مکانیزاسیون بال هواپیما: شرح، اصل عملیات و دستگاه

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

کسانی که با هواپیما پرواز کردند و به بال یک پرنده آهنی توجه کردند، در حالی که نشسته یا بلند می شود، احتمالاً متوجه شده اند که این قسمت شروع به تغییر می کند، عناصر جدید ظاهر می شود و خود بال پهن تر می شود. این فرآیند مکانیزه شدن بال نامیده می شود.

اطلاعات عمومی

مردم همیشه می خواستند سریعتر رانندگی کنند، سریعتر پرواز کنند و غیره. در هوا، زمانی که دستگاه از قبل در حال پرواز است، سرعت فوق العاده ای ایجاد می کند. اما در اینجا باید روشن شود که سرعت بالا فقط در پرواز مستقیم قابل قبول است. در هنگام برخاستن یا فرود، برعکس است. برای بالا بردن موفقیت آمیز سازه به آسمان یا برعکس فرود آمدن آن، نیازی به سرعت بالا نیست. دلایل مختلفی برای این وجود دارد، اما دلیل اصلی این است که برای شتاب گیری به یک باند بزرگ نیاز دارید.

دومین دلیل اصلی استحکام کششی ارابه فرود هواپیما است که در صورت بلند شدن از این طریق از آن عبور می کند. یعنی در نهایت معلوم می شود که برای پروازهای پرسرعت یک نوع بال مورد نیاز است و برای فرود و برخاستن - یک نوع کاملاً متفاوت. در چنین شرایطی چه باید کرد؟ چگونهایجاد دو جفت بال از نظر طراحی متفاوت برای یک هواپیما؟ پاسخ منفی است. این تناقض بود که مردم را به اختراع جدیدی سوق داد که به آن مکانیزه کردن بال می گفتند.

زاویه حمله

برای اینکه بتوانیم به طور قابل دسترس توضیح دهیم که مکانیزاسیون چیست، باید یک جنبه کوچک دیگر که به آن زاویه حمله می گویند، بررسی شود. این مشخصه مستقیم ترین رابطه را با سرعتی که هواپیما قادر به توسعه آن است دارد. درک این نکته در اینجا مهم است که در هنگام پرواز، تقریباً هر بال نسبت به جریان مقابل زاویه دارد. این شاخص زاویه حمله نامیده می شود.

فرض می کنیم برای پرواز با سرعت کم و در عین حال حفظ لیفت، برای اینکه زمین نخورید، باید این زاویه را افزایش دهید، یعنی دماغه هواپیما را همانطور که هست بالا ببرید. در هنگام برخاستن انجام شد با این حال، در اینجا مهم است که روشن شود که یک علامت بحرانی وجود دارد که پس از عبور از آن، جریان نمی تواند روی سطح سازه بماند و از آن جدا می شود. در خلبانی، به آن جداسازی لایه مرزی می گویند.

به این لایه جریان هوا می گویند که در تماس مستقیم با بال هواپیما بوده و در نتیجه نیروهای آیرودینامیکی ایجاد می کند. با در نظر گرفتن همه این موارد، نیاز شکل می گیرد - وجود قدرت بالابر زیاد در سرعت کم و حفظ زاویه حمله مورد نیاز به منظور پرواز با سرعت بالا. این دو ویژگی است که مکانیزه شدن بال هواپیما را ترکیب می کند.

ارتقای عملکرد

برای بهبودویژگی های برخاست و فرود و همچنین برای اطمینان از ایمنی خدمه و مسافران، لازم است سرعت برخاست و فرود به حداکثر کاهش یابد. وجود این دو عامل است که منجر به این واقعیت شد که طراحان پروفیل بال شروع به ایجاد تعداد زیادی دستگاه مختلف کردند که مستقیماً روی بال هواپیما قرار دارند. مجموعه‌ای از این دستگاه‌های کنترل‌شده ویژه به عنوان مکانیزاسیون بال در صنعت هواپیما شناخته شد.

هدف مکانیزاسیون

با استفاده از چنین بالهایی می توان به افزایش شدیدی در ارزش نیروی بالابر دستگاه دست یافت. افزایش قابل توجه این شاخص منجر به این واقعیت شد که مسافت پیموده شده هواپیما در هنگام فرود در امتداد باند بسیار کاهش یافت و سرعت فرود یا برخاستن آن نیز کاهش یافت. هدف از مکانیزه شدن بال نیز این است که باعث بهبود پایداری و افزایش کنترل پذیری هواپیمای بزرگی مانند هواپیما شده است. این امر به ویژه هنگامی که هواپیما در حال به دست آوردن زاویه حمله بالایی است قابل توجه است. علاوه بر این، باید گفت که کاهش قابل توجه سرعت فرود و برخاستن نه تنها ایمنی این عملیات را افزایش داد، بلکه هزینه ساخت باند فرودگاه را کاهش داد، زیرا امکان کاهش طول آنها فراهم شد.

جوهر مکانیزاسیون

بنابراین، به طور کلی، مکانیزه شدن بال به این واقعیت منجر شد که پارامترهای برخاست و فرود هواپیما به طور قابل توجهی بهبود یافته است. این نتیجه با افزایش بسیار زیاد ضریب لیفت به دست آمد.

ماهیت آنفرآیند در این واقعیت نهفته است که دستگاه های خاصی اضافه می شود که انحنای پروفیل بال دستگاه را افزایش می دهد. در برخی موارد، همچنین معلوم می شود که نه تنها انحنا، بلکه مساحت مستقیم این عنصر هواپیما نیز افزایش می یابد. با توجه به تغییر این شاخص ها، الگوی جریان نیز به طور کامل تغییر می کند. این عوامل در افزایش ضریب لیفت تعیین کننده هستند.

لازم به ذکر است که طراحی مکانیزاسیون بال به گونه ای انجام شده است که تمامی این جزئیات در پرواز قابل کنترل باشد. تفاوت ظریف در این واقعیت نهفته است که در یک زاویه حمله کوچک، یعنی زمانی که در حال حاضر در هوا با سرعت بالا پرواز می کنید، در واقع از آنها استفاده نمی شود. پتانسیل کامل آنها دقیقاً در هنگام فرود یا برخاستن آشکار می شود. در حال حاضر، انواع مختلفی از مکانیزاسیون وجود دارد.

سپر

سپر یکی از رایج ترین و ساده ترین قطعات بال مکانیزه است که به طور کاملاً مؤثری با کار افزایش ضریب بالابر کنار می آید. در طرح مکانیزاسیون بال، این عنصر یک سطح منحرف است. هنگامی که جمع می شود، این عنصر تقریباً نزدیک به پایین و عقب بال هواپیما است. هنگامی که این قسمت منحرف می شود، حداکثر نیروی بالابر وسیله نقلیه افزایش می یابد، زیرا زاویه موثر حمله و همچنین تقعر یا انحنای پروفیل تغییر می کند.

برای افزایش کارایی این عنصر، از نظر ساختاری اجرا می شود تا در هنگام انحراف، به عقب و در عین حال به سمت لبه انتهایی حرکت کند. دقیقا همینطورهاین روش بیشترین بازده مکش لایه مرزی را از سطح بالایی بال خواهد داشت. علاوه بر این، طول موثر منطقه پرفشار زیر بال هواپیما افزایش می‌یابد.

طراحی و هدف مکانیزه کردن بال هواپیما با لت

در اینجا مهم است که فوراً توجه داشته باشید که نوار ثابت فقط بر روی آن دسته از مدل‌های هواپیما نصب می‌شود که سرعت بالایی ندارند. این به این دلیل است که این نوع طراحی به میزان زیادی نیروی کشش را افزایش می‌دهد که توانایی هواپیما برای رسیدن به سرعت بالا را به شدت کاهش می‌دهد.

با این حال، ماهیت این عنصر این است که دارای بخشی به عنوان یک انگشت منحرف شده است. در آن دسته از بال هایی استفاده می شود که با مشخصات نازک و همچنین لبه تیز تیز مشخص می شوند. هدف اصلی این جوراب جلوگیری از شکستن جریان در زاویه حمله زیاد است. از آنجایی که زاویه می تواند به طور مداوم در طول پرواز تغییر کند، دماغه کاملاً قابل کنترل و تنظیم است به طوری که در هر شرایطی می توان موقعیتی را پیدا کرد که جریان را در سطح بال حفظ کند. این همچنین می تواند نسبت بالابر به کشیدن را افزایش دهد.

Flaps

طرح مکانیزاسیون بال-فلپ یکی از قدیمی‌ترین طرح‌ها است، زیرا این عناصر جزو اولین مواردی بودند که مورد استفاده قرار گرفتند. محل این عنصر همیشه یکسان است، آنها در پشت بال قرار دارند. حرکتی که انجام می دهند نیز همیشه استهمان، آنها همیشه مستقیم به پایین سقوط می کنند. آنها همچنین می توانند کمی به عقب برگردند. وجود این عنصر ساده در عمل بسیار مؤثر بود. این نه تنها هنگام برخاستن یا فرود آمدن، بلکه هنگام انجام هر گونه مانور خلبانی دیگر به هواپیما کمک می کند.

نوع این مورد ممکن است بسته به نوع هواپیمایی که در آن استفاده می شود کمی متفاوت باشد. مکانیزاسیون بال هواپیمای TU-154 که یکی از رایج ترین انواع هواپیما به شمار می رود نیز دارای این وسیله ساده است. مشخصه برخی از هواپیماها این است که فلپ های آنها به چندین قسمت مستقل تقسیم می شود و برای برخی یک فلپ پیوسته است.

Ailerons و spoilers

علاوه بر عناصری که قبلاً توضیح داده شد، مواردی نیز وجود دارند که می توانند به عنوان ثانویه طبقه بندی شوند. سیستم مکانیزاسیون بال شامل جزئیات جزئی مانند ایلرون است. کار این قطعات به صورت متفاوت انجام می شود. متداول ترین طرح مورد استفاده به این صورت است که در یک بال بال ها به سمت بالا و در بال دوم به سمت پایین هدایت می شوند. علاوه بر آنها، عناصری مانند فلاپرون نیز وجود دارد. با توجه به ویژگی های آنها، آنها شبیه به فلپ هستند، این قسمت ها می توانند نه تنها در جهت های مختلف، بلکه در یک جهت نیز منحرف شوند.

اسپویل نیز عناصر اضافی هستند. این قسمت صاف است و روی سطح بال قرار دارد. انحراف، یا بهتر است بگوییم بالا آمدن اسپویلر مستقیماً به داخل جریان انجام می شود. به همین دلیل، کاهش سرعت جریان افزایش می یابد و به همین دلیل فشار روی سطح بالایی افزایش می یابد. این منجر به کاهش می شودنیروی بالابر یک بال معین گاهی اوقات به این عناصر بال به عنوان کنترل های بالابر هواپیما نیز گفته می شود.

شایان ذکر است که این توضیح مختصری از تمام عناصر ساختاری مکانیزاسیون بال هواپیما است. در واقع، جزئیات کوچک بیشتری در آنجا به کار رفته است، عناصری که به خلبانان اجازه می دهد تا فرآیند فرود، برخاست، خود پرواز و غیره را به طور کامل کنترل کنند.