النموذج المقترح يزيد من قدرة الرفع ويخفف وزن الطائرة عند الإقلاع
قدمت استكمالاً لنيل درجة الدكتوراه في الهندسة الميكانيكية
طورت دراسة في جامعة البحرين قاعدة لمقطع من جناح طائرة تسهم في خفض استهلاك الوقود بنحو 12%، خصوصاً في رحلات الطائرات المدنية وطائرات الشحن، وذلك من خلال تقليل مقاومة الهواء، وزيادة قدرة الرفع.
وجاءت الدراسة التي قدمها الطالب في برنامج دكتوراه الهندسة الميكانيكية إبراهيم كمال صديق استكمالاً لنيل درجة الدكتوراه في البرنامج، ووسمت بعنوان: “تأثير إضافة نمط الخشونة على مقطع لجناح طائرة NACA 4412 وتأثيره في الخواص الديناميكية الهوائية”.
وهدفت الدراسة إلى تطوير أجزاء معينة من مقطع جناح الطائرة بارتفاعات محددة، للحصول على أفضل خواص ديناميكية هوائية في وضع الطيران القياسي للطيران التجاري، وعلى عدة سرعات وزوايا لاتجاه الهواء.
وبحثت أطروحة الدكتوراه التي تعد الأولى من نوعها في تخصص الديناميكا الهوائية عدة فرضيات رقمية عن طريق برنامج يحاكي ظروف الطيران الحقيقية CFD program Ansys Fluent، كما جرت عملية التحقق من تلك الفرضيات أيضاً عن طريق النفق الهوائي الخاص في مختبر الهندسة الميكانيكية بجامعة البحرين.
وقام الباحث صديق بتصميم 15 نموذجاً رقمياً خضع جميعها لنحو 180 اختباراً منفصلاً، كما صمم أربعة نماذج عملية خضعت لنحو 60 اختباراً منفصلاً، وفي المجمل بلغت التجارب نحو 240 تجربة.
وتوصلت الدراسة إلى أن إضافة القاعدة المقترحة في أجزاء معينة من مقطع جناح الطائرة وبارتفاع محدد يحسن من الخواص الديناميكية الهوائية، ويزيد من معدل قوة الرفع مقارنة بقوة المقاومة، وهو الأمر الذي يقلل من الوقود المستهلك بنحو 12%، مع الحفاظ على خواص ديناميكية هوائية مستقرة، بفضل تفاعل النموذج المقترح المثالي مع التيارات الهوائية المؤثرة على مقطع الجناح.
وأوصت الأطروحة بتصنيع غشاء رقيق منخفض التكلفة بالنمط والسمك المشار إليهما في الدراسة، وتثبيتهما في مقطع جناح الطائرة لتحسين الخواص الديناميكية الهوائية، وتقليل استهلاك الوقود وكميته، وهو الأمر الذي يسهم في تخفيف وزن الطائرات عند الإقلاع.
وكانت لجنة امتحان ناقشت الباحث إبراهيم صديق في الأطروحة، وتشكلت اللجنة من أستاذ الهندسة الميكانيكية في كلية الهندسة بجامعة البحرين الأستاذ الدكتور أحمد يوسف عبدالله ممتحناً داخلياً، وعضو هيئة التدريس في قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة الكويت الدكتور وليد شكرون ممتحناً خارجياً، في حين كان المشرف على الأطروحة الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة البحرين الدكتور محمد نبهان، والمشرف المساعد أستاذ الهندسة الميكانيكية المشارك في القسم نفسه الدكتور عمر عبدالعزيز العباسي.
