ويفرايدر

الطائرة وايفرايدر (WaveRider) هي مركبة جوية أسرع من الصوت يُحسن تصميمها من نسبة الرفع إلى السحب التي تفوق سرعة الصوت من خلال استخدام موجات الصدم الناتجة عن طيرانها هي كعامل رفع سطحي، وهي ظاهرة يطلق عليها اسم . وحتى وقتنا هذا كانت المركبة الجوية الوحيدة التي استخدمت التقنية هي XB-70 Valkyrie التي تفوق سرعة الصوت التي تحمل عدد ماخ 3، والتي استخدمت أطراف الجناح المتدلية لإنتاج قوة الرفع وايفرايدر.

يظل التصميم وايفرايدر تصميمًا مدروسًا جيدًا للمركبات الجوية فائقة السرعة في نظام عدد ماخ 5 والسرعة الأسرع كثيرًا من سرعة الصوت، رغم أنه لم يدخل أي من تلك التصميمات طور الإنتاج. إن نموذج المركبة الجوية بوينغ X-51 A النفاثة الحمص-صدمية أُطْلِقَ يوم الثلاثاء الرابع عشر من أغسطس 2012. ولقد نجحت الطائرة X-51 في الانطلاق من الجناح قاذف القنابل B-52، ولكن بعد مرور 16 ثانية ظهرت مشكلة في جنيحات التحكم. ولم تستطع الطائرة الحفاظ على مسارها وأنهي الاختبار قبل تشغيل محرك الطائرة X51-A النفاثة الحمص-صدمية. ثم سقطت المركبة الجوية في المحيط الهادئ.

معلومات تاريخية

الأعمال الأولية
كان تيرانس ننويلر (Terence Nonweiler) من جامعة الملكة في بلفاست أول من ابتكر مفهوم تصميم الطائرة وايفرايدر ووضع أول وصف مكتوب عام 1951 كمركبة رجعة. وتتكون تلك المركبة من منصة جناح دلتا ذات أحمال جناح منخفضة لتحقيق مساحة سطح معتبرة لتفريغ الحرارة الناتجة عن الرجوع إلى جو الأرض. كان ننويلر مجبرًا في ذلك الوقت على استخدام نموذج ثنائي الأبعاد بسيط جدًا لتدفق الهواء حول المركبة الجوية، بيد أنه أدرك أن هذا لن يكون دقيقًا نتيجة التدفق على امتداد مشابه عبر الجناح. ولكنه لاحظ أيضًا أن التدفق على الامتداد المشابه يمكن إيقافه بفعل موجة صدمية تنتجها المركبة الجوية، وإذا تم وضع الجناح بحيث يقترب عمدًا من الصدمة، فيمكن حبس تدفق الامتداد المشابهة تحت الجناح، وبهذا يزيد الضغط ومن ثم تزيد القوة الرافعة.

في الخمسينيات من القرن العشرين، بدأ البريطانيون برنامج فضائي يدور حول صاروخ بلو ستريك (Blue Streak) الذي كان من المفترض في إحدى المراحل أن يضم مركبة يقودها إنسان. وتم التعاقد مع شركة أرومسترونغ وايتوورث لصناعة مركبة الرجعة، وبخلاف البرنامج الفضائي الأمريكي، قرر البريطانيون الالتزام بفكرة المركبة المجنحة بدلاً من استخدام كبسولة باليستية. وفي الفترة ما بين عامي 1957 و1959 تعاقدوا مع ننويلر لتطوير أفكاره. وأنتج هذا العمل تصميم هرمي الشكل ذي جانب سفلي مسطح وأجنحة قصيرة. وتم توجيه الحرارة عبر الأجنحة إلى الأسطح الباردة العلوية، حيث تم تفريغها في الهواء المضطرب أعلى الجناح. وتم إلغاء العمل في صاروخ بلو ستريك عام 1960 حيث رأوا أن هذا الصاروخ سيكون غير قابل للاستخدام قبل أن يدخل الخدمة. ثم انتقل العمل إلى مؤسسة المركبات الجوية الملكية (Royal Aircraft Establishment) (RAE)، حيث استمر العمل كبرنامج بحثي حول الطائرات التي تحمل (عدد ماخ 4 إلى 7.

اكتشف المهندسون هذا العام في نورث أمريكان أفياشن أثناء دراسات التصميم الأولى لما سيقود إلى قاذفة القنابل XB-70. ثم أعادوا تصميم جناح دلتا الأصلي «الكلاسيكي» لدمج أطراف الجناح المتدلية بهدف حبس الموجات الصدمية ميكانيكيًا، بدلاً من استخدام مخروط صدمات ينتج من مقدمة المركبة الجوية. لهذه الآلية أيضًا تأثيرين مفيدين آخرين، فقد خفضت مقدار سطح الرفع الأفقي في مؤخرة المركبة الجوية الأمر الذي ساعد في تعويض الانحدار لأسفل الذي يحدث عند السرعات العالية، كما أضافت المزيد من السطح الرأسي الأمر الذي ساعد في تحسين الاستقرار الجانبي الذي ينخفض عند السرعات العالية.

المراجع

ديناميكا هوائية
هندسة الطيران والفضاء الجوي
أشكال الطائرات
طائرات فرط صوتية