صنعت هواپيما

سیستم ترمز هواپیما

چرخ هواپیما و سیستم ترمز آن بصورت یکپارچه طراحی می شود ٬ آنچه که منطبق با ویژگی هوای یک هواپیمای مشخص و مورد نظر باشد. کارائی چرخ و ترمز آن با استفاده از طراحی کامپیوتری ٬ مداسازی پیچیده و روشهای شبیه سازی تحلیلی ٬ در مرحله طراحی به حد مطلوب می رسد. چرخ هواپیما از نوع دو تکه ساخته می شود تا سوار کردن تایر آسان باشد و نیز دارای اندکی انحراف است تا فضای ترمز بیشتری را فراهم آورد. برای حفاظت چرخ ها در برابر گرمای حاصل از ترمز از پوششهای عایق استفاده می گردد.

از طرف دیگر مکانیزم های ایمنی از قبیل فیوزهای حرارتی و سوپاپ های اطمینان در آن بکار می رود. سیستم ترمز ها از دیسک های ثابت و متحرک (چرخشی) چندلایه ای و اصطکاکی تشکیل یافته است.
از دیسکهای اصطکاکی که قسمت اعظم گرما را به خود جذب می کنند٬ یوسیله اجزاء سازه ای چندی از قبیل پیستون های عمل کننده فشاری ٬ پوسته تنظیم٬ قسمت انتقال گشتاور ( که قشتاور را به ارابه فرود یا چرخ هواپیما منتقل می سازد ) و یک صفحه ترمز ثابت ( که بعنوان یک نگهدارنده سازه ای در جذب گرما عمل می کند) محصور گردیده است.
ترمز با فشار هیدرولیکی عمل می کند و انرژی جنبشی هواپیما را به گشتاور کند شونده ای مبدل می سازد. سیستم کنترل ترمز ٬ خود سطوح فشار ترمز را تعدیل می کند تا کارائی آنرا در متوقف ساختن هواپیما به حددلخواه برساند. ضمنآ یک سیستم " ضد سفر خوردگی" در آن بکار رفته تا فاصله(تا زمان) متوقف ساختن هواپیما را بحداقل برساند ٬ هدایت سمتی را برای آن تامین نماید و از ترکیدن لاستیک ها جلوگیری به عمل آورد.
علاوه بر آن یک مکانیزم ترمز خودکار که فرامین مربوط به عملکرد کار پیش ترمز و میزان کاهش سرعت را آماده می سازد٬ می تواند بخشی از سیستم کنترل ترمز هواپیما باشد. سنسور های مریوط به سرعت چرخها ٬ دستگاه پردازش علائم یا دستگاه مقایسه گر (کامپیوتری) و سوپاپ های تنظیم ٬ جملگی از اجزای عمده سیستم کنترل ترمز هواپیما بشمار می رود. تکامل چرخ هواپیما از انواع چرخهای پرده دار اتومبیل آغاز شده ٬ چرخهای ریخته گری آلومینیومی و منیزیمی را پشت سر گذاشته و عمومآ از انواع چرخهای آلومینیمی دو تکه ساخته شده به روش آهنگری (فورج) استفاده می شود.
چشمگیرترین پیشرفت در طراحی چرخهای هواپیما٬ کاهش وزن و حجم و افزایش کارایی آن است. عمده ترین اهداف در طراحی چرخهای هواپیما بشرح زیر خلاصه می شود:
۱) افزایش عمر چرخشی
۲) تداوم ایمنی بعد از خرابی
۳) بکارگیری سیستمهای محافظ گرما
۴) افزایش ایمنی در برابر پوسیدگی و فساد

سیستم های رادیویی در صنعت هواپیمایی

سیستم رادیویی یکی از مهمترین ابزاری است که خلبان در طول پرواز خود از آن استفاده می کند.
خلبان میتواند از طریق سیستم های رادیویی خود از ایستگاه های زمینی اطلاعات مورد نظر خود را دریافت نماید.
حال سیستم های رادیویی که امروزه در صنعت هواپیمایی استفاده می شود را شرح می دهم.

VHF COMMUNICATION :

اکثر مکالماتی که بین خلبان و ایستگاه زمینی و بلعکس انجام می پذیرد روی موج رادیویی VHF صورت می گیرد.
از آنجایی که می دانید امواج VHF از اتمسفر عبور کرده و بصورت LINE OF SIGHT هستند. یک دستگاه فرستنده گیرنده ((TRANSCEIVER VHF در RANGE فرکانسی 118 تا 135.975مگاهرتز کار می کند که در سیستم های جدید امروزه تا فرکانس 151.975مگاهرتز افزایش یافته است.
این سیستم رادیویی دارای 720 کانال بوده که فاصله بین هر کانال بصورت یک در میان 25کیلوهرتز می باشد.
این سیستم رادیویی از یک فرستنده گیرنده TRANSCEIVER)،(CONTROL HEAD، آنتن تشکیل شده است.
در هواپیما های کوچک فرستنده گیرنده VHF در INSTRUMENT PANEL قرار دارد ولی در هواپیماهای بزرگ این بخش دروسط RADIO CONSOLE که بین خلبان و کمک خلبان است قرار دارد.

HF COMMUNICATION :

این سیستم رادیویی در هواپیما های مسافربری و هواپیما های جت استفاده می شود. در واقع این سیستم(HF) مواقعی استفاده می شود که گیرنده رادیویی VHF ما قابلیت دریافت امواج VHF را نداشته باشد.
در پرواز هایی که هواپیما باید مسافت زیادی را بپیماید و در پروازهایی که بر فرازاقیانوس(TRANSOCEANIC FLIGHT) باشد از سیستم رادیویی HF استفاده می شود.امواج HF به دلیل برخورد به لایه اتمسفر زمین و بازگشت (REFLECTED) شدن می توانند چندین هزار مایل را طی نمایند.
یک دستگاه فرستنده گیرنده ((TRANSCEIVER HF در RANGE فرکانسی 2 تا 29.999 مگاهرتز کار می کند.
چرا لب بال ها در بوئينگ 747 کمی به طرف بالا متمایل گشته و بالهای متحرک چه نقشی در پرواز هواپیما ایفا می کند؟
متمايل شدن بال ها به سمت بالا در بوئينگ 747، به دلايل آيروديناميكي صورت گرفته است. مي دانيم كه هنگام پرواز در قسمت بالايي بال يك جبهه هواي كم فشار و در قسمت زيرين بال يك جبهه هواي پر فشار ايجاد مي شود. همچنين مي دانيم كه هميشه در سيالات قسمت پر فشار به طرف قسمت كم فشار ميل به حركت دارد و اين كار تا زماني ادامه مي يابد كه هر دو قسمت با هم متعادل شوند.
به دليل شكل خاص بالهاي هواپيما، اين دو قسمت بالايي و پاييني بال هيچ گاه با هم هم فشار نمي شوند، در نتيجه يك جريان هواي دايمي از سمت بالا به سمت پايين در نوك بال ها ايجاد مي شود و اين در نتيجه ميل به تعادل فشار است.
اين جريان، يك جريان گردابي ساده است كه به راحتي مي تواند باعث افت ضريب براي بال شده و پساي زيادي را ايجاد نمايد. در نتيجه در انتهاي بال ها بالچه اي را نصب مي نمايند تا از اين عمل جلوگيري شود.
در مورد قسمت دوم سوال، بايد به طور خلاصه گفت كه بال هاي متحرك يا متغير مي توانند بسته به شرايط پروازي، براي ايجاد بهترين حالات نسبت به شرايط شكل خود را تغيير دهند كه اين گونه بالها در هواپيماهايي چون اف-14 و سوخو 24 ديده مي شود.

برآمدگی رو انتهای بال کاملا مشخص است.

هواپيماهاي کم مصرف

گستردگي سرزمين ، بعد مسافت ، پراکندگي مراکز جمعيتي ، ناهمواري هاي طبيعي و مشکلات دسترسي خطوط حمل و نقل زميني و دريايي از جمله عواملي هستند که موجب شده اند جابه جايي هوايي مسافر و کالا در ايران به عنوان يکي از سريع ترين ، ايمن ترين و مناسب ترين اشکال حمل و نقل شناخته شود و مورد توجه قرار گيرد.
در گرايش تدريجي به مسافرت هاي هوايي نسبت به ديگر شيوه هاي حمل و نقل ، تاثير عوامل مختلفي نظير افزايش جمعيت ، رشد درآمد سرانه و مزاياي ترجيحي هزينه سفرهاي هوايي را نبايد ناديده گرفت ؛ بنابراين از آنجا که حمل و نقل هوايي ، سهمي عمده در توسعه اقتصادي کشورها دارد، راهکارهاي اجرايي براي کاهش مصرف سوخت بخش هوايي کشور مورد مطالعه و بررسي قرار خواهد گرفت.

فرودگاه ها به عنوان محل ورود و خروج مسافر در پروازهاي داخلي و مرزهاي خروجي و ورودي در پروازهاي بين المللي همواره از اهميت ويژه اي برخوردار بوده اند. در حال حاضر تعداد 72 فرودگاه در حال بهره برداري وجود دارد و تعداد 13 فرودگاه نيز در مرحله مطالعه و ساخت هستند يا هنوز به بهره برداري نرسيده اند.
طبق تحقيقات مکتوب در اولين همايش بهينه سازي مصرف انرژي در بخش حمل و نقل ، عوامل موثر بر کاهش مصرف سوخت بخش هوايي به شرح زير است: 1-ترافيک هوايي 2-وزن هواپيما 3-مسافت و برد پروازي 4-تعمير و نگهداري 5-مشخصات عملکرد و ديناميک پرواز 6-مشخصات آيروديناميکي 7-به روز رساني سيستم هاي پيشرانه هواپيما 8-نوسازي ناوگان.

نقش فناوري طراحي هواپيما در کاهش مصرف سوخت

افزايش روز افزون جمعيت و بالا رفتن تقاضاي سفر در کشور، موجب رشد مصرف سوخت در بخشهاي مختلف حمل و نقل از جمله حمل و نقل هوايي شده است ؛ همچنين با توجه به تاثير مستقيم پارامترهاي اصلي طراحي هواپيما بر ميزان مصرف سوخت ، به بررسي نقش فناوري طراحي هواپيما در کاهش مصرف سوخت هواپيماها پرداخته شده است.

بررسي اثر نوع و طراحي هواپيما

از جمله پارامترهاي اصلي در طراحي هواپيما، برد پروازي ، وزن کل برخاست ، وزن بار حمل شده ، نيروي رانش ، بارگذاري بال ، ارتفاع پروازي ، مصرف سوخت ويژه موتور و سرعت مسير قابل ذکر است.
به طوري که بروز تغييرات در هر يک از اين پارامترها مي تواند موجب اختلاف بسياري در عملکرد هواپيماها شود. آنچه در طراحي هواپيما بايد مورد توجه قرار گيرد، آن است که انتخاب هواپيماهايي با سرعت پروازي بالا، مدت زمان سفر را تقليل مي دهد، اما ممکن است در زماني خاصي هواپيمايي با قدرت کمتر مطلوب تر باشد.
از پارامترهاي اساسي در طراحي هواپيما، انتخاب صحيح نوع موتور براساس ملزومات طراحي و تامين مشخصات مطلوب و خواسته هاي مشتري است.
براي مقايسه موتورها بايد روي برخي مشخصات مطالعه و بحث صورت گيرد. اين مشخصات عبارتند از: 1-قدرت توليد شده موتور هنگام برخاستن و حالت اضطراري نسبت به دماي محيط 2-قدرت توليد شده به وسيله موتور در حالت حداکثر سرعت افقي 3مصرف سوخت ويژه موتور 4-وزن موتور 5-مشخصات توربين و کمپرسور.
هواپيماهاي تجاري امروزه به طور کلي با 3نوع موتور ساخته مي شوند؛ موتورهاي توربوپراپ ، توربوفن ، و توربوجت.
اصولا موتورهاي توربوپراپ ، مصرف سوخت کمتري نسبت به 2نوع موتور ديگر دارند. حتي موتورهاي توربوفن نيز مصرف سوخت کمتري نسبت به موتورهاي توربوجت دارند، البته در مقابل ، موتورهاي توربوفن و توربوجت قابليت توليد تراست هاي بالاتر و پرواز در ارتفاع و سرعتهاي بيشتر را نيز دارند که در اين ارتباط نبايد از صداي توليد شده به وسيله موتورهاي توربوپراپ در مقايسه با موتورهاي توربوجت و توربوفن صرف نظر کرد.
امروزه به دليل اهميت کاهش مدت زمان پرواز و راحتي مسافران ، مسافرت با هواپيماهاي جت ترجيح داده مي شود. در ناوگان هوايي کشور ما، تنها کمتر از 20درصد هواپيماهاي ناوگان هوايي که شامل کمتر از 10درصد صندلي هاي موجود مي شود، از نوع توربوپراپ هستند؛ بنابراين اصولا ناوگان هوايي کشور در پروازهاي داخلي از هواپيماهاي با نوع موتور نامناسب استفاده مي کنند. علاوه بر نوع موتور، عوامل ديگري ازجمله مشخصات ماموريت مثل ارتفاع پرواز، تعداد صندلي ، طول باند و غيره روي کارآيي کلي هواپيما از نظر مصرف سوخت تاثير مي گذارند.

انتخاب هواپيماي مناسب با طول مسير

حدود 80درصد کل پروازهاي مسافري به پروازهاي داخلي اختصاص دارد. از نظر سوخت مصرفي در پروازهاي داخلي نيز مي توان گفت تقريبا 65درصد کل سوخت هوايي در پروازهاي داخلي مصرف مي شود؛ بنابراين بررسي شيوه مصرف سوخت و ارائه روشهاي کاهش ميزان آن در پروازهاي داخلي از اولويت خاص برخوردار است.
يکي از ويژگي هاي پروازهاي داخلي از نظر مصرف سوخت ، تطابق نوع و مدل هواپيما با طول مسير (برد) است. مجموعه عوامل مختلف موثر در طراحي هواپيما باعث مي شود به ازاي افزايش برد (تا سقف برد هواپيما) ميزان مصرف سوخت کاهش يابد.
روشهاي اجرايي براي کاهش مصرف سوخت در حمل و نقل هوايي بدين شرح است : 1-استفاده از هواپيماهاي توربو پراپ براي مسيرهاي کوتاه 2-مدرنيزه و به روز کردن مديريت ترافيک هوايي 3-تشويق خلبانان در صورت داشتن پروازي کم مصرف 4-کاهش مناطق ممنوعه در مسير پرواز هواپيما.
در نتيجه استفاده از هواپيماهاي متوسط و دوربرد در مسافتهاي کوتاه مي تواند منجر به افزايش سوخت مصرفي به ازاي هر صندلي تا حدود 5/1برابر شود؛ بنابراين استفاده از هواپيماي مناسب مي تواند مصرف سوخت را به ميزان قابل ملاحظه اي کاهش دهد.
ازجمله راهکارهاي اساسي در کاهش مصرف سوخت بخش هوايي ، هدايت شرکتهاي هواپيمايي به استفاده از هواپيماهاي توربوپراپ در مسيرهاي کوتاه و کمک به توليد داخلي و ارتقاي کيفيت طراحي آنهاست که مي تواند موجب صرفه جويي قابل ملاحظه اي در مصرف سوخت شود؛ همچنين در صورت نداشتن امکان طراحي قوي تر و مدرن تر، توجه به فناوري موتور به عنوان يکي از عوامل مهم در مصرف سوخت هواپيما حائز اهميت است.

هواپيماي بدون سرنشين predator

هواپيماي بدون سرنشين predator متعلق به نيروي هوايي آمريكا مي باشد . اين هواپيما بسيار مقاوم بوده و براي نظارت و شناسايي اهداف نظامي بكار برده ميشود. سيستم هاي مجهز اين سيستم مانند سيستم عكسبرداري راداري SAR ، دوربين هاي ويدئويي اپتيكال ، سيستم نظارت مستقيم مادون قرمز FLIR ، ميتواند تصاوير نظارتي دقيقي را فراهم نموده و اين اطلاعات را همزمان براي سربازان خط مقدم و يا فرماندهان نظامي ارسال داشته و يا از طريق ماهواره هاي مخابراتي به ساير قسمت هاي جهان ارسال كند.
قرارداد سيستم كاملا اتوماتيك اين هواپيما در ژانويه 1994 توسط نيروي هوايي امريكا منعقد گرديد.
اين هواپيما بمنظور استفاده در اسكادران تجسسي يازدهم و پانزدهم نيروي هوايي امريكا به مرحله توليد رسيد.
سيستم كاملا اتوماتيك predator 18 در مارس 1998 كار خود را آغاز كرد.
شركت ايتاليايي Meteor بعنوان مقاطعه كار، مسئول اسمبل كردن هواپيما هاي كاملا خودكار UAV Predator گرديد . يك پيكره شبكه هواپيماي بدون سرنشين Predator شامل چهار هواپيما ، يك سيستم كنترل زمين و يك ترمينال توزيع اطلاعات جاسوسي و نظامي ميباشد.
هواپيما هاي Predator توانايي بيش از 40 ساعت پرواز و سرعتي حدود 130 كيلومتر در ساعت را دارد.
تجهيزات پروازي بوسيله باندهاي راديويي UHF و VHF كنترل ميگردد . همچنين يك لينك راديويي ديد مستقيم در باند C-Band با رنج نرمال 150 مايل و يك لينك ماهواره اي Ku-Band در اين هواپيما بكار گرفته ميشود.
ايستگاه هاي كنترل زميني معمولا در اطاقكهاي متحرك 10 متري قرار داشته كه شامل سيستم كنترل راديويي هواپيما ( خلبان راديويي) ، سه سيستم استخراج كنند اطلاعات ( اپتيكال ، مادون قرمز و راداري) ، و سيستم استخراج اطلاعات از ترمينالهاي ماهواره اي مربوطه.
اطلاعات جمع آوري شده مانند اطلاعات تصويري ، ميتواند از طريق يك كانال راديويي ديد مستقيم به كاربران ارسال شده و يا از طريق سيستم ارتباطي ماهواره اي به ايتستگاه هاي مورد نظر زميني مخابره گردد.

تصوير فوق يك ايستگاه سيار زميني را نشان ميدهد . در اين پانل CRT بالايي موقعيت هواپيما را نشان ميدهد و CRT پائين مشاهدات هواپيما توسط دوربين هاي نصب شده در آن را نه نمايش ميگذارد.
عكسها ويا تصاوير متحرك ويدويي مستقيما از طريق امواج راديويي و يا از طريق لينك هاي ماهواره اي به ايستگاه هاي زميني مخابره ميگردد. از اين طريق كنترل كامل هواپيما از طريق سيميلاتور موجود در ايستگاه زميني صورت ميگيرد.
منبع: http://power.smsm.ir
/س