محتويات
هندسة الطيران
هندسة الطيران هو مجال من مجالات الهندسة التي يركز على تصميم وصنع الطائرات وأنظمة الطيران، وهندسة الطيران لديها فرعين: فرع الملاحة الفضائية الذي يركز على مُعدّات المركبات الفضائية خارج الغلاف الجوي للأرض، وفرع هندسة الطيران الذي يركز على الطائرات ضمن الغلاف الجوي الأرضي، ومهندس الطيران هو المهني الذي يدرس هذا العلم، ويصمم ويصنّع ويختبر مختلف أنظمة الطيران، والمعدات، ومن الممكن أن يعمل في مجال الأقمار الصناعية، والمركبات الفضائية والصواريخ والطائرات ويتأكد من أنها تعمل بشكل جيد[١].
تاريخ هندسة الطيران
في عام 1958 ظهر أول تعريف لهذه الهندسة على شكل هندسة الطيران Aerospace Engineering وكان يشمل تطوير المركبات الطائرة ضمن الغلاف الجوي الأرضي وخارجه في الفضاء، أما اليوم فالتعريف الشامل الذي يتمثل بهندسة الطيران، تجزأ إلى هندسة فضاء astronautical engineering وهندسة طيران aeronautical engineering ، لكن بناء المركبات الطائرة بشكل عام يتطلب أكثر من علم واحد، فمن النادر أن يقوم متخصص واحد بإكمال المهمة بمفرده، فبدلًا من ذلك يوجد فريق متخصص كامل في مختلف المجالات مثل الديناميكا الهوائية وأنظمة الدفع والتصميم الهيكلي وعلم المواد وإلكترونيات الطائرات وأنظمة التحكم[٢].
عند تتبع جذور هندسة الطيران فإنها تقود إلى الهندسة الميكانيكية وإلى الدراسات الأولى للديناميكا الهوائية، ومقاطع الرسم الأولى للطائرة كانت بواسطة ليوناردو دافنشي، حيث قام برسم نموذجين، النموذج الأول كان أورنيثوبتر؛ وهي آلة ذات أجنحةٍ تخفق بطريقة تحاكي حركة الطير، والنموذج الثاني عبارة عن طائرة بمروحة هوائية وهي تعد الشكل الأولي لطائرة الهليكوبتر، وأول رحلة طيران آمنة كانت سنة 1783 بواسطة بالون هوائي صممه الأخوان جوزيف ميشيل وجاك إتيان، وأول من طوّر المنطاد الهوائي هو بنجامين فرانكلين، ويمكن ألّا يعد مخترع المنطاد الهوائي واحدًا؛ فهناك العديد ممّن عملوا على تطوير شكله وتقنياته[٢].
من المخترعين الأوائل للطائرة التي تعمل بالطاقة -وهي أخف وزنًا من سابقاتها- هم: جول هنري جيفارد الذي طار في عام 1852 بأول منطاد بعمل بالبخار وقابل للتوجيه، وآرثر كريبس عام 1884 حيث طار بطائرة تعمل بالطاقة قادرة للرجوع لنقطة البداية، وفيرديناند زيبيلن الذي بنى وطار بأول طائرة صلبة عام 1900، وتوالت بعدها الاختراعات في القرن التاسع عشر فكان هناك الكثير من اختراعات الطائرات الشراعية، وتطورت هندسة الطيران عند اختراع الطائرات ذات الأجنحة الثابتة ومن ثم الدورانية مثل طائرة الهليكوبتر حيث ألهمت المراوح الدورانية المخترعين لمحاولة ادخال الحركة العمودية باستخدام هذا النوع من الأجنحة، وتطورت تصاميم طائرة الهليكوبتر إلى أن وصلت لشكلها النهائي عام 1942، وهناك الجانب الآخر من هندسة الطيران وهو هندسة المركبات الفضائية والصواريخ؛ حيث نجح المختصون في هندسة الطيران بإطلاق الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل، والجدير بالذكر أنّ أغلب رواد الفضاء هم من مهندسي الطائرات، فكما قال نيل أرمسترونغ مرة "أنا مهندس ذكي بأحذية وبذلة بيضاء حامية"[٣].
ماذا يفعل مهندس الطيران
كما ذُكر سابقًا فإنّ مهندس الطيران يقوم بتصميم الطائرات والمركبات الفضائية وأي معدات تتعلق بالمركبات الطائرة، وهو يصممها حتى تصل إلى معايير كفاءة معينة، واحترافيو هندسة الطيران خبراء في عدة مجالات مثل: أنظمة التحكم وعلم المواد والديناميكا الحرارية والآلات الطائرة، ولكن مهندس الطيران -بشكل عام- قد يكون مسؤولًا عن عدة مهمات ووظائف في آن واحد يُذكر منها الآتي:
- تنسيق وتصميم وانتاج واختبار المنتجات[١].
- ضمان إنجاز المشاريع بأمان[١].
- تحديد إذا ما كان المشروع واقعي وقابل للتطبيق اقتصاديًا أم لا[١].
- التطوير وتلبية معايير الجودة للمشاريع[١].
- اكتشاف الأخطاء وإصلاحها وتصحيح المشاكل مع المنتجات التي يتم انشاءؤا واختراعها[١].
- ابتكار تكنولوجيا جديدة في مجال هندسة الطيران[١].
- النماذج الأولية للتأكد من أنّها تعمل وفق الخطط المعمول بها[٣].
- تصميم المعدات الفرعية في هندسة الطيران مثل المحركات ومعدات الهبوط والأجنحة وأنظمة التحكم[٣].
- كتابة مواصفات الاختبارات المدمرة وغير المدمرة لاختبار قوة وموثوقية وآداء ومتانة المركبات الطائرة ومعداتها[٣].
أين يعمل مهندس الطيران
بشكل عام فإنّّ مهندسي الطيران يعملون في المكاتب وفي المصانع لاختبار المنشآت الجديدة ومعداتها وتحديد المشكلات المتواجدة فيها، ويعمل مهندسو الطيران في مجال هندسة الطيران لدى الحكومات، ويتم اختيار القليل منهَ للعمل في وكالة الفضاء الدولية NASA، وتتطلب معظم وظائف هندسة الطيران شهادة بكالوريوس في هندسة الطيران على الأقل، والعديد من أرباب العمل وخاصة الذين يقدمون استشارات هندسية يحتاجون أيضًا شهادة كمحترف ، وحتى يحصلوا على ترقية لمدير لا بد من حصولهم على شهادة ماجستير، وعلى مهندس الطيران مواكبة آخر المستجدات والتقتيات التي تتعلق في هندسة الطيران، وبعض مهندسي الطيران يعملون في الدفاع الوطني وقد يتطلب هذا حصولهم على تصريح[٣]، والجدير بالذكر أنّ درجة الماجستير والدكتوراة في مجال هندسة الطيران تسمح لمكتسبيها بالتقدم في مواقعهم الوظيفية وربما التعليم في الجامعات والعمل في الأبحاث، ومن الجيد لمهندس الطيران أن يكتسب خبرة عملية من خلال التدريب العملي والمعسكرات الهندسية [١].
مستقبل هندسة الطيران
تتجه العديد من ابتكارات الفضاء إلى تكنولوجيا صناعة السيارات مثل المولدات الحرارية التي تستخدم الحرارة لتوليد الكهرباء، وخلايا الوقود الهيدروجينية، التي تأخذ غاز الهيدروجين وتدمجه مع غاز الأكسجين لإنتاج الكهرباء، وهناك فريق من مهندسي الطيران طورّوا خوارزميّة يمكنها تحويل موجات المخ إلى أوامر للطيران، فإنّهم يأملون لتطوير طائرة يُتحكم بها من قبل موجات المخ مباشرة، وتعمّد بعض الباحثين إشعال النيران في محطة الفضاء الدولية لدراسة ألسنة اللهب "الشعلة الباردة" الأمر الذي قد يؤدي إلى اختراع سيارات أكثر كفاءة تسهم في تقليل تلوث البيئة، ومهندسو الطيران لا يزالون يعملون على المفاهيم الأساسية لديناميكا الهواء، وكأي فرع من فروع الهندسة فإنّ هندسة الطيران تتطور بشكل متسارع وعلى المهندسين مواكبة هذا التقدم السريع والهائل حتى يتمكنوا من الانخراط جيدًا في سوق العمل [٣].
