حاسبة الطيران إي 6-بي

من المسائل المعتادة التي تُحل باستخدام هذه العجلة الحاسبة E6-B:

"إذا أردتُ الطيران على المسار (أ) بسرعة (ب)، لكنني واجهتُ رياحًا قادمة من الاتجاه (ج) بسرعة (د)، فعلى كم درجةً يجب أن أضبط اتجاهي، وما هي سرعتي على الأرض؟"

يتعرف الطيار أولاً على الأجزاء التي تتكوّن منها الحاسبة، وهي:

• عجلة نصف شفافة قابلة للدوران فيها ثقب في المنتصف،
• وشريحة (slide) مطبوع عليها شبكة تتحرك أعلى ولأسفل، تحت العجلة،
• وتظهر الشبكة من خلال الجزء الشفاف من العجلة.

ولحل هذه المسألة باستخدام حاسبة الطيران، يتم اتباع الخطوات التالية:

1. تُدار العجلة بحيث يكون اتجاه الريح (ج) في أعلى العجلة.
2. تُوضع علامة بالقلم الرصاص فوق الثقب مباشرة، على مسافة تماثل سرعة الرياح (د) بعيدًا عن مركز الثقب.
3. بعد وضع العلامة، تُدار العجلة مجددًا بحيث يكون المسار المطلوب (أ) في أعلى العجلة.
4. تُحرّك المسطرة بحيث تتوافق علامة القلم الرصاص مع السرعة الجوية الحقيقية (ب) الظاهرة من خلال الجزء الشفاف من العجلة.
5. تُحدَّد زاوية تصحيح الرياح (بالإنجليزية: Wind Correction Angle) عن طريق مطابقة انحراف علامة القلم الرصاص يمينًا أو يسارًا عن الثقب، مع شبكة الزوايا المطبوعة على الشريحة.
6. تُحدَّد السرعة الأرضية الحقيقية (بالإنجليزية: Ground Speed) من خلال مطابقة الثقب المركزي مع قسم السرعة في شبكة الشريحة.

الصيغ الرياضية التي تُكافئ النتائج المُستخرجة من حسابات الرياح في حاسبة الطيران هي كما يلي:

• المسار المطلوب: d
• السرعة الأرضية: V _g
• الاتجاه الحقيقي للطائرة: a
• السرعة الجوية الحقيقية: V _a
• اتجاه الرياح: w
• سرعة الرياح: V _w

وحدات القياس:

الزوايا d و a و w تُقاس بالدرجات الزاوية أو بالراديان،

أما السرعات V _g و V _a و V _w فهي بوحدات متوافقة مثل العقد أو كم/س.

وتُقرب قيمة π إلى: 355/113 أو 22/7

زاوية تصحيح الرياح:

${\displaystyle \Delta a=\sin ^{-1}\left({\frac {V_{w}\sin(w-d)}{V_{a}}}\right)}$

السرعة الأرضية الحقيقية:

${\displaystyle V_{g}={\sqrt {V_{a}^{2}+V_{w}^{2}-2V_{a}V_{w}\cos(d-w+\Delta a)}}}$

تقاس زاوية تصحيح الرياح (بالإنجليزية: Wind Correction Angle) بالدرجات، وهي الزاوية التي قد يتم برمجتها في الحاسوب، مع تضمين تحويل الدرجات إلى راديان ثم العودة إلى الدرجات الزاوية، وتُحسب عادةً لتصحيح انحراف الطائرة عن مسارها بسبب الرياح الجانبية.

${\displaystyle \Delta a={\frac {180\deg }{\pi }}\sin ^{-1}\left({\frac {V_{w}}{V_{a}}}\sin \left({\frac {\pi (w-d)}{180\deg }}\right)\right)}$

تُحسب السرعة الأرضية الحقيقية على النحو التالي:

${\displaystyle V_{g}={\sqrt {V_{a}^{2}+V_{w}^{2}-2V_{a}V_{w}\cos \left({\frac {\pi (d-w+\Delta a)}{180\deg }}\right)}}}$

كانت أول حاسبة مشهورة ابتكرها فيليپ دالتون هي نموذج Model B لعام 1933م، وهي مسطرة حاسبة انزلاقية دائرية مزودة بتصحيحات السرعة الجوية الحقيقية (TAS) والارتفاع.

ثم أضاف لها في عام 1936م بالجهة الخلفية منها مخطط الانحراف المزدوج (بالإنجليزية: double-drift diagram)، ما أطلق عليه لاحقًا فيلق طيران الجيش الأميركي (بالإنجليزية: USAAC) تصنيفات: E-1 و E-1A و E-1B.

وبعد مرور عامين، اخترع Mark VII، مستخدمًا مرة أخرى مسطرته الحاسبة الدائرية Model B كنقطة مركزية، وقد لاقى هذا النموذج رواجًا كبيرًا لدى الجيش وشركات الطيران على حد سواء. حتى إن فريد نونان، الملاح الخاص بأميليا إيرهارت في محاولتها للدوران حول العالم، استخدم واحدًا منها في رحلتهما الأخيرة.

مع ذلك، كان فيليپ دالتون يشعر أن التصميم قد تم على عَجَل، وأراد أن يُصمم شيئًا أكثر دقة، وأسهل في الاستخدام، ويكون قادرًا على التعامل مع سرعات طيران أعلى. لذا ابتكر فيليپ دالتون اختراعه الشهير المعروف الآن باسم قوس الرياح المنزلق (بالإنجليزية: wind arc slide)، لكنه طبعه على شريط قماشي لا نهائي يتحرك داخل صندوق مربع عبر مقبض دوّار. وفي عام 1936م تقدم بطلب للحصول على براءة اختراع لهذا التصميم وقد مُنحت له في عام 1937م تحت الرقم 2,097,116.

وشمل هذا التصميم نماذج الحاسبة Model C وD وG التي استُخدمت على نطاق واسع في الحرب العالمية الثانية من قبل:

• دول الكومنولث البريطاني، تحت اسم: حاسبة دالتون لتقدير الموضع" (بالإنجليزية: Dalton Dead Reckoning Computer).^[6]
• والبحرية الأمريكية (بالإنجليزية: U.S. Navy).
• كما نسخها اليابانيون.
• وحسَّنها الألمان، من خلال اختراع سيغفريد كنيماير (بالألمانية: Siegfried Knemeyer) لجهاز "حاسبة المثلث" (بالألمانية: Dreieckrechner) ذي القرص الدوّار،^[7] وكان هذا الجهاز الألماني مشابهًا في المظهر العام للجهة الخلفية لحاسبة E6-B التي تتضمن قرص وردة البوصلة، لكنه وضع وردة البوصلة على الجهة الأمامية، مما أتاح إجراء حسابات مثلث الرياح في الوقت الحقيقي أثناء الطيران.

ولا تزال نسخ من هذه الحاسبات متاحة بكثرة في مواقع المزادات الخاصة بالمقتنيات التاريخية.^[8][9][10]

قررت قيادة طيران الجيش الأميركي (بالإنجليزية: U.S. Army Air Corps) أن حاسبة الشريط القماشي مكلفة جدًا من حيث التصنيع، لذلك قام فيليپ دالتون في وقت لاحق من عام 1937م بإعادة تصميمها إلى شكل أبسط: شريحة رياح ثابتة، صلبة، ومسطحة، وأرفق على ظهرها مسطرة Model B الدائرية القديمة الخاصة به.

أطلق دالتون على هذا النموذج الأولي اسم Model H، بينما أطلقت عليه قيادة الجيش اسم E-6A.

في عام 1938م، كتب الجيش مواصفات رسمية وطلب من دالتون إدخال بعض التعديلات، وقد أطلق زميله "ويمز" على النسخة الجديدة من هذا التعديل اسم "Model J". تضمنت تلك التغييرات نقل علامة "10" إلى الأعلى بدلاً من موقعها السابق عند "60"، وقُدِّم هذا النموذج باسم E-6B إلى الجيش الأمريكي عام 1940م ولكن لم يتم طلب كميات كبيرة منه إلا بعد هجوم پيرل هاربور، حين تم تغيير اسم "القوات الجوية للجيش" (بالإنجليزية: Army Air Corps) رسميًا إلى "قوات الجو التابعة للجيش الأميركي" (بالإنجليزية: Army Air Forces) في 20 يونيو 1941م.

وقد تم تصنيع أكثر من 400,000 وحدة من جهاز E-6B خلال الحرب العالمية الثانية، وكان معظمها مصنوعًا من بلاستيك يُضيء تحت الضوء الأسود (الأشعة فوق البنفسجية)، حيث كانت قمرة القيادة بالطائرات تُضاء بهذه الطريقة ليلًا.

كان اسم "E-6" بالأساس اختيارًا عشوائيًا إلى حدٍّ ما، حيث لم تكن هناك معايير موحّدة لترقيم الأجهزة والمخزون في ذلك الوقت.

على سبيل المثال، كانت هناك أجهزة حاسبة أخرى في فيلق الطيران الأميركي (بالإنجليزية: USAAC) في ذلك الوقت تُعرف بأسماء C-2، و D-2، و D-4، و E-1، و G-1، وحتى سراويل الطيران أصبحت تُصنّف هي أيضًا باسم E-1.

من المرجَّح أنهم اختاروا "E" لأن حاسبة دالتون السابقة التي كانت تجمع بين الوقت والرياح كانت تُعرف باسم "E-1"، أما الحرف "B" فكان يشير إلى نموذج الإنتاج.

لم يُطبع الاسم الرسمي "E-6B" على الجهاز إلا لبضع سنوات فقط. ففي عام 1943م، غيّر الجيش والبحرية هذا الترميز إلى المعيار المشترك بينهما، وهو: AN-C-74، الذي هو اختصار لجملة "Army/Navy Computer 74"، أي "كمبيوتر الجيش و البحرية رقم 74".

وبعد عام تقريبًا، تغيّر الاسم إلى AN-5835، ثم في عام 1948م تغير مرة أخرى إلى AN-5834.

أما سلاح الجو الأميركي (بالإنجليزية: USAF) فقد أطلق على النماذج المطوّرة لاحقًا أسماء: MB-4 في عام 1953م، ثم CPU-26 في عام 1958م.

ورغم ذلك استمر الملاَّحون ومعظم كتيّبات التعليمات في استخدام الاسم الأصلي E-6B.

وكان الكثيرون يطلقون عليه ببساطة اسم: حاسبة دالتون لتقدير الموضع" (بالإنجليزية: Dalton Dead Reckoning Computer)،^[6] وهو أحد علاماته الأصلية التي كانت مطبوعة عليه.

بعد وفاة فيليپ دالتون، قام "ويمز" بتحديث جهاز E-6B وحاول تسميته بأسماء مثل E-6C أو E-10 وغيرها،^[11] ولكنه في النهاية عاد إلى الاسم الأصلي نظرًا لأنه كان شائعًا ومعروفًا جدًا لدى أكثر من 50,000 من قدامى الملاَّحين في سلاح الجو في الحرب العالمية الثانية.

بعد انتهاء صلاحية براءة الاختراع، قام العديد من المصنِّعين بنسخ المنتج وبدأت العديد من الشركات في صناعة نسخ من الحاسبة، وفي بعض الأحيان كان بعض تلك الشركات يستخدم اسمًا تسويقياً مشابهًا لأغراض التسويق مثل: E6-B، مع تغيير موضع الشرطة الواصلة في أحرف الاسم.

صنّعت شركة London Name Plate Mfg. Co. Ltd في لندن وبرايتون إصدارًا معدنيًا، وحمل الجهاز وسمًا عسكريًا هو: "Computer Dead Reckoning Mk. 4A Ref. No. 6B/2645" تليه علامة السهم المثلث الخاصة بمخازن الجيش البريطاني.

خلال الحرب العالمية الثانية وحتى أوائل الخمسينيات من القرن العشرين، أنتجت نفس الشركة البريطانية جهازًا آخر باسم: "Height & True Airspeed Computer Mk. IV" ويحمل الرمز: 6B/345. وكان هذا الجهاز يُستخدم لحساب السرعة الجوية الحقيقية (بالإنجليزية: True Air Speed) على الجهة الأمامية، وحسابات الزمن والسرعة بالنسبة للارتفاع على الجهة الخلفية.

وقد استُخدم هذا النوع من الحاسبات حتى الستينيات والسبعينيات في العديد من القوات الجوية الأوروبية، مثل سلاح الجو الألماني، إلى أن تم الاستغناء عنها بسبب ظهور الإلكترونيات الملاحية الحديثة (بالإنجليزية: modern avionics).

حاسبة الطيران CRP-5 تصميم بريطاني (من إنتاج شركة Pooleys):

• يُستخدم على نطاق واسع في أوروبا ورخص الطيران التابعة لوكالة سلامة الطيران الأوروبية (EASA).
• أدق من E6-B في بعض الحسابات (مثل كثافة الهواء).
• يحتوي على مزيد من التفاصيل ومقاييس إضافية.
• يُستخدم في التدريب العسكري والمدني المتقدم.

حاسبة الطيران TMP-7 تصميم بسيط ومضغوط، غالبًا من إنتاج شركات تعليم الطيران المدني:

• يُستخدم في برامج التدريب الأساسي للطيران، خاصة في المدارس الصغيرة أو الهواة.
• أقل تعقيدًا من E6-B و CRP-5، ولا يشمل حسابات مثل الكثافة الجوية أو سرعة ماخ.
• يحتوي على وظائف أساسية فقط مثل الوقت، السرعة، والمسافة.

• يُستخدم في الطيران المدني المحدود أو المهام الترفيهية، وليس في التدريب المتقدم أو الاختبارات الرسمية.

• 
  تعرض الصورة جزءًا من الواجهة الأمامية لحاسبة الطيران CRP-5 تُستخدم لتحويل السرعة الجوية المقروءة إلى السرعة الجوية الحقيقية، وذلك من خلال مطابقة درجة الحرارة مع الارتفاع. فعلى سبيل المثال، عند درجة حرارة 0 مئوية وارتفاع قدره 5000 قدم، إذا كانت السرعة المقروءة 100 عقدة، فإن السرعة الجوية الحقيقية تكون 106.5 عقدة، كما يشير السهم الأحمر. تُستخدم هذه الطريقة لتصحيح تأثير كثافة الهواء وضغطه على سرعة الطائرة، وهي ضرورية لحسابات الملاحة الدقيقة والأداء الجوي.
• 
  توضح الصورة عملية تحويل المسافات بين وحدات مختلفة باستخدام الجهة الخلفية من حاسبة الطيران CRP-5، حيث يمكن تحويل الأميال البحرية إلى أميال أرضية أو إلى الكيلومترات بكل دقة. يتم ذلك من خلال محاذاة الرقم في إحدى الوحدات على المقياس الدائري مع المؤشر، ليتم قراءة القيمة المقابلة مباشرة في الوحدة المراد التحويل إليها. على سبيل المثال، عندما يتم محاذاة الرقم 10 في الأميال البحرية، نجد أن قيمته المكافئة هي 11.5 أميال أرضية تقريبًا، وقرابة 18.5 كيلومتر، ما يساعد الطيار في إجراء التحويلات الملاحية بسرعة أثناء الطيران.
• 
  تُظهر الصورة وجهًا من أوجه حاسبة الطيران العسكرية الدائرية TMP-7 تُستخدم في الملاحة الجوية، وهي أداة دقيقة تعتمد على مقياس دائري متحرك لتسهيل حسابات الوقت، السرعة، المسافة، واستهلاك الوقود. تحتوي على عدة دوائر متداخلة مرقّمة بعناية، وتُمكن الطيار من إجراء العمليات الحسابية بسرعة وبدقة أثناء الطيران دون الحاجة إلى آلة حاسبة إلكترونية. تُستخدم هذه الحاسبة في البيئات العسكرية لما توفره من دقة، وتُعرف بين الطيارين بأداة لا غنى عنها في مهام الملاحة الجوية المعقدة.