پرواز اختراع بشر نیست. حشرات تقریباً 350 میلیون سال، قبل از آن که اولین بشر به فکر پرواز درآید، پرواز می‌کردند. حشرات به‌وسیلۀ بال زدن‌های بسیار سریع می‌توانند روی هوا ثابت بمانند. حدود 200 میلیون سال بعد، اولین پرندگان استعداد پرواز خود را توسعه دادند. آن‌ها دارای بال‌هایی هستند که پوشیده از پَر است و برای پرواز، بسیار مناسب می‌باشد. همچنین برای گشودن بالهایشان دارای ماهیچه‌های پُر قدرتی هستند که به استخوان قوی سینه‌شان متصل است. استخوان پرندگان توخالی است. به این دلیل، اسکلت آن‌ها بسیار سبک است. اولین پستاندار پرنده، خفاش‌ها بودند. آن‌ها بال‌هایی دارند که از پوست ساخته شده و در بین استخوان‌های بازویشان کشیده شده است.
رفتن روی هوا
اگر پرواز پرنده‌ها را با دقت تماشا کنید، می‌بینید که اول به هوا می‌پرند و سپس بالهایشان را به هم می‌زنند. همچنان که بال‌ها به‌طرف پایین می‌آیند، هوا را فشرده کرده و این امر، نیرویی در جهت صعود تولید می‌کند که بیشتر از وزن پرنده است. همچنین توسط بال‌ها، هوا به‌طرف عقب فشرده می‌شود. به‌خاطر همین خاصیت، پرنده به‌طرف جلو حرکت می‌کند. بال‌ها همچنان که به‌طرف بالا می‌روند، حلقه می‌زنند و هوا از بین پرها عبور می‌کند. این عمل از مقاومت هوا در برابر آن‌ها می‌کاهد.
ماندن در هوا
جریان هوایی که از روی بال‌های پرنده می‌گذرد، تولید نیروی بالا برنده می‌کند. اگر به لبۀ یک صفحۀ کاغذ که به‌طور افقی نگه داشته‌اید، با شدت فوت کنید، می‌توانید مشاهده کنید که کاغذ به آرامی بلند می‌شود. چون جریان هوای بالای کاغذ، نسبت به جریان هوای زیر آن، فشار کمتری دارد، خاطر، نیروی بالا برنده ایجاد می‌شود. بال ِ پرنده به‌صورت هلالی می‌باشد و قسمت جلوی آن کلفت‌تر از قسمت عقب آن است؛ بنابراین هوایی که از بالای بال می‌گذرد باید سریع‌تر از هوایی که از زیر بال عبور می‌کند، باشد. این حالت مانند آن چه که در مورد کاغذ کشف کردید، ایجاد نیروی بالا برنده می‌کند و این همان نیروی بالا برندۀ بال‌هاست که کمک می‌کند تا پرنده خود را در آسمان نگه دارد.
345 میلیون سال قبل، اولین حشرات پرواز کردند
150 میلیون سال قبل اولین پرندگان
50 میلیون سال قبل اولین خفاش‌ها
سال 1783
انسان با بالون هوای گرم پرواز کرد
سال 1853
انسان با هواپیمای بی‌موتور کایلیز پرواز کرد
سال 1903
برادران رایت با هواپیمایشان به مدت 12 ثانیه پرواز کردند
سال 1919
آلکوک و براون با هواپیما عرض اقیانوس اطلس را پیمودند
سال 1941
ویتِل، هواپیمای جت را اختراع کرد
سال 1947
هواپیمای بلِ ایکس‌ِ یک، سریع‌تر از صوت پرواز کرد
سال1977
اولین‌هواپیمایی که با نیروی انسان حرکت می‌کرد کرکس‌سبک شهرت یافت، ساخته شد.
👇این‌ها ابزار های اصلی هدایت هواپیما هستند که مورداستفاده خلبان قرار می‌گیرند.
👇جریان هوا از این طرف به آن طرف بال
نیروی بالا برنده
پرنده هنگام پرواز، پاهای خود را جمع می‌کند. به این ترتیب، بدن او یکنواخت و بادشکن (آیرودینامیک) می‌شود. پرنده نیز با استفاده از پرهای دُم خود، جهت پرواز را تنظیم می‌کند.
رؤیای پرواز بشر
کوشش‌های اولیۀ بشر برای پرواز با بال‌های مصنوعی، با شکست مواجه شد؛ زیرا هیچ‌کس قدرت آن را نداشت که بال‌ها را با سرعت کافی به هم بزند. برای ساختن وسیله‌ای که بتواند پرواز کند، مخترعین مجبور بودند روشی پیدا کنندکه اولاً آن وسیله را به هوا بفرستند، ثانیاً آن را در هوا نگه دارند، و ثالثاً حرکت آن را هدایت کنند.
پرواز هواپیما به آسمان
مشاهدۀ پرواز پرندگان و آزمایش هواپیماهای بی‌موتور، به مخترعان اولیه کمک کرد تا دریابند که جریان هوا بر روی ِ بال می‌تواند نیروی بالا برنده، ایجاد کند. اکثر هواپیماها، بال‌هایی دارند که بُرش ِ عرض آن‌ها به شکل هلالی می‌باشد؛ مانند بال ِ پرندگان. به این شکل «هوا شکن» می‌گویند. اما برخلافِ بال پرندگان، هواپیما نمی‌تواند بال بزند؛ بنابراین باید همیشه روی بال‌ها، هوا جریان داشته باشد.
هواپیمایی که در تصویر می‌بینید، با استفاده از پروانه‌ای که با سرعت زیادی می‌گردد، به‌طرف جلو حرکت می‌کند. موتور آن شبیه موتور اتومبیل، ولی قوی‌تر از آن است. هواپیماهای جدید، با استفاده از موتور ِ جت حرکت می‌کنند.
همچنان که هواپیما سرعت می‌گیرد، هوا با سرعت از روی بال‌ها عبور می‌کند و نیروی بالا برنده‌هایی که برای صعود هواپیما لازم است، ایجاد می‌شود.
تداوم پرواز
تا زمانی که هواپیما با سرعتی پرواز می‌کند که برابر وزن هواپیما
یا بیشتر از آن، نیروی بالا برنده تولید می‌نماید، قادر است در آسمان به پرواز خود ادامه دهد. طراحان هواپیما باید اطمینان حاصل کنند که شکل هواپیما مانند پرندۀ د رحال پرواز، دوکی شکل است (یعنی در برابر هوا کم مقاومت است) زیرا هر چیزی که با سرعت در هوا حرکت کند، مقاومت هوا سرعت آن را کم می‌کند. این نیرو را مقاومت هوا می‌نامند.
کنترل حرکت هواپیما
خلبان با استفاده از سطوح متحرکی که در عقب بال‌ها، دُم و باله قرار دارد، حرکت هواپیما را کنترل می‌کند. این‌قسمت‌ها به‌وسیلۀ اهرم سکان عمودی و اهرم فرمان که در جلوی صندلی خلبان قرار دارد، حرکت می‌کند. برای این که هواپیما قادر به چرخش به سمت راست یا چپ باشد، یک شهپر به قسمت عقب هر‌یک‌از بال‌ها به‌وسیلۀ لولا طوری متصل‌شده‌اند که می‌توانند در جهات مخالف حرکت کنند. شما می‌توانید تأثیر این حرکت را با ساختن یک هواپیمای سادۀ کاغذی و بریدن یک شهپر روی هر بال آن، آزمایش کنید.
هواپیما با استفاده از دو بالابر که روی سکان افقی آن قرار دارد، می‌تواند به‌طرف بالا یا پایین حرکت کند. این دو بالابر در یک جهت حرکت می‌کنند. اگر به‌طرف پایین بیایند، جریان هوا به زیر سطح آن فشار آورده و هواپیما به‌طرف پایین سرازیر می‌شود. خلبان با استفاده از دو پدال، سکان عمودی را به کار می‌اندازد و این پدال‌ها هواپیما را به طرف چپ یا راست هدایت می‌کنند.
👇این کایت سوار به‌وسیلۀ کشیدن و هل دادن یک داربست مثلث شکل، کایت را هدایت می‌کند. این کایت سوار یک مسافر هم دارد.
سریع‌ترین پرنده
نوعی قوش می‌تواند با سرعت180 کیلومتر در ساعت به‌طرف زمین شیرجه برود.
سریع‌ترین‌حشرۀ‌پرنده
یک نوع سنجاقک استرالیایی می‌تواند سرعت خود را در یک حرکت ناگهانی به 58 کیلومتر در ساعت برساند.
سریع‌ترین‌هواپیمای‌جت
در نیروی هوایی آمریکا، هواپیمای شناسایی «لاک هید اس‌آر 71» در سال 1976م و در پایگاه هوایی «بیل‌ایر» کالیفرنیا، سرعت خود را به 3529 کیلومتر در ساعت رساند.
👇 نیروهایی که به یک هواپیمای در حال پرواز وارد می شود.
بخشی از کتاب دانشنامه آکسفورد، علم و تکنولوژی از انتشارات پیام بهاران
صفحه 86-87