سازه هواپیما چیست؟

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: Tehran, Qeytariyeh

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 925

سپاس: 595

جنسیت:

تماس:

سازه هواپیما چیست؟

پست توسط rohamjpl »

قبل اون بگم اجزای اصلی هواپیما چه هستند؟
سازه هواپیما
قسمت های اصلی هواپیما:
1 :بدنه(fuselage)
2 :بال(wing)
3 :دم (tail)( Empennage)
بدنه هواپیما :
بدنه هواپیما قسمت اعظم ساختمان هواپیما را تشکیل می دهد و محلی مناسب برای جا سازی نصب و نگهداری بسیاری از دستگاه ها و قطعات هواپیما می باشد .
قسمت های اصلی هواپیما:
1 :بدنه(fuselage)
2 :بال(wing)
3 :دم (tail)( Empennage)
بدنه هواپیما :
بدنه هواپیما قسمت اعظم ساختمان هواپیما را تشکیل می دهد و محلی مناسب برای جا سازی نصب و نگهداری بسیاری از دستگاه ها و قطعات هواپیما می باشد . بسته به نوع هواپیما (مسافربری- باربری-شکاری-سوخت رسان...) کابین خلبان و خدمه پروازی- کابین مسافران مخازن سوخت- بار – مهمات و غیره در داخل بدنه هواپیما طراحی و قرار داده می شود.
بدنه هواپیما از دو قسمت اساسی تشکیل می شود:
1-استخوان بندی یا اسکلت(structure) که شکلهای گوناگون طراحی و ساخته می شود.
2 –پوسته بدنه(skin) که عبارتند از چندین صفحه فلزی صاف به نام (panel) که غالبا از جنس آلیاژ آلومینیوم های ضد زنگ می باشند و در نقاط مختلف بدنه هواپیما بر حسب فشار ناشی از پرواز- تحمل بار و سنگینی ضخامت آنها متفاوت می شود.
علاوه بر دو قسمت فوق صفحات فلزی دیگری در بدنه هواپیما بکار گرفته می شود این صفحات را تیزه گیر (fairing) و یا مغزی (fillet) می گویند که دارای سطحی صاف و هموار و قوسی شکل می باشند و محل اتصالات نظیر محل اتصال بال ها ،دم هواپیما، موتور ها به بدنه را که دارای زاویه خواهند بود می پوشاند و از ایجاد نیروی پسا drag در محل های اتصال جلوگیری می نمایند.
-انواع بدنه
نمای اصلی کلی هر هواپیما ناشی از نوع استخوان بندی بخصوصی است که برای آن هواپیما مدنظر گرفته می شود بدنه هواپیما (fuselage) بر چهار نوع است:
-داربستی : (truss)
-وارن تراس(warren truss)
-تخم مرغی (mono coque)
-نیمه تخمه مرغی (semi-mono coque)
بدنه هواپیما از نوع داربستی :از این نوع ساختمان بدنه امروزه تنها در ساخت هواپیما های کوچک استفاده می شود به طور کلی این بدنه دارای چهار پایه اصلی langeron است که بوسیله چند تیرک عمودی vertical و گاهی میله های فلزی rodsبه یکدیگر وصل شده اند در استخوان بندی داربستی فشار وارده بر هواپیما بیشتر توسط همین داربست تحمل می شود. این داربست مجموعه ای از تیرکها، میله ها، لوله ها و سیمها که بعنوان شاسی بدنه عمل می نماید.
بدنه از نوع وارن تراس :
مهمترین نوع اسکلت بندی وارن تراس می باشد. در این نوع اسکلت کلیه اجزای تراس به صورت مثلثی بهم وصل شده و چهار چوب آن تماما جو شکاری می شود بزرگترین مزیت این نوع اسکلت بندی این است که اجزای متشکله فقط در معرض نیروی کششی و فشار قرار می گیرند ولی نیروی خمش در آن هیچ تاثیری ندارد.
بدنه از نوع تخم مرغی :
این بدنه در حقیقت مانند یک پوسته هواپیما را در بر می گیرد و از آلومینیوم یا آلیاژی از این نوع بدنه بدون تقویت اجزا آن فشار وارده بر هواپیما را تحمل می نماید.
بدنه از نوع نیمه تخمه مرغی :

اکثر هواپیما های مدرن کنونی دارای این نوع ساختمان بدنه می باشند این نوع ساختمان از محفظه ای تو خالی با پوشش فلزی درست شده است که در داخل آن قالب های former بیضی شکل یا دایره ای و بعضی از اوقات چهارگوش قرار دارد که به وسیله تیغه هایی به نام
bulk head حلقه ها rings را به هم متصل کرده و تقویت شده اند در این نوع ساختمان فشار ها آئرودینامیکی بطور متناسب و یکنواخت بین پوسته خارجی بدنه و اسکلت تقسیم گردیده و در برابر فشار های پیچشی بسیار مقاوم است.
بالها :
اساسی ترین قسمت هواپیما در تأمین نیروی lifting force که باعث بلند شدن هواپیما از زمین و اوج گرفتن آن می شود بالها می باشند.بالها وزن کلی هواپیما را در پرواز نموده و قسمت اعظم فشار ها و تکانهای شدید بر هواپیما ضمن پرواز را خنثی می نمایند در بعضی از هواپیما ها بال دو قسمت دارد :

بال راست و بال چپ و در تعدادی دیگر بال از سه قسمت بال راست و بال چپ و بال مرکزی center wingتشکیل می شود.
بال های هواپیما از نظر پوشش دارای دو نوع پوشش زیر می باشند :
1: بال با پوشش پارچه ای(wood and clothe wing)
2: بال با پوشش ورقه فلزی (stress skin wing)
طبقه بندی هواپیما برحسب شکل بالها(by shape):
بال ذوزنقه ای- بال ذوزنقه ای معکوس –بال مستطیلی یا صلیبی –بال لوزی شکل –بال مثلثی یا دلتا –بال پیکانی شکل
دم هواپیما :
کلیه قسمت های عقب یا انتهای بدنه هواپیما به اضافه یک یا چند سکان عمودی یا افقی را دم tail می گویند.
کار سکان های افقی و عمودی یا در حقیقت وظیفه ی قسمت دم هواپیما ایجاد تعادل و ثبات هواپیما در پرواز و کمک در هدایت آن به سمت های راست ،چپ،پایین و بالا می باشد.
سکان افقی(horizontal, stabilizer)
در بعضی از هواپیما ها ممکن است سکان افقی بوده و بتواند دور محور طولی خود بچرخد و بدین نحو تعادل هواپیما را حول محور عرضی آن تامین نماید سکان افقی به انتها ی بدنه و هم روی سکان عمودی سوار می کنند.
سکان عمودی (vertical stabilizer) :
این سکان به طور عمودی به انتها ی بدنه و بین دو سکان افقی چپ و راست قرار دارد. وظیفه اصلی این سطح ایجاد حفظ تعادل عرضی هواپیما در پرواز و جلوگیری از انحراف ناخواسته به چپ و راست بوده و تعادل هواپیما را حول محور عمودی تامین می کند موتور ها و ملخ هواپیما ایجاد گشتاور torque پیچشی نمایند که به وسیله سکّان عمودی خنثی شده و هواپیما متعادل می گردد.
از نظر نوع بال ، بطور کلی دو نوع هواپیما وجود دارد:
هواپیماهای با بال ثابت (Fixed wing Aircraft)
هواپیماهای با بال چرخنده (Rotary wing Aircraft)
نوع اول هواپیما و به نوع دوم هلیکوپتر یا چرخبال نام دارد. هواپیما‌ها عموما‌ دارای بال ثابت هستند و در طول پرواز بال نمی‌چرخد. ولی هلیکوپتر ، هواپیمائی است که بالش در حال پرواز به دور یک محور می‌چرخد.
انواع هواپیما از نظر دارا بودن سرنشین
از نظر دارا بودن سرنشین ، هواپیماها به دو گونه کلی تقسیم می‌گردند:
هواپیماهای با سرنشین (Manned Aircraft)
هواپیماهای بدون سرنشین (Unmanned Aircraft)
هواپیماهای بدون سرنشین شامل موشک هدایت شونده ( Missile ) ، موشک هدایت نشونده ( Rocket ) ، هواپیماهای کنترل از راه دور ( RPV یا Remote Piloted Vehicle ) و غیره می‌باشند.
انواع هواپیما از نظر چگالی
از نظر جرم حجمی هواپیماها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:
هواپیماهای سنگینتر از آزمایشهای مربوط به هوا (Heavier than Air Aircraft)
هواپیماهای سبک‌تر از آزمایش‌های مربوط به هوا (Lighter than Air Aircraft)
نوع دوم شامل بالن (Balloon) ، کشتی هوائی (Air ship) و مانند اینهاست.
Sligo-plane-landing
انواع هواپیمای مانوری
از نظر قدرت مانوری ، هواپیماها به چهار نوع مختلف تقسیم می‌کردند:
هواپیماهای غیر مانوری (Normal (Non - Aerobatic) Aircraft)
هواپیماهای نیمه مانوری (Utility (Semi - Aerobatic) Aircraft)
هواپیماهای مانوری (Aerobatic Aircraft)
هواپیماهای بسیار مانوری (High Maneuverability Aircraft)
مرکز تولید نیرو (Powerplant)
بدنه (Fuselage)
بال (Wing)
دم (Empennage)
ارابه فرود (Landing gear)مجموعه دم هواپیما (Empennage) نیز بخش اصلی دیگری از هواپیما است. دم هواپیما از قسمت های ثابت و متحرک مختلفی تشکیل شده است. پایدارکننده عمودی، پایدارکننده افقی و سطوح متحرکی مانند سکان و بالابرنده‌ها از آن جمله هستند.
پایدارکننده‌ها (Stabilizer): کار پایدارکننده ایجاد پایداری چه در جهت افقی و چه در جهت عمودی است.
پایدارکننده عمودی (Vertical stabilizer): دماغه هواپیما را از تاب خوردن به چپ و راست (yaw) بازمی‌دارد. اما در صورت نیاز، خلبان با کمک همین بخش می‌تواند هواپیما را به سمت چپ یا راست متمایل کند (تصویر ۵).
سکان هواپیما (Rudder): سکان هواپیما قسمت متحرکی از پایدارکننده عمودی است که کمک می‌کند هواپیما وضعیت جاری دماغه خود را حفظ کند. سکان نه برای تغییر جهت هواپیما، بلکه برای پایدار نگاه داشتن هواپیما هنگام تغییر جهت به کار می‌رود. هواپیما برای تغییر جهت دادن بال‌های خود را با زاویه خاصی که به منحنی گردش به چپ و راست بستگی دارد، خم می‌کند.
پایدارکننده افقی (Horizontal stabilizer): دماغه هواپیما را از تاب خوردن در جهت بالا و پایین (pitch) بازمی‌دارد. اما در صورت نیاز، خلبان با کمک همین بخش می‌تواند هواپیما را به سمت چپ یا راست متمایل کند (تصویر ۶).
بالابرنده‌ها (Elevator): بالابرنده‌ها هواپیما را در فراز و فرودهایش (حرکت دماغه به بالا یا پایین) پایدار نگاه می‌دارند و نیز به تغییر زاویه حمله هواپیما کمک می‌کنند. وقتی بالابرنده بالا می‌رود، نیروی پایین‌برنده افزایش می‌یابد و دم را به سمت پایین می‌کشد و دماغه را بالا می‌برد. وقتی بالابرنده پایین بیاید، نیروی پایین‌برنده در دم هواپیما کاهش می‌یابد و سبب می‌شود دم بالا برود و دماغه هواپیما پایین‌تر بیاید.
اجزای هواپیما
. نقش پایدارکننده عمودی (Vertical stabilizer) در تغییر جهت هواپیما به چپ یا راست
اجزای هواپیما
. نقش پایدارکننده افقی (Horizontal stabilizer) در تغییر جهت دماغه هواپیما به بالا یا پایین
ارابه فرود هواپیما
از دیگر اجزای اصلی هواپیما، ارابه فرود است. ارابه فرود بخشی است که اجازه می‌دهد هواپیما پس از پایان پرواز مجددا بر زمین بنشیند. ضمنا ارابه فرود مهم‌ترین تکیه‌گاه هواپیما هنگام توقف، حرکت روی باند، برخاستن از زمین و نیز هنگام فرود است. ارابه فرود اغلب شامل چرخ است اما برخی از هواگردها مثل هواپیماهای آب‌نشین به‌جای چرخ، ارابه فرود شناور (float) و هواپیماهای برف‌نشین بخشی مانند چوب اسکی دارند.
ارابه فرود بسیاری از هواپیماها از سه مجموعه چرخ اصلی تشکیل شده است: دو مجموعه چرخ در دو سمت هواپیما (معمولا زیر بال‌ها) و یک چرخ در جلو یا عقب هواپیما. تک‌چرخ عقب یا جلو هواپیما هدایت‌پذیر است و خلبان می‌تواند با کمک آن هواپیما را روی زمین در جهت‌های مختلف هدایت کند و راه ببرد.
قسمتهای اصلی ساختاری بال عبارتند از: اسپارها ، دنده ها و تارها. اجزای بال. اینها با خرپاها ، تیرهای I ، لوله ها یا سایر وسایل ، از جمله پوست تقویت می شوند. ... لبه های بال متصل به عقب ، یا عقب ، دو نوع سطح کنترل هستند که به آنها آیلرون و فلپ گفته می شود.بالهای هواپیما برای پرواز از طریق بالابر بسیار مهم هستند ، اما قسمتهای زیادی از بال را برای کنترل مقدار و جهت بالابر در اختیار دارند.
ایلرونز. ...
فلپ ها ...
وینگلت ...
اسلات ها ...
اسپویلر
که فلپ وانواع آنفلاپ (Flap): اگر هنگام پرواز با هواپیما کنار پنجره نشسته باشید و به بال هواپیما نگاه کنید قبل و در حین فرود سطحی از بال هواپیما خارج می‌شود و مساحت آن‌را افزایش می‌دهد. این سطح را فلاپ می‌خوانیم. همانطور که گفتیم فلاپ‌ها سطح بال را افزایش می‌دهند. این افزایش سطح باعث افزایش جریان هوا در زیر بال هواپیما شده و هواپیما را وادار به بالا رفتن می‌کند. معمولاً از فلاپ‌ها هنگام فرود استفاده می‌شود اما در شرایطی خاص ممکن است هنگام برخاستن هواپیما هم از آن‌ها استفاده شود که البته بعد از برخاستن بسته می‌شوند. فلاپ‌ها غالباً با درجات متفاوتی نشان داده می‌شوند. این خلبان است که بر اساس شرایط، درجه‌ای مناسب را انتخاب می‌کند.
:اگر از فلپ ها به طور صحیح استفاده گردد میزان نیروی لیفت که بال تولید میکند زیاد
شده و در نتیجه سرعت stall کاهش می یابد.
به کمک فلپ ها میتوان با سرعت کم پرواز نمود وکنترل کافی وقابل قبول بر بیروی لیفت
داشت.این نکته را به خاطر باید داشت که با جمع کردن فلپ ها سرعت stall دوباره افزایش
می یابد.
فلپ های متداول در هواپیما:
1- plain flap
2-split flap
3- slotted flap
4-fowler flap
plain flap: به وسیله لولا به انتهای بال وصل میشود.هنگامی که فلپ ساده به سمت
پایین انحنا پیدا میکند قوس بال را افزایش داده و همچنین خط وتر بال را تغییر میدهد که
این دو عامل موجب افزایش مقدار نیروی لیفت بال میشود.
split flap: به سطح زیرین بال لولا شده وموجب افزایش نیروی لیفت میشود ولی drag
تولید شده ی آن از فلپ های ساده بیشتر است زیرا در قسمت زیرین بال نصب میشود و
توربولانس ایجاد میکند.
slotted flap: اسلات (salt) یا پیش بال: به سطح کوچک آیرودینامیکی در لبه‌ی حمله‌ی یک بال هواپیما گفته می‌شود. پیش بال صفحه‌ی متحرکی بر روی لبه‌ی حمله‌ی بال است که با بازشدن آن شکافی بین صفحه و لبه‌ی بال ایجاد شده و هوا از زیر بال به روی آن جریان می‌یابد. زمانی که پیش بال باز می‌شود زاویه‌ی حمله‌ی بال بیشتر است.
در طول برخاستن و نشستن هواپیما، فلاپ‌های عقب بال از لبه‌ی عقبی ایرفویل باز می‌شوند. این عمل سریعاً شکل بال را عوض کرده و باعث می‌شود هوای بیشتری به سمت بال‌ها حرکت کرده و در نتیجه نیروی برآر بیشتری تولید می‌شود. این تغییر همچنین نیروی پسار را افزایش می‌دهد که باعث کاهش سرعت هواپیمای در حال فرود می‌شود (ولی هنگام تیک آف لزوماً نیروی رانش بیشتری نیاز است).
اسلات یا پیش بال کاربردی مشابه فلاپ دارد (تغییر موقتی شکل بال برای افزایش نیروی برآر)، اما اسلات‌ها به جلوی بال متصل هستند نه قسمت عقب آن. همانطور که گفته شد خلبان‌ها هنگام برخاستن و فرودآمدن از اسلات استفاده می‌کنند.از نظر شکل ظاهری شبیه فلپ ساده است. این نوع فلپ علاوه بر تغییراتی
کهدر انحنا خط وتر ایجاد میکند باعث میشود بخشی از هوای متراکم و پرفشار سطح زیرین
بال از طریق شکاف فوقانی هدایت شود این عمل به جریان هوای سطح فوقانی فلپ سرعت
بخشیده و در نتیجه مقدار نیروی لیفت افزایش پیدا می کند..
fowler flap: این نوع فلپ توسط سیستم پیچیده ای از ریل ها و قرقره ها به بال متصل شده
است این نوع فلپ هنگامی که کامل شود هم زمان که پایین می آید به سمت عقب نیز حرکت
می کند. حرکت رو به عقب فلپ باعث افزایش مساحت کلی بال می شود.
این نوع فلپ ها از نظر کارایی بهترین نوع فلپ هستند و هم چنین از نظر قیمتی گران تر از سایر
فلپ ها هستند.
slot و slat:
صفحاتی هستند که جریان پرفشار سطح زیرین بال را به قسمت بالای بال منتقل میکند
و موجب پایین آوردن سرعت stall میشود. به این علت که جدا شدن مولکولهای هوا از سطح
بالای بال به تعویق می اندازد.
landing edge flap:
مانند فلپ های لبه فرار عمل نموده و سطح بال را افزایش می دهند و در نتیجه تولید نیروی
لیفت می نماید.
spoiler:
سطوحی هستند که در هنگام لمس کردن چرخ های اصلی هواپیما با سطح باند مورد
استفاده قرار میگیرند.این سطوح موجب میشود که نیروی لیفت ایجاد شده بر روی سطح بال
کاهش یابد در هنگام landing وزن هواپیما را از بالها به چرخ های هواپیما می کند و موجب
ایستادن هواپیما در مسافت کمتری می شونداسپویلر ها یکی از رایج ترین سازه هایی هستند که در هواپیماهای تجاری به کار برده میشوند. هدف از ساخت این سازه بر روی بال های هواپیما، بر هم زدن نیروی Lift (که نیرویی است که باعث به پرواز در آمدن هواپیما میشود و رو به بالا میباشد) وافزایش نیروی Drag (نیرویی است که خلاف جهت حرکت هواپیما عمل میکند و مانند نیروی اصطکاک میباشد) میباشد.
اسپویلر ها، قطعات مسطح فلزی هستند که بر روی سطح بالایی بال هواپیما نصب میشوند که با بکارگیری آنها، این قطعات مسطح به سمت بالا حرکت کرده و در مقابل جریان هوا قرار میگیرند.
اسپویلر ها از نظر استفاده به طور کلی در 3 بخش دسته بندی میگردند:
1⃣اسپویلر ها در پرواز(Flight spoilers): از اسپویلر ها جهت کاهش سرعت هواپیما و همچنین، جهت افزایش نرخ کاهش ارتفاع در پرواز استفاده میگردد. یکی از استفاده های مهمی که از اسپویلر به هنگام فرود میشود، زمانی است که هواپیما جهت فرود به چند متری باند فرودگاه میرسد. مشکلی که در این زمان به وجود می آید این است که به دلیل ایجاد فرآیندی به نام گراند افکت(Ground effect)، نیروی lift ناگهان شروع به افزایش میکند. یعنی هواپیما در فاصله چند متری باند میماند و قادر به پایین آمدن و برخورد چرخ ها با زمین نمیباشد. در نتیجه اسپویلر ها به صورت خودکار باز شده تا نیروی lift را بر هم زده و به هواپیما اجازه کاهش ارتفاع را بدهد.
?به طور کلی شرکت های هواپیمایی محدود به استفاده از اسپویلر ها در خلال پرواز هستند. چرا که این عمل باعث ایجاد صدا و لرزش در هواپیما شده و باعث نگرانی مسافران میگردد.
2⃣اسپویلر ها در زمین(Ground spoilers): پس از فرود، هواپیما دارای سرعت بالایی میباشد، که این احتمال وجود دارد که هواپیما دوباره به پرواز در آید. بنابراین اسپویلر ها که بر هم زننده نیروی Lift میباشند، از پرواز دوباره هواپیما جلوگیری میکنند.
3⃣اسپویلر ها در گردش(Roll spoilers): از اسپویلر ها برای انجام گردش در پرواز نیز استفاده میگردد. به عنوان مثال، زمانی که هواپیما قصد گردش به سمت راست را داشته باشد، هواپیما طبیعتا باید حول محور طولی خود، به سمت راست بچرخد. در عمل، این اتفاق به وسیله افزایش نیروی Lift در بال چپ و کاهش نیروی Lift بر روی بال راست می افتد. اسپویلر های روی بال راست جهت کاهش نیروی Lift در این بال کمک میکنند. اما اسپویلر سمت چپ در حالت باز نشده باقی میماند.I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260
تصویر

ارسال پست