هل الأخوين جوزيف هما مخترعا المنطاد الهوائي؟

تم ابتكار المنطاد الهوائي في القرن الثامن عشر الميلادي، ثم تطوّرت المناطيد بشكلٍ كبيرٍ فيما بعد واستخدمت العديد من أنواع الغازات المختلفة بدلًا من الهواء؛ لزيادة كفاءة طيرانها أيضًا. يوضّح هذا المقال آلية عمل المنطاد، بالإضافة إلى المبادئ الفيزيائية التي يعتمد عليها بشكل أساسي، ويتطرق كذلك إلى عِدّة معلومات أُخرى حول المناطيد؛ بما في ذلك أنواع المناطيد والمهارات المطلوبة لقيادتها.

هل الأخوان جوزيف هما مخترعا المنطاد الهوائي؟

لا يُعرف مُخترعا المنطاد الهوائي باسم الأخوين جوزيف؛ إنّما الأخوين مونغولفييه، وهُما: جوزيف ميشيل مونغولفييه وجاك إتيان مونغولفييه، وتمّ دعم التجارب المناطدية لهذين المخترعين من قِبل مصانع الورق الموجودة داخل بلدة فيدالون الفرنسية؛ فإن صناعة الورق كانت مزدهرة في هذه البلدة خلال القرن الثامن عشر، وهو القرن الذي شهد فيه العالم تطوير أول منطاد هوائي يطير برحلة غير مُقيّدة.

من أبرز المخترعين الذين أسهموا في تطوير المنطاد الهوائي؟

بعد رحلة الطيران الأولى بالمنطاد من قِبل الأخوين مونغولفييه قام العديد من المخترعين بالتطوير حتى يعمل المنطاد بشكلٍ أفضل، وفيما يأتي قائمة بأبرز هؤلاء المخترعين مع إسهاماتهم في تطوير المنطاد:

• تشارلز روزير: كان تشارلز روزير على علم بأن الهيدروجين أخف من دخان الهواء الذي يعتمد عليه منطاد الأخوين مونغولفييه، وقام بتطوير المنطاد الذي يعتمد على الهيدروجين وإطلاقه في الهواء عام 1783.
• جان موسنييه: تم اقتراح منطاد الضغط الفائق من قِبل الفرنسي جان موسنييه عام 1783؛ إلّا إنّه لم يقم بإنشاء أيّ نموذجٍ من هذا المنطاد لعدم توفر المواد المناسبة حتى خمسينيات القرن العشرين.
• دي روزيير: قام دي روزيير بابتكار منطاد هجين يعتمد على غاز الهيدروجين والهواء الساخن معًا؛ للتعامل مع بعض المشاكل التي كانت تُعاني منها المناطيد السابقة، وأُطلق هذا المنطاد عام 1785 وشهد حادثًا أدّى إلى وفاة دي روزيير.
• جون وايز: كان جون وايز واحدًا من رائدي المناطيد الأمريكيين، وتمكّن من اختراع ما يُعرف باسم لوحة التمزق، وهو شريط يقبع في الجزء العلوي من المنطاد، ويتمزق عند الرغبة بالهبوط الفوري أو الانكماش السريع للبالون.
• تشارلز جرين: قام الإنجليزي تشارلز جرين باختراع حبل السَحب عام 1830 تقريبًا، ولهذا الحبل عِدّة فوائد؛ منها إبطاء السرعة الأفقية والرأسية للمنطاد أثناء الهبوط، وهو حبلٌ طويلٌ وثقيلٌ.

ما هي آلية عمل المنطاد الهوائي؟

تعتمد آلية عمل منطاد الهواء الساخن على خصائص الغازات عندما يتم تسخينها؛ فإن جُزيئات الغاز في هذه الحالة تبتعد عن بعضها البعض وتتحرك بحُريّة أكبر؛ ممّا يجعلها تطفو حاملة معها المنطاد والركاب، وهُناك العديد من الغازات الأُخرى التي يتم استخدامها لرفع المنطاد بدلًا من الهواء الساخن؛ أبرزها الهيدروجين والهيليوم.

كيف يطير المنطاد الذي يستخدم الهيليوم؟

يُعد غاز الهيليوم أكثر غازات الرفع التي يتم استخدامها لتطيير المناطيد في الهواء خلال الوقت الراهن، أمّا فيما يتعلّق بآلية عمل المنطاد الذي يعتمد على الهيليوم؛ فإن الغاز المذكور أخف كتلة من الهواء، وبالاعتماد على قوانين الطفو؛ فإن الغازات ذات الكتلة الأخف ترتفع إلى الأعلى، في حين تهبط الغازات الأُخرى إلى الأسفل، وهو ما يتسبب بارتفاع منطاد الهيليوم وطيرانه في الجو.

ما هي المبادئ التي يعتمد عليها عمل المنطاد؟

بعد معرفة كيف يطير المنطاد في الهواء من الجيد التعرّف على المبادئ الفيزيائية الثلاثة التي تعتمد عليها المناطيد المختلفة للارتفاع، وهي المبادئ الآتية:

• مبدأ أرخميدس: تم اكتشاف مبدأ أرخميدس في القرن الثالث قبل الميلاد، وينص هذا القانون على الأجسام المغمورة كُليًّا أو جُزئيًّا في الموائع بحالة السكون؛ حيث يتم التحكّم فيها بقوة رفعٍ أو طفوٍ مساويةٍ لوزن السائل المزاح.
• قانون بويل: اكتشف بويل القانون المعروف باسمه عام 1662، وينص هذا القانون على أن ضغط كمية مُعينة من الغاز تتناسب عكسيًا مع الحجم عندما تكون درجة الحرارة ثابتة.
• قانون تشارل: يُبيّن قانون تشارل أن الحجم الذي تشغله كمية ثابتة من الغاز يتناسب طرديًا مع درجة الحرارة المُطلقة شريطة ثبوت الضغط؛ أيّ أن الضغط يزداد مع زيادة درجة الحرارة، وتم اكتشاف هذا القانون عام عام 1787.

ما هي أنواع المنطاد الطائر؟

هُناك 3 أنواع من المنطاد الطائر، وهي الأنواع الآتية:

• المنطاد البالوني: يُعد هذا النوع أبسط أنواع المناطيد، ولا يتم تزويد المنطاد بمحرك، ويطير في الهواء بحريّة؛ فليست لديه القوة على الدفع، ويُستخدم المنطاد الهوائي للأرصاد الجوية والاستجمام.
• السفينة الهوائية: يُعرف أي منطاد من المناطيد القابلة للتوجيه والمُعتمدة على الطاقة باسم السفينة الهوائية، وتنقسم هذه المناطيد إلى ثلاثة أنواع؛ هي المناطيد الصلبة والمناطيد شبه الصلبة والمناطيد غير الصلبة.
• المنطاد الهجين: تعتمد المناطيد الهجينة على كلٍّ من قوة الطفو بالإضافة إلى الدفع الديناميكي مع بعضهما البعض لترتفع في الهواء، ويتم الحصول على الدفع الميكانيكي بعِدّة طُرق؛ منها الاعتماد على بعض الأدوات التي تستخدم الوقود.

ما هي أجزاء المنطاد الهوائي؟

يتكون المنطاد الطائر الهوائي من ثلاثة أجزاء رئيسية، وهي الأجزاء الآتية:

• السلة: إن السلة هي المكان الذي يقف فيه القائد والرُكّاب في المنطاد، ويتم صُنع السلة من القش أو الخيزران عادةً، كما يتم إنتاج كل واحدة منها بشكلٍ يدوي.
• الغلاف: يُمثّل الغلاف الجزء الكروي الكبير الذي يظهر في الجزء العلوي من المنطاد فوق السلة، وهو الجزء الذي يحمل الهواء الساخن، ويتم إنتاجه من نسيج مقوّى يُعرف باسم الشريط المنسوج من النايلون.
• الموقد: يتولّى الموقد تسخين الهواء المطلوب في الغلاف حتى يرتفع المنطاد إلى الأعلى، كما يمكن الاعتماد عليه للمحافظة على ارتفاع ثابت أو للنزول إلى الأسفل.

هل يوجد مهارات مهمة للتحليق بالمنطاد الهوائي؟

توجد العديد من المهارات المُهمة للتحليق بالمنطاد الهوائي، وأبرزها المهارات الآتية:

• مهارات التنسيق: تساعد هذه المهارات قائد المنطاد الهوائي على البدء بالإجراءات البدنية الصحيحة، التي يحتاجها للوصول إلى أفضل النتائج أثناء الطيران في الهواء، أو الارتفاع في الجو أو الهبوط إلى الأرض.
• مهارات التوقيت: على قائد المنطاد معرفة التوقيت المناسب للبدء بحركات المناورة والتنسيق بين الحركات البدنية والوقت الملائم؛ لضمان استكمال المناورات بسلامة وسلاسة كبيرة.
• مهارات التحليل والتحكّم: يجب على المرء امتلاك مهارات التحليل والتقييم السريعين لردود أفعال المنطاد التي تتعلق بالسلوك أو السرعة، ويتم ذلك من خلال قراءة الإشارات المرئية المختلفة التي توفرها أجهزة التحكّم على المنطاد.
• مهارات الوعي بالظروف: لا بُد من الوعي بجميع الظروف المُحيطة أثناء الطيران باستخدام المنطاد الهوائي لضمان سلامة الرحلة، ويشمل ذلك الإحساس بالموضع النسبي للهياكل الأرضية، بالإضافة إلى إدراك مسار الطيران المخصص للمنطاد.

ما هي أبرز المعلومات حول منطاد الهواء الساخن؟

بعد معرفة كيف يعمل المنطاد الهوائي والمبادئ التي يعتمد عليها للطيران والارتفاع في الجو والتحليق؛ هُناك العديد من المعلومات العامة الأُخرى التي ينبغي التعرّف عليها حول المنطاد، وفيما يأتي بعضًا منها:

• ارتفاع المنطاد: يبلغ ارتفاع المنطاد الهوائي حوالي 30 مترًا على العموم؛ إلّا إنّ الارتفاع يُمكن أن يختلف نتيجةً لاختلاف سعته من الرُكّاب في كل واحد من المناطيد بشكل منفرد.
• ارتفاع طيران المنطاد: يستطيع منطاد الهواء الساخن النموذجي الطيران في أي مكان حول العالم حتى ارتفاع يصل إلى ما يقارب 914 مترًا فوق سطح الأرض، كما أنّه يستطيع الطيران على ارتفاع منخفض يساوي ارتفاع الأشجار أيضًا عند الرغبة في ذلك.
• ضرورة ارتداء ملابس مناسبة: عند الرغبة بأخذ جولة في المنطاد الهوائي الطائر لا بُد من اختيار الملابس المناسبة للرحلة، وينبغي أن تكون هذه الملابس مُريحة للراكب في الدرجة الأولى، كما يجب أن تكون مناسبة للطقس.
• الاعتماد على البروبان: في حالة منطاد الهواء الساخن يتم الاعتماد على غاز البروبان بشكل أساسي؛ لإشعال الموقد والمحافظة على الارتفاع المطلوب أثناء التحليق، وهو ذات الغاز المستخدم في مواقد الشواء.

ما هي طريقة إنشاء نموذج منطاد؟

توجد عِدّة طُرق لإنشاء نموذج يهدف إلى محاكاة آلية عمل المنطاد الهوائي وتوضيح كيف يعمل المنطاد؛ منها إنشاء النموذج بالاعتماد على الأكياس البلاستيكية، مع ضرورة اختيار مكان واسع لا يحتوي على أي من المواد القابلة للاشتعال:

• تجهيز الأدوات: على المرء توفير مُسرّع اشتعال وسلك ووعاء معدني للاشتعال، بالإضافة إلى أكياس قمامة بلاستيكية تبلغ سعتها 20 لترًا، وينبغي أن تكون الأكياس خفيفة الوزن، ولا بُد من وجود هذه الأدوات بالقُرب من مكان إنشاء النموذج.
• قطع الأسلاك وربطها: ينبغي قطع أحد الأسلاك بطول 10 سنتميتر، بالإضافة إلى قطع جزئين آخرين بطول 60 سنتميتر، وبعد ذلك يتم ربط السلكين الطويلين معًا من المنتصف حتى يصبحان على شكل X، وبعد ذلك يتم ربط السلك القصير حول العُقدة في المنتصف.
• إدخال الأسلاك في الكيس: بعد تجهيز الأسلاك يتم إدخالها في الكيس بطريقة تضمن المحافظة على شكل X مع بقاء الكيس مفتوحًا من الأسفل، وينبغي ربط حواف الأسلاك بعد إدخالها لضمان ثباتها وعدم خروجها أثناء التحليق.
• اختيار الكمية المناسبة من مُسرّع الاشتعال: لا بُد من اختيار كمية مُسرّع الاشتعال المناسبة؛ فإن زيادة الكمية يُمكن أن تؤدي إلى احتراق الكيس، وإذا كانت الكمية صغيرة؛ فلن يطير الكيس أثناء التجربة، ومن الجيد استخدام قطعة بطول 5 سنتمتر تقريبًا.
• بدء الإشعال: يتم وضع مُسرّع الاشتعال في الوعاء المعدني المُخصّص، ثم يتم الإشعال بعد ذلك عندما يكون الكيس فوق الوعاء ليبدأ بالانتفاخ، ثم الارتفاع في الهواء.

اقرأ/ي أيضًا:

هل يمكن توليد الكهرباء من الرياح؟

هل الميل البحري هو وحدة قياس سرعة السفن؟

هل يمكن صناعة الصابون الطبيعي في المنزل؟

هل يتم صناعة الغراء الأبيض من مواد طبيعية دائمًا؟