إعداد: أ.م.د. عبد الله جبار حسين مقدمة يُقصد بنظام التحكم في الطائرات (Aircraft Control System) مجموعة الأنظمة والوسائل التي تُمكّن الطيار من التحكم بحركة الطائرة وتوجيهها أثناء مراحل الطيران المختلفة، بما في ذلك الإقلاع والهبوط والتحليق في الجو. ولتوضيح آلية عمل هذه الأنظمة، لا بد من التعرف على المبادئ الأساسية للطيران والقوى المؤثرة في حركة الطائرة. المبدأ الأساسي لطيران الطائرة تطير الطائرة وتحلّق في الجو بفضل قوة الرفع المتولدة على أجنحتها نتيجة انسياب الهواء فوق سطحي الجناح العلوي والسفلي. وينشأ فرق في الضغط بين هذين السطحين، مما يسهم في توليد قوة الرفع التي تساعد الطائرة على البقاء في الجو. ويمكن تفسير جانب من هذه الظاهرة بالاستناد إلى مبدأ برنولي (Bernoulli’s Principle)، الذي يوضح العلاقة بين سرعة جريان المائع وضغطه في ظروف الجريان المناسبة؛ إذ يرتبط ازدياد سرعة الهواء بانخفاض ضغطه، مع مراعاة أن توليد الرفع حول الجناح يعتمد أيضاً على شكل الجناح وزاوية الهجوم وظروف الجريان. وتُعرَّف زاوية الهجوم (Angle of Attack) بأنها الزاوية المحصورة بين خط الوتر المرجعي للجناح واتجاه الهواء النسبي القادم نحو الجناح. وتؤثر هذه الزاوية، إلى جانب سرعة الطيران وتصميم الجناح وكثافة الهواء، في مقدار قوة الرفع المتولدة. وتزداد قوة الرفع عموماً مع زيادة سرعة الطيران، عند ثبات العوامل الأخرى، كما تتغير بتغير زاوية الهجوم إلى أن تصل إلى حدود الانهيار الهوائي. القوى الأساسية المؤثرة في الطائرة تخضع الطائرة أثناء الطيران لأربع قوى أساسية تتحكم في حركتها واتزانها، وهي: قوة الرفع (Lift): قوة هوائية تتولد أساساً على الأجنحة، وتؤثر عمودياً تقريباً على اتجاه الهواء النسبي، وتساعد على مقاومة وزن الطائرة. قوة الوزن (Weight): تنتج عن تأثير الجاذبية الأرضية في كتلة الطائرة، وتتجه نحو الأسفل. قوة الدفع (Thrust): تنتج عن المحرك أو منظومة الدفع، وتعمل على تحريك الطائرة إلى الأمام. قوة السحب أو المقاومة الهوائية (Drag): تنشأ نتيجة مقاومة الهواء لحركة الطائرة، وتؤثر بعكس اتجاه الحركة النسبية. تأثير القوى في حركة الطائرة تعتمد حركة الطائرة على محصلة القوى المؤثرة فيها، ويمكن توضيح ذلك كما يأتي: الصعود والهبوط: عندما تكون قوة الرفع أكبر من الوزن، قد تتسارع الطائرة نحو الأعلى إذا كانت المحصلة الرأسية موجبة، أما إذا كان الوزن أكبر من قوة الرفع فقد تتسارع نحو الأسفل. ويتطلب الصعود أو الهبوط المستقر النظر أيضاً إلى اتجاه مسار الطيران ومركبات القوى المؤثرة فيه. التسارع والتباطؤ: عندما تكون قوة الدفع أكبر من قوة السحب، تتولد محصلة قوة باتجاه الحركة، مما قد يؤدي إلى زيادة سرعة الطائرة. أما عندما تكون قوة السحب أكبر من قوة الدفع، فقد تتناقص سرعتها، بحسب بقية القوى وظروف الطيران. الطيران المستقر: يتحقق الاتزان الانتقالي عندما تتعادل القوى المؤثرة في الاتجاهات المعنية، بحيث لا توجد محصلة قوة تؤدي إلى تسارع خطي للطائرة. أهمية نظام التحكم في الطائرات يسهم نظام التحكم في توجيه الطائرة والمحافظة على استقرارها، من خلال التحكم في وضعيتها واتجاه حركتها حول المحاور الرئيسية، فضلاً عن تنظيم استجابتها أثناء الإقلاع والهبوط والمناورات الجوية. ويعتمد ذلك على أسطح التحكم الهوائية، مثل الجنيحات (Ailerons)، والمصعد (Elevator)، والدفة (Rudder)، التي تُمكّن الطيار من التحكم في حركة الطائرة حول محاورها المختلفة. وبذلك، فإن فهم القوى الأساسية المؤثرة في الطائرة ومبادئ توليد الرفع يُعد أساساً مهماً لفهم آلية عمل أنظمة التحكم ودورها في تحقيق الطيران الآمن والمستقر.