ایروپدیا | هوافضای جوان - Part 2

مواد مرکب یا کامپوزیت‌های غیرفلزی

مواد مرکب غیرفلزی یا پایه پلیمری از جمله مواد پیشرفته در تمام محصولات مهندسی هستند اما در صنعت هوافضا متولد شدند، صنعتی که همیشه مهندس‌ها سعی می‌کنند از موادی استفاده کنند که وزن پایین ولی استحکام بسیار زیادی داشته باشند. از این رو مواد کامپوزیت تونستند عرض اندام کنند و کم کم بخش عمده‌ای از سازه هواپیما رو به خودشون اختصاص بدهند. شاید  براتون جالب باشه که در هواپیمای جدید بوئینگ ۷۸۷، تا ۵۰% از مواد مرکب پیشرفته استفاده شده که این درصد در نمونه‌های اولیه هواپیمای بوئینگ ۷۴۷ تنها به ۱% درصد می‌رسه.

ادامه نوشته

آلیاژهای هوایی و فضایی

انواع مختلفی از فلزات و آلیاژها در صنایع هوافضایی و در اجزاء یا سازه‌ی هواپیماها، بالگردها، فضاپیماها، ماهواره‌ها، آنتن‌های فضایی، موشک‌ها و … مورد استفاده قرار می‌گیره. به همین دلیل، دسته بندی مواد فلزی مورد استفاده در این نوع کاربردها یکمی مشکل به نظر می‌رسه. اما می‌شه براساس طبقه‌بندی‌ها و استاندارهای هوایی و فضایی که در کتابچه‌های مرجع بیان شده، بعضی از مهمترین آلیاژهای مورد استفاده در کاربردهای بالا رو شناسایی کرد.

ادامه نوشته

سرامیک ها در هوافضا

 در ساخت سازه و اجزاء تمام وسایل هوایی و فضایی از مواد فلزی و غیرفلزی متنوعی استفاده میشه. سرامیک‌ها هم یکی از این مواد هستند که کاربرد زیادی در برخی اجزاء هواپیماهای تجاری و نظامی دارند. محافظت حرارتی از سیستم‌ها و اجزای داخلی موتورها و پوشش‌دهی جداره‌های شیشه‌ای بسیاری از هواپیماها به منظور هدایت الکتریسیته و محافظت از یخ زدگی شیشه‌ها از جمله کاربردهای سرامیک‌ها می‌باشند.

ادامه نوشته

نیروهای سازه ای

نیرو یک کلمه آشنا برای همه ماست؛ کلمه‌ای که لازم نیست فیزیکدان یا مهندس باشیم تا از اون استفاده کنیم، اما در اینجا قصد داریم که از دید یک مهندس سازه با مفهوم نیرو آشنا بشیم. به طور کلی سازه‌ها با نیروهای مختلفی سر و کار دارند که می‌تونیم اونها رو به دو دسته کلی تقسیم کنیم، نیروهای تماسی یا سطحی و نیروهای حجمی. نیروی تماسی رو به راحتی می‌شه همه جا دید. این نیرو به خاطر تماس مستقیم بین دو جسم به وجود میاد مثل نیروی اصطکاک، کشش، فشار، نیروی مقاومت هوا و خیلی از نیروهای اطرفمون. نیروهای حجمی هم با قرار گرفتن یک جسم درون یک میدان مثل جاذبه زمین، میدان الکتریکی یا میدان مغناطیسی به وجود میاد.

ادامه نوشته

نسبت استحکام به وزن

مهندس‌های سازه در ساخت هر وسیله پروازی با چالش کاهش وزن بدون کاهش استحکام سازه مواجه هستند. یعنی سازه بسیار سبک اما با استحکام بسیار بالا. این موضوع مهم از دو طریق قابل انجام است:

  • بکارگیری فلزات یا موادی با نسبت استحکام به وزن بالا
  • طراحی ساختارهای سازه‌ای با نسبت استحکام به وزن بالا

برای همین هم انواع مواد و متریال پیشرفته، ابتدا در صنعت هواپیماسازی و وسایل هوافضایی مورد استفاده قرار می‌گیره. مثلا انواع مختلف مواد مرکب که استحکام بسیار بالایی دارند ولی وزنشون بسیار پایینه و انتخاب ایده‌آلی برای هواپیما هستند. همچنین، همونطور که گفته شد، طراحی ساختارهای سازه‌ای جدید و پیچیده هم که در اجزائی مثل بال، بدنه و … همه هواپیماها و وسایل پرنده وجود داره راه حل دوم برای این مسئله است.

ادامه نوشته

گشتاور

این اصطلاح خیلی در مهندسی سازه بکار میره. البته جاهای دیگه هم ممکنه شنیده باشید که میگن گشتاور فلان چیز اینقدره. در حالت کلی، نیرو تمایل داره جسم رو در راستای خودش به حرکت در بیاره. اما گاهی اوقات همین نیرو می‌تونه باعث جرکت دورانی یا چرخشی یک جسم هم بشه. مثلا شما با یک نیرو کم یک جعبه رو هل میدید و جعبه شروع میکنه به حرکت، حالا اگه همین نیرو رو به یک در وارد بشه باعث دوران در می‌شه و نه حرکت مستقیمش. بنابراین تمایل نیرو برای دوران یک جسم یا یک قطعه رو با گشتاور می‌شناسیم.

ادامه نوشته

بارگذاری

این اصطلاح بین تمام مهندس‌ها، از جمله مهندس‌های سازه شنیده می‌شه. این لغت از دو بخش تشکیل شده، “بار” و “گذاری”. وقتی به سازه یک وسیله مهندسی مثل هواپیما، نیرویی (باری) وارد می‌شه اصطلاحا گفته می‌شه که بار روی اون گذاشته شده. حالا این بار ممکنه به یک نقطه خاص وارد بشه و یا به یک سطح؛ که در حالت اول به اون بار نقطه‌ای یا متمرکز و در حالت دوم به اون بار گسترده می‌گویند. یک مثال از بار نقطه‌ای، نیرویی که به ارابه فرود به خاطر وزن هواپیما وارد می‌شه. نیروی برآ یا نیروی وزن سازه یا اجزا دیگه که به سراسر بال وارد می‌شوند مثال‌های خوبی از بار گسترده هستند.

ادامه نوشته

فلاتر

سازه‌های هوایی و فضایی همیشه تحث اثر نیروهای آیرودینامیکی هستند. این نیروها باعث ایجاد خمش، پیچش و… در قسمت‌های مختلف هواپیما از جمله بال می‌شوند. فلاتر هم یکی از پدیده‌هاییه که به دلیل ترکیب نیروهای خمشی و پیچشی به وجود میاد. در یک تعریف علمی، فلاتر به ارتعاشات سازه‌ای که شامل ترکیبی از نیروهای خمشی و پیچشی باشه گفته می‌شه. بنابراین هنگام فلاتر بال دچار یک لرزش پی در پی میشه که اگه مهندس‌ها هنگام طراحی توجه کافی رو به این پدیده نداشته باشند در بلند مدت سازه‌ی بال با خطر ترک و شکسته شدن مواجه می‌شه. اگرچه راه‌حل‌هایی برای مقابله با این پدیده وجود داره؛ مثل بالا بردن مقاومت پیچشی بال یا توزیع مناسب جرم در طول بال یا قسمت‌هایی که بحرانی‌تر هست. این پدیده در فیلم زیر قابل مشاهده است.

ادامه نوشته

سازه و جنس ملخ بالگرد

بالگردها در حقیقت هواپیماهایی هستند با بال‌های گردان، کلمه بالگرد هم ریشه در همین موضوع داره. یکی از بخش‌های پیچیده و مهم بالگرد، ملخ اونه. در نگاه اول شاید موضوع ساده به نظر برسه که یک قطعه بلند داره حول محور عمودی گردش می‌کنه، اما اگر کمی بیشتر دقت کنیم متوجه خواهیم شد که این قطعه تحث تاثیر نیروهای متعددی قرار داره، با سرعت خیلی بالایی می‌چرخه، وظیفه تولید نیروی برآ رو برعهده داره و در طول این فرایند ممکنه پدیده‌هایی مثل فلاتر براش اتفاق بیفتند و  در آخر اینکه باید سال‌های زیادی در دماهای بسیار بالا و بسیار پایین بدون هیچ ایرادی کار کنه؛ مجموعه این دلایل طراحی این جز رو پیچیده می‌کنه.

ادامه نوشته

لانه زنبوری

لانه زنبوری

بعضی از سازه‌ها براساس شکلی که دارند اسم‌گذاری می‌شوند، مثلا ساندویچ پنل‌ها یا لانه زنبوری‌ها و خیلی از سازه‌های دیگه. اما مطمئنا این سوال در ذهنتون پیش اومده که سازه لانه زنبوری دقیقا چه شکلیه و کجای هواپیما از این سازه استفاده می‌شه؟ دقایقی با ما همراه باشید تا با سازه‌ی جذاب بیشتر آشنا بشید.

ادامه نوشته

صفحه 2 از 712345...قبلی »