من هو مخترع المنطاد (البالون الهوائي)؟

دليل الموضوع

·        نبذه عامه

·        لماذا سمي بهذا الاسم ؟

·        مخترع المنطاد

·        مطور اختراع المنطاد

·        تاريخ المنطاد

·        دور المنطاد في الحرب العالمية الثانية

·        مكونات منطاد الهواء

·        البالون

·        السلة

·        الموقد

·        لماذا يطفو المنطاد الذي يحتوي على هواء ساخن

·        مكونات فرعية للمناطيد

·        ما هو المطلوب منك من أجل الصعود إلي المنطاد.

نبذه عامه

المِنْطاد هو بالون كبير الحجم متصل بأسفله سلّة لنقل الناس أو البضائع له استخدامات عديدة أولها كوسيلة نقل.   هو طائرة تظل محلقة معتمدة في المقام الأول على استخدام طفو أخف من غازات الهواء التي تقوى على حمل مركبة كثافتها الكلية تقترب من كثافة الهواء. تشمل المناطيد البالونات الحرة وسفن الهواء والمناطيد المربوطة. المكون الهيكلي الرئيسي للمنطاد هو الغلاف والجلد أو النايلون (أي مادة ذي كثافة منخفضة) ذو الوزن الخفيف الذي يحتوي على غاز الرفع أو الهيليوم أو الهيدروجين لتزويد الطفو للمكونات الأخرى المرفقة. شوهدت واحدة من أعظم عمليات انتشار الجند بالمنطاد في حفل الافتتاح التاسع عشر ألعاب الكومنولث عام 2010 التي عقدت في دلهي بالهند. كان استخدام المنطاد في الاحتفال هو الاستخدام الأكبر له في جميع أنحاء العالم.

لماذا سمي بهذا الاسم ؟

أطلق على المناطيد هذا الاسم باللغة الإنجليزية بسبب استخدامهم "توازن الهواء والغازات" الذي يجبره على الطفو ولا يتطلب حركة خلال الكتلة الهوائية المحيطة.   

تاريخ المنطاد

يبدأ تاريخ المناطيد مع نهاية القرن الثامن عشر أولاً بمناطيد الهواء الساخن، ومن ثم الهيدروجين. وقد أدت إلى اختراع المناطيد بالتحكم التي نافست لمدة النقل الجوي بالطائرات وانتهت مع حادث تحطم هندنبارغ في 1937. كان التحليق بالمناطيد في بداية القرن الواحد والعشرون، نشاطاً رياضياً وترفيهياً. وبقي استعمال البالونات مقتصراً على أنشطة علمية وخاصة للرصد الجوي. وما زالت بعض مشاريع المناطيد الموجهة تظهر من حين لآخر لنقل الحمولات الضخمة.

مخترع المنطاد

الأخوان مونغولفييه قاما بأول محاولتهما باستعمال بالون من الورق مليء بالهواء الساخن في 1782. وأول ارتفاع لمنطاد هواء ساخن تم قرب ليون بفرنسا، في 25 أبريل 1783 ووصلت إلى ارتفاع 300 متر. وقدم أول عرض علن في 4 يونيو 1783 حيث ارتفع المنطاد لاكثر من 1800 متر. مما فتح لهما أبواب قصر فرساي، وفي 19 سبتمبر 1783 وبحضور الملك لويس السادس عشر اطلقا منطادا عرضه 13 مترا. وكان أول الراكبين ديك، بطة وخروف حلقوا لمسافة 3 كم على علو 500 متر وفتح بذلك المجال امام المناطيد المأهولة.

مطور اختراع المنطاد

في 27 أغسطس 1783, قام الفيزيائي جاك شارلز بمساعدة الأخوان روبرت، بإطلاق أول منطاد بغاز مليء بالهيدروجين بباريس وحلق هذا المنطاد الغير مأهول لمسافة 25 كم. لان مناطيد الهواء الساخن كانت قليلة المناورة فكر العديد من المخترعين في جعلها قابلة للتحكم وأول محاولة ناجحة كانت عن طريق المهندس هانري قيفارد سنة 1852 الذي استعمل آلة بخارية صغيرة بمروحة للتوجيه ولكن ثقل المحركات منعها من المناورة الجيدة.

في 1884, قام المنطاد فرنسا برحلة لثماني كم مستعملا محركا الكتروني يزن 44 كغ ويشتغل بالبطريات للتوجيه. لكن اختراع المحرك الانفجار يفتح المجال امام تقدم تقنية هذه المناطيد التي تمثلت في طيران الزبلين عبر المحيط الأطلسي، ولكنه نفس المحرك الذي جعل من الطائرات تتفوق على المناطيد.

دور المنطاد في الحرب العالمية الثانية

تعدد أحداث التحطم للمناطيد الموجهة قبل الحرب العالمية الثانية ادت إلى التخلي عن استعمالها في الطيران التجاري وبقيت استعمالاتها محصورة في المجالات الرياضية والعلمية. في 28 مايو 1931, قام كل من اقوست بيكارد ومساعده بول كيبفال بتحطيم الرقم القياسي للارتفاع بصعودهم 000 16 متر، في الستراتوسفير، باستعمال قمرة محصنة وكان الهدف درآسة الاشعة الكونية.

أول عبور للمحيط الهادي في منطاد بالغاز وبدون تحكم تم في 1978. في 1999, قام كل من بارتراند بيكارد وبراين جونس بالدوران حول الأرض بدون توقف بقطع 759 46 كم في حوالي 19 يوما. وكانٱ قد انطلقا من سويسرا وحطوا في مصر.

لماذا يطفو المنطاد الذي يحتوي على هواء ساخن

من منا لا يتمتع برؤية المنطاد وهو يرتفع في السماء مع استخدام الحرارة ، ويود لو أن بإمكانه أن يرتفع معه ، مع التفكير في كيفية ارتفاع المنطاد بهذه الطريقة ، وسوف نقوم بتوضيح السبب وراء ارتفاع المنطاد الذي يحتوي على هواء ساخن فيما يلي :

عندما يتم تسخين الهواء تقوم جزيئات الهواء الساخنة بالانتشار والارتداد ، ما يؤدي إلى ان مساحة الهواء بالمنطاد تصبح ذات كثافة أقل من الفضاء المحيط بها.

كما إن ارتفاع درجة الحرارة بغلاف المنطاد يجعل كثافته أقل من كثافة الهواء ، وبالتالي فإن المنطاد يصبح اخف من الهواء ، ما يجعله يطفو.

ومن ذلك يتضح ان طفو المنطاد يعتمد على درجات الحرارة المختلفة خارج وداخل الشيء الذي يتم طفوه او رفعه ، لذلك فإنه في المواسم الباردة يتم استخدام نسبة قليلة من البروبان مع تزايد درجات الحرارة الداخلية للمنطاد ، إلا انه في المواسم الحارة يتم استخدام نسبة كبيرة من البروبان ، ما يؤدي إلى حدوث ضرر للمواد المتكون منها المنطاد بسبب زيادة ارتفاع درجة الحرارة اللازمة لطفو المنطاد.

حيث يتم استخدام خزانات البروبان السائل المنتقلة عن طريق انابيب إلى موقد المنطاد ، من أجل تسخين غلاف المنطاد وتلك تعتبر أحد طرق انتقال الطاقة الحرارية ، فعندما يشتعل اللهب ، فإن الأنبوب المعدني المتواجد بالمنطاد يسخن ، محولا سائل البروبان إلى غاز البروبان ، حيث تزيد كفاءة وقوة البروبان مما يؤدي إلى تسخين المنطاد بشكل سريع.

مكونات منطاد الهواء

يتكون المنطاد من قطع بسيطة ورخيصة التكاليف مقارنة بالطائرات ، وهناك العديد من أنواع المناطيد المصنعة لأغراض مختلفة ، إلا أننا سوف نتحدث عن نوع معين من المناطيد ، وهو النوع  Raven S-55A ، حيث ان مكونات المنطاد هي : البالون ، والسلة ، وموقد الاشتعال  .

البالون

او الحقيبة ، او المغلف كلها اسماء يتم إطلاقها على البالون الذي يحمل المنطاد ويجعله يطير ، والذي يتم صنعه من النايلون مقاوم الحريق ، وغالبا ما يعالج البالون بطبقة من البولي يوريثين من أجل تقليل المسامية ، وضعف وصول الأشعة الفوق بنفسجية ، ما يزيد من تحمل أشعة الشمس ، ويتصل البالون بالسلة عن طريق كابلات من الفولاذ مقاوم الصدأ.

ويتم نسج البالون في الواح ، كل جزأين يشكلان مقطع رأسي او فتحة حيث يوجد اربع وعشرون مقطع رأسي كبير ، ويتم ربط هذه الثقوب معا من خلال الحياكة واستخدام أشرطة الاحمال الثقيلة ، حتى يتم التقليل من الضغط على قماش البالون ، ودعم وزنه أثناء الطيران.

يتضمن البالون منفذ انكماش على شكل دائري في أعلاه ، يغلق بلوحة دائرية ، ويحتوي على خط الانكماش الذي يسحبه الطيار من أجل الهبوط الفوري ، وبجانب منفذ الانكماش يوجد فتحة تساعد على الانكماش الكامل عند الهبوط ، او يتم استخدامها من أجل التحكم في الهبوط ، او الصعود العمودي من خلال تنفيس كمية من الهواء الساخن المطلوب ، وهناك فتحة جانبية تسمى فتحو المناورة ، يتم استخدامها من أجل تثبيت البالون من خلال السماح للهواء الساخن بالخروج من البالون.

ويوجد بالبالون مؤشرات تيارات الحمل الحراري لقياس درجة الحرارة من أجل معرفة إن كانت درجات الحرارة تخطت الحد المسموح ام لا ، او إن كان يحتاج البالون إلى الإصلاح ، حيث يعتمد عدد الركاب المسموح به بالبالون على السعة المكعبة له ، كما يمكن تعديل سعة البالون من خلال عوامل أخرى مثل تغيير درجة الحرارة ، او نسبة الارتفاع عن الأرض.

السلة

وهي المكان الذي يحمل الركاب ، ويتم صنعه في الغالب من الالمونيوم ، او الخيزران ، او الألياف الزجاجية وتتميز السلال المصنوعة من الألياف الزجاجية والالمنيوم بالقوة ، وخفة الوزن مقارنة بالسلاسل المصنوعة من الخوص ، وتكون جميع السلال محتوية على اطار أنبوبي يحتوي على أربعة وعشرين كابل من الفولاذ المقاوم للصدأ من أجل تثبيتها بالبالون ، ويعمل هذا الإطار على :

دعم نظام الموقد المتواجد في أعلى السلة.

المساعدة في حماية الركاب.

الثبات عند الهبوط بفضل تأثير الارتكاز الميكانيكي.

نظام الموقد

يعتبر الموقد هو القوة الدافعة لصعود او هبوط البالون والتحكم فيه ، ويوجد في العادة وسط غلاف البالون ، يتضمن الموقد صمام انفجار من أجل ضبط معدل تدفق الوقود من الخزانات ، حيث ينقل البروبان السائل من الخزانات من خلال خرطوم مرن إلى الموقد ، فيمر على ملفات تسخين تحول البروبان السائل إلى غاز.

ويعتبر البروبان او البترول السائل او LPG هو الغاز الحصري الذي يستخدم في المناطيد ذات الهواء الساخن ، للعديد من المزايا منها أنه غير مكلف ، ومتاح دائما ، فضلا عن أنه عديم الرائحة.

مكونات فرعية للمناطيد

بالإضافة إلى المكونات الرئيسية التي يتضمنها المنطاد بشكل عام ، إلا ان هناك بعض الاشياء التي يحتاج إليها طيارين منطاد الهواء الساخن  .

مقياس الارتفاع ؛ ويعمل على الإشارة إلى مدى الارتفاع عن الأرض ، ويستخدم قراءة القدم فوق مستوى البحر.

البيرومتر ؛ وهو جهاز استشعار كهربائي يقوم بإرسال معلومات إلى العداد المتواجد في السلة من أجل معرفة درجة حرارة الهواء في المنطقة المتواجد بها.

مقياس الوقود ؛ يعمل على توضيح البروبان المتبقي في الخزانات ، ويحب إن يكون نوع موثوق ومرئية من أجل الامان.

المتغير ( variometer ) ؛ معدل الارتفاع الذي يبين اذا كنت ترتفع بالمنطاد او تهبط .

الشعلة ؛ وهي أداة من أجل إعادة إشعال المصباح التجريبي.

أغطية الرأس ؛ وهي من الأمور الضرورية ، والحيوية اذا حدث هبوط سريع.

ما هو المطلوب منك من أجل الصعود إلي المنطاد.

الملابس الواقية ؛ مثل نظارات واقية للعين من أجل الطيار ، تعمل على حماية عينيه خلال مرحلة نفخ النار ، بالإضافة إلى قفازات متينة وشديدة التحمل ، وملابس ذات أكمام طويلة من مواد قطنية او مواد مقاومة للحريق مثل نوع 2 A10BC .

  المصدر وثائقي