انواع هواپیما | هوافضای جوان

انواع هواپیما

 

انواع هواپیما

محور اصلی این دسته بندی براساس کتاب طراحی هواپیمای جان راسکم می‌­باشد، انواع هواپیما براساس این کتاب عبارت­‌اند از‌:

انواع هواپیما بر اساس کتاب راسکم

اول‌: هواپیماهای خانگی ملخی (Homebuilt propeller driven airplanes): ­این هواپیماها برای افرادی ساخته می­‌شوند که به صورت حرفه­‌ای پرواز نمی­‌کنند­.

نمونه‌ای از هواپیمای ملخی خانگی

از این هواپیماها برای اهداف آموزشی، تفریحی و … استفاده می‌­شود­. برای تولید نیروی جلوبرنده از ملخ استفاده می­‌کنند، و موتور آنها معمولا پیستونی است­.

نمونه‌ای از موتور پیستونی هواپیما

این هواپیماها از موادی مثل چوب، فلز، کامپوزیت و … ساخته می‌­شوند. قیمت این هواپیماها نسبت به سایر هواپیماها دارای حدود قیمت ارزانتری است و معمولا دارای یک یا دو سرنشین هستند­.

دوم : هواپیماهای تک‌موتور ملخی (Single Engine Propeller Driven Airplanes):

برای اهداف آموزشی، تفریحی و … بوده و دارای برد پایینی هستند. این هواپیماها از پر تعدادترین هواگردهای دنیا می‌باشند.

هواپیمای robin 3140

این دسته هواپیما از ملخ به دلیل سرعت پایین و بازده بالای آن استفاده می‌­کنند. همچنین موتورهای آن‌ها از نوع پیستونی و یا توربوپراپ می‌باشد. ارابه فرود این دسته معمولا از نوع ثابت، ولی در بعضی موارد جمع‌شونده است‌. اکثرا دارای موتورهای از نوع کشنده (tractor) هستند‌. این هواپیماها اکثرا دارای بال‌های بدون زاویه‌­ی سوییپ (زاویه‌­ی عقب روندگی بال) می‌باشند­. همچنین معمولا دارای دم­‌هایی به شکل T هستند.

سوم : هواپیماهای دو موتور ملخی(Twin Engine Propeller Driven Airplanes):

این هواپیماها دارای تعداد صندلی‌های بیشتری نسبت به دو دسته‌­ی قبل می‌باشند به همین دلیل یکی از کاربردهایشان حمل مسافر است­.

در زیر تصویری از هواپیمای PARTENAVIA P. 68C VICTOR می‌­بینید­.

PARTENAVIA P. 68C VICTOR

اغلب دارای موتورهای پولر (موتوری که هوا را از سمت جلوی خودش به سمت عقب خودش حرکت می‌­دهد) هستند­. دارای موتورهای توربوپراپ یا پیستونی هستند.برخلاف دسته‌­ی قبل معمولا دارای ارابه‌ی فرود جمع‌شونده می‌باشند.

چهارم: هواپیماهای کشاورزی(Agricultural Airplanes):

همان‌طور که اسم این دسته مشخص است، برای اهداف کشاورزی مثل بذرپاشی، سم­پاشی، یا مثلا خاموش کردن آتش به کار گرفته می‌­شوند­.

در زیر تصویری از هواپیمای کشاورزی Antonov AN 2m مشاهده می­‌کنید­.

antonov an 2m

این هواپیماها معمولا بال پایین بوده و دارای موتورهای پولر هستند. دارای کابین خلبان بزرگی هستند که به آنها اجازه دید وسیعی می­‌دهد.  معمولا دارای ارابه فرود ثابت هستند. ارتفاع پروازی این هواپیما پایین است یعنی معمولا با ارتفاع جند متر از سطح زمین پرواز می‌­کنند. این هواپیماها معمولا یک موتوره هستند و در موارد کمی که مثلا حجم زیادی از محموله حمل کنند دو موتور ملخی دارند. همچنین معمولا از موتورهای پیستونی استفاده می‌­کنند. در زیر تصویری از هواپیمای کشاورزی Gehling PZL-106AR Kruk مشاهده می­‌کنید که در ارتفاع چند متری در ححال انجام ماموریت است­.

Gehling PZL-106AR Kruk

پنجم: هواپیماهای جت تجاری(Business Jet): این هواپیماها که همچنین با نام BiSJet هم شناخته می‌شوند، برای حمل گروه کوچکی از مسافران و افراد طراحی شده­‌اند، البته کاربردهایی مانند تحویل سریع یک بسته، تخلیه‌­ی یک مکان و … نیز می توانند داشته باشند.

معمولا دارای دو موتور هستند که در انتهای بدنه نصب می­شوند، دارای بال­هایی در پایین بدنه هستند و همچنین موتور آنها بر خلاف دسته­‌های قبل بدون ملخ و از نوع توربوجت و یا توربوفن می‌باشد‌. این نوع موتور باعث سرعت بیشتر و ارتفاع پروازی بالاتر نسبت موتورهای ملخی می­‌شود . دارای ارابه فرود جمع شونده هستند که با توجه به سرعت بالای آنها منطقی می‌باشد. می‌توانند دارای بال‌های با زاویه‌ی سوییپ یا بدون زاویه باشند.

این هواپیماها دارای کلاس‌های زیر هستند‌:

  • خیلی سبک (Very Light Jets)
  • سبک (Light Jets)
  • جت‌­های سایز متوسط (Mid-Size Jets)
  • جت­‌های سایز متوسط ویژه (Super Mid-Size Jets)
  • جت­‌های بزرگ (Large Jets)
  • هواپیماهای ویژه (VIP Jets)

در زیر تصویری از هواپیمای Learjet 45 مشاهده می‌­کنید.

Learjet 45

البته بعضی از هواپیماهای بزرگ مانند Boeing 747 را هم به صورت سفارشی به BizJet تبدیل کرده‌­اند‌. که در زیر نمای داخلی از A380 را که به عنوان BizJet سفارشی طراحی شده را می­‌بینید­.

A 380

ششم: هواپیماهای توربوپراپ منطقه­‌ای(Regional Turbopropeller Driven Airplanes):

این هواپیماها برای حمل تعداد کمتر از ۱۰۰ مسافر در یک پرواز کوتاه‌مدت طراحی شده‌اند. همان طور که از اسمشان هم برمیاد دارای موتور از نوع توربوپراپ هستند. معمولا برای حمل مسافر استفاده می‌­شوند. موتورهای این هواپیماها روی بال نصب می‌­شوند­.

در زیر تصویری از هواپیمای Saab 2000 Braathens مشاهده می‌­کنید­.

Saab 2000 Braathens

هفتم: هواپیماهای مسافربری(Transport Jets):

این هواپیماها برای انتقال مسافر و بار به کار می‌­روند و دارای تنوع زیادی هستند­. تا حدود هزار نفر مسافر را بعضی نسخه­‌ها می‌­توانند حمل کنند، به عنوان مثال هواپیمای Airbus a380 که یکی از بزرگترین هواپیماهای جهان نیز می‌­باشد قادر به حمل ۸۵۳ نفر مسافر می‌­باشد. این هواپیماها معمولا به صورت بال‌پایین هستند. دارای ارابه‌­های فرود جمع‌شونده می­‌باشند، موتور آن‌ها معمولا از نوع توربوفن با نسبت bypass بالا می‌­باشد­. هواپیماهای مسافربری بزرگ معمولا به صورت دو طبقه می‌­باشند­.

در زیر تصویری شماتیک از یک موتور توربوفن می­‌بینید­. که ترکیبی از موتور توربوجت و یک فن در جلوی موتور است­.

نمایی برش خورده از یک نمونه موتور توربوفن

هواپیماهای این دسته­ دارای سرعت کمتر از سرعت صوت هستند­. شرکت­‌های بویینگ و ایرباس از شرکت­‌های بزرگ سازنده‌­ی هواپیماهای مسافربری می­‌باشند­. در زیر تصویرهایی از دو هواپیمای بویینگ ۷۴۷ و ایرباس a380 می‌­بینید.

بویینگ ۷۴۷

A 380

هشتم: هواپیماهای آموزشی نظامی (Military Trainers):

برای آموزش خلبان جنگنده طراحی شده­‌اند، دارای ظرفیت دونفره هستند یک نفر مربی و یک نفر کسی که آموزش می‌­بیند. در زیر تصویری از هواپیمای آموزشی Bvm Yak-130 Pnp مشاهده می‌­کنید­.

Bvm Yak-130 Pnp

موتور این هواپیماها می­‌تواند دارای ملخ باشد و یا به صورت جت باشد، دسته اول برای آموزش­‌های ابتدایی و مقدماتی و دسته­‌ی دوم برای آموزش‌های حرفه­‌ای استفاده می‌­شوند­. همگی دارای قابلیت مجهز شدن با اسلحه و راکت هستند­. موتورشان در بدنه نصب می­‌شود. دارای ارابه‌­ی فرود جمع­‌شونده هستند. در نهایت دارای سرعت زیر سرعت صوت می‌باشند­.

نهم: جنگنده‌­ها (Fighters):

دارای موتور توربوجت و یا توربوفن با نسبت کنارگذری (bypass) پایین هستند (برعکس مسافربری) که باعث سرعت بالای آن‌ها می‌­شود. دارای یک یا دو موتور هستند، بعضی از جنگنده­ها مانند F-14 توانایی تغییر زاویه­‌ی سوییپ بال را دارند­. جنگنده‌­های پیشرفته مانند F-22 دارای بردار تراست متحرک هستند­، یعنی می­توانند جهت بردار تراست را تغییر دهند­.

جنگنده‌­ها دارای نسل­های متفاوتی به صورت زیر هستند:

  • نسل اول : اولین جنگنده­‌هایی هستند که از موتورجت استفاده کردند، تعداد کمی در طول روزهای آخر جنگ جهانی دوم توسعه یافتند و عملیات­‌های جنگی بسیار کمی را دیدند، نسل اول می‌تواند به دو گروه کلی تقسیم شوند، جنگنده­‌های کندتر با بال­های بدون سوییپ که در جنگ جهانی دوم استفاده شدند مانند Gloster Meteor و جنگنده­‌های سریع­تر با بال­های سوییپ­‌دار که در جنگ کره استفاده شدند و قابلیت پرواز در سرعت گذرصوتی(Transonic) را دارند مثل F-86.

F 86

ویژگی­‌های بارز: سال­های ۱۹۴۵ تا ۱۹۵۵، موتورهای توربوجت (در عوض پیستونی).

  • نسل دوم : توسعه جنگنده های نسل دوم از طریق پیشرفت های تکنولوژیکی شکل گرفت، با استفاده از تجربه‌­هایی که از جنگ کره بدست آمد. ساخت آنها با تمرکز به انجام عملیات در یک محیط جنگ هسته ای بود. پیشرفت های فن‌آوری در زمینه‌­های آیرودینامیک، نیروی محرکه و مواد سازه‌­های هوافضایی(عمدتا آلومینیوم)، به طراحان اجازه­‌ی آزمایش­های نوآورانه‌­ی هوایی(مثل: بال سوییپ، بال دلتا و …) را می‌­داد­. استفاده‌­ی گسترده از پس سوز برای موتورها باعث شکستن دیوار صوت توسط این هواپیماها شد، همچنین این هواپیماها قابلیت ماندن در سرعت مافوق صوت را در پرواز کروز را دارند. مثل MIG-21F و Convair F-102.

MIG 21F

ویژگی­‌های بارز : سال­های ۱۹۵۵ تا ۱۹۶۰، سرعت بالای صوت(SuperSonic)، اولین موشک‌­های هدایت‌­شونده­­‌ی هوا به هوا، بال­های سوییپ یا دلتا شکل، داشتن قابلیت on board radar.

  • نسل سوم : نسل سوم شاهد بلوغ ادامه نوآوری‌های نسل دوم بود. بارزترین ویژگی­‌های آن تاکید بر مانورپذیری و حملات زمینی آنها بود، اویونیک آنالوگ در این هواپیماها شروع به معرفی شدن کرد، پیشرفت هایی برای بهبود عملکرد آیرودینامیکی جنگنده های نسل سوم شامل سطوح کنترل پرواز مانند کانارد، طراحی اسلت و … صورت گرفت­. از مشهورترین هواپیماهای نسل سوم می­توان فانتوم F-4 را نام برد.

F-4

ویژگی­‌های بارز: سال­های ۱۹۶۰ تا ۱۹۷۰، قابلیت چند منظوره بودن، بهبود اویونیک،اولین موشک­‌های بادقت.

  • نسل چهارم: جت جنگنده نسل چهارم یک طبقه‌بندی عمومی از جنگنده های جت در خدمت از حدود ۱۹۸۰ تا کنون است و نشان‌دهنده مفاهیم طراحی دهه ۱۹۷۰ است­. طرح های نسل چهارم به شدت تحت تاثیر درس های آموخته شده از نسل قبلی هواپیماهای جنگی قرار می گیرند­. دارای موشک های هوا به هوای دوربرد که در اصل تصور می‌شد که مبارزه با سلاح‌ها (Dog fight) منسوخ شود، اثرات مؤثرتری نسبت به انتظارات نشان داده شد، و هم‌چنین تأکید تازه بر روی مانور پذیری را تشدید می کردند. مثل F-14 و F-18.

F-18

ویژگی­‌های بارز: ۱۹۷۰  تا ۲۰۰۰، اویونیک پیچیده، بالا رفتن دقت،رادارهای بهبود یافته، مانورپذیری بالا، بعضا دارای قابلیت پنهان­کاری.

  • نسل پنجم : مشخصات دقیق جنگنده های جت پنجم نسلی بحث انگیز و مبهم است، مطابق با تعریف Lockheed Martin این جنگنده‌ها باید پنهان کاری داشته باشند حتی زمانی که مسلح هستند، باید دارای سیستم اویونیک پیشرفته باشند، باید مانورپذیری بالا داشته باشند، باید چند منظوره باشند یعنی بتوانند نقش های متفاوتی در میدان جنگ ایفا کنند و در نهایت سیستم های کامپیوتری بسیار جامع قادر به برقراری ارتباط با عناصر دیگر درون میدان جنگ برای آگاهی از وضعیت داشته باشند. یک جنگنده‌­ی نسل پنجم عملیاتی حال حاضر، F-22 می‌­باشد.

F-22

ویژگی­‌های بارز: از سال ۲۰۰۰ به بعد، مانورپذیری و سرعت خیلی بالا، شبکه‌­ی مرکزی، حرکت با سرعت مافوق صوت بدون استفاده از پس‌­سوز، سنسور و اویونیک کاملا پیشرفته.

 

دهم: هواپیماهای شناسایی /ترابری­‌ها/بمب‌افکن­‌های نظامی(Military Patrol,Bomb And Transport Airplanes):

هواپیماهای باربری معمولا دارای بال­‌های بالا هستند که باعث می‌شود عملیات بار کردن  وتخلیه‌­ آسان ­شود. همه‌­ی هواپیماهای این دسته دارای سوییپ هستند در حالی که توربوپراپ­ها این­طور نیستند. هواپیماهای شناسایی برای نقشه برداری و … استفاده می‌­شوند­.

درزیر تصویری از هواپیمای C5 Galaxy  می‌­بینید­.

C5 Galaxy

یازدهم: شناورهای پرنده، هواپیماهای دوزیست و هواپیماهای شناور(Flying Boats. Amphibious and Float AitPlanes):

هواپیمای دوزیست هواپیمایی است که هم در روی خشکی و هم آب نشست و برخاست می­‌کند­. این هواپیماها می‌­توانند از سطح آب نشست و یا برخاست کنند­. یک مشکل بزرگ طراحی  هواپیماهای مبتنی بر آب این است که اسپری آب را از اجزاء  موتور دور نگه دارند­.(نمک موجود در آب با اکثر فلزات مشکل دارد). در اکثر هواپیماهای مدرن از توربوپراپ استفاده می­‌شود­. در زیر تصویری از هواپیمای SHORT SANDRINGHAM مشاهده می­‌کنید.

SHORT SANDRINGHAM

دوازدهم: هواپیماهای کروز مافوق­‌صوت(Supersonic Cruise Airplanes):

این هواپیماها می­‌توانند در پرواز کروز با سرعت فوق‌­صوت پرواز کنند، همگی دارای بال­های با زاویه­ی سوییپ بالا هستند، تا حالا دو نمونه هواپیمای مسافربری فوق­‌صوت ساخته شده که هردو بازنشسته شده‌­اند­ (Cocorde , Tu-144). در زیر تصویری از هواپیمای Concorde را مشاهده می­‌کنید.

 

Concorde

منابع

https://www.amazon.com/Airplane-Design-Parts-through-VIII/dp/1884885241

https://www.wikipedia.org/

جزوه‌ی طراحی هواپیمای دکتر افشین بنازاده


 

 

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.