مدى بريغيه (نفاثة)

خطوات الاستخدام

أدخل سرعة الطائرة (V) بوحدة متر/ثانية أو عقدة. السرعة تؤثر مباشرة على المدى، فكلما زادت السرعة زاد المدى الخطي (مع ثبات العوامل الأخرى). لكن تذكر أن السرعة الأعلى تزيد من استهلاك الوقود، لذا يجب الموازنة.

أدخل معدل استهلاك الوقود النوعي (c) بوحدة كجم/(نيوتن·ثانية) أو رطل/(رطل·ساعة). يمثل هذا المعدل كمية الوقود المستهلكة لكل وحدة دفع لكل وحدة زمن. كلما قل هذا الرقم، زادت كفاءة المحرك والمدى.

أدخل نسبة الرفع إلى السحب (CL/CD)، وهي مقياس لكفاءة الديناميكا الهوائية. تتراوح عادة بين 10 و20 للطائرات النفاثة. كلما زادت النسبة، قل السحب وزاد المدى. يمكن حسابها من بيانات الطائرة أو من معادلات الرفع والسحب.

أدخل الوزن الابتدائي (W0) بوحدة نيوتن أو رطل. هو الوزن الكلي للطائرة في بداية الرحلة شامل الوقود والحمولة. الوزن الأثقل يزيد من استهلاك الوقود ويقلل المدى.

الأسئلة الشائعة

معادلة بريغيه للنفاثات مشتقة من معادلة الحفاظ على الطاقة وعلاقة الدفع بالسرعة والاستهلاك. تبدأ من معادلة القوى: الدفع = السحب عند طيران ثابت السرعة والارتفاع. الطائرة تستهلك وقوداً بمعدل هو: معدل استهلاك الوقود = (الدفع) * (معدل استهلاك الوقود النوعي). ولكن الدفع = السحب = (وزن الطائرة) / (نسبة الرفع/السحب). بالتالي، معدل فقدان الوزن (dW/dt) = -c * D = -c * (W / (L/D)). يمكن كتابة التفاضل: dW/dt = - (c * W) / (L/D). ولأن السرعة V = dx/dt، نحصل على dW/dx = - (c * W) / (V * (L/D)). بفصل المتغيرات والتكامل من W0 إلى W1 على المسافة x من 0 إلى R، نجد: ∫(dW/W) = - (c/(V*(L/D))) ∫dx، فينتج: ln(W0/W1) = (c/(V*(L/D))) * R، وبحل R: R = (V/c) * (L/D) * ln(W0/W1). هذه هي الصيغة الأساسية. الافتراضات: طيران مستوي، سرعة ثابتة، نسبة رفع/سحب ثابتة، واستهلاك وقود نوعي ثابت. في الواقع، هذه العوامل تتغير خلال الرحلة، لكن المعادلة تعطي تقديراً جيداً.

يظهر الوزن في المعادلة بشكل لوغاريتمي لأن الطائرة تفقد وزناً باستمرار أثناء احتراق الوقود، مما يقلل السحب ويزيد كفاءة الطيران. العلاقة بين المدى ونسبة الوزن الأولي إلى النهائي غير خطية: فزيادة نسبة W0/W1 تؤدي إلى زيادة لوغاريتمية في المدى، مما يعني أن فوائد إضافة وقود إضافي تصبح أقل كلما زاد الوقود. على سبيل المثال، مضاعفة نسبة الوزن (مثلاً من 2 إلى 4) تعطي زيادة في المدى بمقدار ln(4)-ln(2)=0.693، بينما مضاعفة نسبة أخرى (من 4 إلى 8) تعطي نفس الزيادة. لذا فإن إضافة كميات كبيرة من الوقود لزيادة المدى تصبح غير فعالة بعد حد معين. عملياً، يُحدد الوزن الأقصى للإقلاع ووزن وقود معقول.

الاختلاف الرئيسي في معادلة مدى بريغيه: للطائرات النفاثة: R = (V/c) * (L/D) * ln(W0/W1). للطائرات ذات المراوح (المكبسية أو التوربينية): R = (η_p / c') * (L/D) * ln(W0/W1)، حيث η_p هي كفاءة المروحة و c' استهلاك الوقود النوعي نسبة إلى القدرة. في الطائرات النفاثة، يعتمد المدى على السرعة مباشرة، لأن الدفع مستقل تقريباً عن السرعة عند الطيران بسرعات عالية (ما دون الصوتية). في الطائرات ذات المراوح، العامل الرئيسي هو كفاءة المروحة واستهلاك الوقود بالنسبة للقدرة، والسرعة لها تأثير غير مباشر عبر كفاءة المروحة. لذا، المعادلة النفاثة تفضل السرعات العالية، بينما المروحية تفضل الكفاءة عند السرعات المنخفضة. تطبيقياً، الطائرات النفاثة تستخدم للمسافات الطويلة والسرعات العالية، بينما الطائرات المروحية للمسافات القصيرة والمتوسطة والكفاءة الاقتصادية.

للاستفادة العملية، أدخل القيم التقريبية للطائرة المحددة: السرعة المثلى (غالباً سرعة الانطلاق)، نسبة رفع/سحب عند السرعة المثلى (من دليل الطائرة)، معدل استهلاك الوقود النوعي (من بيانات المحرك)، والأوزان. تعطيك الحاسبة المدى النظري الأقصى في ظروف مثالية (لا رياح، ارتفاع ثابت، طيران مستقيم). عملياً، يجب تعديل المدى بإضافة احتياطي وقود (مثل 10% من المدى)، وتأثير الرياح: الرياح المعاكسة تقلل المدى بنسبة (سرعة الرياح مقسومة على سرعة الطائرة) × 100% تقريباً. كما أن تغيير الارتفاع يؤثر على c وL/D. أيضاً، تقوم شركات الطيران بحساب مدى التشغيل (Range) مع الأخذ بالاعتبار وزن الركاب والبضائع وكمية الوقود اللازمة للطيران لوجهة معينة مع احتياطي. الحاسبة أداة تقديرية أولية، لكنها تظهر المبادئ الأساسية.

مدى بريغيه (نفاثة)

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

أمثلة محلولة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

حاسبات ذات صلة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة