أين عارضة الطائرة؟ عارضة الطائرات: التصميم

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

حتى الشخص الذي لم ير البحر من قبل ربما يعرف كلمة فراق: "سبعة أقدام تحت العارضة". ولا توجد أسئلة هنا. عارضة السفينة هي أهم جزء هيكلي ترتبط به أجزاء كثيرة من بدنها. لكن هل يعرف أحد أين يقع عارضة الطائرة وما يخدمها؟

ما هذا؟

هذا هو "جهاز" الاستقرار ، والذي يسمح لك بإبقاء الطائرة في مسار معين. على عكس السفن ، فإن عارضة الطائرة هي جزء لا يتجزأ من زعنفة الذيل العمودية. في الجزء السفلي من جسم الطائرة ، لا يوجد عارضة للطائرات! لكن هناك دقة واحدة. الحقيقة هي أن هذا الجزء مرتبط بإحكام بعناصر الطاقة في جسم الطائرة ، وبالتالي لا يزال هناك شيء مشترك في البحر والجو. فأين عارضة الطائرة؟ ببساطة ، هذا هو الجزء الرأسي من الذيل.

يتم وضعها بلا حراك ، مثبتة عند ثلاث نقاط ، متناظرة مع الخط المركزي للطائرة. في المظهر ، هذه التفاصيل لها شكل شبه منحرف مثالي. كقاعدة عامة ، يتكون عارضة الطائرة من ساريات وأضلاع وجلد. هذا المخطط كلاسيكي ، ولم يتغير قليلاًمنذ ظهور أول طائرة. يتم وضع الصاري الأمامي بشكل غير مباشر (كقاعدة عامة).

تخطيطات

في أغلب الأحيان ، يكون العارضة مفردة ، ولكن في بعض الحالات تكون مزدوجة وحتى ثلاثية (على قاذفات المروحة). في الحالة الأخيرة ، هذا مطلوب لضمان ثبات اتجاهي عالي للآلة الثقيلة. بالمناسبة جميع الطائرات مقسمة إلى ثلاثة أنواع حسب موقع العارضة:

• بنيت في نمط عادي. هذا ، على سبيل المثال ، هو عارضة طائرة A321.
• "البط" ، أي الطائرات التي يقع فيها الذيل الأفقي للعارضة أمام الأجنحة.
• "Tailless". من العارضة ، يبقى الذيل العمودي فقط ، والجنيحات الأفقية غائبة تمامًا.

بالطبع ، يعتبر النوعان الأخيران أكثر خصائص "مجتمع" الطائرات العسكرية ، لأن مثل هذا الوضع للعارضة ضروري لمنح الطائرة قدرة عالية على المناورة.

في بعض الحالات ، يتم استخدام تصميمات أكثر تعقيدًا. على سبيل المثال ، القمم السفلية (وهي أيضًا عارضة بطنية). يتم استخدامها في بعض الطائرات الأسرع من الصوت حيث يعد الحفاظ على الاستقرار التام أثناء الطيران أمرًا حيويًا. وهكذا ، تحت عارضة الطائرة (هذا هو المكان الذي اكتشفناه بالفعل) هناك تدفق إضافي وضخم. الموقف الأكثر شيوعًا هو عندما يتم نقل الريش الأفقي للذيل عمومًا إلى أعلى العارضة. يحدث هذا إذا تم تثبيت المحركات في الجزء الخلفي من الطائرة. يمكن رؤية هذا المخطط ، على سبيل المثال ، فيطائرة ركاب محلية للبضائع "Il"

ما هذا؟

كما تعلم ، يعد الطقس الهادئ أمرًا نادرًا لا يُصدق لا يحدث أكثر من مرتين في السنة. في معظم الحالات ، توجد رياح ، ويمكن أن تختلف قوتها واتجاهها بشكل كبير. عندما تحلق طائرة ، يمكن أن تؤثر هبوب الرياح بشكل كبير على الاتجاه والمسار. يجب أن تكون الطائرة مصممة للعودة إلى وضع مستقر من تلقاء نفسها. فقط في هذه الحالة يمكن أن تكون الرحلة آمنة.

الغرض الرئيسي

القاعدة الأساسية لتصميم عارضة هي وضعها بطريقة لا تقع تحت أي ظرف من الظروف في أعقاب الجناح. خلاف ذلك ، من الممكن حدوث انتهاك حاد لاستقرار الاتجاه ، وفي أشد الحالات تشوهًا جسديًا وتدميرًا لوحدة الذيل بأكملها. لذا ، فإن الغرض الرئيسي من العارضة هو الحفاظ على استقرار الاتجاه.

تصميم العديد من الطائرات بحيث يكون هذا الجزء متحركًا. من خلال تعديل انحراف العارضة ، يتحكم الطاقم في اتجاه المسار. الاستثناء هو الطائرات العسكرية ، حيث تكون المحركات ذات ناقل الدفع الخاضع للرقابة مسؤولة عن تغيير اتجاه الرحلة. في حالتهم ، فإن صنع عارضة متحركة للطائرة (توجد صورة لها في المقالة) أمر غبي ، لأن الأحمال الزائدة أثناء المناورة ستنهار ببساطة.

ما هو نوع الاستقرار الذي يوفره العارضة؟

هناك ثلاثة أنواع من الاستقرار ، من أجلها يتم تضمين العارضة في تصميم الطائرة:

• تتبع.
• طولية.
• عرضي.

دعونا نتعامل مع كل هذه الأصناف بمزيد من التفصيل. لذلك ، الاستقرار الاتجاهي. يجب أن نتذكر أنه في حالة فقدان الاستقرار الطولي لجسم الطائرة أثناء الطيران ، ستستمر الطائرة في التحليق للأمام لبعض الوقت بسبب قوة القصور الذاتي. بعد ذلك ، يبدأ تدفق الهواء في التدفق إلى مؤخرة الطائرة التي تقع خلف مركز الجاذبية. يمنع العارضة في هذه الحالة حدوث قوة دوارة تجبر الطائرة على الدوران حول محورها.

استقرار طولي. لنفترض أن الطائرة تطير في الوضع العادي ، يتزامن مركز الثقل مع مركز الضغط على جسم الطائرة. في هذه اللحظة ، تعمل القوات متعددة الاتجاهات أيضًا على جسم الطائرة ، والتي تميل إلى نشر جسم الطائرة. يعمل الرفع والجاذبية في وقت واحد. يوفر عارضة الطائرة (سترى صورة لهذا الجزء في المقالة) التوازن ، وهو في هذه الحالة بالذات غير مستقر للغاية. رحلة عادية بدون ذيل و عارضة و مثبتات أمر مستحيل

استدامة أخرى

القص الاستقرار. بشكل عام ، يعد هذا العامل استمرارًا منطقيًا للممتلكات السابقة. عندما تعمل قوى متعددة الاتجاهات على الجناح والمثبتات الجانبية للعارضة ، فإنها "تحاول" قلب الطائرة. يتعارض شكل الأجنحة مع هذا: إذا نظرت إليها من مسافة ، فإنها تشبه الحرف "U" مع "قرون" علوية منفصلة بقوة. يوفر هذا النموذج التصحيح الذاتي للوضعالطائرات في الفضاء. يساعد العارضة في الحفاظ على الاستقرار الجانبي

لاحظ أن الطائرات ذات الأجنحة المنكسرة لا تحتاج إلى عارضة بنفس القدر … بسرعات عالية. إذا سقط ، فإن نمو قوى العمل المضاد يحدث بشكل كبير. لذلك ، بالنسبة لهذه الآلات ، فإن العارضة الأكثر متانة وخفيفة الوزن مهمة للغاية ، والتي يمكنها مقاومة مثل هذه الأحمال العالية. وكيف يمكنك الحصول عليها؟ دعونا نتحدث عن هذا

ميزات إنشاء الطائرات الحديثة

حاليًا ، يركز متخصصو Rosaviation وزملاؤهم الأجانب على إنشاء أجزاء للطائرة (بما في ذلك العارضة) من أجزاء كبيرة مصنوعة من أحدث المواد المركبة.

نسبة هذه المركبات في تصميم الطائرات الحديثة تتزايد باطراد. وفقًا لمعلومات من الخبراء ، يصل حجم حجمها بالفعل من 25٪ إلى 50٪ ، ويمكن أن تتكون الطائرات الصغيرة غير التجارية حتى من البلاستيك والمواد المركبة بنسبة 75٪. لماذا هذا النهج واسع الانتشار في الطيران؟ الحقيقة هي أن نفس عارضة طائرة بوينج ، المصنوعة من "سبائك" البوليمر ، لها وزن منخفض للغاية ، وقوة عالية للغاية ومورد من غير الواقعي تحقيقه باستخدام المواد القياسية.

المواد الرئيسية

الاستخدام الأكثر تبريرًا للمركبات في تصميم ليس فقط الذيل ، ولكن أيضًا عناصر قوة الأجنحة وجسم الطائرة ، والتي يجب ألا تكون قوية جدًا فحسب ، بل يجب أن تكون أيضًا كافيةمرن. خلاف ذلك ، لا يمكن استبعاد احتمال تدمير الهيكل تحت تأثير أحمال الطيران.

لكن الأمر لم يكن هكذا دائمًا. لذلك ، فخر صناعة الطائرات السوفيتية ، طائرة Tu-160 ، والمعروفة أيضًا باسم White Swan أو Blackjack ، لديها عارضة مصنوعة من … سبائك التيتانيوم. تم اختيار مثل هذه المواد المحددة والمكلفة للغاية بسبب الضغوط الهائلة الموضوعة على تصميم هذه الآلة ، والتي لا تزال تحتفظ حتى يومنا هذا بلقب أثقل قاذفة في الخدمة. ولكن مع ذلك ، فإن مثل هذا النهج الجذري لإنشاء عارضة أمر نادر الحدوث ، وبالتالي يتعين على المصممين اليوم التعامل مع مواد مركبة أبسط كثيرًا.

ما التحديات التي تواجهها عند إنشاء عارضة مركبة؟

أثناء عملية التطوير ، كان على المصممين المحليين حل مجموعة كاملة من المهام المعقدة:

• تم إنشاء أجزاء كبيرة الحجم من العارضة وغيرها من معدات ألياف الكربون باستخدام طريقة التسريب.
• كان عليه أيضًا إعادة التفكير بشكل شبه كامل وإعادة تجهيز مراحل الإنتاج الرئيسية ، والتي لم يتم تصميمها لاستخدام المواد المركبة.

ميزات أخرى

تم إدخال أحدث البرامج (FiberSim) في عملية الإنتاج ، مما يسمح بتحقيق أعلى درجة من الأتمتة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن الآن صنع عارضة الطائرة ، التي تم وصف تصميمها في المقالة ، باستخدام التقنيات التي لا توجد بها رسومات عمليًا. إنتاج هذا الجزء مع هذا النهج على النحو التاليالطريقة:

• تصميم أو اختيار النموذج النهائي. اليوم ، تم تصميم العارضة (في الغالب) في وضع تلقائي بالكامل ، دون مشاركة مطورين "بشريين".
• قطع المواد المستخدمة ، يتم أيضًا في الوضع التلقائي.
• في الوضع التلقائي ، يتم وضع المواد الخام المستخدمة في إنشاء العارضة وأجزائها الهيكلية.
• يتم وضع الطبقات بواسطة آليات روبوتية يتحكم فيها برنامج كمبيوتر.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن النهج الحديث لإنتاج العارضات يوحي بما يلي:

• إنشاء نماذج أولية بشكل مستمر يتم اختبارها في ظل أقسى الظروف.
• يتم تطوير تقنيات اختبار غير مدمرة تسمح بالمراقبة المستمرة لحالة عارضة الطائرة.

طرق متقدمة لإنشاء وحدة الذيل لطائرة MS-21

في الماضي غير البعيد ، أذهلت صناعة الطيران حرفيًا إعلان المطورين المحليين أنهم يطورون طائرة جديدة تمامًا ، MS-21. من الغريب أنه على مدار العقود الثلاثة الماضية تقريبًا ، كانت هذه أول سيارة محلية للرحلات الجوية داخل البلاد. أثناء تصنيعها ، تم اختبار العديد من أحدث التقنيات ، مما أثر بشكل كبير على الميزات المبتكرة للعارضة وتجميع الذيل بالكامل.

تطوير وإنتاج غواصة عارضة الطائرة MS-21 ، تمكن المتخصصون المحليون من تحقيق ما يلي:

• أتمتة كاملة لقطع جميع الأجزاء والمواد الخام المستخدمة في الإنتاج.نتيجة لذلك ، كان من الممكن تحقيق تخفيض بنسبة 50 ٪ على الأقل في التكلفة الإجمالية لوحدة الذيل بأكملها وخاصة العارضة.
• يتم استخدام برنامج ProDirector في إنتاج وحدة الذيل ، مما يتيح لك تحقيق دقة مثالية في معالجة الأجزاء. هذا يجعل من الممكن ليس فقط إنشاء عارضة قوية ، ولكن أيضًا خفيفة للغاية.
• أيضًا ، يتم إنشاء عارضة الطائرات الحديثة باستخدام تقنيات الانحناء المزدوج. بفضلهم ، من الممكن تحقيق سمك متعدد الاتجاهات في تلك المناطق التي تتطلب تعزيزًا هيكليًا إضافيًا (تحت عارضة الطائرة).
• حتى الأجزاء الكبيرة من العارضة اليوم يمكن "قليها" في الأوتوكلاف الخاصة. والنتيجة مكونات قوية وصلبة للغاية يمكنها تحمل الأحمال من أي درجة.
• يتم التحكم أيضًا في التحكم في هندسة الأجزاء بواسطة أنظمة محوسبة معقدة.

ميزات أخرى

بسبب استخدام التقنيات والتقنيات الجديدة ، تم تقليل كثافة اليد العاملة لإنشاء وحدة الذيل والعارضة بنسبة 50-70٪. اليوم ، اجتاز أكثر من أربعة آلاف جزء من وحدة العارضة والذيل اختبارات الحالة.

الإنجاز الرئيسي هو تطوير تقنية موثوقة وبسيطة لإنتاج أجزاء العارضة بمقاس 7.6 × 2.5 متر ، وقد بدأ تسليمها بالفعل إلى مصنع إيركوتسك للطيران. إنها مصنوعة من مواد مركبة حديثة ، وقد جذبت ميزات هذه العملية بالفعل اهتمام الشركات الأجنبية الرائدة لمعدات الطيران.

الإصدارات الحديثة

لماذا أمضينا الكثير من الوقت في مناقشة الطرق الحديثة لتصميم وبناء عارضة؟ الحقيقة هي أنه منذ الستينيات من القرن الماضي ، أصبح من الواضح تمامًا أن زيادة أخرى في أداء سرعة الطائرات لا يمكن تحقيقها إلا إذا زادت قوتها وتم إدخال أنواع جديدة تمامًا من المواد البوليمرية في الإنتاج. تكمن مشكلة طائرات الأجيال الأخيرة في أن تصميمها (والعارضة على وجه الخصوص) معرض بدرجة كبيرة "للإرهاق". لهذا السبب ، في حوالي السبعينيات من القرن الماضي ، تم تطوير العديد من الطرق لمراقبة حالة الجناح والذيل.

متطلبات الإنتاج مرتفعة أيضًا. تخضع كل دفعة من الأجزاء لأقسى أحمال زائدة على منصات الاهتزاز ، ويتم اختبارها حسب درجات الحرارة والضغط. وهذا ليس مفاجئًا ، لأن أدنى صدع يكون لاحقًا محفوفًا بموت مئات الركاب.

لذلك اكتشفت مكان عارضة الطائرة ولماذا!