهبوط، مما يخلق في الوقت نفسه ضغطًا عاليًا واحتكاكًا حراريًا في الجزء السفلي من جسم الطائرة. في معظم الحالات، تتسبب درجة الحرارة الناتجة عن احتكاك الجسم بالمدرج في زيادة معامل الضغط، بل وتؤدي إلى اشتعال الجسم، مما يؤدي أحيانًا إلى انفجار خزانات وقود الطائرة.
◉ اختراع: آلة ذكية للهبوط الاضطراري للطائرات
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي بورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة من المخترعين في العالم
تختلف أنواع الطائرات التجارية باختلاف مدة الرحلة وفئتها، ويُحسب وزن كل منها بناءً على عاملين: وزن الوقود الصفري، وهو الوزن الإجمالي للركاب والأمتعة والبضائع، ووزن الإقلاع، وهو الوزن الذي يُحسب بإضافة الوقود اللازم للطائرة إلى وزن الوقود الصفري. من المهم مراعاة وزن الطائرة قبل الإقلاع وأثناء الهبوط، لأن هذا الوزن يُشكل ضغطًا كبيرًا على هيكلها. في حالات خاصة ونادرة، يكون احتمال تلف هيكل الطائرة أثناء الهبوط بدون عجلات مرتفعًا جدًا، نظرًا لتأثير الوزن على العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والضغط والرطوبة، وقد تنقسم الطائرة إلى نصفين في بعض الأحيان.
كان من اهتماماتي الدائمة خلال ثلاثين عامًا من العمل في الخطوط الجوية الوطنية الإيرانية إيجاد طريقة فعّالة لمنع حوادث الهبوط الاضطراري، مما دفعني في النهاية إلى ابتكار فكرة بناء "جهاز هبوط ذكي" لأي طائرة تواجه صعوبة في الهبوط. هدفي من هذا الاختراع هو زيادة سلامة هبوط أي نوع من الطائرات، وتقليل مخاطر الحوادث بشكل كامل أثناء الهبوط الاضطراري. من خلال تجهيز المطارات بـ"أجهزة هبوط"، يمكننا تعزيز سلامة الركاب وأطقم الطيران بشكل كبير، نظرًا لاستحالة ضمان تشغيل الطائرات بسلاسة واحتمالية حدوث أعطال فنية، لذا يُعدّ تجهيز المطارات بـ"أجهزة هبوط اضطراري" أحد أهم مكونات البنية التحتية للنقل الجوي.
◉ اختراع: آلة ذكية للهبوط الاضطراري للطائرات
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي بورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة من المخترعين في العالم
◉التفاصيل الفنية لهذا الاختراع:
كما هو موضح في فيديو المحاكاة الحاسوبية في نهاية هذه المقالة، وبتعريف موجز، فإن "آلة الهبوط" هي سطح مدولب يُمكّن من هبوط أي نوع من الطائرات على سطحه بأمان باستخدام محركين توربينيين مروحيين، وأربعة أذرع تثبيت هيدروليكية، وأربعة أجهزة استشعار ذكية لرصد السرعة والارتفاع. بمعنى آخر، تتحرك "آلة الهبوط" بسرعة مماثلة لسرعة هبوط الطائرة، مما يُمكّن الطائرة عديمة العجلات من الحفاظ على توازنها بسرعة بعد هبوطها على سطحها بواسطة أربعة أذرع هيدروليكية ذكية، ثم يتولى النظام الذكي لـ "آلة الهبوط" التحكم في السرعة والحركة حتى تتوقف تمامًا. في بقية المقالة، سأشرح بالتفصيل كيفية عمل أجزاء "آلة الهبوط" المختلفة.
◉ اختراع: آلة ذكية للهبوط الاضطراري للطائرات
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي بورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة من المخترعين في العالم
صممتُ هيكل "آلة الهبوط" استنادًا إلى وزن إقلاع طائرة إيرباص A380، بحيث يتحمل وزن أكبر طائرة تجارية في العالم، ويسمح لهبوط طائرات أخرى بأمان. بالإضافة إلى ذلك، يجب حساب وزن الهيكل بما يحافظ على التوازن الديناميكي الهوائي بين ضغط الطائرة وضغط تسارع الهيكل على المدرج، وذلك لمنع أي انحراف محتمل لآلة الهبوط عند السرعات العالية، والحفاظ على التصاق سطح الطائرة بالمدرج. في الواقع، "آلة الهبوط" هي منصة جلوس متينة بنفس طول وعرض الطائرة، وقادرة على تحمل الوزن الإضافي للطائرة بعد هبوطها على سطحها.
بشكل عام، تكون سرعة الطائرة أثناء الهبوط أكبر منها أثناء الإقلاع. ويرتبط ذلك بعوامل مثل الطفو وانخفاض الاحتكاك في الهواء، ووجود قوى الشحن والرفع أثناء الطيران، وتأثير سرعة ارتفاع الرحلة الثابت على سرعة الهبوط، وتأثير سرعة مرحلة الهبوط حتى مرحلة الهبوط (عندما تلمس العجلات سطح المدرج). بمعنى آخر، لكل مرحلة من مراحل السرعة تأثير شد وشحن على المرحلة التالية، وبسبب قوانين الفيزياء، يتم دائمًا نقل قدر ضئيل من مقاومة التسارع إلى المرحلة التالية. بالإضافة إلى هذه الحالات، تؤثر عوامل الطقس أيضًا على انخفاض السرعة أو التسارع، لذا فإن سرعة الهبوط في كل رحلة لها معدل مختلف يتراوح بين 275 و290 كيلومترًا في الساعة حسب الظروف المذكورة.
◉ انقر على أي من صور المعرض أدناه للتكبير:
من المهم أن تكون سرعة "آلة الهبوط" مساوية للسرعة العالية في منصة هبوط الطائرة، حتى يمكن وضع جسم الطائرة في وضع متوازن على سطحها دون أي مقاومة عند تساوي سرعتيهما. لتحقيق هذا الهدف، استخدمتُ محركي توربوفان من طراز RB-967 (من رولز رويس) بقوة دفع تبلغ 272 ألف رطل (ما يعادل 1210 كيلو نيوتن) في هذا التصميم. باستخدام هذين المحركين القويين، يمكن لـ"آلة الهبوط" الوصول إلى سرعة 290 كم/ساعة (180 ميل/ساعة) في أقصر وقت من لحظة التسارع، وهي نفس سرعة هبوط الطائرة تمامًا. على الرغم من أن تسارع محركي توربوفان القويين من طراز RB-967 قادر على جلب "آلة الهبوط" إلى سرعة 400 كم / ساعة (248 ميلاً في الساعة) مع الحفاظ على الالتصاق بالمدرج، إلا أن التحرك بسرعة 290 كم / ساعة مقبول وكافٍ للهبوط الآمن المثالي (كمعيار للطيران).
◉ اختراع: آلة ذكية للهبوط الاضطراري للطائرات
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي بورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة من المخترعين في العالم
من حيث الهيكل، صُممت "آلة الهبوط" كسطح مسطح مزود بأربعة أجنحة للتحكم الديناميكي الهوائي لضمان هبوط آمن. يبلغ طول هذا السطح 85 مترًا (278.87 قدمًا)، والمسافة بين طرفي الجناحين الأماميين الكبيرين 80 مترًا (262.46 قدمًا)، والمسافة بين طرفي الجناحين الخلفيين الصغيرين 50 مترًا (164 قدمًا)، ويبلغ ارتفاع السطح عن الأرض 1.5 مترًا (4.92 قدمًا)، وعرضه 8 أمتار (26.24 قدمًا)، وعرض الأجنحة 1.5 مترًا (4.92 قدمًا). مُثبت على السطح أربع وسائد بلاستيكية (اثنتان في الأمام واثنتان في الخلف)، تتميز بمرونة عالية وتحمل وزن الطائرة. للحفاظ على توازن الطائرة وتماسكها بالسطح، يتم تركيب 2 ذراع حاملة للجسم هيدروليكية في مقدمة السطح و2 ذراع حاملة للجسم هيدروليكية في الجزء الخلفي من السطح بحيث تكون الطائرة في حالة توازن كامل بعد الهبوط على السطح ويتم قفل أذرع الرافعة حول الجسم.
تحتوي "آلة الهبوط" على أربعة أجنحة مزودة بعجلات للحفاظ على التوازن عند هبوط الطائرة على سطحها. توجد أربع عجلات أسفل كل جانب من الجناحين الأماميين، مما يساعد سطح الطائرة على التحرك في خط مستقيم دون انحراف عند السرعات العالية. وللحد من خطر الانحراف، صُمم جناحان (مزودان بأربع عجلات) في الجزء الخلفي من سطح الطائرة. باستخدام هذه الأجنحة الأربعة، يكون سطح الطائرة في وضع متوازن تمامًا أثناء الاصطدام الناتج عن الهبوط، لأنه عند ملامسة جسم الطائرة لألواح سطح الطائرة، يكون هناك احتمال ضئيل للانحراف والسحب، ولكن بتجهيز سطح الطائرة بهذه الأجنحة الأربعة، تم القضاء على احتمال الانحراف.
◉ اختراع: آلة ذكية للهبوط الاضطراري للطائرات
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي بورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة من المخترعين في العالم
توجد 4 رافعات متصلة بأذرع ميكانيكية على سطح الطائرة. يتم التشغيل المشترك لهذه الأذرع الأربعة القابضة عن طريق استقبال إشارة إلكترونية من النظام الذكي للكشف عن التلامس بين جسم الطائرة والوسادات البلاستيكية. كما أن نظام الكشف عن التلامس بين الجسم والسطح متصل بقمرة القيادة لتنسيق فتح الذراع الميكانيكية ودورانها بزاوية 90 درجة لقفل الرافعات حول جسم الطائرة بتنسيق أكبر وأفضل. بالإضافة إلى ذلك، ولاكتشاف الهبوط على سطح الطائرة بشكل أفضل وأكثر أمانًا، يتم تثبيت قضيب مرن مزود بمصباح تحذير ورادار كشف المسافة أمام سطح الطائرة كأداة للإشارة وقياس محاذاة المحاور الرأسية والأفقية. تتمثل الوظيفة المهمة لهذه العصا في أن الطيار سيضمن أن الطائرة في الوضع المناسب للتباطؤ والهبوط على الوسادات البلاستيكية عن طريق محاذاة وتسوية مركز مقدمة الطائرة مع طرف عصا المؤشر.
آلة الهبوط مزودة بأربع كاميرات مراقبة تلفزيونية مغلقة (CCTV) تعمل عن بُعد على سطحها. تراقب هذه الكاميرات عملية الهبوط وترسل البيانات إلكترونيًا إلى برج المراقبة، مما يُمكّن فريق دعم عمليات الطيران من إبلاغ الطيار بشكل أفضل عن عمل الأنظمة الميكانيكية لحظة الهبوط. كما تُرسل هذه الكاميرات إشارات فيديو في الوقت نفسه إلى قمرة قيادة الطيار، مما يُمكّنه من اتخاذ قرارات أفضل بشأن خفض السرعة من خلال مراقبة التلامس الكامل بين الجزء السفلي من جسم الطائرة والوسائد البلاستيكية على سطحها.
◉ اختراع: آلة ذكية للهبوط الاضطراري للطائرات
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي بورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة من المخترعين في العالم
بما في ذلك العجلات الـ 22 (من طراز الطيران) والمعدات المثبتة على سطح الطائرة، يبلغ وزن "آلة الهبوط" حوالي 44,092 رطلاً (20,000 كيلوغرام). يوفر هذا الوزن القدرة اللازمة لـ"آلة الهبوط" على التسارع بسرعة والوصول إلى سرعة عالية تعادل سرعة الطائرة التي تهبط. يتم ضبط هذه السرعة بواسطة رادار ذكي مثبت أمام سطح الطائرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لفريق دعم عمليات الطيران تغيير السرعة باستخدام نظام تحكم عن بُعد حتى تصل "آلة الهبوط" والطائرة إلى أقصى سرعة متعادلة.
نظراً لكثرة الحوادث المؤسفة التي وقعت نتيجةً لفشل هبوط الطائرات التجارية وغير التجارية، يُمكن اعتبار استخدام "جهاز الهبوط الاضطراري" والاستفادة منه على النحو الأمثل بنيةً تحتيةً مهمةً لتحسين مستوى السلامة في مجال النقل الجوي. بتجهيز جميع المطارات بـ"جهاز هبوط"، يُمنح هذا الضمان المتبادل ثقةً متبادلةً لجميع المسافرين الذين يختارون شركات الطيران للسفر، ويتوقعون في نهاية رحلتهم عدم وجود أي قلق بشأن الهبوط الآمن (حتى في حال وجود عطل فني في العجلات).
وكما هو الحال مع الاختراعات الأخرى، يتمتع هذا الاختراع أيضًا بإمكانية التطوير والتحسين بشكل أكبر، ويمكن أن يساهم تسويقه بشكل كبير في الحد من حوادث الطيران الناجمة عن الهبوط الاضطراري.
End of article//
◉ فيديو لآلة ذكية للهبوط الاضطراري للطائرات / التصنيف: اختراعات علي بور أحمد
◉ صانع الرسوم المتحركة لهذا الفيديو: علي بورأحمد
◉ ملحن الموسيقى لهذا الفيديو: علي بورأحمد
◉ الراوي: علي بورأحمد
◉ اللغة: الانجليزية
◉ الترجمة: لا يوجد
◉ الاختراعات العلمية لعلي پورأحمد
◉ أفلام الخيال العلمي لعلي پورأحمد
◉ جوائز علي پور أحمد
◉ لوحات للفنان علي پورأحمد
◉ موسيقى علي بورأحمد الآلية
إعلان
