اشنایی با بالهای هواپیما4

در اغلب هواپیماها بدنه نقش اساسی و مشترکی مبنی بر قرار دادن بال، مجموعه دم ، پیشرانه و ارابه فرود در موقعیت و وضعیت مناسب خود، ایفا می کند. در واقع بدنه، رابط بین بخشهای اصلی دیگر است. اما در برخی هواپیماها مانند بالهای پرنده، بدنه و بال یکپارچه بوده و مرزی بین آنها وجود ندارد.
از وظایف دیگر بدنه - که در هواپیماهای مختلف متفاوت است - می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
- جای دادن کابین مسافر ، کاکپیت خلبان ، محفظه بار ، تانکهای سوخت ، محموله و ...
- جذب شوکهای وارده از طرف چرخها در هنگام فرود
تصویر
انواع ساختمان بدنه هواپیما
بدنه اسکلتی خرپا (Truss)
این نوع بدنه در هواپیماهای اولیه تا جنگ جهانی اول بسیار استفاده شد. هم اکنون در هواپیماهای دست ساز و نیز هواپیماهای مدل از این نوع بدنه استفاده زیادی می شود. چرا که ساده ، سبک و مقاوم بوده و با تیر های چوبی قابل ساخت هستند.
در این نوع بدنه، اغلب نیروها و تنشهای وارده توسط سازه اصلی تحمل شده و از پوسته برای ایجاد شکل آیرودینامیکی و انتقال نیروهای آیرودینامیکی به سازه استفاده می شود.
سازه اصلی از تیرهای طولی (Longeron) ، تیرهای مورب (Strut) ، قابهای عرضی (Former or Frame @ Bulkhead) و کابلهای نگهدارنده (Cable) تشکیل شده است.
بدنه تخم مرغی (Monocoque)
در این نوع بدنه ، پوسته اغلب نیروهای وارده را تحمل نموده و از سازه داخلی مختصری برای ثُلب شدن پوسته استفاده می شود. معمولا پوسته این نوع بدنه از جنس مواد کامپوزیت بوده و بصورت دو تکه ساخته می شود.
بسیاری از هواپیماهای گلایدر ، فوق سبک و هواپیماهای دست ساز ، دارای این نوع بدنه می باشند. اخیراً بدنه برخی هواپیماهای شکاری فوق مدرن نیز به این روش تولید شده است. بسیاری از هواپیماهای مدل و بدون سرنشین کاربردی ، از این نوع بدنه سود می برند.
بدنه نیمه تخم مرغی (Semi Monocoque)
این نوع سازه دارای مشخصات و ویژگیهایی بین دو نوع فوق بوده که باعث شده اکثر هواپیماها از این نوع بدنه استفاده نمایند. تقریبا همه هواپیماهای مسافربری ، باربری و شکاری دارای این نوع سازه هستند. در بدنه semi monocoque نیروها و شوکهای وارده هم بواسطه سازه داخلی و هم توسط پوسته تحمل می شوند. این سازه از اجزاء طولی ، عرضی تشکیل شده که هرکدام دارای اعضای اصلی و کمکی می باشند.مرکز ثقل (CG) هواپیما با توجه به ثبات و کنترل از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. این جنبه از فرآیند طراحی در واقع با فرآیند برآورد وزن انجام می شود. داده های مرکز ثقل برای هر جز component که وزن آن تخمین زده می شود باید همزمان جمع شود.
یک روش برای ادامه کار با تعیین مرکز ثقل هواپیمای کامل شامل تقسیم هواپیما به دو گروه است: گروه بدنه ترکیبی شامل بدنه و سطوح دم و گروه ترکیبی بال شامل بال ، مخازن سوخت ، موتورها ، ناکل ها و تجهیزات فرود. نمای مفصلی از گروه بال در شکل 8.34 آورده شده است.مخازن سوخت را ممکن است در فضای بین اسپارهای جلو و عقب در نظر بگیرند. وزن کل سوخت مورد نیاز مشخص است و می تواند به حجم تبدیل شود. سپس حجم مخزن سوخت υf برای شکل منشوری مورد نیاز است
تصویر
مقادیر S1 و S2 نواحی پایه های داخل و خارج مخزن هستند و از هندسه بال شناخته می شوند. بنابراین ممکن است طول لازم برای مخزن محاسبه شود. مکانهای مختلف CG از اجزای گروه بال ترکیبی ممکن است برای تولید وزنی از گروه بال ترکیبی و محل CG آن به عنوان اندازه گیری شده از لبه جلوی وتر متوسط آیرودینامیکی استفاده شود. نمای جانبی و پلان این دو گروه با ابعاد مناسب تصویر
اجزاء طولی:
1- Longeron (اصلی)
2- stringer or stiffner (کمکی)
اجزاء عرضی:
1- Former or Frame (اصلی)
2- Bulk head (اصلی)
3- Ring (کمکی)
بال
بال هواپیماها همانند بدنه دارای سازه داخلی و پوسته می باشد.
برخی مشابه بدنه truss دارای سازه داخلی مستحکم بوده که اغلب نیروها را تحمل می نماید و پوسته نازکی که تنها جهت ایجاد فرم ایرودینامیکی روی سازه داخلی کشیده شده و معمولا از جنس پارچه و نایلون است. این نوع بال بیشتر در هواپیماهای قبل از جنگ جهانی دوم استفاده می شد اما در حال حاضر در هواپیماهای دست ساز شخصی و مدلها کاربرد بسیاری دارد.
اما درصد بالایی از آنها مشابه بدنه Semi monocoque دارای سازه داخلی کامل و پوسته های نسبتا ضخیم آلومینیمی یا کامپوزیتی می باشند که پوسته نیز در تحمل نیروهای وارده به سازه داخلی کمک می کند. این نوع بال را در هواپیماهای مسافربری و باربری می توان مشاهده نمود.
اجزاء سازه داخلی بال به دو بخش طولی و عرضی تقسیم می شوند: