هواپیما

هواپیما هواگردی سنگین‌تر از هوا است.
در هواپیما اختلاف فشار هوائی که از روی بال و زیر بال می‌گذرد ایجاد نیروی برآر می‌کند و با خنثی شدن نیروی وزن، هواپیما به پرواز درمی‌آید.از نظر طرح و عملکرد هواپیماها را می‌توان به دو دسته هواپیما با بال ثابت و هواپیما با بال متحرک تقسیم کرد.از نظر پیش‌رانش هواپیماها به دو دسته موتوردار و بی‌موتور تقسیم می‌شوند.هواپیماهارا می‌توان از نظر کاربرد به دو دسته‌ بخش کرد: هواپیمای نظامی و هواپیمای غیرنظامی.

برآر یا نیروی برآر

برآر یا نیروی برآر، نیرویی است که در اثر حرکت ماهیواره در شاره (سیال) ایجاد می‌شود. پرواز هواپیما در اثر نیروی برآری است که حاصل از شکل مقطع آیرودینامیکی بال‌ آن است، که اصطلاحاً مقطع ماهیواره دارند، نیروی برآر بال هواپیما به عواملی مانند سرعت هواپیما، مساحت بال، چگالی هوا، و شکل ماهیوارهٔ بال بستگی دارد و مطابق با فرمول زیر محاسبه می‌شود.

L=1/2pV2SCL

که در این فرمول

L نیروی برآر هواپیما،
ρ چگالی هوا،
V سرعت پرواز هواپیما،
S مساحت بال، و
CL ضریب برآر است.
برآر را در فارسی «برآ» هم می‌گویند. واژه «برآر» پیشنهاد فرهنگستان است.


هواپیما با بال ثابت
بیشتر هواپیماهای امروزی به‌ویژه هواپیماهای مسافری در این دسته جای دارند.

منظور از بال ثابت آن است که بال هواپیما (بر خلاف هلیکوپتر) فقط در اثر پیش‌رانش نیروی برآر ایچاد می‌کند. اگرچه بال در بعضی هواپیماها برای جاگیری کمتر یا ملاحظات هواپویشی ممکن است باز و بسته شود ولی این‌گونه هواپیما را نیز دارای بال ثابت می‌شمارند چون باز وبسته شدن بال ایجاد نیروی برآر نمی‌کند.

هواپیما با بال متحرک
در بال‌گردها نیروی برآر ناشی از چرخش بال یا پروانه در هوا است. هلی‌کوپتر یا بالگرد شناخته‌شده‌ترین هواپیما با بال متحرک است. هواچرخ نوع دیگری از این‌گونه هواپیما است. بعضی از هواپیماها مثل و-۲۲ آسپری ویژگی‌های بال ثابت و بال متحرک را یکجا دارند.

هواپیمای موتوردار
موتور هواپیما وظیفه تأمین نیروی پیش‌رانش (در هواپیماهای با بال ثابت) یا چرخاندن پروانه و پیش‌رانش (در هواپیماهای با بال متحرک) را دارد.

تا اواخر جنگ جهانی دوم موتور هواپیماها از نوع پیستونی یا موتور احتراق داخلی بود. اکنون بیشتر هواپیماها از موتور جت استفاده می‌کنند. در بعضی هواپیماهای آزمایشی و نظامی از موتور موشکی استفاده می‌شود.

هواپیمای بی‌موتور
در هواپیمای بی‌موتور برای پیش‌رانش از نیروی گرانش زمین استفاده می‌شود. بادپر (گلایدر) نوع رایج هواپیمای بی‌موتور است. هواپیمای بی‌موتور را باید پیش از شروع پرواز با ابزاری جدا از آن به ارتفاعی مناسب رساند و پس از آن هواپیما می‌تواند با استفاده از نیروی گرانش و جریان‌های هوائی پرواز کند.

هواپیماهای نظامی
اصطلاح هواپیمای نظامی طیف وسیعی از هواپیماها را، از هواپیمای مدل گرفته تا بزرگ‌ترین هواپیمای جهان، در بر دارد. بسیاری از این هواپیماها فقط در اختیار ارتش‌ها و نیروهای هوائی کشورها است ولی بعضی از هواپیماهای نظامی با تغییر دادن هواپیماهای غیرنظامی به کارهای گمارده می‌شوند. جنگنده‌ها و هواپیماهای ترابری نظامی دو دسته شناخته شده‌تر هواپیمای نظامی هستند.

هواپیماهای غیرنظامی

هواپیماهای غیرنظامی نیز گستره وسیعی دارند و برای جابجائی مسافر یا بار و نیز تفریح و پژوهش و خدمات به‌کار می‌روند. استفاده نظامی از هواپیمای غیرنظامی برپایه قانون‌های بین‌المللی ممنوع است ولی گاه کشورها مخفیانه چنین می‌کنند.

برخی از هواپیماهای نظامی قدیمی با تغییراتی برای تفریح و پژوهش به هواپیمای غیرنظامی تبدیل شده‌اند.

تاریخ هواپیما
مخترع هواپیما به معنی امروزی را برادران رایت می‌دانند ولی با توجه به کوشش‌های هم‌زمان دیگران، برخی این نکته را قبول ندارند.

به‌هرحال کوشش برای پرواز سابقه‌ای بسیار دورتر از کار برادران رایت دارد. ذکر وسیله پروازی که با استفاده از چند پرنده ساخته شده در اساطیر ملل مختلف شاید اولین کوشش بشر برای طراحی هواپیما به‌شمار رود. مواردی که افرادی با بستن بال یا پارچه به‌خود برای پرواز از بلندی به پائین پریده‌اند نیز در تاریخ آمده‌است.

لئوناردو داوینچی نابغه ایتالیائی طرح‌های زیادی برای وسائل پرنده (مثلاً هلیکوپتر)از خود به‌جا گذاشته‌است.

اوتو لیلینتال آلمانی را اولین کسی می‌دانند که توانست با بستن بال به خود پروازی کوتاه را انجام دهد ولی چهل سال قبل از او سر جرج کی‌لی انگلیسی همین کار را با یک هواپیمای بی‌موتور ساخت خودش کرده بود.

در اواخر قرن نوزدهم و اوائل قرن بیستم کوشش برای ساخت هواپیمائی که قابل کنترل باشد (یعنی به خواست خلبان به چپ و راست و پائین و بالا برود) در فرانسه و آمریکا شدت گرفت. اولین پرواز کنترل شده به نام برادران رایت ثبت است.