آیروالاستیسیته | هوافضای جوان

آیروالاستیسیته

خوندن این کلمه یکم سخته و شاید تا حالا به گوشتون نخورده باشه اما در علم سازه‌های هوایی بحث بسیار مهمی هست و برای مهندس‌ها چالش‌های زیادی رو ایجاد کرده. پس با ما همراه باشید تا در مورد آیروالاستیسیته بیشتر بدونید.

جابجایی عمودی نوک بال بوئینگ 787 به دلیل الاستیسیته

جابجایی عمودی نوک بال بوئینگ ۷۸۷ به دلیل الاستیسیته

همونطور که می‌دونید به هواپیما نیروهای آیرودینامیکی مختلفی وارد میشه که همه این نیروها به طور مستقیم به بدنه هواپیما یا همون سازه هواپیما منتقل خواهد شد. در طراحی هواپیما برای داشتن مقاومت سازه ای خوب، یک سری محدویت هایی بر روی شکل و بارهای آیرودینامیکی تحمیل میشه. انعطاف پذیری هواپیما میتونه تاثیر عمیقی در شکل ایرودینامیکی، نحوه توزیع نیروها و گشتاورهای ایرودینامیکی داشته باشه. اثرات آیرودینامیکی ناشی از انعطاف پذیری سازه ای، تحت عنوان آیروالاستیسیته شناخته شده یا به تعریف دیگه ای آیروالاستیسیته تاثیریست متقابل بین نیروهای سازه ای و آیرودینامیکی. بنابراین آیروالاستیک اگر منجر به ایجاد یک حالت تعادل بین نیروهای آیرودینامیک و سازه نشه ممکنه در اثر رشد و افزایش این اثرات، شکست سازه ای اتفاق بیوفته.

پهپاد خورشیدی هلیوس هنگام برخاست (به میزان خم شدگی بال دقت کنید)

پهپاد خورشیدی هلیوس هنگام برخاست (به میزان خم شدگی بال دقت کنید)

 

پهپاد خورشیدی هلیوس هنگام پرواز کروز یا مستقیم الخط (به میزان خم شدگی بال دقت کنید)

پهپاد خورشیدی هلیوس هنگام پرواز کروز یا مستقیم الخط (به میزان خم شدگی بال دقت کنید)

بیاید کمی فیزیکی آیروالاستیسیته رو بررسی کنیم.. نیرویهای آیرودینامیکی به تمام قسمت های یک وسیه پرنده وارد میشن، اما بخش هایی که وظیفه تولید نیروی برآ رو برعهده دارن بیشتر تحت تاثیر این نیروها هستن، به عنوان مثال بال، که در طول پرواز بر اثر نیروی برآ، سازه بال به بالا خم میشه، خم شدن بال در هنگام پرواز اتفاق مطلوبی برای مهندس‌ها و طراحان هواپیما نیست چون خم شدن بال شکلش رو به هم می‌زنه و همونطور که می‌دونید شکل مقطع بال و تمام زوایایی که داخلش هست در ایجاد نیروی برآ خیلی موثره و بر هم خوردن تولید نیروی برآ اثرات بسیار نامطلوب و خطرناکی میتونه روی پرواز داشته باشه. (برای آشنایی با آیرودینامیک می‌تونید به درس‌های جذاب این بخش مراجعه کنید).

خب حالا شاید بپرسید چرا بال هواپیما رو ضخیم‌تر و محکم‌تر نمی‌سازن که خم نشه؟ در پاسخ به این سوال باید بگیم که بال ضخیم‌تر یعنی نیروی پسای بیشتر و نیروی پسای زیاد یک عامل خیلی نامطلوب برای هواپیماست. مهندس‌ها تا حد امکان بال هواپیما رو نازک طراحی می‌کنند، البته تا حدی که استحکام کافی رو داشته باشه و بتونه حجم سوخت مورد نیاز رو در خودش جا بده. بنابراین این یک موضوع مهم برای مهندس‌های آیرودینامیک و سازه ست و موقع طراحی، دور یک میز می‌شینند و حسابی باهم صحبت می‌کنند. مهندس‌های آیرودینامیک بال نازک رو ترجیح می‌دهند اما مهندسی سازه نظر متفاوتی دارند. اونها در نهایت با هم به توافق می‌رسند تا بال هواپیما آیروالاستیسیته مناسب و معقولی داشته باشه. پس در یک تعریف علمی، اثرات آیرودینامیکی ناشی از انعطاف پذیری سازه‌ای، با نام آیروالاستیسیته شناخته می‌شه که با بحث جذاب خستگی هم در ارتباطه.


یک دیدگاه در ”آیروالاستیسیته

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.