كان المنطاد أول اختراع جعل الإنسان يعرف الارتفاع في الغلاف الجوي ، وذلك منذ القرن الثامن عشر ، حيث كان الناس يقومون بنفخ البالونات المصنوعة من القماش والمعبئة بالهواء الساخن ثم يقذفونها عاليًا ، ثم عرف البالونات المعبئة بالهيدروجين ، وفي القرن التاسع عشر عرف الإنسان المنطاد بالتحكم وقد نافست تلك المناطيد وسائل النقل الجوي لفترة حتى حادث تدمر هندنبرغ ، الذي جعل عالم المناطيد ينزوي بعيدًا ويقتصر على كونه وسيلة علمية لخبراء الأرصاد الجوية أو وسيلة ترفيهية ، فلطالما كان الإنسان شغوفًا بالتحليق بعيدًا ، لذا نتناول في هذا المقال تاريخ اختراع المنطاد .
تاريخ اختراع المنطاد
تلك التجربة التي قام بها إخوان مونتجولفير عام 1782 كأول محاولة لهما في استعمال بالون ورقي مملوء بالهواء الساخن حيث أول ارتفاع حدث في فرنسا قرب ليون ، ثم في وصلت لارتفاع أكبر حيث ثلاثمائة متر في الهواء في إبريل 1783 ، وفي 4 يونيو قررا تقديم عرض وصل البالون لارتفاع 1800 متر في الهواء ، الأمر الذي جعل أبواب قصر فرساي تفتح أمامهما على مصراعيها ، وقدموا عرضًا آخر في التاسع عشر من سبتمبر بحضور الملك لويس السادس عشر ، وكان عرض المنطاد يبلغ ثلاثة عشر مترًا ، ووضعوا فيه ” ديك وبطة وخروف ” وحلق المنطاد إلى 500 متر على مسافة 3 كيلو متر ، وكانت تلك التجربة هي حجر أساس عالم المناطيد الواسع الذي نعرفه اليوم . [1]
وبمرور قرن من الزمان أي القرن التاسع عشر تم إطلاق أول بالون معبأ بالهيدروجين في فرنسا ، حيث في عام 1824 قام مايكل فاراداي بصنع أول بالون مطاطي حديث ومملوء بغاز الهيدروجين ، وتم بيع أول بالون من قبل توماس هانكوك في عام 1825 . [1]
ضغط الهواء في المنطاد
ضغط الهواء في المنطاد بمجرد أن يحلق يصبح أكبر من ضغط الهواء الخارجي ، وتقنيًا يتم حساب ضغط هواء الجسيمات بحسب قياس مقدار الاصطدامات على سطح ما ، ولكن هذا القياس صعب في المناطيد ، لذا يتم قياس الضغط على أنه الكثافة ، ويعتمد التعريف الأول لضغط الهواء على رد فعل الهواء القوى الكلية للجسيمات تجاه الصدامات ، بمعنى عند حدوث صدمة من خارج أو داخل البالون ويحاول الهواء الخروج أي تحدث حالة من الانكماش نتيجة ضغط الهواء الخارجي ، ولكن ضغط الهواء الداخلي للبالون يعمل على تمدده ، بما يعني أن في حالة ارتفاع ضغط الهواء بداخل المنطاد يجعله يتوسع ويعزز من القوى الداخلية له والعكس صحيح ، مما يشير إلى تساوي قوى الضغط الداخلية والخارجية . [1]
وبالرغم من المرونة التي يتمتع بها المنطاد ، إلا أن عملية التمدد مشبعة بالطاقة الكامنة التي حين يتم إطلاقه تتحول إلى طاقة حركية ، وفي حالة تعبئته بالهواء يزيد التمدد وذلك لكونه مرنًا لكن تلك المرونة من الممكن أن تتسبب في تدميره ، لذا يجب أن تكون جزيئات الهواء الداخلية ذات قوى ليس من أجل التساوي بينها وبين ضغط الهواء الخارجي ولكن للحد من حدوث الانكماش الطبيعي للبالون ، لذا عندما تملأ بالونًا بالهيليوم فإنها ترتفع في الهواء حيث يمارس ضغط الهواء الداخلي ضغطًا أكبر من الهواء الخارجي ، ومن الممكن أن ينفجر البالون أو يتسرب الهيليوم مما يؤدي لانكماش البالون وسقوطه . [1]
رحلات المنطاد الاولى
في عام 1785 كانت أول رحلة طيران بالمنطاد هي عبور القناة الإنجليزية ، وكان على متنها كل من بيلاتري دي روزيير و رجل آخر هو رومان ، وكانت هذه الرحلة التجريبية الأولى ، وتم ملأ المنطاد بالهيدروجين والهواء الساخن ، ولكن هذا المزيج الذي يساعد على الاشتعال الهائل تسبب بانفجار المنطاد بعد ثلاثين دقيقة من ارتفاعه ولقي الرجلان مصرعهما ، ثم في وقت لاحق من العام ذاته تم تجربة عبور للقناة الإنجليزية مرة أخرى باستخدام منطاد الغاز بواسطة الفرنسي جان بيير بلانشار والأمريكي جون جيفريز ، لكنها كانت تجربة ناجحة حيث عبر المنطاد القناة متجهًا نحو فرنسا وحلق فوقها .
ثم قام نفس الطيار الفرنسي برحلة أولى في هواء أمريكا ، وذلك في 9 يناير 1793 ، وكان المنطاد معبًا بغاز الهيدروجين ، حيث انطلق المنطاد بقيادة جان بيير بلانشار من ساحة السجن في فيلادلفيا – بنسلفانيا ، مرتفعًا إلى 5.800 قدم في الهواء ، ونجح بالهبوط في مقاطعة غلوستر – نيو جيرسي . [2]
المناطيد بالتحكم
نظرًا لصعوبة السيطرة على المنطاد الطائر في الهواء ، قام العديد من المخترعين بالتفكير في تجربة صنع تحكم للمناطيد ، وقام المهندس هانري قيفارد بعمل أول تجربة عام 1852 ، حيث استخدم آلة بخارية صغيرة مزودة بمروحة للتحكم ، ولكن كانت المحركات ثقيلة مما جعلها تبدو تجربة فاشلة نوعًا .
وفي 1884 تم استعمال محركًا إلكتروني بلغ وزنه 44 كيلو جرام ، يعمل بالبطاريات ، لكن ذلك الاختراع فتح العيون على تقنية أوسع وهي طيران الزبلين عبر المحيط الأطلسي ، لذا أصبح ذلك المحرك هو الذي جعل الطائرات ذات ميزة تنافسية عالية مقارنة بالمناطيد .
المناطيد الحديثة
تم استعمال المناطيد الحديثة في الطيران التجاري قبل الحرب العالمية الثانية ولكن تعددت حوادث التحطم ، مما أدى إلى العدول عن ذلك الاستخدام ، واقتصر استخدامها في مجالات الرياضة والبحث العلمي ، حيث قام اقوست بيكارد ومساعده بول كيبفال في مايو 1931 باستخدام المنطاد لدراسة الأشعة الكونية ، لكنهما حققا رقمًا قياسيًا في ارتفاع المناطيد ، حيث وصل إلى ارتفاع 16000 مترًا في الهواء .
وبين عامي 1978 و 1999 عبر أول منطاد المحيط الهادي ، وبداخله كل من بارتراند بيكارد وبراين جونس ، حيث كان الإقلاع من سويسرا والهبوط في مصر ، وقطع المنطاد مسافة 46 . 759 كيلو متر ، في مدة بلغت 19 يومًا .
تاريخ اختراع المنطاد
تلك التجربة التي قام بها إخوان مونتجولفير عام 1782 كأول محاولة لهما في استعمال بالون ورقي مملوء بالهواء الساخن حيث أول ارتفاع حدث في فرنسا قرب ليون ، ثم في وصلت لارتفاع أكبر حيث ثلاثمائة متر في الهواء في إبريل 1783 ، وفي 4 يونيو قررا تقديم عرض وصل البالون لارتفاع 1800 متر في الهواء ، الأمر الذي جعل أبواب قصر فرساي تفتح أمامهما على مصراعيها ، وقدموا عرضًا آخر في التاسع عشر من سبتمبر بحضور الملك لويس السادس عشر ، وكان عرض المنطاد يبلغ ثلاثة عشر مترًا ، ووضعوا فيه ” ديك وبطة وخروف ” وحلق المنطاد إلى 500 متر على مسافة 3 كيلو متر ، وكانت تلك التجربة هي حجر أساس عالم المناطيد الواسع الذي نعرفه اليوم . [1]
وبمرور قرن من الزمان أي القرن التاسع عشر تم إطلاق أول بالون معبأ بالهيدروجين في فرنسا ، حيث في عام 1824 قام مايكل فاراداي بصنع أول بالون مطاطي حديث ومملوء بغاز الهيدروجين ، وتم بيع أول بالون من قبل توماس هانكوك في عام 1825 . [1]
ضغط الهواء في المنطاد
ضغط الهواء في المنطاد بمجرد أن يحلق يصبح أكبر من ضغط الهواء الخارجي ، وتقنيًا يتم حساب ضغط هواء الجسيمات بحسب قياس مقدار الاصطدامات على سطح ما ، ولكن هذا القياس صعب في المناطيد ، لذا يتم قياس الضغط على أنه الكثافة ، ويعتمد التعريف الأول لضغط الهواء على رد فعل الهواء القوى الكلية للجسيمات تجاه الصدامات ، بمعنى عند حدوث صدمة من خارج أو داخل البالون ويحاول الهواء الخروج أي تحدث حالة من الانكماش نتيجة ضغط الهواء الخارجي ، ولكن ضغط الهواء الداخلي للبالون يعمل على تمدده ، بما يعني أن في حالة ارتفاع ضغط الهواء بداخل المنطاد يجعله يتوسع ويعزز من القوى الداخلية له والعكس صحيح ، مما يشير إلى تساوي قوى الضغط الداخلية والخارجية . [1]
وبالرغم من المرونة التي يتمتع بها المنطاد ، إلا أن عملية التمدد مشبعة بالطاقة الكامنة التي حين يتم إطلاقه تتحول إلى طاقة حركية ، وفي حالة تعبئته بالهواء يزيد التمدد وذلك لكونه مرنًا لكن تلك المرونة من الممكن أن تتسبب في تدميره ، لذا يجب أن تكون جزيئات الهواء الداخلية ذات قوى ليس من أجل التساوي بينها وبين ضغط الهواء الخارجي ولكن للحد من حدوث الانكماش الطبيعي للبالون ، لذا عندما تملأ بالونًا بالهيليوم فإنها ترتفع في الهواء حيث يمارس ضغط الهواء الداخلي ضغطًا أكبر من الهواء الخارجي ، ومن الممكن أن ينفجر البالون أو يتسرب الهيليوم مما يؤدي لانكماش البالون وسقوطه . [1]
رحلات المنطاد الاولى
في عام 1785 كانت أول رحلة طيران بالمنطاد هي عبور القناة الإنجليزية ، وكان على متنها كل من بيلاتري دي روزيير و رجل آخر هو رومان ، وكانت هذه الرحلة التجريبية الأولى ، وتم ملأ المنطاد بالهيدروجين والهواء الساخن ، ولكن هذا المزيج الذي يساعد على الاشتعال الهائل تسبب بانفجار المنطاد بعد ثلاثين دقيقة من ارتفاعه ولقي الرجلان مصرعهما ، ثم في وقت لاحق من العام ذاته تم تجربة عبور للقناة الإنجليزية مرة أخرى باستخدام منطاد الغاز بواسطة الفرنسي جان بيير بلانشار والأمريكي جون جيفريز ، لكنها كانت تجربة ناجحة حيث عبر المنطاد القناة متجهًا نحو فرنسا وحلق فوقها .
ثم قام نفس الطيار الفرنسي برحلة أولى في هواء أمريكا ، وذلك في 9 يناير 1793 ، وكان المنطاد معبًا بغاز الهيدروجين ، حيث انطلق المنطاد بقيادة جان بيير بلانشار من ساحة السجن في فيلادلفيا – بنسلفانيا ، مرتفعًا إلى 5.800 قدم في الهواء ، ونجح بالهبوط في مقاطعة غلوستر – نيو جيرسي . [2]
المناطيد بالتحكم
نظرًا لصعوبة السيطرة على المنطاد الطائر في الهواء ، قام العديد من المخترعين بالتفكير في تجربة صنع تحكم للمناطيد ، وقام المهندس هانري قيفارد بعمل أول تجربة عام 1852 ، حيث استخدم آلة بخارية صغيرة مزودة بمروحة للتحكم ، ولكن كانت المحركات ثقيلة مما جعلها تبدو تجربة فاشلة نوعًا .
وفي 1884 تم استعمال محركًا إلكتروني بلغ وزنه 44 كيلو جرام ، يعمل بالبطاريات ، لكن ذلك الاختراع فتح العيون على تقنية أوسع وهي طيران الزبلين عبر المحيط الأطلسي ، لذا أصبح ذلك المحرك هو الذي جعل الطائرات ذات ميزة تنافسية عالية مقارنة بالمناطيد .
المناطيد الحديثة
تم استعمال المناطيد الحديثة في الطيران التجاري قبل الحرب العالمية الثانية ولكن تعددت حوادث التحطم ، مما أدى إلى العدول عن ذلك الاستخدام ، واقتصر استخدامها في مجالات الرياضة والبحث العلمي ، حيث قام اقوست بيكارد ومساعده بول كيبفال في مايو 1931 باستخدام المنطاد لدراسة الأشعة الكونية ، لكنهما حققا رقمًا قياسيًا في ارتفاع المناطيد ، حيث وصل إلى ارتفاع 16000 مترًا في الهواء .
وبين عامي 1978 و 1999 عبر أول منطاد المحيط الهادي ، وبداخله كل من بارتراند بيكارد وبراين جونس ، حيث كان الإقلاع من سويسرا والهبوط في مصر ، وقطع المنطاد مسافة 46 . 759 كيلو متر ، في مدة بلغت 19 يومًا .
