السفينة الطائرة ( Hydrofoil )

---

السفن الطائرة العسكرية مثل السفينة الطائرة الدورية القاذفة للولايات المتحدة ( ب هـ م) (PHM)على اليسار تستخدم أساسًا لحراسة المياه الإقليمية الساحلية ولتعقب السفن المعادية، وتحمل السفينة ( ب هـ م) على متنها قذائف موجهة.

السفينة الطائرة مركبة يرتفع جسمها فوق سطح الماء عندما تتحرك بسرعات عالية، ولها أجنحة صممت للتحرك تحت الماء. هذه الأجنحة تسمى الفراشات، وهي رقائق معدنية ذات سطح علوي منحن، وهي تعمل كأجنحة الطائرة لترفع جسم المركبة فوق الماء.

تتصل الفراشات بجسم السفينة بوساطة دعائم طويلة ورفيعة تسمى قوائم الانضغاط. تنزلق السفينة الطائرة في الماء على جسمها في السرعات المنخفضة، وعندما تصل سرعتها إلى درجات عالية يندفع الماء فوق الفراشات بمعدل مرتفع فيخفف من الضغط على أعلى الرقائق فيتسبب في رفعها عن سطح الماء، ومن ثم يرتفع جسم السفينة وتطير فوق الماء بوساطة الفراشات التي تحملها على قوائمها الانضغاطية.

تستخدم السفن الطائرة طاقة محرك أقل من الأنواع الأخرى من السفن عند تحركها بسرعات عالية، لأن أجسامها لاتحتاج لدفع خلال الماء، فهي تتحرك عادة بسرعات تتراوح بين 30 و55 عقدة (العقدة تعادل 1,85كم في الساعة)، وقد وصلت السفن التجريبية منها إلى سرعات تبلغ أكثر من 80 عقدة.

ومن أهم خصائص السفن الطائرة قدرتها على الإبحار بهدوء في المياه الهائجة بسرعات عالية. فالفراشات تساعد على التقليل من تأثير الأمواج على السفينة، سواء في حالة إبحارها مرتكزة على فراشاتها أو في حالة إبحارها مرتكزة على جسمها.

تحمل السفن الطائرة التجارية مئات الألوف من الركاب، وأطنانًا كثيرة من المؤن والمعدات كل عام. فالسفن الطائرة الناقلة للركاب تعمل بين جزر اليونان وعبر القنال الإنجليزي، كما تعمل في أنحاء عديدة من العالم. ولدى روسيا أسطول سفن طائرة تجاريةكبير.

أما السفن الطائرة الحربية فتؤدي مهام متعددة مثل إنجاز المهمات الدورية، وتحديد مواقع السفن المعادية وذلك على سرعات فائقة. كما أن بعضها يحمل القذائف الموجَّهة. وكان الاتحاد السوفييتي يمتلك أكبر عدد من السفن الطائرة العسكرية قبل تفككه. ومن الدول الأخرى التي تستخدم هذه السفن بريطانيا وإيطاليا والولايات المتحدة الأمريكية.

الانبساط يحدث عندما تكون الأمواج التي تصطدم بها السفينة الطائرة صغيرة بالمقارنة بحجمها فتحتفظ السفينة بمسار ثابت ويمر بدنها بسهولة فوق الماء.

التعرج يستخدم عندما تكون الأمواج كبيرة بالمقارنة بحجم السفينة الطائرة فتعدل السفينة مسارها بحيث يتواءم مع شكل الأمواج فتعتلي الأمواج صعودًا وهبوطًا.

الاستجابة المتوسطة تجمع بين الانبساط والتعرج فتحافظ السفينة على مسار ثابت فوق الأمواج الصغيرة، ولكنها تتبع شكل الأمواج عندما تمر فوق الكبيرة منها.

أنواع السفن الطائرة:

تتراوح أطوال السفن الطائرة ما بين 5 و60مترًا ؛ تدار معظمها بالعنفات (التوربينات) الغازية أو بمحركات الديزل، أو بكليهما معًا. وتقوم المراوح أو نفاثات الماء بمهمة الدفع.

عندما ترتفع السفينة الطائرة فوق الماء، يتوزَّع وزنها كلية بين فراشتين إحداهما في المقدمة، والأخرى في المؤخرة، وتكون الرقيقة التي في المؤخرة أكبر من التي في المقدمة في النظام غير الترادفي. أما في النظام الترادفي فتتساويان في الحجم، وفي نظام الطائرة تكون الرقيقة الواقعة في المقدمة أكبر من التي في المؤخرة.

تُغيِّر السفن الطائرة مسار إبحارها في المياه الهائجة للإبقاء على أجسامها فوق الأمواج، فعندما تكون الأمواج أصغر حجمًا منها تستطيع أن تشق عباب الأمواج بسهولة مع المحافظة على ثباتها، وتسمى هذه الطريقة الانبساط. أما عندما يكون الموج أكبر حجمًا من السفينة الطائرة تقوم السفينة بتعديل طريقة إبحارها بحيث تتبع شكل الأمواج. وتسمى هذه الطريقة التعرج. أما طريقة الاستجابة المتوسطة في الإبحار فتجمع بين خصائص الانبساط وخصائص التعرج، لكي تستطيع السفينة الطائرة الإبحار فوق الأمواج الصغيرة منها والكبيرة، فتحافظ السفينة الطائرة بذلك على ثباتها في مسار ثابت فوق الأمواج الصغيرة، وتغير مسارها لتتبع شكل الأمواج إذا كان الإبحار فوق أمواج كبيرة.

وتُصنَّف السفن الطائرة طبقًا للطريقة التي يتبعها نظام الفراشات بها عندما تُحمل فوق الماء، وهناك نوعان رئيسيان هما:1- السفن الطائرة التي تخترق سطح المياه. 2- السفن الطائرة االمغمورة كليا في المياه.

السفن الطائرة المخترقة لسطح المياه تُستخدم في الأنهار والبحيرات والمناطق الأخرى التي تكون فيها المياه هادئة نسبيًا، ويوجد نوعان معروفان من هذه السفن وهما: السفن الطائرة ذات الفراشات التي على شكل الرقم 7 والسفن الطائرة ذات الفراشات التي على شكل المعين المنحرف. ويحتوي النوع الأول على رقائق تتخذ شكل الرقم 7 بينما يحتوي النوع الثاني على رقائق تتخذ شكل جزء من معين منحرف.

السفن الطائرة المخترقة لسطح الماء تعتلي فراشات مغمورة جزئيًا تحت الماء ويبقى الجزء العلوي فقط من تلك الفراشات فوق السطح مما يساعد على المحافظة على توازن السفينة.

السفن الطائرة المغمورة كليًا تسير وفراشاتها مغمورة تمامًا تحت سطح الماء ويعمل هذا النوع من السفن الطائرة جيدًا في المياه الهائجة، ولكنه يحتاج إلى أجهزة توازن خاصة لتتم الملاحة بيسر.

تستخدم السفن الطائرة التي تخترق سطح المياه منطقة السطح الخارجي للرقائق للثبات والتحكم، فعندما تكون السفينة في حالة انطلاق فإن الأجزاء العلوية للرقائق تبرز من الماء، وتحدِّد سرعة السفينة مسافة ارتفاع الجسم عن الماء، فكلما ازدادت سرعة السفينة تناقصت وانخفضت مساحة الرقائق المطلوبة لرفع الجسم عن مستوى الماء، وبذلك فإن الجزء العلوي للفراشات يرتفع عن الماء. وعند انخفاض السرعة تكون هناك حاجة لمساحة أكبر لرفع السفينة، فتغوص الرقائق في الماء بعمق أكبر.

السفن الطائرة المغمورة كليًا في المياه تُستخدم غالبًا في المحيطات وفي مناطق أخرى، حيث احتمال مواجهة مياه هائجة جدًا. تبقى فراشات هذه السفن مغمورة تمامًا في الماء عندما تكون السفينة مبحرة، ويمكن الحفاظ على توازنها بوساطة تغيير زاوية الفراشات للإبقاء على تدفق الماء منها بمعدل ثابت، وتسمى هذه الزاوية بزاوية الهبوب. تتغيَّر زاوية السفن الطائرة المغمورة عن طريق نظام آلي لحفظ التوازن، وقد تكون هذه الأنظمة إما كهربائية أو آلية.

تستخدم أنظمة حفظ التوازن الكهربائية أجهزة إحساس لالتقاط التغيُّرات في حجم الأمواج وتوصيلها إلى الحاسوب الذي يقوم بدوره بإرسال إشارات إلى أجهزة وآلات حفظ التوازن بالسفينة ؛ وذلك لتعديل زاوية الانطلاق. وتقوم بعض السفن بإجراء هذه التعديلات باستخدام أجنحة صغيرة موجودة في الفراشات، وبعضها الآخر يحتوي على مضخات هوائية تصنع فجوة هوائية حول الفراشات.

السفن الطائرة الغاطسة في المياه الضحلة وسيلة مألوفة للنقل في روسيا ؛ وقد طور العلماء الروس هذه السفن في الأربعينيات من القرن العشرين الميلادي، وبدأ الاستخدام التجاري المنتظم لهذه السفن عام 1957م.

أما بالنسبة للأنظمة التي تقوم بحفظ التوازن آليًا فإنها تستخدم مروحيات ترتبط بالفراشات بوصلات آلية لتغيير زاوية الانطلاق. تطفو هذه المروحيات على سطح الماء أثناء الإبحار، وعندما ترتفع وتنخفض مع الأمواج تتحرك الوصلات الآلية وتدير هذه الحركة فراشات السفينة.

السفن الطائرة المغمورة تمامًا في الماء والمسماة السفن الطائرة الغاطسة في المياه الضحلة لديها القدرة الذاتية على حفظ التوازن المميزة للسفن الطائرة المخترقة لسطح الماء. تنخفض فراشات هذه السفن كلما اقتربت من سطح الماء، ولا ترتفع أكثر من متر واحد عن السطح ؛ وهي المسافة من الطرف الأمامي إلى الطرف الخلفي من الفراشة. وتحافظ الفراشات على هذا الارتفاع مادامت السرعة ثابتة. ويُستخدم هذا النوع من السفن الطائرة في الممرات المائية الهادئة والضحلة.

نبذة تاريخية:

بدأت التجارب لصناعة السفن الطائرة في أوروبا في السنوات الأخيرة من القرن التاسع عشر الميلادي. وفي 1906 م اختبر مهندس إيطالي يدعى إنريكو فورلنيني بنجاح أول سفينة طائرة كاملة الحجم وذاتية الدفع. وفي 1907م بدأ ألكسندر جراهام بل الأسكتلندي المولد العمل على سلسلة من السفن الطائرة سماها الهيدرو ـ درومز. وفي 1918م سجلت إحدى هذه السفن المسماة (إتش. دي ـ 4 :(H . D - 4 رقمًا قياسيًا في السرعة بلغ 61,6 عقدة، وقد بقي هذا الرقم القياسي في صدارة السرعة للسفن الطائرة حتى عام 1963م، عندما سجلت السفينة الطائرة التجريبية التي أنتجتها الولايات المتحدة فرشْ 1 السرعة القياسية الجديدة 84 عقدة.

كان لأول سفينة طائرة صممها ألكسندر جراهام بل فراشات رتبت على شكل درجات في سلم. وقد سجلت سفينة بل عام 1918م رقماً قياسياً للسرعة بلغ 616 عقدة، وقد بقي هذا الرقم في القمة حتى عام 1963م عندما وصلت سرعة إحدى السفن الطائرة التجريبية الأمريكية إلى 84 عقدة.

التطورات الحديثة في السفن الطائرة:

في 1927م بدأ المهندس الألماني البارون هانز فون شيرتل العمل على تصميم سفينة طائرة لأغراض تجارية. وبعد تسع سنوات من التجارب أنتج شيرتل سفينة طائرة ذات سطح مخترق بفراشات على شكل الرقم 7، وقد استُخدمت فيما بعد أول سفينة طائرة للركاب. وخلال الحرب العالمية الثانية (1939 - 1945م) أنتج شيرتل وفريقه من المصممين 15 نوعًا مختلفًا من السفن الطائرة لحساب الجيش الألماني.

وفي عام 1945م بدأ العالم روستسلاف ألكسييف، الذي كان يعمل في روسيا، تجاربه التي قادت إلى تطوير السفن الطائرة الغاطسة في المياه الضحلة. وفي عام 1957م، بدأت أول سفينة منها وسميت راكيتا أول خدمتها عبر نهر الفولجا في غربي روسيا.

وفي عام 1947م، بدأت البحرية الأمريكية بحوثها المكثفة حول السفن الطائرة، حتى أصبحت خلال فترة قصيرة رائدة العالم في تطوير السفن الطائرة عبر المحيطات. وفي 1958م انطلقت سي لجز كأول سفينة طائرة مغمورة كليًا لتقابل بنجاح عظيم. وفي الستينيات من القرن العشرين أطلقت البحرية الأمريكية عددًا من السفن الطائرة المغمورة كليًا، وكان ضمنها السفينتان الحربيتان توكومكاري وفلاجستاف. وفي أواخر السبعينيات وبداية الثمانينيات من القرن نفسه قدَّمت البحرية الأمريكية عرضًا بصنع ست سفن طائرة غاطسة سُمِّيت السفن الطائرة الدورية القاذفة للصواريخ وقد صُمِّمت لتعقب السفن المعادية وإطلاق الصواريخ عليها.

★ تَصَفح أيضًا: زورق الصواريخ ؛ السفينة.