مهندسي هوافضا | هوافضای جوان

آتو لیلینتال (پادشاه گلایدر)

آتو لیلینتال (پادشاه گلایدر)

آتو لیلینتال آلمانی مهمترین پیشگام صنعت هوانوردی بود. او و برادرش گوستاو، که در تمام عمر همکار و دستیار او بود، از همان دوران جوانی پرواز پرندگان را مطالعه می‌کردند. لیلینتال بعد از شکست اولین تلاش‌هایش برای پرواز با بال‌هایی که با تسمه به فرد بسته می‌شدند، شروع به طراحی گلایدر کرد.
image
او مهندسی ماهر بود و با طراحی یک موتور به سود قابل توجهی دست یافت که باعث شد بتواند آزادانه و با جدیت روی پرواز کار کند. در سال ١٨٨۴ آتو تپه‌ای مخروطی به ارتفاع ١۵ متر بیرون از برلین ساخت تا بتواند از بالای آن گلایدرهایش را به آسمان بفرستد. او ١٨ مدل متفاوت از گلایدرهایی ساخت که سرنشین با طنابی از قسمت زیر بال‌ها به آن متصل می‌شد.
image
این گلایدرها اغلب از ترکه‌های باریک بید و پارچه های کتان بسیار سفت و محکم ساخته شده بودند. کنترل این گلایدرها به وسیله تنظیم بدن سرنشین و به وسیله تغییر مرکز ثقل بود. لازمه ایجاد چنین کنترلی داشتن بدنی قدرتمند بود.
در حالی که پیشگامان دیگر، از جمله لرد جرج کیلی، پروازهای آزمایشی با گلایدر انجام داده بودند، رویکرد سیستماتیک لیلنتال سطح کار در زمینه‌ی پرواز را ارتقا داد. طرح های او اولین طرح‌هایی بودند که اجازه‌ی پرواز پایدار و قابل تکرار را می‌دادند و قادر بودند مسافت‌هایی در حدود٢٣٠ متر پرواز کنند.
image
لیلینتال قادر بود هواپیمای خود را با مهارت کنترل کند. تنها مشکل گرایش هواپیما به حرکت به سمت پایین بود که تا حدودی به این دلیل بود که بال‌ها بر روی شانه‌ی سرنشین سوار بودند. در سال ١٨٩۶ گلایدر آتو ناگهان متوقف شد و با سر سقوط کرد. این حادثه باعث شکستن ستون فقرات آتو شد. او قبل از مرگش در آخرین جملات خود خطاب به برادرش گفت: این فداکاری‌ها باید انجام شوند.

 

 

آتو لیلینتال

آتو لیلینتال

آتو لیلینتال آلمانی مهمترین پیشگام صنعت هوانوردی بود.او و برادرش گوستاو، که در تمام عمر همکار و دستیار او بود، از همان دوران جوانی پرواز پرندگان را مطالعه می کردند. لیلینتال بعد از شکست اولین تلاش هایش برای پرواز با بال هایی که با تسمه به فرد بسته می شدند، شروع به طراحی گلایدر کرد.
IMG_0340
او مهندسی ماهر بود و با طراحی یک موتور به سود قابل توجهی دست یافت که باعث شد بتواند آزادانه و با جدیت روی پرواز کار کند. در سال ١٨٨۴ آتو تپه ای مخروطی به ارتفاع ١۵ متر بیرون از برلین ساخت تا بتواند از بالای آن گلایدرهایش را به آسمان بفرستد. او ١٨ مدل متفاوت از گلایدرهایی ساخت که سرنشین با طنابی از قسمت زیر بال ها به آن متصل می شد.
IMG_0343
این گلایدرها اغلب از ترکه های باریک بید و پارچه های کتان بسیار سفت و محکم ساخته شده بودند. کنترل این گلایدرها به وسیله تنظیم بدن سرنشین و به وسیله تغییر مرکز ثقل بود. لازمه ایجاد چنین کنترلی داشتن بدنی قدرتمند بود.

پرواز کنترل شده :
در حالی که پیشگامان دیگر، از جمله لرد جرج کیلی، پروازهای آزمایشی با گلایدر انجام داده بودند. رویکرد سیستماتیک لیلنتال سطح کار در زمینه ی پرواز را ارتقا داد. طرح های او اولین طرح هایی بودند که اجازه ی پرواز پایدار و قابل تکرار را می دادند و قادر بودند مسافت هایی در حدود٢٣٠ متر پرواز کنند.
IMG_0342
IMG_0341
لیلینتال قادر بود هواپیمای خود را با مهارت کنترل کند. تنها مشکل گرایش هواپیما به حرکت به سمت پایین بود که تا حدودی به این دلیل بود که بال ها بر روی شانه ی سرنشین سوار بودند. در سال ١٨٩۶ گلایدر آتو ناگهان متوقف شد و با سر سقوط کرد. این حادثه باعث شکستن ستون فقرات آتو شد. او قبل از مرگش در آخرین جملات خود خطاب به برادرش گفت : این فداکاری ها باید انجام شوند.

 

 

سراشیبی مثبت و منفی در بال (Dihedral & Anhedral)

سراشیبی مثبت و منفی در بال (Dihedral & Anhedral)

معمولاً بالهای هواپیما را طوری طراحی می کنند که پس از نصب و در شرایطی که هواپیما در حالت افقی قرار دارد محور طولی هر بال با سطح افق زاویه ای تشکیل می دهد به طوری که بال از نوک به طرف ریشه و یا برعکس دارای سراشیبی خواهد بود.
image
در این حالت اگر نوک بال بالاتر از ریشه بال باشد آنرا سراشیبی مثبت یا Dihedral و اگر سر بال ها پایین تر از ریشه بال ها باشد آن را سراشیبی منفی یا Anhedral می نامند. همچنین این حالت در مورد سکان های افقی دم نیز صدق می نماید.
image

image

نقش اصلی سراشیبی یا به عبارتی هفتی بال تامین پایداری عرضی هواپیما است. هرگاه هواپیما ناخواسته حول محور طولی به چرخد و در معرض جریان سمتی Slide Slip قرار گیرد بالی که پایین تر قرار گرفته است به دلیل مکانیزم هفتی بال Lift بیشتری نسبت به بالی که بالاتر قرار گرفته تولید می کند و به همین دلیل هواپیما دوباره به حالت اولیه (افقی) بر میگردد.
image
image
به نوعی می توان گفت در هواپیماهای بال بالا High wing به لحاظ قرارگرفتن بال بر روی بدنه هواپیما، شرایط پایداری بسیار افزایش می یابد (در نتیجه مانور پذیری کمتر میشود) و این در حالی است که در هواپیماهای داری بال پایین Low wing به لحاظ قرار گرفتن بال در زیر بدنه شرایط پایداری نسبت به بال بالا کمتر است (و مانور پذیری بیشتر میشود). در مقابل هواپیما هایی مانند ll-76 ، C-5 ، An-225 دارای سراشیبی منفی در بال هستند تا از میزان پایداری آنها تا حدی کاسته شود.

 

 

ایرفویل های ناکا (NACA)

ایرفویل های ناکا (NACA)

یکی از منابع مناسب جهت انتخاب ایرفویل بال، ایرفویل های معرفی شده توسط سازمان هوافضای ملی آمریکا (NASA) است. از آن جا که نام قبلی این سازمان، کمیته ملی مشورتی هوانوردی (National Advisory Committee for Aeronautics یا NACA) بود لذا این ایرفویلها به ایرفویلهای ناکا مشهور هستند. سه سری مشهور ناکا، ایرفویل های ۴ رقمی، ۵ رقمی و سری شش (نه شش رقمی!) می باشد.
image

۱- ایرفویل های ۴ رقمی (۴digit) :
این ایرفویل ها از سالهای ١٩٣٠ تا ١٩۴٠ ابداع شدند و سطح بالایی ایرفویل بر اساس دو هذلولی طرح می شوند. این ایرفویل ها که قدیمی محسوب می شوند با ۴ رقم نمایش داده می شوند. که این ۴ رقم هر یک دارای معنی هستند.

ایرفویل های ناکای چهار رقمی مانند NACA 0012 یا NACA 2412
الف : عدد اول از سمت چپ بیانگر خمیدگی برحسب درصد طول وتر است.
ب : عدد دوم از سمت چپ بیانگر محل خمیدگی برحسب دهم طول وتر است.
ج : دو عدد آخر بیانگر حداکثر ضخامت بر حسب درصد طول وتر است.
image

۲- ایرفویل های ۵ رقمی (۵digit) :
این ایرفویل ها با ۵ رقم بیان شده و همزمان با ایرفویل های چهار رقمی معرفی شدند. سطح بالایی ایرفویل آنها از یک منحنی درجه ٣ قبل از ماکزیمم ضخامت و یک خط راست تشکیل شده اند.این ۵ رقم نیز دارای معنی می باشند.

ایرفویل های ناکای پنج رقمی مانند NACA 23012
الف : عدد اول از سمت چپ بیانگر ٢/٣ ضریب برای طراحی تقسیم بر ١٠ است.
ب : دو عدد بعدی بیانگر ٢ برابر فاصله محل خمیدگی بر حسب درصد طول وتر است.
پ : دو عدد انتهایی بیانگر حداکثر ضخامت برحسب درصد طول وتر است.
image
۳- ایرفویل های سری ۶ (۶series):
این ایرفویل ها در ظاهر ۵ رقمی اند و با عدد ۶ شروع می شوند. رقم دوم آنها دارای اندیس بوده و پی از آن معمولاً یک خط فاصله وجود دارد. در این ایرفویل ها که از اوایل دهه ۴٠ معرفی شدند سعی شده است تا جریان را روی ایرفویل آرام نگهدارند لذا این ایرفویلها به ایرفویل های آرام (Laminar airfoil) معروف اند.

ایرفویل های سری شش مانند NACA 65-218
الف : عدد اول از سمت چپ بیانگر شماره مجموعه است
ب : عدد دوم بیانگر فاصله محل فشار کمینه بر حسب دهم طول وتر از لبه حمله است.
پ : عدد بعدی بیانگر یک دهم مقدار ضریب برآی طراحی است.
ت : دو عدد انتهایی حداکثر ضخامت بر حسب درصد طول وتر را نشان میدهد.
image