تودوزی هواپیما. برش، دوخت، کشش و چسباندن روکش پارچه ای عناصر هواپیما و گلایدر

- ("پرتابه هواپیما") هواپیمای موژایسکی، برگرفته از کتاب V. D. Spitsin "Aeronaut ... ویکی پدیا

هواپیما- هواپیمای سنگین‌تر از هوا با بال که بر روی آن بالابر آیرودینامیکی در حین حرکت ایجاد می‌شود و نیروگاهی که نیروی رانش برای پرواز در جو ایجاد می‌کند. قسمت های اصلی هواپیما: بال (یک یا دو)، بدنه، پر، ارابه فرود ... دایره المعارف فناوری

هواپیمای بولدیرف- عکس هواپیما Boldyrev's High-wing type Producer MAI Chief designer A. I. Boldyrev ... ویکی پدیا

غلاف- پوسته ای که سطح بیرونی هواپیما را تشکیل می دهد. هواپیماهای مدرن از یک قاب هوای "کار" سفت و سخت استفاده می کنند که به طور همزمان بارهای آیرودینامیکی خارجی، بارهای خمشی و پیچشی را درک می کند ... دایره المعارف فناوری

پوشش- (1) یک پوسته بیرونی از مواد جامد که هواپیما، هلیکوپتر، کشتی و غیره را می پوشاند تا به آنها اشکال ساده ای بدهد، از سازه های بیرون زده مختلف محافظت کند، کمترین مقاومت هوا یا آب را در برابر حرکت فنی ... ... دایره المعارف بزرگ پلی تکنیک

هواپیمای تانکر- سوخت گیری هوایی عملیات انتقال سوخت از یک هواپیما به هواپیمای دیگر در حین پرواز است. مطالب 1 تاریخچه 2 معنی و کاربرد 3 سیستم های سوخت گیری هوا ... ویکی پدیا

غلاف دایره المعارف "هوانوردی"

غلاف- برنج. 1. بارهای وارد بر پوست بال. پوست - پوسته ای که سطح بیرونی هواپیما را تشکیل می دهد. در هواپیماهای مدرن از O سفت و سخت "کار" استفاده می شود که به طور همزمان خارجی را درک می کند ... ... دایره المعارف "هوانوردی"

غلاف- و pl جنس واک، دات vkam; و 1. غلاف کردن. 2. چیزی که غلاف شده، دور لبه ها کوتاه شده یا چیزی. حاشیه، لبه آستین با آستر قرمز. کت با آستر خز. جزیره اطلس سجاف 3. آن چه پوشیده شده، روکش، غلاف بر روی چیزی. (تخته، ...... فرهنگ لغت دایره المعارفی

هواپیما هواپیمایی است که امروزه تصور جابجایی افراد و کالاها در مسافت های طولانی بدون آن غیرممکن است. توسعه طراحی یک هواپیمای مدرن، و همچنین ایجاد عناصر منفرد آن، یک کار مهم و مسئولانه است. فقط مهندسان بسیار ماهر، متخصصان متخصص مجاز به انجام این کار هستند، زیرا یک اشتباه کوچک در محاسبات یا نقص ساخت منجر به عواقب مرگبار برای خلبانان و مسافران خواهد شد. بر کسی پوشیده نیست که هر هواپیما دارای بدنه، بال های حمل، یک واحد نیرو، یک سیستم کنترل چند جهته و دستگاه های برخاست و فرود است.

اطلاعات زیر در مورد ویژگی های طراحی اجزای هواپیما برای بزرگسالان و کودکان درگیر در توسعه طراحی مدل های هواپیما و همچنین عناصر فردی مورد توجه خواهد بود.

بدنه هواپیما

قسمت اصلی هواپیما بدنه است. عناصر ساختاری باقی مانده بر روی آن ثابت می شوند: بال ها، دم با پر، ارابه فرود، و در داخل کابین کنترل، ارتباطات فنی، مسافران، بار و خدمه هواپیما قرار دارند. بدنه هواپیما از عناصر قدرت طولی و عرضی و به دنبال آن روکش فلزی (در نسخه های سبک - تخته سه لا یا پلاستیک) مونتاژ می شود.

هنگام طراحی بدنه هواپیما، الزامات بر وزن سازه و ویژگی های حداکثر مقاومت اعمال می شود. با استفاده از اصول زیر می توان به این امر دست یافت:

بدنه بدنه هواپیما به شکلی ساخته شده است که نیروی هوا را کاهش می دهد و به پیدایش بالابر کمک می کند. حجم، ابعاد هواپیما باید به طور متناسب وزن شود.
هنگام طراحی، آنها متراکم ترین طرح پوست و عناصر قدرت بدنه را برای افزایش حجم قابل استفاده بدنه فراهم می کنند.
آنها بر سادگی و قابلیت اطمینان بخش های بال، تجهیزات برخاست و فرود، نیروگاه تمرکز می کنند.
مکان هایی برای ایمن سازی محموله، اسکان مسافران، مواد مصرفی باید از بست و تعادل قابل اعتماد هواپیما در شرایط مختلف عملیاتی اطمینان حاصل کنند.

مکان خدمه باید شرایطی را برای کنترل راحت هواپیما، دسترسی به دستگاه های ناوبری و کنترل اصلی در شرایط اضطراری فراهم کند.
در طول تعمیر و نگهداری هواپیما، امکان تشخیص و تعمیر قطعات و مجموعه های خراب به صورت آزاد وجود دارد.

استحکام بدنه هواپیما باید در برابر بارها در شرایط مختلف پرواز مقاومت کند، از جمله:

بار در نقاط اتصال عناصر اصلی (بالها، دم، ارابه فرود) در هنگام برخاستن و فرود.
در طول دوره پرواز، با در نظر گرفتن نیروهای اینرسی وزن هواپیما، عملکرد واحدها، عملکرد تجهیزات، بار آیرودینامیکی را تحمل کنید.
افت فشار در بخش‌های محدود هواپیما که دائماً در هنگام بارگذاری بیش از حد پرواز اتفاق می‌افتد.

انواع اصلی ساخت بدنه هواپیما شامل بدنه تخت، یک و دو طبقه، پهن و باریک است. بدنه‌های پرتویی خود را ثابت کرده‌اند و مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله گزینه‌های چیدمان که به آنها گفته می‌شود:

روکش - طراحی بخش های واقع شده طولی را حذف نمی کند، تقویت به دلیل قاب ها اتفاق می افتد.
Spar - عنصر دارای ابعاد قابل توجهی است و بار مستقیم روی آن می افتد.
Stringer - دارای شکل اصلی، سطح و سطح مقطع کمتر از نسخه اسپار است.

مهم!توزیع یکنواخت بار در تمام قسمت های هواپیما به دلیل قاب داخلی بدنه انجام می شود که با اتصال عناصر مختلف قدرت در تمام طول سازه نشان داده می شود.

ساختار بال

بال یکی از عناصر اصلی ساختاری هواپیما است که ایجاد بالابر برای پرواز و مانور در توده های هوا را فراهم می کند. بال ها برای قرار دادن دستگاه های برخاست و فرود، واحد نیرو، سوخت و لوازم جانبی استفاده می شوند. ویژگی های عملیاتی و پروازی هواپیما به ترکیب صحیح وزن، قدرت، استحکام ساختاری، آیرودینامیک و طرز کار بستگی دارد.

قسمت های اصلی بال را لیست عناصر زیر می نامند:

بدنه تشکیل شده از اسپارها، رشته ها، دنده ها، پوست.
نوارها و فلپ ها برای برخاستن و فرود صاف؛
اسپویلرها و هواپیماها - از طریق آنها، هواپیما در حریم هوایی کنترل می شود.
فلپ های ترمز طراحی شده برای کاهش سرعت حرکت در هنگام فرود.
پایه های لازم برای نصب واحدهای برق.

طرح قدرت ساختاری بال (وجود و محل قطعات تحت بار) باید مقاومت پایداری در برابر نیروهای پیچش، برش و خمش محصول ایجاد کند. این شامل عناصر طولی، عرضی و همچنین پوست خارجی است.

عناصر عرضی شامل دنده ها هستند.
عنصر طولی با اسپارها نشان داده می شود که می توانند به شکل یک تیر یکپارچه باشند و نمایانگر یک خرپا باشند. آنها در سراسر حجم قسمت داخلی بال قرار دارند. شرکت در سفت کردن سازه، در صورت قرار گرفتن در معرض نیروهای خمشی و عرضی در تمام مراحل پرواز.
استرینگر به عنوان عناصر طولی نیز شناخته می شود. قرارگیری آن در امتداد بال در طول کل دهانه است. به عنوان یک جبران کننده تنش محوری برای بارهای خمشی بال کار می کند.
دنده ها - عنصری از قرار دادن عرضی. طرح با خرپاها و تیرهای نازک نشان داده شده است. نمایه ای به بال می دهد. استحکام سطح را هنگام توزیع بار یکنواخت در هنگام ایجاد بالشتک هوای پرواز و همچنین بستن واحد نیرو فراهم می کند.
پوست به بال شکل می دهد و حداکثر لیفت آیرودینامیکی را فراهم می کند. همراه با سایر عناصر سازه ای، استحکام بال را افزایش داده و اثر بارهای خارجی را جبران می کند.

طبقه بندی بال های هواپیما بسته به ویژگی های طراحی و درجه کار پوست بیرونی انجام می شود، از جمله:

نوع اسپار. آنها با ضخامت جزئی پوست مشخص می شوند و یک کانتور بسته با سطح اسپارها تشکیل می دهند.
نوع مونو بلوک. بار خارجی اصلی بر روی سطح پوست ضخیم توزیع می شود که توسط مجموعه عظیمی از رشته ها ثابت می شود. روکش می تواند یکپارچه باشد یا از چندین لایه تشکیل شده باشد.

مهم!اتصال قطعات بال ها، بست بعدی آنها باید از انتقال، توزیع خمش و گشتاور که در حالت های مختلف عملیاتی رخ می دهد اطمینان حاصل کند.

موتورهای هواپیما

به لطف پیشرفت مداوم واحدهای نیرو هواپیما، توسعه ساخت هواپیماهای مدرن ادامه دارد. اولین پروازها نمی توانست طولانی باشد و به طور انحصاری با یک خلبان انجام شد، دقیقاً به این دلیل که موتورهای قدرتمندی وجود نداشت که بتواند نیروی کشش لازم را ایجاد کند. در کل دوره گذشته، هوانوردی از انواع موتورهای هواپیمای زیر استفاده کرده است:

بخار. اصل عملیات تبدیل انرژی بخار به حرکت انتقالی بود که به پروانه هواپیما منتقل می شد. به دلیل راندمان پایین، برای مدت کوتاهی در اولین مدل های هواپیما استفاده شد.
پیستون - موتورهای استاندارد با احتراق داخلی سوخت و انتقال گشتاور به پروانه ها. در دسترس بودن تولید از مواد مدرن اجازه می دهد تا از آنها تا به امروز در مدل های هواپیماهای جداگانه استفاده شود. راندمان بیش از 55.0٪ ارائه نمی شود، اما قابلیت اطمینان بالا و بی تکلفی در تعمیر و نگهداری موتور را جذاب می کند.

واکنش پذیر. اصل عملیات مبتنی بر تبدیل انرژی احتراق شدید سوخت هوانوردی به رانش لازم برای پرواز است. امروزه این نوع موتور بیشترین تقاضا را در صنعت هواپیما دارد.
توربین گازی. آنها بر اساس اصل گرمایش مرزی و فشرده سازی گاز احتراق سوخت که به چرخش واحد توربین هدایت می شود، کار می کنند. آنها به طور گسترده در هوانوردی نظامی استفاده می شوند. مورد استفاده در هواپیماهایی مانند Su-27، MiG-29، F-22، F-35.
توربوپراپ یکی از انواع موتورهای توربین گازی. اما انرژی دریافتی در حین کار به محرک برای پروانه هواپیما تبدیل می شود. قسمت کوچکی از آن برای تشکیل جت هلی جت استفاده می شود. آنها عمدتاً در هوانوردی غیرنظامی استفاده می شوند.
توربوفن. با راندمان بالا مشخص می شود. فناوری اعمال شده تزریق هوای اضافی برای احتراق کامل سوخت، حداکثر کارایی و ایمنی محیطی بالا را تضمین می کند. چنین موتورهایی کاربرد خود را در ساخت هواپیماهای بزرگ پیدا کرده اند.

مهم!لیست موتورهای توسعه یافته توسط طراحان هواپیما به لیست بالا محدود نمی شود. در زمان های مختلف، بارها و بارها تلاش ها برای ایجاد انواع مختلفی از واحدهای قدرت انجام شد. در قرن گذشته، حتی کار بر روی طراحی موتورهای اتمی به نفع هوانوردی انجام شد. نمونه های اولیه در اتحاد جماهیر شوروی (TU-95، AN-22) و ایالات متحده آمریکا (Convair NB-36H) آزمایش شدند، اما به دلیل خطرات زیست محیطی بالا در هنگام سوانح هوایی از آزمایش خارج شدند.

کنترل و سیگنالینگ

مجموعه تجهیزات داخل هواپیما، دستگاه های فرماندهی و اجرایی هواپیما را کنترل می گویند. دستورات از کابین خلبان داده می شود و توسط عناصر هواپیمای بال، پرهای دم انجام می شود. انواع مختلف هواپیما از انواع مختلفی از سیستم های کنترل استفاده می کنند: دستی، نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک.

کنترل ها صرف نظر از نوع سیستم کنترلی به شرح زیر تقسیم می شوند:

کنترل اصلی، که شامل اقدامات مسئول تنظیم حالت های پرواز، بازیابی تعادل طولی هواپیما در پارامترهای از پیش تعیین شده است. این شامل:

اهرم هایی که مستقیماً توسط خلبان کنترل می شوند (فرمان، آسانسور، افق، پانل های فرمان).
ارتباطات برای اتصال اهرم های کنترل با عناصر محرک؛
دستگاه های اجرای مستقیم (آیلرون، تثبیت کننده، سیستم اسپولر، فلپ، لت).

کنترل اضافی مورد استفاده در هنگام برخاستن یا فرود.

هنگام استفاده از کنترل دستی یا نیمه اتوماتیک هواپیما، خلبان را می توان بخشی جدایی ناپذیر از سیستم در نظر گرفت. فقط او می تواند اطلاعات مربوط به موقعیت هواپیما، نشانگرهای بار، انطباق جهت پرواز با داده های برنامه ریزی شده را جمع آوری و تجزیه و تحلیل کند و تصمیمی متناسب با موقعیت بگیرد.

برای به دست آوردن اطلاعات عینی در مورد وضعیت پرواز، وضعیت اجزای هواپیما، خلبان از گروه های ابزار استفاده می کند، بیایید موارد اصلی را نام ببریم:

هوازی و برای اهداف ناوبری استفاده می شود. مختصات، موقعیت افقی و عمودی، سرعت، انحرافات خطی را تعیین کنید. آنها زاویه حمله را در رابطه با جریان هوای مقابل، عملکرد دستگاه های ژیروسکوپی و بسیاری از پارامترهای پروازی به همان اندازه مهم کنترل می کنند. در مدل های مدرن هواپیما، آنها در یک مجموعه پرواز و ناوبری واحد ترکیب می شوند.
برای کنترل عملکرد واحد برق. اطلاعاتی در مورد دما و فشار روغن و سوخت هوانوردی، سرعت جریان مخلوط کار، تعداد دور میل لنگ، نشانگر لرزش (تاکومتر، سنسور، دماسنج و غیره) به خلبان ارائه دهید.
برای نظارت بر عملکرد تجهیزات اضافی و سیستم های هواپیما. آنها شامل مجموعه ای از ابزارهای اندازه گیری هستند که عناصر آن تقریباً در تمام بخش های ساختاری هواپیما قرار دارند (گیج های فشار ، نشانگر مصرف هوا ، افت فشار در کابین های بسته ، موقعیت های فلپ ، دستگاه های تثبیت کننده و غیره).
برای ارزیابی وضعیت جو اطراف. پارامترهای اصلی اندازه گیری شده عبارتند از: دمای هوای بیرون، وضعیت فشار اتمسفر، رطوبت، و شاخص های سرعت حرکت توده های هوا. فشارسنج های ویژه و سایر ابزارهای اندازه گیری سازگار استفاده می شود.

مهم!ابزارهای اندازه گیری مورد استفاده برای نظارت بر وضعیت ماشین و محیط به طور ویژه برای شرایط سخت عملیاتی طراحی و سازگار شده اند.

سیستم های برخاست و فرود 2280

برخاستن و فرود به عنوان دوره های حیاتی در عملیات هواپیما در نظر گرفته می شود. در این مدت حداکثر بارها بر کل سازه وارد می شود. فقط یک ارابه فرود با طراحی خوب می تواند شتاب قابل قبول برخاستن و لمس نرم روی سطح باند را تضمین کند. در پرواز، آنها به عنوان یک عنصر اضافی برای سفت کردن بال ها عمل می کنند.

طراحی رایج ترین مدل های شاسی با عناصر زیر نشان داده می شود:

پایه تاشو، جبران بارهای زیادی؛
کمک فنر (گروه)، صافی هواپیما را هنگام حرکت در امتداد باند تضمین می کند، ضربه ها را در هنگام تماس با زمین جبران می کند، می تواند در مجموعه ای با دمپرهای تثبیت کننده نصب شود.
مهاربندهایی که به عنوان سفت کننده ساختاری عمل می کنند، می توان آنها را میله نامید، به صورت مورب نسبت به قفسه قرار دارند.
تراورس های متصل به ساختار بدنه و بال های ارابه فرود.
مکانیسم جهت گیری - برای کنترل جهت حرکت در خط.
سیستم های قفل که قفسه را در موقعیت مورد نیاز محکم می کند.
سیلندرهایی که برای گسترش و جمع کردن ارابه فرود طراحی شده اند.

چند چرخ در هواپیما وجود دارد؟ تعداد چرخ ها بسته به مدل، وزن و هدف هواپیما تعیین می شود. رایج ترین آنها قرار دادن دو قفسه اصلی با دو چرخ است. مدل های سنگین تر - سه قفسه (قرار گرفته در زیر بینی و بال ها)، چهار قفسه - دو پایه اصلی و دو تکیه گاه اضافی.

ویدیو

دستگاه توصیف شده هواپیما فقط یک ایده کلی از اجزای اصلی ساختاری ارائه می دهد، به شما امکان می دهد درجه اهمیت هر عنصر را در عملکرد هواپیما تعیین کنید. مطالعه بیشتر مستلزم آموزش مهندسی عمیق، دانش ویژه آیرودینامیک، مقاومت مواد، هیدرولیک و تجهیزات الکتریکی است. در شرکت های هواپیماسازی، افرادی که تحت آموزش و آموزش های ویژه قرار گرفته اند، با این مسائل برخورد می کنند. شما می توانید به طور مستقل تمام مراحل ایجاد یک هواپیما را مطالعه کنید، فقط برای این باید صبور باشید و آماده به دست آوردن دانش جدید باشید.

طراحی بدنه هواپیما از ساختارهای خرپایی چوبی اولیه از طریق پوسته مونوکوک به پوسته نیمه مونوکوک مدرن تکامل یافته است.

ساختار مزرعهنقطه ضعف اصلی ساختار خرپایی عدم وجود یک شکل کارآمد است. طراحی بر اساس قطعات لوله به نام اسپار است. جوش داده شده به یکدیگر، یک قاب به خوبی تقویت شده را تشکیل می دهند. براکت های عمودی و افقی به اسپارها جوش داده می شوند که به همین دلیل چنین ساختاری یک بخش مربع یا مستطیل شکل می گیرد. براکت های اضافی به سازه اضافه می شود تا مقاومت در برابر فشار خارجی که می تواند از هر دو طرف سازه ایجاد شود، ایجاد کند. رشته ها و قاب ها (یا دنده های جانبی) شکل بدنه را ایجاد می کنند و از پوست حمایت می کنند.

با پیشرفت تکنولوژی، طراحان شروع به پوشاندن خرپاها کردند تا به بدنه شکل ساده‌تری ببخشند و عملکرد آیرودینامیکی آن را بهبود بخشند. این کار در ابتدا با پارچه انجام می شد. متعاقباً استفاده از فلزات سبک (آلومینیوم) آغاز شد. در برخی موارد، پوست بیرونی می تواند تمام یا بخش قابل توجهی از بار پرواز را حمل کند. بیشتر هواپیماهای مدرن از ساختار پوستی باربر استفاده می کنند که به عنوان مونوکوک یا نیمه مونوکوک شناخته می شود (شکل 2-14).

مونوکوک.در طرح مونوکوک از پوسته باربری استفاده شده است که مانند دیواره قوطی آلومینیومی تقریباً تمام بار را می گیرد. از آنجایی که به اندازه کافی سفت و سخت است، چنین طرحی به تغییر شکل سطح خود به خوبی پاسخ نمی دهد. به عنوان مثال، اگر این بار روی لبه ها بیفتد، یک قوطی آلومینیومی می تواند بار قابل توجهی را تحمل کند. اما اگر سطح کناری قوطی حتی کمی تغییر شکل داده باشد، حتی فشار جزئی نیز می تواند قوطی را خرد کند.

از آنجایی که بیشتر بار خمشی بر روی پوست است نه بر روی قاب خرپا در معرض دید، نیازی به تقویت سازه در داخل نیست. این باعث کاهش وزن آن و افزایش فضای داخلی می شود.یکی از روش های اصلی استفاده از مونوکوک اولین بار توسط مهندس آمریکایی جک نورتروپ ارائه شد. در سال 1918، او روش جدیدی را برای ساخت بدنه مونوکوک توسعه داد که بعداً در ساخت هواپیمای لاکهید S-1 Racer استفاده شد. این طرح از دو نیمه پوسته تخته سه لا تشکیل شده بود که به حلقه های چوبی چسبانده شده بود. برای به دست آوردن نیمه ها، طراح از سه تکه بزرگ تخته سه لا صنوبر استفاده کرده است که در چسب آغشته شده و در قالب بتنی نیم دایره ای شبیه وان حمام قرار داده شده است. سپس قالب را با یک درب محکم پوشانده و یک توپ لاستیکی داخل آن باد می کردند که تخته سه لا را به سطح فرم فشار می داد. یک روز بعد، نیمی از پوسته صاف و یکنواخت آماده شد. هر دو نیمه ضخامتی بیش از 6 میلی متر نداشتند.

به دلیل مشکلات در تولید صنعتی، مونوکوک تا چند دهه بعد فراگیر نشد. امروزه ساخت و ساز مونوکوک به طور گسترده ای در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد، جایی که بدنه مونوکوک استاندارد واقعی صنعت است.

نیمه مونوکوک.طراحی نیمه مونوکوک (جزئی یا نیمه) از ساختار اضافی استفاده می کند که پوسته هواپیما به آن متصل شده است. این ساختار متشکل از قاب ها و/یا دنده هایی با اندازه های مختلف و همچنین رشته ها، پوست باربر را تقویت می کند و تا حدی بار خمشی را از بدنه خارج می کند. در قسمت اصلی بدنه نیز مکان هایی برای بستن بال ها و یک پوشش محافظ حرارتی وجود دارد.

در هواپیماهای تک موتوره، موتور معمولاً در جلوی بدنه نصب می شود. یک پارتیشن ضد حریق بین دیواره عقب موتور و کابین خلبان تعبیه شده است که برای محافظت از خلبان و سرنشینان در صورت آتش سوزی ناگهانی در موتور عمل می کند. معمولاً از مواد مقاوم در برابر حرارت (به عنوان مثال فولاد ضد زنگ) ساخته شده است. اما اخیراً مواد کامپوزیتی به طور فزاینده ای در ساخت هواپیما استفاده شده است. برخی از هواپیماها به طور کامل از آنها ساخته شده است.

ساخت کامپوزیت.داستان. استفاده از مواد کامپوزیت در ساخت هواپیما در طول جنگ جهانی دوم آغاز شد. پس از آن بود که از فایبرگلاس در تولید بدنه بمب افکن های استراتژیک B-29 استفاده شد. در اواخر دهه 50، این ماده به طور گسترده در ساخت گلایدر استفاده شد. در سال 1965، اولین هواپیمای ساخته شده به طور کامل از فایبرگلاس گواهینامه دریافت کرد. این یک گلایدر Diamond HBV ساخت سوئیس بود. چهار سال بعد، هواپیمای تمام فایبرگلاس، چهار صندلی و تک موتوره وینداکر ایگل در ایالات متحده تایید شد. در حال حاضر بیش از یک سوم کل هواپیماهای جهان از مواد کامپوزیتی ساخته می شوند.

مواد کامپوزیت یک مفهوم گسترده است. این مواد عبارتند از فایبرگلاس، فیبر کربن، فیبر ضد گلوله "Kevlar" و همچنین ترکیب آنها. ساخت کامپوزیت دو مزیت مهم دارد: سطح فوق العاده صاف و توانایی ساخت سازه های پیچیده منحنی یا کارآمد (شکل 2-15).

هواپیماهای ساخته شده از مواد کامپوزیت.مواد کامپوزیت یک ماده ناهمگن مصنوعی است که از یک پرکننده و عناصر تقویت کننده (الیاف) تشکیل شده است. پرکننده به عنوان نوعی "چسب" عمل می کند، الیاف را محکم می کند و (در حین ولکانیزاسیون) به محصول شکل می دهد و الیاف بخش عمده ای از بار را بر عهده می گیرند.

انواع مختلفی از الیاف و پرکننده ها وجود دارد. در ساخت هواپیما بیشتر از رزین اپوکسی استفاده می شود که نوعی پلاستیک ترموست می باشد. در مقایسه با سایر مواد مشابه (مانند رزین پلی استر)، رزین اپوکسی به طور قابل توجهی قوی تر است. علاوه بر این، بهتر می تواند در برابر دمای بالا مقاومت کند. انواع مختلفی از رزین های اپوکسی وجود دارد که از نظر عملکرد، زمان و دما و هزینه پخت متفاوت هستند.

فایبرگلاس و فیبر کربن اغلب به عنوان الیاف تقویت کننده در تولید هواپیما استفاده می شود. فایبرگلاس دارای استحکام کششی و فشاری خوب، مقاومت در برابر ضربه بالا است. این یک ماده آسان برای کار، نسبتاً ارزان و گسترده است. عیب اصلی آن وزن نسبتاً بزرگ آن است. به همین دلیل، ساخت بدنه باربر از فایبرگلاس دشوار است که بتواند از نظر سبکی با آلومینیوم مشابه رقابت کند.

فیبر کربن به طور کلی در کشش و فشرده سازی قوی تر از فایبرگلاس است و در خمش بسیار سفت تر است. همچنین به طور قابل توجهی سبک تر از فایبرگلاس است. با این حال، مقاومت آن در برابر بارهای ضربه ای تا حدودی کمتر است، الیاف کاملا شکننده هستند و با ضربه شدید می شکنند. این ویژگی ها در نوع "تقویت شده" اپوکسی فیبر کربن مورد استفاده در تثبیت کننده های افقی و عمودی بوئینگ 787 بسیار بهبود یافته است.

فیبر کربن هزینه بالاتری نسبت به فایبرگلاس دارد. قیمت ها از زمان نوآوری بمب افکن های B-2 (در دهه 1980) و بوئینگ 777 (در دهه 1990) تا حدودی کاهش یافته است. ساختارهای فیبر کربنی با طراحی خوب می توانند به طور قابل توجهی سبک تر از نمونه های آلومینیومی مشابه باشند، گاهی اوقات تا بیش از 30٪. .

مزایای مواد کامپوزیتمواد کامپوزیتی چندین مزیت قابل توجه نسبت به فلزات، چوب یا پارچه دارند. اغلب، وزن سبک تر به عنوان مزیت اصلی ذکر می شود. با این حال، باید درک کرد که بدنه هواپیما ساخته شده از مواد کامپوزیتی لزوما سبکتر از یک فلز نخواهد بود. این بستگی به ویژگی های مورد و همچنین به مواد مورد استفاده دارد.

مزیت مهم تر، توانایی ایجاد یک ایرفویل بسیار صاف و منحنی پیچیده با استفاده از مواد کامپوزیتی است که می تواند مقاومت هوا را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. به همین دلیل است که در دهه 60 قرن گذشته، طراحان گلایدر از فلز و چوب به مواد کامپوزیتی روی آوردند.

مواد کامپوزیت به طور گسترده توسط سازندگان هواپیما مانند سیروس و کلمبیا استفاده می شود. به دلیل کاهش مقاومت هوا، هواپیماهای این شرکت ها علیرغم وجود ارابه فرود ثابت، با ویژگی های پروازی بالا متمایز می شوند. مواد کامپوزیتی همچنین به پوشاندن امضاهای رادار در طراحی های رادارگریز (در هواپیماهایی مانند بمب افکن استراتژیک B-2 و جنگنده چند منظوره F-22) کمک می کنند. امروزه از مواد کامپوزیتی در ساخت هر هواپیما - از گلایدر گرفته تا هلیکوپتر - استفاده می شود.

سومین مزیت مواد کامپوزیتی عدم خوردگی است. بنابراین، بدنه هواپیمای بوئینگ 787 به طور کامل از مواد کامپوزیتی ساخته شده است که به این هواپیما اجازه می دهد تا نسبت به نسل های قبلی هواپیماهای مسافربری افت فشار و رطوبت بیشتر در کابین را تحمل کند. مهندسان دیگر نگران مشکل خوردگی ناشی از تراکم رطوبت در قسمت‌های پنهان پوست بدنه (مثلاً زیر یک پوشش عایق) نیستند. در نتیجه، هزینه های عملیاتی بلندمدت خطوط هوایی می تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد.

یکی دیگر از مزایای مواد کامپوزیت عملکرد خوب در محیط خمشی (به عنوان مثال، زمانی که در پره های روتور هلیکوپتر استفاده می شود) است. برخلاف اکثر فلزات، مواد کامپوزیتی دچار خستگی و ترک خوردگی فلز نمی شوند. با طراحی مناسب، تیغه های روتور ساخته شده از مواد کامپوزیت، زمان کار استاندارد بسیار بالاتری نسبت به تیغه های فلزی دارند. به همین دلیل، اکثر هلیکوپترهای بزرگ مدرن دارای تیغه های کاملاً کامپوزیت و گاهی اوقات هاب روتور مرکب هستند.

معایب مواد کامپوزیتسازه های کامپوزیتی دارای معایبی هستند که مهمترین آنها عدم وجود علائم بصری آسیب است. واکنش مواد کامپوزیتی نسبت به سایر مواد به ضربه متفاوت است و آسیب اغلب با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست.

به عنوان مثال، اگر خودرویی با بدنه آلومینیومی تصادف کند، یک فرورفتگی روی بدنه آن باقی می‌ماند. اگر فرورفتگی وجود نداشته باشد، آسیبی وجود ندارد. در صورت وجود فرورفتگی، آسیب به صورت بصری مشخص شده و ترمیم می شود. در سازه های کامپوزیتی، ضربه کم (مثلاً در اثر برخورد یا افتادن ابزار) اغلب هیچ آسیب قابل مشاهده ای روی سطح بر جای نمی گذارد. در این حالت، یک ناحیه لایه لایه گسترده می تواند در ناحیه ضربه ایجاد شود که به شکل قیف از نقطه ضربه پخش می شود. آسیب به سطح خلفی یک سازه می تواند قابل توجه و در عین حال کاملاً نامرئی باشد. به محض اینکه دلایلی وجود داشت که معتقد بود ضربه ای (حتی با نیروی جزئی) اتفاق افتاده است، دعوت از یک متخصص برای بازرسی سازه و جستجوی آسیب های داخلی ضروری می شود. یک نشانه خوب از لایه لایه شدن ساختار الیاف در هنگام استفاده از فایبرگلاس، ظاهر شدن مناطق "سفید رنگ" روی سطح کیس است.

یک ضربه با قدرت متوسط (مثلاً در برخورد با اتومبیل) منجر به آسیب موضعی به سطح می شود که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. ناحیه آسیب بزرگتر از آسیب روی سطح است و نیاز به تعمیر دارد. ضربه شدید (به عنوان مثال برخورد پرنده یا تگرگ به بدنه هواپیما در حین پرواز) منجر به ایجاد سوراخ و آسیب ساختاری قابل توجهی می شود. در مورد ضربات با استحکام متوسط و زیاد، آسیب با چشم قابل مشاهده است، اما تشخیص ضربه استحکام پایین به صورت بصری دشوار است (شکل 2-16).

اگر ضربه باعث لایه لایه شدن، تخریب سطح یا سوراخ شد، انجام تعمیرات ضروری است. در انتظار تعمیر، منطقه آسیب دیده باید پوشیده شده و از باران محافظت شود. قطعات ساخته شده از مواد کامپوزیت اغلب از یک پوسته نازک با یک لایه داخلی متخلخل در زیر تشکیل شده اند (به اصطلاح ساختار "ساندویچ"). این سازه که از نظر سختی سازه عالی است، مستعد نفوذ رطوبت است که بعداً می تواند منجر به مشکلات جدی شود. قرار دادن یک تکه نوار چسب روی سوراخ راه خوبی برای محافظت موقت در برابر آب است، اما این یک تعمیر ساختاری نیست. استفاده از خمیر برای پر کردن سوراخ ها نیز تعمیری نیست، اگرچه می توان از این روش برای اهداف آرایشی استفاده کرد.

یکی دیگر از معایب مواد کامپوزیت مقاومت نسبتا کم آنها در برابر حرارت است. در حالی که محدودیت های دمایی استفاده در رزین های مختلف متفاوت است، اکثر رزین ها در دماهای بالاتر از 65 درجه سانتی گراد استحکام خود را از دست می دهند. برای کاهش قرار گرفتن در معرض دما، بدنه کامپوزیت اغلب سفید رنگ می شود. به عنوان مثال، سطح زیرین بال سیاه رنگ شده و در بالای یک روسازی آسفالت داغ در یک روز آفتابی می تواند تا بیش از 100 درجه سانتیگراد گرم شود. همان ساختاری که به رنگ سفید رنگ آمیزی شده است به ندرت تا بیش از 60 درجه سانتیگراد گرم می شود.

سازندگان هواپیماهای کامپوزیت اغلب توصیه های خاصی در مورد رنگ های قابل قبول بدنه ارائه می دهند. هنگام رنگ آمیزی مجدد هواپیما، این دستورالعمل ها باید دقیقاً رعایت شود.

علت آسیب حرارتی اغلب می تواند آتش سوزی در هواپیما باشد. حتی یک آتش سوزی سریع در سیستم ترمز می تواند به پوسته بال های پایینی، پایه ها یا چرخ های ارابه فرود آسیب برساند. مواد کامپوزیتی نیز به راحتی توسط حلال های مختلف آسیب می بینند، بنابراین ساختارهای کامپوزیتی را نمی توان با چنین مواد شیمیایی تصفیه کرد. برای حذف رنگ از قطعات کامپوزیتی فقط از روش های مکانیکی مانند بلاست پودر فلز یا سندبلاست استفاده می شود. آسیب حلال به قطعات کامپوزیتی با ارزش نسبتاً غیر معمول است و چنین آسیبی معمولاً قابل تعمیر نیست.

نشت سیال در سازه های مرکبگاهی اوقات نگرانی هایی در مورد سوخت، روغن یا سیال هیدرولیک در سازه های کامپوزیتی ابراز می شود. باید گفت که با رزین های اپوکسی مدرن این معمولا مشکلی ندارد. به عنوان یک قاعده، اگر مایع نشتی رنگ را دچار خوردگی نکند، نمی تواند به مواد کامپوزیت زیر آن آسیب برساند. به عنوان مثال، برخی از هواپیماها از مخازن سوخت فایبرگلاس استفاده می کنند که در آنها سوخت مستقیماً با سطح کامپوزیت بدون استفاده از درزگیر در تماس است. برخی از رزین های پلی استر ارزان قیمت در صورت تماس با مخلوطی از بنزین موتور و اتیل الکل ممکن است آسیب ببینند. رزین‌های گران‌تر، مانند اپوکسی، می‌توانند با خیال راحت با بنزین خودرو و همچنین بنزین هواپیما (اکتان 100) و سوخت جت در تماس باشند.

حفاظت در برابر صاعقه.یک عامل مهم در طراحی هواپیما محافظت در برابر برخورد صاعقه است. هنگامی که صاعقه به هواپیما برخورد می کند، ساختار آن در معرض قدرت عظیمی قرار می گیرد. چه در حال پرواز با یک هواپیمای همه منظوره یا یک هواپیمای مسافربری بزرگ باشید، اصول اولیه حفاظت در برابر صاعقه یکسان است. صرف نظر از اندازه هواپیما، انرژی حاصل از ضربه باید در سطح وسیعی توزیع شود - این به شما امکان می دهد جریان در واحد سطح پوست را تا حد قابل قبولی کاهش دهید.

هنگامی که صاعقه به هواپیمای ساخته شده از آلومینیوم برخورد می کند (به دلیل هدایت الکتریکی آن)، انرژی الکتریکی به طور طبیعی در سراسر ساختار آلومینیومی توزیع می شود. در این صورت وظیفه اصلی طراحان حفاظت از تجهیزات الکترونیکی، سیستم سوخت رسانی و غیره است. پوسته بیرونی هواپیما باید مسیری با کمترین مقاومت برای تخلیه الکتریکی فراهم کند.

در مورد هواپیمای ساخته شده از مواد کامپوزیتی، وضعیت متفاوت است. فایبرگلاس یک عایق الکتریکی عالی است. فیبر کربن رسانای الکتریسیته است، اما نه به خوبی آلومینیوم. بنابراین، لایه بیرونی پوست کامپوزیت باید دارای رسانایی الکتریکی اضافی باشد. این معمولاً با یک توری فلزی تعبیه شده در پوست به دست می آید. متداول ترین مش های مورد استفاده آلومینیوم یا مس هستند - آلومینیوم برای فایبرگلاس، مس برای فیبر کربن. هر گونه تعمیر ساختاری سطوح محافظت شده از صاعقه باید شامل ترمیم مش فلزی باشد.

در صورتی که طراحی یک هواپیمای کامپوزیت نیاز به حضور آنتن رادیویی داخلی داشته باشد، باید "پنجره" های ویژه ای در شبکه حفاظت از صاعقه باقی بماند. گاهی اوقات از آنتن های رادیویی داخلی در هواپیماهای کامپوزیتی استفاده می شود، زیرا فایبرگلاس در برابر امواج رادیویی شفاف است (در حالی که فیبر کربن شفاف نیست).

آینده مواد کامپوزیتیدر دهه های پس از پایان جنگ جهانی دوم، مواد کامپوزیت جایگاه مهمی در صنعت هوانوردی به خود اختصاص داده اند. مواد کامپوزیت به دلیل تطبیق پذیری و مقاومت در برابر خوردگی و همچنین نسبت استحکام به وزن خوب، امکان تحقق جسورانه ترین و خلاقانه ترین ایده های طراحی را فراهم می کند. مواد کامپوزیت که در هواپیماهای مختلف از تک هواپیمای سبک Cirrus SR-20 تا هواپیمای بوئینگ 787 استفاده می شود، نقش مهمی در صنعت هوانوردی ایفا می کند و استفاده از آنها فقط گسترش می یابد (شکل 2-17).

مونوکوک

(fr. monocoque) نوع بدنه، ساختار هواپیما، که با پوست سفت و سخت، تقویت شده با مجموعه های عرضی و طولی - یک قاب مشخص می شود.

فرهنگ لغت جدید کلمات خارجی.- توسط EdwART،, 2009 .

مونوکوک

[fr. monocoque] - یکی از اجزای اصلی سازه هواپیما - یک تیر توخالی خوب با یک روکش چوبی یا فلزی سفت و سخت که بالها، دم، موتور، ارابه فرود و غیره به آن متصل است.

فرهنگ لغت بزرگ کلمات خارجی - انتشارات IDDK, 2007 .

مونوکوک

آ، متر (fr.مونوکوک یونانی monos one + fr.بدن کوک).
av.نوعی بدنه هواپیما که با پوست سفت و سخت با استفاده از بست های عرضی و طولی که یک قاب را تشکیل می دهند مشخص می شود.

فرهنگ توضیحی کلمات خارجی L. P. Krysina.- M: زبان روسی, 1998 .

مترادف ها:

ببینید "مونوکوک" در سایر لغت نامه ها چیست:

مونوکوک- a، m. monocoque adj. مونوکوک. یک نوع هواپیما که یکپارچه (یک تکه) است که به عنوان یک پوسته منفرد تشکیل شده است که از نوارهای تخته سه لا به شکل سیگار برگ به هم چسبیده است. 1925. Weiglin Sl. هوانوردی بدنه مونوکوک چیست؟ بدنه (بدنه ... فرهنگ لغت تاریخی گالیسم های زبان روسی

- (انگلیسی، فرانسوی monocoque، از یونانی monos one، تک و فرانسوی coque، به معنای واقعی کلمه پوسته، پوسته) طرح بدنه یا بوم دم آن، ناسل موتور و غیره گرد، بیضی یا بخش دیگر، متشکل از یک ضخیم .. . دایره المعارف فناوری

موجود.، تعداد مترادف ها: 1 بار (55) واژه نامه مترادف ASIS. V.N. تریشین. 2013 ... فرهنگ لغت مترادف

LFG Roland C.II، آلمان، 1916 یکی از اولین هواپیماها با بدنه مونوکوک خالص ... ویکی پدیا

مونوکوک- مونوک باشه، یک (هوا) ... فرهنگ لغت املای روسی

مونوکوک- (2 متر)؛ pl monoko / ki، R. monoko / kov ... فرهنگ لغت املای زبان روسی

پوسته هواپیما - پوسته ای است که سوراخ و سطح بیرونی بدنه هواپیما را تشکیل می دهد. لازم است به هواپیما یک شکل ساده داده شود. عملکرد آیرودینامیکی هواپیما تا حد زیادی به کیفیت پوست بستگی دارد.

مواد روکش

پوسته های هواپیماهای مدرن از پانل ها یا ورق های منفرد آلیاژهای آلومینیوم (یا تیتانیوم و فولاد ضد زنگ) که روی سطح بال ها یا بدنه قالب گیری می شوند، ساخته می شوند. پانل ها یا ورق های ثابت اغلب با میخ پرچ به قاب متصل می شوند، در حالی که پانل های قابل جابجایی با پیچ های سر هم وصل می شوند. ورق های روکش از انتها به انتها متصل می شوند. اغلب، پانل های آجدار یکپارچه بزرگ و یک لایه پوست با هسته لانه زنبوری برای پوشش بدنه استفاده می شود. فیرینگ آنتن (عناصر پوستی شفاف رادیویی) از مواد کامپوزیت لانه زنبوری یا یکپارچه ساخته شده است. اخیراً از کامپوزیت ها به عنوان پانل های روکش و واحدهای قدرت نیز استفاده می شود.

بسته به مواد مورد استفاده برای ساخت هواپیما، پوسته هواپیما می تواند به صورت زیر باشد:

فلز: فولاد، آلیاژهای آلومینیوم، تیتانیوم؛
چوب (روکش یا تخته سه لا)؛
پرکال (کتانی)؛
مواد کامپوزیت؛
فیلم چند لایه

تاریخچه پوست هواپیما

اولین هواپیما پوستی از کتان داشت که با لاک آغشته شده بود (از این رو، در واقع نام خود ظاهر شد)، بدنه ها اغلب اصلاً پوست نداشتند. بعداً شروع به ساخت روکش از چوب - تخته سه لا و روکش شد که آنها نیز با لاک آغشته شده بودند.

با پیشرفت تکنولوژی، پوست از آلومینیوم، صاف و موجدار ساخته شد. تا به امروز، منحصراً از پوست فلزی صاف استفاده می شود. درست است، در هواپیماهای سبک هنوز هم می توانید روکش کتانی پیدا کنید. این یک پدیده بسیار نادر است، زیرا به طور موثر با فیلم های پلیمری جایگزین می شود.

انواع پوست

در هوانوردی، دو نوع پوست وجود دارد - نرم "غیر کار" و سخت "کار". امروزه، پوسته فلزی سفت و سخت دارای مزیتی است، زیرا به طور کامل الزامات استحکام، آیرودینامیک، وزن و استحکام را برآورده می کند. بارها را به شکل ممان های پیچشی و خمشی، بارهای آیرودینامیکی خارجی و بارهای نیروهای برشی وارد بر قاب هواپیما درک می کند. مواد برای تولید پوست کار: تیتانیوم، آلیاژهای آلومینیوم و فولاد، تخته سه لا هواپیما، مواد کامپوزیت. تیتانیوم و فولاد بیشتر در طراحی هواپیماهای مافوق صوت یافت می شوند.

غلاف بدون برق در مدار قدرت گنجانده نشده است، زیرا بار از غلاف بلافاصله به قاب منتقل می شود. مواد برای ساخت آن می تواند پرکال (بوم) باشد.

پوست بال

بسته به نوع ساخت و ساز، پوسته و پوسته بال می تواند ضخیم باشد، متشکل از یک پانل یکپارچه آسیاب شده یا فشرده، سه لایه یا نازک، تقویت شده با مجموعه رشته های مخصوص. در همان زمان، یک پرکننده مخصوص در فضای بین غلاف (لانه زنبوری ساخته شده از فوم، فویل یا راه راه مخصوص) قرار دارد. مهم است که پوست بال شکل از پیش تعیین شده خود را حفظ کرده و سفت باشد. ایجاد چین روی آن باعث ایجاد مقاومت آیرودینامیکی می شود.

پوست فوقانی بال تحت اثر یک لنگر خمشی با نیروهای فشاری چرخه ای و پوست پایینی به ترتیب با نیروهای کششی بارگذاری می شود. به همین دلیل، مواد با استحکام بالا که عملکرد خوبی در فشرده سازی دارند، معمولاً برای پانل های تراکم بالایی استفاده می شوند. به نوبه خود، موادی با ویژگی های خستگی بالا برای پوست با تنش کمتر استفاده می شود. مواد پوسته برای هواپیماهای مافوق صوت با در نظر گرفتن گرمایش در پرواز انتخاب می شود - آلیاژهای آلومینیوم معمولی، آلیاژهای آلومینیوم مقاوم در برابر حرارت، فولاد یا تیتانیوم.

برای افزایش استحکام و بقای پوست در طول بال هواپیما، سعی بر این است که تعداد مفاصلی که منبع کمتری نسبت به پوست اصلی دارند به حداقل برسانند. وزن پوست بال 25-50 درصد کل جرم است.

پوست بدنه

بلافاصله باید توجه داشت که با در نظر گرفتن بار فعلی انتخاب شده است. ناحیه تحتانی پوست بارهای فشاری را توسط قسمتی که به رشته‌ها متصل است درک می‌کند و ناحیه فوقانی نیروهای کششی را کاملاً با کل ناحیه پوست درک می‌کند. ضخامت پوست در بدنه تحت فشار بسته به فشار بیش از حد داخلی انتخاب می شود. برای بهبود بقای بدنه روی پوست، اغلب از نوارهای نگهدارنده برای جلوگیری از گسترش ترک ها استفاده می شود.

اتصال عناصر پوست و قاب

سه راه برای اتصال قاب با پوست وجود دارد:

پوست به قاب ها متصل است.
پوست به رشته ها متصل است.
پوست هم به فریم و هم به رشته ها متصل می شود.

در مورد دوم، فقط درزهای پرچ طولی تشکیل می شود، در حالی که هیچ عرضی وجود ندارد، که تأثیر مثبتی بر آیرودینامیک بدنه دارد. پوست شل روی قاب ها در بارهای کمتر ثبات را از دست می دهد که باعث افزایش جرم سازه می شود. برای جلوگیری از این امر، پوست با یک پد اضافی ( جبران کننده ) به قاب متصل می شود. اولین روش بستن منحصراً در بدنه های بدون رشته (پوست) استفاده می شود.

یک پوست لانه زنبوری به قاب ها وصل شده است. این شامل یک هسته و دو پانل فلزی است. ساختار لانه زنبوری یک ماده شش ضلعی است که از فلز تشکیل شده است. در هسته آن چسب وجود دارد که به شما امکان می دهد به هیچ وجه از پرچ استفاده نکنید. این طرح قادر به انتقال تنش در کل سطح است و با مقاومت بالا در برابر تغییر شکل مشخص می شود.