هواپيما مي تواند وارونه پرواز كند چون اساساً انحناي سطح بالايي بال ربطي به ايجاد نيروي بالا برنده ندارد . تازه، اگر به مقطع بال دقت كنيد مي بينيد معمولاً به صورت متقارن است يعني هم سطح بالايي و هم سطح پاييني آن قوس دارد.

با يك شيطنت، راز پرواز را مي توانيد كشف كنيد: دفعه ي بعد كه با ماشين به پيك نيك يا مسافرت مي رويد، و در صندلي عقب يا صندلي شاگرد نشسته ايد، شيشه را پايين بكشيد و دست خود را از شيشه بيرون ببريد. دست را طوري نگه داريد كه نوك انگشتان رو به جلوي ماشين باشد و باد به نوك انگشتان بخورد. حالا دو مرحله ي زير را انجام دهيد:
1- دست را كاملاً صاف نگه داريد به نحوي كه كف دست با كف جاده موازي باشد.
2- انگشتان موازي سطح جاده باشند اما كف دست را اندكي به پايين خم كنيد.

لطفاً اگر راننده هستيد از انجام اين كار «جداً» خودداري كنيد جان مسافرين ماشين و جان خودتان ارزش يك لحظه حواس پرتي را ندارد.

در حالت اول اتفاق خاصي رخ نمي دهد اما با خم كردن كف دست ناگهان حس مي كنيد دست شما به سمت بالا پرتاب مي شود.

اين، همان منطق پرواز است. بال هواپيما، هوا را «تغيير جهت» مي دهد. اين تغيير جهت باعث ايجاد يك نيروي بالا برنده مي شود. اگر بخواهيم قدري كلاس بالا صحبت كنيم اين نيرو «برا» يا «Lift» نام دارد. آيا اين مساله موضوعي را از فيزيك دوره ي دبيرستان به ياد شما نمي آورد؟ البته به جز چهره ي دبير محترم فيزيك!
 
اين واقعيت همان قانون دوم نيوتن است. يعني تغيير جهت هوا به كمك دست شما باعث ايجاد يك شتاب و در نهايت يك نيرو مي شود و به همين دليل دست شما «پرت» مي شود. اين هواي پرت شده به پايين را اصطلاحاً «downwash» مي نامند. ترجمه ي فارسي گويا و خوبي براي آن پيدا نكردم

كلك هواپيماها براي كاهش سرعت
خلبانها مثلي دارند كه مي گويد: «پرواز اختياري است اما فرود اجباري است» در حقيقت نحوه ي فرود هواپيما مهارت خلبان را بيان مي كند و هر قدر فرود نرم تر باشد، خلبان مسلط تر قلمداد مي شود.

در هنگام فرود، قسمتهاي متحركي در انتهاي بال هواپيما باز مي شود و به سمت پايين خم مي شود. يادم مي آيد در يكي از پروازها صندلي من در رديف راهرو و درست پشت بال بود. زماني كه هواپيما براي فرود آماده مي شد پسر بچه اي كه در صندلي پنجره نشسته بود با هيجان خطاب به پدرش در صندلي وسط گفت: «بابا! بابا! نيگا كن بالش داره تيكه تيكه مي شه!» پدر بيچاره هم كه ظاهراً توضيح مناسبي براي پسرش نداشت و شايد براي اولين بار چنين صحنه اي را مي ديد تمام تلاشش را به كار گرفته بود تا پسرش را ساكت كند.

براي من تا به امروز، توصيف آن پسربچه زيباترين توصيف از كار آن سطوح متحرك است. نام اصلي آنها فلپ «flap» است. هنگام فرود، با گشودن «flap»، قوس مقطع بال بزرگتر مي شود. در نتيجه، نيروي بالا برنده ي بيشتري مي تواند توليد شود. اما هواپيما براي باقي ماندن در هوا همه ي اين نيرو را نياز ندارد. پس، مي تواند سرعتش را كمتر كند تا فقط به اندازه ي مناسب نيروي بالا برنده داشته باشد. يعني هواپيما با سرعت پايين تري فرود مي آيد و فرود نرم تري خواهد داشت. حالا قبول داريد پسر بچه واقعاً درست مي گفت و بال هواپيما واقعاً تكه تكه مي شود. البته كنترل هوا روي چنين سطح خميده اي نياز به تكنيكهاي خاصي دارد كه براي جلوگيري از طولاني شدن مطلب فعلاً بحثي از آن به ميان نمي آورم.

و حالا... كلك پرندگان
بهتر است زياد به خودمان ننازيم. پرندگان اين كلك را سالهاي سال قبل از ما كشف كرده بودند و هنوز هم بهتر از ما از آن استفاده مي كنند. تا اينجا مسجل شد كه حركت رو به پايين هوا «downwash» باعث ايجاد نيروي بالا برنده يا به تعبير خودماني «باعث نگه داشتن هواپيما در هوا » مي شود.

پرندگان هم با همين منطق پرواز مي كنند. هميشه در فيلمهاي مستند ديده ايم كه پرندگان مهاجر هزاران كيلومتر پرواز مي كنند درست است كه آنها هر از گاهي براي استراحت فرود مي آيند اما در كل مسافتهايي را كه «يك ضرب» پرواز مي كنند خيلي طولاني است. چطور آنها خسته نمي شوند؟

خيلي ساده. آنها فورميشن «formation» مخصوصي دارند كه به صورت حرف «V» است. به اين ترتيب هر پرنده در معرض هواي تغيير جهت داده شده ي پرنده ي جلويي قرار مي گيرد. بنابراين، براي ايجاد نيروي بالا برنده، نياز به بال زدن كمتري دارد و اين يعني «بهينه سازي مصرف انرژي».

اما رهبر دسته نسبت به بقيه ي پرندگان بايد انرژي بيشتري مصرف كند چون هيچ پرنده اي براي او «downwash» ايجاد نمي كند. به همين دليل، رهبران دسته هاي پروازي پرندگان مهاجر بعد از مدتي پرواز جاي خود را در فورميشن عوض مي كنند تا تجديد قوا كنند. در حقيقت موقعيت رهبر دسته بين همه ي پرندگان «دور» مي گردد.

اين هم يك كاريكاتور كه تصادفاً در اينترنت پيدا كردم. مرغابي با اشاره به فورميشن «V» به دوستش مي گويد:زماني كه بقيه ي حروف الفباي آنها را [انسانها را] هم بتوانيم پيدا كنيم مي توانيم با آنها ارتباط بر قرار كنيم.

نظر شخصي من اين است كه اگر آنها بقيه ي حروف را ياد بگيرند و با ما ارتباط برقرار كنند خيلي به نفع ما خواهد بود. پرندگان با يك فورميشن ساده صرفه جويي جالبي در مصرف انرژي داشته اند و خدا مي داند به غير از اين، چه رازهايي ديگري از پرواز بلدند. بين خودمان باشد بشر، آنقدرها هم كه فكر مي كند باهوش نيست!

مراجع

*Fluid Mechanics and Machinery, Kothandaraman C.P., Rudramoorthy R., New Age international publishers, 2007.
*www.airliners.net-مرجع عكس فلپ

*مرجع كاريكاتور روي آن قيد شده است.

واژه نامه
نيروي برا: Lift
جريان رو به پايين هوا-فكر كنم آن را فروشار ترجمه كرده بودند: Downwash
فلپ كه گاهي در فارسي شهپر هم ناميده مي شود: Flap

***********************