Airplanes Tech , Translaiton and Typing

Aircraft Fuselage

Aircraft Fuselage

تتكون كل الطائرات ـ فيما عدا القليل من الطائرات التجريبية ـ من نفس الأجزاء الرئيسية. وهذه الأجزاء هي:
1ـ الجناح
2ـ الهيكل (الجسم)
3ـ مجموعة الذيل
4ـ جهاز الهبوط
5ـ المحرك

1- الجناح. يمتد جناح الطائرة إلى الخارج من كل جانب من جانبي الطائرة. والسطح السفلي للجناح مستٍو تقريبًا بينما السطح العلوي مقوس. يساعد هذا الشكل الانسيابي على توليد قوة الرفع التي ترفع الطائرة عن الأرض وتبقي عليها في الجو.
Wing
وتُصنع معظم أجنحة الطائرات من الفلز. وللجناح هيكل يتركب من قوائم طولية، وأضلاع عرضية. ويغطي الهيكل بغطاء رقيق يصنع عادة من سبيكة ألومنيوم. (السبيكة خليط من الفلزات) ومعظم الطائرات لها أجنحة كابولية مثبتة تماما في الجسم.
ولجناح الطائرة جذر، وطرف، وحافة أمامية، وحافة خلفية. فالجذر هو الجزء من الجناح المثبت بالجسم، والطرف هو حافة الجناح الأبعد عن الجسم، والحافة الأمامية هي الحافة المقوسة في مقدمة الجناح. ويزداد سُمْك الجناح ابتداء من الحافة الأمامية، ثم ينحدر للخلف حتى الحافة الخلفية الحادة كالسكين. وفي معظم الطائرات يكون طرفا الجناح أعلى قليلا من جذريه. ويسمى الجناح في هذه الحالة جناحًا ذا زاوية زوجية.
وفي معظم الطائرات تكون الأجنحة سفلية التثبيت، أي أنها مثبتة في الجزء السفلي من الجسم. إلا أنه توجد طائرات ذات أجنحة وسطى، حيث تثبت قرب منتصف علو جانب الجسم. كذلك هناك طائرات ذات أجنحة عليا، حيث تثبت الأجنحة قرب الحافة العليا للجسم. والأجنحة المستقيمة تصنع الحافة الأمامية لها زاوية قائمة مع الجسم. وتزود معظم الطائرات بهذا النوع من الأجنحة، لأن أداءه يكون ممتازا في الطيران بسرعات عالية أو منخفضة على السواء.

Wing frame

وتزود الكثير من الطائرات بقلابات. وتوضع هذه الأسطح المثبتة مفصليًا بطول الحرف الخلفي للجناحين قرب الجذر. ويتم خفض القلابات لأسفل لمساعدة الطائرة وزيادة قوة الرفع أثناء الإقلاع ولزيادة قوة السحب الهوائي أثناء الهبوط.
ولبعض الطائرات أجهزة تحكم إضافية مثبتة في الجناحين. فهناك، على سبيل المثال، جهاز تخفيف الرفع (المدادات) وهو سطح مثبت على الجزء العلوي من كلا الجناحين. ويمكن لقائد الطائرة رفع جهازي تخفيف الرفع لعمل مكابح هوائية. أما إذا رفع الطيار جهاز تخفيف الرفع في جانب واحد فقط، فإن الطائرة تميل في نفس هذا الاتجاه. وتحل أجهزة تخفيف الرفع في بعض الطائرات محل الجنيحات.
والشريحة الأمامية، سطح مثبت مفصليًا عند الحرف الأمامي قرب الطرف الخارجي لكلا الجناحين. وتنحدر الشريحة آليا ـ عند السرعات المخفضة ـ خارجة للأمام، فتساعد الأجنحة على توليد قوة الرفع. والشق، فتحة صغيرة توجد خلف الحرف الأمامي مباشرة قرب كل من طرفي الجناح. ويساعد هذان الشقان أيضًا على توليد قوة رفع أكبر عند السرعات المنخفضة.
وتثبت المحركات ـ في كثير من الطائرات ـ إما فوق الأجنحة أو داخلها. وتوجد المحركات داخل غلاف معدني مغلق يسمى كِنَّة المحرك، يوجد عادة أسفل الجناح. وتتسع أيضًا معظم الأجنحة في داخلها لاحتواء خزانات الوقود وجهاز الهبوط. وتتوزع أنواع مختلفة من كشافات الإنارة على أجنحة الطائرة. فيوجد عند كٍل من طرفي الجناح ضوء ملاحي ملون، أو ضوء تحديد للموقع. فالضوء الموجود عند طرف الجناح الأيسر يكون ذا لون أحمر، أما الضوء الموجود عند الطرف الأيمن فيكون أخضر اللون. وعند رؤية هذين الضوئين، يمكن ـ من اللمحة الأولى ـ تحديد اتجاه سير الطائرة.

2- الجسم. يمتد جسم الطائرة من مقدمتها حتى ذيلها. ويأخذ جسم معظم الطائرات الشكل الأنبوبي، المغطى بغلاف خفيف من الألمونيوم. وفي الطائرات أحادية المحرك يثبت المحرك عادة في الجزء الأمامي للجسم. لكن بعض الطائرات النفاثة يثبت أحد محركاتها أو كلها في الجزء الخلفي من الجسم.
ويجمع الجسم بداخله أجهزة التحكم، والطاقم، والركاب، والبضائع. ويحتوي الجسم، في الطائرات الصغيرة، على قمرة تتسع فقط للطيار وراكب واحد. ويجلس قائد الطائرة مع الركاب في الطائرة التي تتسع لما بين راكبين، وستة ركاب. وفي معظم الطائرات الكبيرة قمره منفصلة للطاقم، وأخرى للركاب والبضائع. وفي الطائرات الأضخم، مثل الطائرة بوينج 747، يكون بالقمرهـ طابقان منفصلان لكل من الركاب والبضائع.

fuselage

3- مجموعة الذيل. هي الجزء الخلفي من الطائرة. وتساعد مجموعة الذيل على التحكم في قيادة الطائرة والمحافظة على اتزانها في الجو. ومعظم مجموعات الذيل تتكون من زعنفة ودفة رأسيتين، وموازن ورافعة أفقيتين. وتقف الزعنفة رأسيا ثابتة دون حركة، لتحافظ على مؤخرة الطائرة من التأرجح يمينًا أو يسارًا. وتثبت الدفة في الطرف الخلفي للزعنفة، وتتحرك في أي من الجانبين للتحكم في الطائرة أثناء الدوران.
ويشبه الموازن جناحًا صغيرًا مثبتًا عند الذيل، ويعمل على منع الذيل من التذبذب إلى أعلى أو أسفل محافظًا على الاستقرار الأفقي للطائرة. وتثبت الرافعـة في الطـرف الخـلفـي للموازن، ويحركها الطيار إلى أعلى أو أسفل ليرفع أو ليُخفض مقدمة الطائرة.
force

جهاز الهبوط أو جهاز العربة السفلي. ويتكون من العجلات أو العوامات التي تتحرك الطائرة فوقها عندما تسير على الأرض أو الماء. ويتحمل جهاز الهبوط وزن الطائرة عند سيرها على الأرض أو الماء.
وللطائرات الأرضية نوعان من أجهزة الهبوط. ففي بعض الطائرات الخفيفة، يتكون جهاز الهبوط من عجلتين أسفل الجزء الأمامي للجسم، وعجلة ثالثة تحت الذيل، أما معظم الطائرات الأخرى فلها جهاز هبوط ثلاثي، يتكون في الطائرات الخفيفة ـ من عجلة أسفل المقدمة وعجلتين تحت منتصف الجسم، أو واحدة تحت كل جناح، وكثير من الطائرات الكبيرة لها جهاز هبوط ثلاثي يتكون من:
1ـ جهاز الهبوط الرئيسي، ويتضمن ما يصل إلى 12 عجلة أسفل كل من الجناحين.
2ـ جهاز هبوط المقدمة به عجلة أو عجلتان على الأكثر.
وجهاز الهبوط إما ثابت، أو قابل للطي. ويبقى الجهاز الثابت في وضعه الممتد طوال الطيران مما يخفض من سرعة الطائرة. أما الطائرات عالية السرعة فيتم في معظمها طي العجلات أو جذبها لأعلى بعد إتمام الإقلاع، إما لداخل الأجنحة وإما إلى داخل الجسم.

المحرك يولد القدرة اللازمة لطيران الطائرة. وتستخدم الطائرات ثلاثة أنواع رئيسية من المحركات:

piston engine
1ـ محركات ترددية أو مكبسية
2ـ محركات نفاثة
3ـ محركات صاروخية.
والمحركات الترددية هي الأكثر وزنًا والأقل إنتاجًا للقدرة من بين هذه الأنواع، بينما المحركات الصاروخية هي الأكثر إنتاجًا للقدرة.
* لطلب أي شرح عن الطائرات يمكن لكم زيارة منتديات خط الطيران في ذلك

1- ضاغط الهواء :(Compressor) يعمل ضاغط الهواء على سحب كمية من الهواء الجوى و يرفع ضغطة ليدفعه على محيط المحرك الدائرى ليتم توزيعة على حجرات الإحتراق و ذلك لرفع كفاءة الإحتراق داخل حجرات الإحتراق.
2- حجرات الإحتراق : هى حجرات توزع على المحيط الدائرى للمحرك يصلها هواء مضغوط من المرحلة التى تسبقها و هى الضاغط و يصلها الوقود كما يلزم تواجد شرارة لبدئ الاشتعال داخلها و نلاحظ ان هذه الشرارة دائمة داخل المحرك بخلاف محركات السيارات و ذلك لإحتياطات الآمان.
3- تربينة غازية :(Turbine )هذه التربينة هى عبارة عن ريش ذات مواصفات خاصة تقدر على تحمل درجات حرارة عالية جدا يندفع عليها الغازات الناتجة من الاحتراق داخل حجرات الاحتراق لتعمل على دوران هذه الريش و بالتالى دوران العمود المثبته عليه و لنعلم ان هذا العمود مثبت عليه ايضا ريش الضاغط فى البداية فعند دوران ريش التربينة يدور ريش الضاغط و بالتالى يصبح المحرك ذاتى الدوران دون تدخل خارجى إلا فى بداية عمل المحرك فقط فنستخدم موتور بادئ للحركة كهربى يعمل عن طريق البطاريات الكيميائية مثل المارش فى السيارات.

4- مخرج غازات الإحتراق :(outlet Jet) يكون هذا المخرج على شكل اسطوانة مخروطية الشكل و يعود هذا الشكل إلى سبب و هو اجبار غازات الإحتراق الخارجة من مرحلة التربينة على الخروج إلى الهواء الجوى بسرعة عالية جدا و بكمية كبيرة و بالتالى تتولد قوة دافعه كرد فعل طبيعى لخروج الغازات بكمية كبيرة خلال الثانية و بسرعة عالية تعمل هذه القوة على دفع جسم الطائرة إلى الأمام لتستمر فى طريقها
و لنعلم انه بتغيير اتجاة خروج هذه الغازات بزاويه إلى أسفل تعمل على دفع جسم الطائرة إلى اعلى و هو ما يسمى بالإقلاع للطائرة و العكس عند الهبوط.

5- مروحة امامية كبيرة : توصل هذه المروحه ايضا بعمود التربينة و الضاغط و تعمل على دفع كمية من الهواء كبيرة تستخدم فى التبريد و ايضا تخرج بكمية و سرعة عالية من الجهه الاخرى للمحرك لتساعد فى عملية الدفع.

6- دائرة التزييت لعمود المحرك و الفلاتر : يجب أن يدور عمود المحرك المثبت عليه ريش التربينة و الضاغط و المروحة ايضا على كراسى حمل يصل بها خطوط للتزييت ليدور العمود و كأنه عائم على الزيت و لا يلامس اى جسم صلب نظرا لاهمية هذا العمود و تعرضة لقوى و اجهادات و درجات حرارة عالية و بالطبع يجب فلترة الزيت خلال الدائرة و ايضا تبريده.

7- دائرة تبريد لريش التربينة : نظرا لتعرض ريش التربينة لدرجات حرارة عالية جدا استوجب هذا تصميم دائرة للتبريد المستمر لهذه الريش و ذلك لتفادى حدوث اى تلف لريش التربينة مما يؤدى لإختلال توازن المحرك و من ثم تدميرة.

8- خزانات الوقود : (Fuel Tanks)تتمركز خزانات الوقود فى الطائرة فى بطن جسم الطائرة السفلى و ايضا فى الجزئين السفليين لجناحى الطائرة و يتم عزل جسم هذه الخزانات لتفادى أى تسريبات أو تزايد فى درجات حرارتها لدواعى الآمان.

9- دورة الوقود : (Fuel System)هى عبارة عن طلمبة لسحب الوقود من الخزانات و دفعها للتتوزع عن طريق وصلات على حجرات الإحتراق مارة بفلاتر لضمان جودة الحريق و تفادى اى اضطرابات بدائرة الوقود.

10- بطاريات كيميائية : تعمل هذه البطاريات على إمداد جميع اجهزة التحكم و التشغيل داخل غرفة القيادة بالطائرة بالطاقة الكهربائية فى بداية التشغيل و ايضا تمد موتور بادئ الحركة بالطاقة.

11- موتور بادئ الحركة : يعمل على بدأ حركة المحرك فى بداية تشغيلة حتى يصل إلى المعدل الذى يكون المحرك فيه قادرا على ان يستمر فى الدوران ذاتيا.

يتكون محرك الطائرة بأساسيات هى كالآتى و بالترتيب من الامام إلى الخلف:

1- ضاغط هواء.
2- حجرات إحتراق.
3- تربينة غازية النوع.
4- مخرج غازات الإحتراق.

اما عن المساعدات اللازمة للمحرك :-
1- مروحة أمامية كبيرة.
2- دائرة التزييت لعمود المحرك الاساسى و الفلاتر.
3- دائرة التبريد لريش التربينة.
4- خزانات الوقود.
5- دائرة الوقود لحجرات الإحتراق و الفلاتر.
6- بطاريات كيميائية.
7- موتور بادئ الحركة للمحرك.

هذا الموضوع قانون برنولي و نظرية الطيران
المهندس عماد

03:11 - 2013/03/07 معلومات عن العضو
قانون برنولي
شرح قانون برنولي (Bernoulli) بأسلوب تطبيقي رائع جدا ومشوق. هذا القانون والذي ينص على أنه اذا زادت السرعة قل الضغط، يفسر لنا سبب رفرفة الاعلام وطيران الطائرات ومكانيكية عمل زجاجة العطر والكثير من الأمثلة مردها قانون برنولي.

الجزء الأول من المحاضرة

مبدأ برنولي هو : قوة الرفع = مساحة الجناحين x فرق الضغط بين السطحين العلوي والسفلي :

ق(الرفع) = س (م2) x دلتا ض (وهذا قانون باسكال)

ومعدل تغير الضغط (ض) = دلتا ض [باسكال]= 2/1 ث(كثافة الهواء وتساوي 1.3 كجم/م3) x (سرعة الهواء فوق الجناح [م/ث] - سرعة الهواء تحت الجناح [م/ث])
(....نظرية الطيران....)
القدرة على الطيران، هو في حقيقته القدرة على التحكم بقوى الجاذبية والحركة. فالطائرة، كجسم معلّق في الطبقة الجوية، تتحكم فيها قوى أربعة:

1- الدفع (Thrust): وهي القوة التي يولّدها المحرّك وفراشاته بدفعها للهواء الى الخلف، فهي القوة المعاكسة لدفع الهواء للخلف واتجاهها هو الى الأمام

2- المقاومة (Drag): وهي القوة التي تقاوم الحركة الى الأمام واتجاهها هو نحو الخلف

3- الوزن (Weight): وهو قوة الجاذبية الناتجة عن كتلة الطائرة و اتجاهها هو الى مركز الأرض

4- الرفع (Lift): وهي القوة التي يولدها جناح الطائرة و اتجاهها عامودي لسطح جناح الطائرة

عندما يكون الوزن و الرفع في اتجاهين معاكسين و متساويين، تكون الطائرة في حالة توازن في الهواء؛ فلا تطفو (ترتفع) ولا تغرق (تنخفض). وعندما يكون الرفع والمقاومة في اتجاهين معاكسين و متساويين تكون الطائرة في حالة سرعة ثابتة.

قوة الرفع ..
الرفع هي القوة الناتجة عن منطقة الضغط المنخفض بمحازات الطبقة العليا لجناح الطائرة إذا ما قورنت بمنطقة الضغط المرتفع بمحاذاة الطبقة السفلى لنفس الجناح. فتفاوت الضغط بين اعلى الجناح وأسفله تنتج عنه قوة حاصلة تدفع بالجناح باتجاه منطقة الضغط الأقل – فهذا هو الرفع.

ويتمّ خلق الرفع وتفاوت الضغط حول جناح الطائرة بإستخدام شكل هندسي خاص يسمى بالـ"حامل" (airfoil). ومن أهم خصائص الحامل الهندسية هو انه يجبر الهواء على الإنتقال مسافة أطول فوق الجناح من المسافة التي ينتقل فيها الهواء تحت الجناح. وبسبب تفاوت المسافتين، يحصل تفاوت في سرعة الهواء فوق الجناح و تحته مما سيبب تفاوت في الضغط حسب مبدأ برنولي للسوائل.

خصائص الحامل: لاحظ أن السطح الأعلى للجناح منحني مما يجعل مسافته أطول من مسافة اسفل الجناح.

فبسبب المسافة الأطول، يحتاج الهواء الى سرعة أعلى فوق الجناح لكي يقطع المسافة الطول بنفس الزمن الذي يقطع فيه الهواء المسافة الأقصر تحت الجناح

فينتج عن التفاوت في السرعة تفاوت في الضغط أيضا كما يتطلّب مبدأ برنولي للسوائل.

فهذا التفاوت في الضغط هو ما يسبب قوة الرفع.

تدفق الهواء حول الجناح ..

من أهم الخصائص التي يتوجّب فهمها في نظرية الطيران هو ناتج تدفّق الهواء حول جناح الطائرة أو بالإحرى حول رافع الجناح (the airfoil) ويتأثر تدفق الهواء حول الرافع بالزاوية التي يشكلّها الرافع مع خطوط التيار والتي تعرف بـ"زاوية الهجوم"....

تغيّر خطوط التيار مع تغيّر زاوية الهجوم...

و هنا تظهر خصائص خطوط التيار حول رافعة الجناح في حالتين: حالة زاوية هجوم بسيطة و حالة زاوية هجوم حادّة. ولاحظ أن خطوط التيار تبدأ بالإنفصال عن الجناح كلّما ازدادت زاوية الهجوم مما يؤدّي الى توقف الجناح عن الرفع وسقوطه...

حقل التدفّق، فهو يتأثر أيضا بزاوية الهجوم

وكلّ هذه الأشياء تودّي في النهاية الى تغيّر في حقل الضغط حول الجناح و تغيّر قوّة الرفع الناتجة.

تحوّل حقل الضغط مع تغيير زاوية هجوم الجناح

ثانيا :- (الشرح )
هناك تصنيفان للعجلات أسفل الطائرة حسب وضعهما rear wheels & nose wheel دائما ما تكون الـ rear من النوع الـ drived وهذا بالطبع لتخدم قوة ال induced air عند مداخل ال turbines وهذا فى بداية التشغيل الجاف . أما الـ nose wheel فتكون free drived فى غالب الأحيان حيث تكون ذاتية الحركة .. ولكن يتصل بها hydraulic actuators لسحبها وإنزالها وكذلك لدورانها ( وليس دوران عجلها ) .
تكون الـ nose wheel أحيانا من النوع الـ drived وهذا الطائرات العملاقة مثل ال airbus a380 وكذلك فى بعض الموديلات العسكرية . هذا بإختصار عن هذه الناحية التصميمية غير الهندسية .