[Zohreh Gholami]

معرفی و بررسی انواع هواپیما
(بخش اول)

تا چند هزار سال قبل مردم در این فکر بودند که پرواز کنند. داستان ها و افسانه های زیادی درباره انسان های استثنایی که قادر به پرواز بودند وجود دارند، اما واقعاً هیچ کس پرواز نکرد. با پرواز اولین بالون در سال 1783 میلادی نسخیر هوا توسط انسان اغاز شد. بعدها کشتی های هوایی، بالون های هدایت شونده با استفاده از موتور ملخ به آسمان فرستاده شد. مخترعان هواپیماهای بدون موتور (گلایدر) ساختند تا ثابت کنند که پرواز با استفاده از هواپیماهای بالدار ستگین تر از هوا نیز امکان پذیر است. توسعه موتورهای بنزینی در دهه 1880 امکان استفاده از هواپیماهای پر قدرت را فراهم آورد. سرانجام در تاریخ هفدهم دسامبر سال 1903 میلادی، برادران رایت اولین پرواز موفق آمیز خود را با هواپیمای فلایر انجام دادند.

پس از این پرواز تاریخی، هوانوردی پیشرفت بسیاری کرد. امروزه ما در جهاانی زندگی می کنیم که مردم مسافرتهای هوایی بسیاری می کنند اکنون هواپیماهای جت ما فوق صوت، مانند  کنکورد، می توانند اسمان اقیانوس اطلس را در مدت سه ساعت بپیماید و شاتل های فضایی به فضا می روند و پس از بازگشت بروی باند فرود می آیند.

"هواپیمایی ایران" در اردیبهشت ماه سال 1323 تاسیس گردید و اولین خدمات مسافرت هوایی خود را در مسیر تهران به مشهد مقدس و پس از جنگ جهانی دوم آغاز نمود. درطول 17 سال (از سال1324 تا 1341) و به تدریج با دارا بودن تنها چند پرواز بین المللی به مهم ترین خط هوایی داخلی تبدیل شد. در سال 1333 خط هوایی خصوصی دیگری تحت عنوان " پرشین ایر ویز" تأسیس گردید. در ابتدا، خط هوایی " پرشین ا یرویز" فقط وظیفه ی حمل بار به اروپا را به عهده داشت.

 

طبقه بندی کلی وسایل پرنده (Aircraft subgroup)

تعریف هواپیما: زیر مجموعه ای از ایرکرفت - وسیله پرنده بال ثابت سنگینتر از هوا - (Air plane or Aeroplane)

 
تقسیم بندی هواپیماها
برای تقسیم بندی هواپیماها، جنبه‌های مختلفی را می‌توان در نظر گرفت.

از نظر سرعت، آن ها را می‌توان به چهار نوع زیر تقسیم بندی کرد:
1- مادون صوت    ( Subsonic  (0 < M < 0.7
2- گذر صوتی      (Transonic (0.7 < M < 1.2
3- ما فوق صوت  (Supersonic  (1 < M < 5
4- ماورای صوت    ( Hypersonic (5 < M

تفاوت این هواپیماها در اختلاف سرعتشان با سرعت صوت است. M عدد ماخ هواپیماست که می‌تواند با آن سرعت پرواز کند. عدد ماخ یک هواپیما عبارت است از نسبت سرعت هواپیما به سرعت صوت در ارتفاعی که هواپیما در آن ارتفاع پرواز می‌کند. بسته به نوع هواپیما از نظر سرعت ، قوانین حاکم بر آن متفاوت خواهد بود.

 
از نظر دارا بودن سرنشین:
1- با سرنشین Manned Aircraft
2- بدون سرنشین Unmanned Aircraft


از نظر قدرت مانور:
1- غیر مانوری Non Aerobatic
2- نیمه مانوری Semi  Aerobatic
3- مانوری Aerobatic Aircraft
4- بسیار مانوری High Maneuverability

 
از نظر نوع برخاست و فرود:
- برخاست و فرود عمودی یا هواپیماهای عمود پرواز  (VTOL - Vertical Take-off Landing) 
- برخاست و فرود کوتاه - در باند کمتر از 150متر  (STOL - Short Take-off Landing)
- برخاست و فرود متعارف - در باند بیش از 150 متر (CTOL - Conventional Take-off Landing)
- برخاست کوتاه، فرود عمودی (STVOL - Sort Take-off Vertical Landing) 
- هواپیمای آب نشین
- هواپیمای دو زیست
- هواپیمای ناو نشین


از نظر برد عملیاتی:
1- برد بلند  High range
2- برد متوسط  Mid range
3- برد کوتاه  Short range

 
انواع هواپیماها از نظر نوع موتور:
1- هواپیمای ملخی: هواپیمایی که از موتور های ملخی (پیستونی-توربوپراپ-فن-پراپ) استفاده می کند.
2- هواپیمای جت: هواپیمایی که از انواع موتور جت بدون ملخ (توربوجت-توربوفن-رم جت-پالس جت) استفاده می نماید.

 
از دیدگاه کلی هواپیماها به سه دسته اصلی تقسیم بندی می‌شوند:
1- نظامی (Military Aircraft) مانند بسیاری از هواپیماهایی که ما می شناسیم مانند انواع فانتوم و...
2- حمل و نقل تجاری (Transport Aircraft) مانند هواپیماهای مخصوص حمل بار
3- عمومی هوانوردی (General Aviation) مانند هواپیماهای مسافربری

انواع هواپیماهای حمل و نقل تجاری
1- هواپیمای مسافربری Passenger airplane
2- هواپیمای باربری Cargo

 
انواع هواپیماهای عمومی
1- هواپیمای شخصی Personal Airplane
2- هواپیمای دست ساز Homebuilt
3- هواپیمای سم پاش کشاورزی
4- هواپیمای گلایدر تفریحی

[Zohreh Gholami]

(بخش دوم)

ساختمان هواپیما
هواپیماها همانند سایر ماشین ها از اجزاء اصلی ، فرعی و کمکی مختلفی تشکیل شده اند که توسط اتصال دهنده های گوناگونی مانند پرچ، پیچ، جوش، چسب و ... به یکدیگر متصل می شوند.

اجزاء اصلی ساختمان هواپیما:
1 - بدنه Fuselage or Body
2 - بال Wing
3 - مجموعه دم Empennage or Tail
4 - ارابه فرود Landing gear
5 - پیشرانه Power plant or Engine



بدنه
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 شوک های وارده از طرف چرخ ها در هنگام فرود

 
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. معمولاً 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.

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:
اجزاء طولی:
اسپار (Spar) به عنوان تیر اصلی نگهدارنده بال و استرینگر (Stringer) نیز جهت کمک به اسپار و پر کردن فضاهای خالی

اجزاء عرضی:
ریب (Rib) جهت ایجاد فرم ایرفویل در سراسر بال و نیم ریبهایی که در برخی جاها مانند لبه های حمله و فرار بال مابین ریب ها قرار می گیرند.

محسن مرادی

جعبه متن

منابع: تبیان، ایران اویشن، مجله رشد، مرجع هوانوردی