جناح روجالو

جناح روجالو هو نوع مرن من الجناح الحامل. تم تصميم هذا الجناح من قبل جيرترود روجالو و زوجها فرانسيس روجالو المهندس في وكالة الفضاء الاميركية "ناسا" في عام 1948. أخذت ناسا جناح روجالو المرن في عين الاعتبار لاستخدامه كآلية لهبوط مركبة الفضاء جيميني، بالاضافة إلى هبوط مركبات فضائية أخرى لكن في العام 1964 تم إلغاء هذا الخيار لصالح مظلة الهبوط (بالإنكليزية Parachute).

تأريخ

كان روجالو مهتماً بفكرة الجناح المرن منذ عام 1945. قام مع زوجته بتصنيع وتطيير الطائرات الورقية كهواية، ولعدم وجود دعم رسمي لفكرة الجناح بما في ذلك من قبل ناسا قام الزوجان بتجاربهما على الجناح في وقتهما الخاص. مع نهاية عام 1948 كان عند الزوجين تصميمان ناجحان: الأول طائرة ورقية أطلقا عليها اسم "الطائرة الورقية المرنة" (بالإنكليزية Flexi-Kite)  والثاني مظلة هبوط إنزلاقية ( أي ان الجناح ينزلق على الهواء اثناء هبوطه بخلاف مظلة الهبوط العادية التي تتهادى نتيجة القوة الرافعة لمقاومة الهواء). أطلق الزوجان على هذا التصميم لاحقا اسم المظلة التزلجية، (بالإنكليزية Para-glider).

حصل الزوجان على براءة اختراع لتصميمهما الشهير للجناح ذو الشكل V في اذار \ مارس 1951. وقد كان لبيع الطائرة الورقية المرنة كلعبة اطفال دورا في تمويل عمل الزوجين.

بناء الجناح

يتألف جناح روجالو من سطحين متصلين ذوا شكلٍ مخروطي جزئي . يشترك المخروطان بالذروة (انظر الصورة المرفقة).
تختلف سرعة انزلاق الجناح بحسب تصميم و أبعاد السطحين المخروطيين للجناح، فمن أجل سرعة منخفضة يكون المخروطان الجزئيان ذوا قاعدتين كبيرتين و عمق ضئيل. أما لسرعات أكبر تحت و وفق صوتية يكون المخروطان أطول و أضيق.
ميزة جناح روجالو هي بساطة تصميمه و انخفاض تكلفة تصنيعه. تبعا لطريقة دمج الجناح مع التصميم الكلي لالة الطيران و كيفية التحكم به من الممكن ان يتراوح استخدام الجناح من مجرد طائرة ورقية إلى مظلة هبوط فضائية!
امتلك روجالو عدة براءات اختراع مرتبطة بتصميمه، فقد صمم أشكالا أخرى للجناح نتجت عن التصميم الأساسي، مثلا: استخدام أسطح اسطوانية عوضاً عن الاسطح المخروطية، أو استخدام عدة أسطح اسطوانية متجاورة، أو تغيير درجة مرونة الجناح أو تغيير زوايا رأس المخروط، الخ. في وقت لاحق أدى جهد تشارلز ريتشارد في اثناء عمله على مشروع ناسا باريسيف، و هو المشروع الذي هدف إلى اختبار فعالية استخدام جناح روجالو كوسيلة لهبوط المركبة الفضائية جيميني، أدى ذلك إلى تصنيع ما أصبح لاحقا الطائرة المستخدمة في رياضة الطيران الشراعي (الطيران عن طريق التعلق بجناح روجالو كما يظهر في الصورة المرفقة).
من ناحية ديناميكية، يصمم الجناح ليكون مرنا و قابلا للانحناء تبعا لتأثير الرياح مما يعطي تأثيرا موازيا لتأثير مخمدات الاهتزاز في الجمل الميكانيكية، بالتالي تكون حركة الجناح و بالتالي الجملة ككل أقل تأثرا باضطراب الرياح حولها على عكس الجناح الحامل الصلب.

التحكم

في رياضة الطيران الشراعي المعلق يتم التحكم بالطائرة من خلال تغيير مركز الثقل لجملة الطائرة و الشخص المتعلق بها. أكثر طريقة شائعة لفعل ذلك هي ان يكون مستخدم الطائرة متعلقا من إبطيه بقضيبين متوازيين ليقوم بالتحكم باتجاه الطائرة. استخدم كل من غوتلوب اسبينلاوب (1922) و جورج سبرات (1828) و باري بالمر (1962) مقعدا يتحرك بشكل نوّاسي بغرض المساعدة على التحكم بمركز الثقل.
حاليا يتم التحكم بأغلب أجنحة روجالو من خلال التحكم بزوايا الانقلاب و الانتكاس (العطوف و الخطران). يتم ذلك من خلال توزيع الحمل (الشخص المتعلق بالجناح) على عدة نقاط في اسفل الجناح، لذلك عندما يتم تحريك كتلة الحمل المتعلقة بشكل نواسي إلى الأمام و الخلف او إلى اليمين و اليسار يرافق هذه الحركة تغييرا في موضع مركز الثقل للجملة مما يؤدي إلى تغيير مسار حركة الجملة.