دانلود طرح های رنگ آمیزی فانتزی کودکان

تحقیق پیرامون باغ های ایرانی و سایر کشورها

آشنایی با ساختار هواپیما

ساختار هواپیما

Structure of an Airplane

 

مشکل های زیادی در راه پدید آوردن هواپیما وجود داشت که مهم ترین آنها چیره شدن بر نیروی کشش زمین و بالا رفتن در هوا بود.

بطوری که دانسته شده، سیاره زمین با نیروی کشش خود، همه چیزها را به سوی خود

می کشد. مگر اینکه نیروی کشش آن چیز بیشتر باشد و برای همین است که برای بلند کردن چیزی از روی زمین، باید نیرویی به کار برد که بر نیرویی که از زمین بر آن وارد می شود، بیشتر باشد تا بر آن چیره شود.

برای بلند شدن هواپیما از زمین و باقی ماندن آن در هوا نیز نیرویی لازم است که آن را به سوی بالا براند، یعنی بر نیرویی که از طرف زمین بر هواپیما وارد می شود و آن را به سوی خود پایین می کشد، چیره شود.

 

چطور نیروی بالا برنده در هواپیما پدید می آید؟

 

دو عامل مهم در پیدایش نیروی بالا برنده وجود دارد:

۱ – شکل بال های هواپیما

۲- چگونگی اتصال بال های هواپیما به بدنه آن.

 

شکل بال های هواپیما چگونه است؟

 

شکل بال های هواپیما، عامل مهمی در پیدایش نیروی بالا برنده در هواپیما است.

 

زیرا هنگامی که به آن دمیده می شود، جریان هوا به تندی از بالا و پایین مقوا می گذرد، اما تندی گذشتن هوا از بالا که شکل خمیده دارد، بیشتر از گذشتن از هوا از پایین است که شکل صاف دارد.

از این رو، هوایی که هنگام دمیدن از بالا و روی مقوا می گذرد، اندکی قوس وار است، که همین سبب ایجاد نوعی خلأ بر فراز مقوا می شود و از سوی دیگر، چون زیر مقوا صاف و مسطح است، خلأ ای ایجاد نمی شود و در نتیجه هوایی که از زیر مقوا عبور می کند، فشار بیشتری در آن جا وارد می آورد.

در نتیجه این روند، مقوا به سوی بالا می رود.

 

بال های هواپیما هم به شکل همین مقوا می باشد. یعنی دارای دوسطح می باشد که یکی در بالا به شکل منحنی و قوس دار است و دیگری در پایین به شکل مسطح و صاف.

از این رو، شکل بال های هواپیما هم در پیدایش نیروی بالا برنده آن، همین نقش را دارند. یعنی

 

هوایی که هنگام حرکت هواپیما از روی آن می گذرد، اندکی قوس وار است و همین نوعی خلأ را بر بالای بال ها ایجاد می کند.

از سوی دیگر، چون زیر بال ها صاف است، خلأ ای ایجاد نمی گردد و در نتیجه هوایی که از زیر بال ها عبور می کند، فشار بیشتری در آن جا وارد می آورد. آنگاه بر اثر همین فشار هوا که باید از نیروی کشش زمین وارد بر هواپیما – وزن هواپیما - بیشتر باشد، هواپیما از زمین به هوا برمی خیزد.

 

اتصال بال های هواپیما به بدنه آن چگونه است؟

 

چگونگی اتصال بال های هواپیما به بدنه آن، نیروی بالا برنده را بیشتر کرده و کمک به بالا رفتن هواپیما می کند.

 

آزمایش:

 

چیزهای مورد نیاز آزمایش:

 

۱ – یک بادبادک

 

روش آزمایش:

 

کوشش شود تا بادبادک را در یک روز که وزش باد شدید نیست، به هوا فرستاده شود. مشاهده می گردد که اگر بادبادک به طور مایل و اریب در آسمان نگه داشته شود تا باد – جریان هوا - به زیر آن بوزد، بادبادک به راحتی در آسمان بالا می رود. زیرا هوای بیشتری در زیر آن است و فشار بیشتری از زیر به بادبادک وارد می شود.

 

هنگام حرکت هواپیما در آسمان هم، چنین روی می دهد. یعنی هوا از پایین بر زیر بال ها نیرویی وارد می کند که کمک به بالا رفتن آن می کند.

 

چگونه هوا به تندی از بالا و پایین هواپیما می گذرد؟

 

بطوری که دانسته شده، برای ایجاد نیروی بالا برنده در هواپیما، باید جریان هوا به تندی از بالا و پایین بال های آن بگذرد.

برای ایجاد چنین جریانی از هوا، باید هواپیما به تندی به پیش رانده شود.

 

 

 

از این رو، هواپیما نیاز به نیرویی دارد که بر نیروی مالش / اصطکاک هوا چیره شود، که آن را نیروی رانش می نامند.

 

چطور نیروی رانش در هواپیما پدید می آید؟

 

دو عامل مهم در پیدایش نیروی رانش وجود دارد:

۱ - در هواپیماها از کارافزاری به نام موتور استفاده می شود.

۲ شکل هواپیماها را بدون زاویه و انحنادار می سازند.

 

کار موتور در هواپیما چگونه است؟

 

موتور در هواپیما موجب از بین رفتن نیروی مالش هوا و جا به جایی هواپیما  به سمت جلو

می شود.

 

روش کار شکل هواپیما چگونه است؟

 

هنگامی که هواپیما با سرعت چند صد کیلومتر در ساعت راه می پیماید، مالش / اصطکاک هوا خیلی زیاد است. بنابراین تا جایی که ممکن است باید اصطکاک را کم کرد.

برای منظور شکل هواپیما را بدون زاویه و انحنادار می سازند.

 

آزمایش:

 

چیزهای مورد نیاز آزمایش:

 

۱ – یک ورق مقوّا

 

روش آزمایش:

 

نخست شخصی ورق مقوا را جلوی خود نگه داشته و بدود.

 

سپس مقوا را خم کرده و دو سر آن بهم دوخته شود. حال اگر شخص مقوای خم شده را به دور کمر خود بیندازد و بدود، مشاهده می کند که این بار بسیار آسانتر می دود. زیرا شکل مقوا، مقاومت و اصطکاک هوا را کم کرده و باعث آسانی حرکت می گردد.

 

چه کسی هواپیما را پدید آورد؟

 

دو برادر که نام خانوادگی آنها رایت بود، برای نخستین بار هواپیمایی ساختند که با آن توانستند برای مدتی در آسمان پرواز کنند.

این هواپیما به جای یک بال در هر طرف، دارای دو بال در هر طرف بود که یکی بالای دیگری قرار داشت. از این رو، به آن هواپیمای دو باله می گفتند.

شما زمانیکه در یک فرودگاه نگاهی می اندازید هواپیماهای مختلف با اندازه و شکل های متفاوت را مشاهده می کنید و اینگونه تصور می کنید که هواپیماها از نظر ساختاری با یکدیگر متفاوت هستند.
اما این نظریه اشتباه است. تمامی هواپیماهای موجود در جهان از یک ساختار کلی تشکیل شده اند.
حال چند سوال در ذهن دوستداران به پرواز بوجود می آید که چرا وقتی صحبت از پرواز و هواپیما می شود نام برادران رایت به میان می آید؟ آیا قبل از برادران رایت کسانی بوده اند که آرزوی پرواز در سر داشته و برای آن تلاش کرده اند؟
علت آنکه برادران رایت نامشان در تاریخ ثبت گردید بخاطر ساخت یک هواپیما بوده که ساختارش تا به امروز ادامه داشته است و هم اکنون بزرگترین هواپیماهای باربری و مسافربری جهان از این ساختار استفاده می کنند.
در پاسخ به سوال دوم باید گفت "بله" انسان هایی قبل از برادران رایت بوده اند که به پرواز علاقه شدیدی داشته و حتی برای آن نیز جان خود را از دست داده اند ! اما مسئله ساخت یک وسیله قابل پرواز به صورت اصولی است که برادران رایت آن را ساخته و به جهان معرفی کردند و پس از سال ها این هواپیما با برد کم و شکلی ساده تبدیل به هواپیماهای غول پیکر با برد بالا و سرعتی بسیار زیاد شده است


ساختار بدنه:

بدنه هواپیما محل اصلی اتصال دیگر اجزا می باشد . در قسمت بدنه هواپیما کابین خلبان ، قسمت مسافرها ، قسمت بار وجود دارد . بدنه هواپیما یکی از سه حالت ذیل را تشکیل می دهد:

Truss

Monocoque

Semi-Monocoque

آشنایی با Truss:

Truss که در مهندسی به آن خرپا می گویند در هواپیماهای قدیمی کاربرد داشته است. در این حالت بدنه هواپیما از شکل اسکلتی استفاده می شود که تمامی فشارهای ناشی از پرواز را Truss تحمل می کند.  برادران رایت هم از حالت Truss در ساختار بدنه اولین هواپیمای جهان استفاده کرده اند.

 


آشنایی با Monocoque:

این ساختار مربوط به هواپیماهایی می باشد که دارای یک قالب خاص و مدور هستند. به عنوان مثال در برخی از هواپیماهای کامپوزیت از شکل قالبی استفاده می شود که به آن منوکوک می گویند.
در این حالت تمامی فشارهای ناشی از پرواز را پوسته بدنه (پوشش بدنه) تحمل میکند.


آشنایی با Semi-Monocoque:

این ساختار مربوط به هواپیماهای امروزی است. امروزه شرکت های بزرگ هواپیما سازی با به هم متصل کردن قطعات و تکه های مختلف از این روش برای ساخت هواپیما استفاده می کنند. در این ساختار در قسمت زیرین هواپیما یک گودی بوجود می آید که باعث میشود فشار ناشی از پرواز به آن قسمت و پوشش بدنه تقسیم شود.
در این حالت فشار از قسمت پوشش بدنه به شدت کاهش می یابد و هواپیما دارای عمری بالاتر خواهد بود.

ساختار بال هواپیما:


بال هواپیما یکی از مهم ترین قسمت های موجود در هواپیما است. هواپیما با کمک بالها می تواند از زمین بلند شود،در آسمان مانور دهد و به سلامت فرود آید.
کار بال ها افزایش نیروی بالا برنده (Lift) می باشد و در گردش هوا بسیار کمک می کنند.
بال هواپیما از ساختار کلی ذیل تشکیل شده است:

Spars(تیرک ها)

Ribs(تیغه ها)

Skin(پوسته روی بال)

Rivets(میخ پرچ هایی به صورت قارچ)


در بال ها دو سیستم قابل حرکت وجود دارد که تحت کنترل خلبان هستند.
1- Flaps
2.Ailerons

آشنایی با Flaps:

Flap ها برروی بال ها وجود دارند و خلبان با استفاده از یک سوئیچ و یا اهرم آن ها را به هنگام برخاستن و یا نشستن باز و بسته می کند. واحد آن ها درجه می باشد. حرکتشان به صورت همزمان به سمت پایین و به حالت اولیه است یعنی حرکتی به سمت بالا که بال هواپیما را رد کند ندارند.
کار Flap ها افزایش نیروی بالابرنده (lift) می باشند یعنی به هواپیما کمک می کنند تا راحت تر به سمت بالا و پایین مانور داده و نرم تر پرواز کنند.
Flapها می بایست با توجه به شرایط و نیاز در پرواز به میزان معینی باز و بسته شوند و اگر به مقدار زیادی Flapها باز و یا بسته شوند می توانند در کاهش سرعت هواپیما به شدت تاثیر بگذارند.



آشنایی با Ailerons:

Aileronها در نوک بال ها قرار دارند. خلبان با استفاده از استیک و یا یوک (فرمان هواپیما) آن ها را به حرکت در می آورد.
وظیفه آن ها حرکت هواپیما در آسمان به چپ و یا راست می باشد. حرکتشان بر خلاف یکدیگر است یعنی زمانیکه Aileron بال چپ بالا می رود ، Aileron بال راست پایین می آید.

برای دانلود فایل ورد این مطلب اینجا کلیک کنید



تاريخ : ۱۳٩٤/٩/٦ | ٦:٥٤ ‎ق.ظ | نویسنده : فرج اله فیروزی تبار | نظرات ()