ساختار بدنه هواپیما
TRANSCRIPT
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
Fuselage Structure
ساختار بدنه هواپیما
مسعود فرجی
Masoud Faraji
www.ilam-aviation.loxblog.com
www.facebook.com/iranianfalcon
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
هواپیما عبارت است از یک وسیله پرنده سنگین تر از هوا که به انواع و اشکال و اندازه های مختلف طراحی و
می شود و در موارد گوناگونی از قبیل حمل ونقل،باربری،تجسس،نیروهای نظامی،آموزشی،سمپاشی مورد ساخته
استفاده قرار می گیرد.
این وسیله پرنده دارای قسمتهای اصلی،فرعی و کمکی مختلفی است که تقریباً از کلیه نیروهای طبیعی و
لکترونیکیا مکانیکی،نیوماتیکی،هیدرولیکی،الکتریکی، نیروهای انواع مصنوعی استفاده کرده و به کار می افتد
، یکامپوزیت مواد و موجود،الومینیوم،فوالد،تیتانیم مواد کلیه با انسانی نیروهای همه با همراه وآئرودینامیکی،
ستیکی و پساستیکی و نندین میلیو قععه اعم از پی و مهره و واشر تککیل می شود که این مجموعه به نام ال
Structure assemblies نامیده می شود
هواپیما هاازقسمت های زیرتککیل شده است
بدنه هواپیما ( Fuselage (body
بال هواپیما ( Wings (airfoil
سعوح کنترل فرامین پروازی Empennage (tail )
نرخها و سیستم ارابه فرود Landing Gear
موتور Power Plant
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
Fuselage (body)
بدنه هواپیما
بدنه هواپیما قسمت عمده هواپیما را تککیل میدهد و در واقع سایر قسمتها و قععات بعور مستقیم یا غیر
مستقیم به آ متصل میکوند.بدنه همه هواپیماها از لحاظ طراحی به یکدیگر شباهت و فقط از نظر ابعادی و
متعلقات نسبت به هم تفاوت دارند.
ف وظایف بدنه متفاوت خواهد بود ولی به نوعی میتوا گفت وظیفه اصلی از نظر عملکرد در هواپیماهای مختل
بدنه در هواپیماها تامین فضای الزم برای نفرات به همراه بار مفید میباشد.
عساوه بر وظیفه اصلی اشاره شده بدنه باید دارای فضای کافی برای نصب متعلقات الزم از قبیل مخاز سوخت،
ار، قابلیت نصب بال و مجموعه دم، تحمل اختساف فکار داخل و خارج کابین در صورت ارابه فرود، موتور، راد
پایی و دید کافی برای خلبا را داشته باشد. 01111پرواز هواپیما در ارتفاع بیش از
وع و نهمه قابلیتهای اشاره شده الزاما در بدنه هر هواپیمایی وجود ندارد، بلکه بدنه هر هواپیما با در نظر گرفتن
ماموریت هواپیما و نیز پیکر بندی آ دارای برخی از قابلیتهای اشاره شده میباشد.
هواپیماهای بدنه که درحالیست این و میکود تقسیم بخش سه یا دو به کونک هواپیماهای در معموال بدنه
. میگردد تقسیم بخش شش به معموال بزرگ
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
زیر تککیل می شوند:ساختما بدنه از نظر سازه ای از اجزایی
دیواره عرضی Bulkhead
ستونهای طولی بدنه هواپیما Longeron
قاب یا نهارنوب Frame
ستونهای فرعی Stringers
سازه فرعی شکل دهنده Former
پوسته Skin
دیواره عرضی
Bulkhead
به عبارتی دیواره میانی یکی از اجزای سازه ای عمودی در بدنه هواپیما میباشد. دیواره عرضی و یا
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
ستونهای طولی بدنه هواپیما
Longeron
ستونهای اصلی در طول بدنه هواپیما نصب میکوند و استحکام خاصی در بدنه ایجاد میکنند.
Longeron ها به وسیله اجزای طولی دیگری بنامStringer پکتیبانی میکوند و این در حالیست که
Longeron ها از نظر وزنی ازStringer ،ها سنگین تر میباشند
ها را در Stringerها و Formerها، Bulkheadها در سازه بدنه، Longeron گفت میتوا عبارتی به
یکدیگر نگه می دارد.
قاب یا نهارنوب
Frame
گرفتن بدنه هواپیما و نیز استحکام سازه می شود و پوسته بر روی آنها نصب میگردد.قابی که سبب شکل
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
ستونهای فرعی
Stringer
اجزای طولی که هم در بدنه و هم در بال به منظور ایجاد استحکام در سازه بکار برده میکود.
ستونهای فرعی به سازه شکل داده و پوسته بر روی آنها نصب میگردد.
Stringer ها در بدنهFrame .ها را به یکدیگر متصل میکند
می باشند. Longeronاین اجزا به مراتب سبکتر از
ستونهای طولی و ستونهای فرعی از آلیاژ آلومینیم ساخته شده اند و از وارد آمد تنش های در هم فکردگی،
پیچکی و خمکی به بدنه جلوگیری میکنند.
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
دهندهسازه فرعی شکل
Former
سازه فرعی سبکی که برای حفظ و یا بهبود شکل خارجی هواپیما و به منظور ایجاد انحنای الزم و یا حذف
ها صفحات گرد سوراخ داری هستند که اسکلت بدنه Formerزوایای تیز و لبه دار در سازه نصب میکود.
هواپیما را از داخل تقویت میکنند.
پوسته
Skin
بدنه، توسط پوسته فلزی آلومینیومی پوشش داده میکود و به نوعی در تحمل بارهای وارده به سازه ساختما
اصلی نقش مهمی را ایفا می نماید.
Former کند غلبه خمش و پیچش نیروی بر که میشود نصب بدنه داخلی ی جداره در که شکل حلقوی است ای قطعه
Stringer نیروهای و شده متصل بدنه به داخل از که میلگرد همانند هستند قطعاتی هم Compression وTension
و برش را تحمل میکند .
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
Aircraft Fuselage Structure Types
انواع سازه بدنه هواپیما
بدنه هواپیما محل اصلی اتصال دیگر اجزا می باشد .
در قسمت بدنه هواپیما کابین خلبا ، قسمت مسافرها ، قسمت بار وجود دارد .
بدنه هواپیما یکی از نهارحالت ذیل را تککیل می دهد:
Truss داربستی
Warren Truss
Monocoque تخم مرغی
Semi-Monocoque نیمه تخمه مرغی
Truss
Truss .که در مهندسی به آ خرپا می گویند در هواپیماهای قدیمی کاربرد داشته است
تحمل Trussدر این حالت بدنه هواپیما از شکل اسکلتی استفاده می شود که تمامی فکارهای ناشی از پرواز را
می کند.
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
ساختما که امروزه تنها از آ در هواپیماهای کونک استفاده میکود بنای اصلی ساختما بوده و در این نوع
گذشته اکثر هواپیماها دارای این نوع ساختما بدنه بوده اند.
اکثر قسمتهای این بدنه معموال فلزی است ولی در مدلهای قدیمی و در بعضی از قسمتهای آ از نوب نیز
ت. استفاده شده اس
و میله های فلزی Strutاست که بوسیله نند Longeronبعور کلی این نوع بدنه دارای نهار پایه اصلی
Rods .به یکدیگر متصل شده اند
نامیده میکود. Strenpostانتهای بدنه به تیرکی ختم میگردد که
نو این نوع ساختما مکعبی شکل است باید به آ شکل آیرودینامیکی بهتری داده شود بنابراین در باالی
نصب نموده و روی آنرا را با پارنه های مخصوص پوشش می دهند. Fairingآ تیرکهایی تحت عنوا
یتر به بدنه و نرخها به بدنه قوقسمتهایی از بدنه که باید فکارهای بیکتری را تحمل نماید مانند محل اتصال بال
اشاره نمود. Warren Trussو با استحکام بیکتری ساخته شده اند که از انواع آ میتوا به نوع
در ساختار بدنه اولین هواپیمای جها استفاده کرده اند. Trussبرادرا رایت هم از حالت
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
Warren Truss
مورد استفاده زیادی دارد،نوع وار تراس میباشد که کلیه اجزای آ بصورت بهترین نوع تراس که در هواپیما
مثلثی به یکدیگر متصل شده اند و فقط در معرض نیروی کککی و فکاری قرار میگیرند و نیروی خمش بر آ
اثر ندارد.
وار تراس منحصرا در ساختما بدنه هواپیماهای کونک و سبک بکار میرود.
Monocoque
ساختار مربوط به هواپیماهایی می باشد که دارای یک قالب خاص و مدور هستند. این
.یندگو می منوکوک آ به که شود می استفاده قالبی شکل از کامپوزیت هواپیماهای از برخی در مثال عنوا به
مونوکوک در حقیقت مانند یک پوسته هواپیما را در بر میگیرد و از آلومینیوم و آلیاژهای آ ساخته شده است و
این نوع بدنه بدو تقویت اجزای آ نیروهای وارده را تحمل می نماید.
یگردد.بعور کلی این نوع بدنه از لحاظ وزنی بسیار سنگین میباشد و امروزه از این نوع بدنه استفاده نم
در این حالت تمامی فکارهای ناشی از پرواز را پوسته بدنه )پوشش بدنه( تحمل میکند.
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
Semi-Monocoque
این ساختار مربوط به هواپیماهای امروزی است و اکثر هواپیماهای مدر امروزی دارای این نوع ساختما بدنه
میباشند.
برای روش این از مختلف های تکه و قععات کرد متصل هم به با سازی هواپیما بزرگ های شرکت امروزه
.کنند می استفاده هواپیما ساخت
ز پرواز به آ ا ناشی فکار میکود باعث که آید می بوجود گودی یک هواپیما زیرین قسمت در ساختار این در
قسمت و پوشش بدنه تقسیم شود.
بیضی شکل،دایره Former آ داخل در که است شده ساخته فلزی پوشش با توخالی محفظه از سازه نوع این
ها به یکدیگر متصل و تقویت شده Bulkheadای و یا نهارگوش بکار رفته است که بوسیله دیواره های عرضی
اند و در واقع قسمتهای اصلی اسکلت فلزی بدنه شکل میگیرد.
وجود ها سازه سایر به نسبت فوق سازه مزایای از یکی
Bulkhead
Frame
Stringer
در ساختما آنهاست که برای تقویت بدنه بکار رفته و مقاومت مصالح آنرا زیاد نموده است Longeron و
میکند و فکارهای آیرودینامیکی در این نوع حفظ را خود اصلی ساختما و شده تقویت بدنه استحکام بنابراین
سازه بعور متناسب و یکنواخت تقسیم میگردد و با توجه به شرایط فوق در برابر فکارهای پیچکی نیز بسیار
مقاوم میباشد.
و بخکی دیگر توسط پوسته تحمل Stringerو Frame از ترکیبی توسط بار از بخکی سازه نوع این در
میکود
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
استحکام این نوع سازه اکثر هواپیماهای مدر روز و همچنین نسل شکاری از سازه با توجه به
Semimonocoque برخوردار میباشند
در این حالت فکار از قسمت پوشش بدنه به شدت کاهش می یابد و هواپیما دارای عمری باالتر خواهد بود
بدنه میشود. این بار مغناطیسی تمایل حرکت به سمت نقاط حرکت هواپیما در آسمان باعث ایجاد بار مغناطیسی بر روی
تیز بدنه را دارد. نکته مهم آن است که میزان این بار نباید از یک حدی فراتر رود که در صورت محقق شدن این امر ، خطر
د. برای این کار از سیم آفرین خواهد بود. لذا برای کنترل میزان آن ، باید این بار از بدنه و بال به صورت مداوم تخلیه گرد
استفاده می گردد. Static Dis Chargerهایی کوچک بنام
نوک به. دهد می انتقال اتمسفر به را استاتیک بار و گیرد می قرار ، است تیزی قسمت که بال نوک در معموالً ها سیم این
.دارد نام Root است شده می گویند و قسمتی که بال به بدنه متصل Tip بال
رنگ ، هواپیمایی جهانی سازمان قانون اساس بر که دارد قرار Navigation Lightبال ، چراغ هایی بنام Tipبر روی
.باشد سفید باید هواپیما دم چراغ نور و سبز راست بال ، قرمز( خلبان دید از) چپ بال چراغ
به سطح زمین ، اختالف فشار درون و بیرون و مسایلی از در طول پرواز هواپیما به دلیل سرعت زیاد ، داشتن ارتفاع نسبت
این قبیل نیروهایی به هواپیما وارد می شود که تمایل به برهم زدن وضعیت پایداری پرواز را دارند .
آموزشگاه خلبانی ایالم
مسعود فرجی
از مهمترین این نیروها میتوان به عنوان های زیر اشاره کرد
نیروی فکردگی Compression
نیروی ککش Tension
نیروی خمش Bending
نیروی پیچش Twisting
نیروی برش Shear
(Compressionنیروی فکردگی )
نیرویی است که بدنه ی هواپیما را از جلو و عقب تمایل به فشرده کردن دارد.
(Tensionنیروی ککش )
. دهد می سوق کشش به عقب و جلو از را هواپیما ی بدنه که است نیرویی
(Bendingنیروی خمش )
.دارد می وا کردن خم به را ها بال مخصوصاً ، هواپیما ی بدنه که میشود اطالق نیرویی به
(Twistingنیروی پیچش )
. گویند می پیچش نیرو این به که دارد پیچیدن به تمایل پرنده ی وسیله ی بدنه و بال
(Shearنیروی برش )
بر بال و بدنه هواپیما وارد میشود و اعضای وسیله ی پرنده را تمایل به برش خوردن در می آورد ، نیروی که نیرویی به
برش گفته میشود .
نیرو در طول پرواز 5لذا برای یک وسیله ی پرنده امر ضروری و واجب می باشد که از جنس و نوعی ساخته شود تا بر این
را خنثی کند و تاثیری بر سالمت و ایمنی پرواز نگذارد. قلبه کرده و آنها