امتیاز کاربران

ستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعال
 

انواع بال هواپیما

امتیاز دادن به این موضوع:

 
بسم الله الرحمن الرحیم

بال:
بال مهمترین قسمت وسایل پرنده سنگین تر از هوا را تشکیل می دهد.
بال ها را می توان از نظر شکل و شمایل (platform) و از نظر مهار بندی می توان تقسیم کرد. دسته بندی بالها بر حسب نوع مهار بندی عبارت است از سگدستی (cantilever) و نیم سگدستی (semi cantilever) ، بال سگدستی آن نوع بالی است که تمامی استحکامات ساختمانی آن درون بال قرار دارد و به مهار بندی نیاز ندارد. این نوع بال معمولا بر هواپیماهای ترابری و نیز هواپیماهایی یافت می شود که از عملکرد بالایی برخوردارند. بال نیم سگدستی استحکام خود را هم از طرح داخلی سازه و و هم از مهاربندی خارجی و سیم های محکم کننده کسب می کند. این نوع بال معمولا بر هواپیماهای سبک و هواپیماهای کم سرعتی که برای حمل بارهای سنگین طراحی شده اند، وجود دارند.
[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/1%7E5.gif][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_1%7E5.gif[/img][/url]
[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/2%7E202.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_2%7E202.jpg[/img][/url]

شمایل بالها:
1. بال مستطیلی rectangular wing: این نوع بال بال مستقیم (straight wing) نیز نام دارد. در طرح هواپیماهای اولیه از چنین بال هایی استفاده می شد و امروزه هنوز استفاده می شوند. بال مستطیلی بر حسب تعریف " عبارت از بالی است که طول وتر و نوک آن با طول وتر ریشه اش مساوی بوده و دارای هیچ گونه زاویه ای به جلو یا عقب نیست. به طوری که جریان هوای روبه روی بال به طور همزمان به سرتاسر لبه حمله برخورد می کند." از این نوع بال به ویژه در هواپیماهایی با سرعت کم استفاده می شود.

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/3%7E169.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_3%7E169.jpg[/img][/url]

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/4%7E147.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_4%7E147.jpg[/img][/url]

مزایای ساختمانی: مهمترین مزیت ساختمانی این بال آن است که به سادگی و سهولت ساخته می شوند، زیرا اولا تمام مقاطع دوکی (Airfoil) مورد استفاده در آن ، یک اندازه هستند، ثانیا فرسپ (spar) بال نیازی به برش طولی ندارد و از سر تا انتهای آن به یک اندازه است. در این نوع بال به سادگی می توان از از شهپر (Aileron) یا سطوح هدایت دیگر استفاده کرد، چون پیچیدگی ساختمانی ندارند. همچنین، حجم مخازن سوخت در این نوع بال معمولا بیشتر از بالهای دیگر است.
زیان ساختمانی: مهمترین زیان ساختمانی این نوع بال آن است که وزنی سنگینتر از سایر انواع بالها دارد. به بیان دیگر ، چنانچه مثلا بالی مستطیلی با مساحت 15 متر مربع را از نظر وزن با بالی مخروطی به مساحت 15 متر مربع مقایسه کنیم، بال مستطیلی وزن بیشتری خواهد داشت.
مزایای آیرودینامیکی: یکی از مزایای آیرودینامیکی این بال آن است که توزیع نیروی برآ (lift) بر روی این بال به شکل بیضی است که در نتیجه ، بار آیرودینامیکی وارد بر سازه آن به طور یکنواخت تری توضیع می کند. از جمله مزایاز آیرودینامیکی دیگر آن است که واماندگی (stall) در قسمت ریشه (Root) و از ناحیه لبه فرار(Trailing Edge) آغاز می شود و به سمت نوک (Tip) بال گسترش می یابد. در نتیجه ، نخست آنکه شهپرها بلافاصله دچار عدم کارآیی نمی شوند( به خاطر مشوش شدن لایه هوای روی آنها) و هنوز می توانند وظیفه خود را انجام دهند. دوم آنکه خلبان بر اثر لرزشهای بال ناشی از واماندگی به وجود آن پی می برد و می تواند هواپیما را از خطر واماندگی دور سازد.

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/5%7E0.gif][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_5%7E0.gif[/img][/url]


زیان آیرودینامیکی: مهمترین زیان آیرودینامیکی این نوع بال آن است که جریان گردبادی(vortex) که در حین پرواز از نوک بال تولید می شود، بسیار پر قدرت تر از سایر بالهاست.

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/6%7E114.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_6%7E114.jpg[/img][/url]

2. 

بال مخروطی tapered wing : بال مخروطی امروزه کاربرد بسیار گسترده ای یافته است. این نوع بال بر حسب تعریف " عبارت است از بالی که طول وتر ریشه اش بزرگتر از طول وتر نوک آن است." از این بال امروزه در هواپیماهایی استفاده می شود که سرعت نسباتا زیادی دارند. در بسیاری از شکاری جنگنده های جنگ دوم جهانی از این نوع بال استفاده می شد.
مزیت ساختمانی: مهمترین مزیت ساختمانی این بال کم وزن بودن آن نسبت به سایر بالهاست، زیرا معمولا هم از ارتفاع مقطع بال و هم از ارتفاع فرسپ درونی آن ، از ریشه به سمت نوک بال کاسته می شود.
زیان ساختمانی: در این نوع بال معمولا از قسمت ریشه تا نوک باید از پیچش آیرودینامیکی استفاده کرد، بنابر این کار ساخت دشوار می گردد. یکسان نبودن مقاطع بال و فرسپ درونی نیز بر دشواری ساخت می افزایند. در این بال سوخت کمتری نسبت به بال مستطیلی می توان ذخیره کرد. ضمنا چنانچه این بال به اهتزاز (Flutter) شدید دچار شود، به سرعت می شکند، چون گشتاور زیادی دارد.
مزیت آیرودینامیکی: از جمله مزایای آیرودینامیکی این بال آن است که جریان گردبادی نوک آن قدرت کمی دارد. دیگر مزیت آیرودینامیکی بال مورد بحث آن است که به هواپیما امکان می دهد تا به نحو مطلوبی به انجام مانور بپردازد. نیروی برآی این بال به شکل بیضی بسیار نزدیک است.
زیان آیرودینامیکی : از جمله مهمترین زیان آیرودینامیکی این شکل بال آن است که واماندگی در نوک و از ناحیه لبه آغاز می شود، بنابر این ابتدا شهپرها کارایی خود را از دست می دهند، و بدین ترتیب خلبان و هواپیما شدیدا به مخاطره می افتند.

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/7%7E103.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_7%7E103.jpg[/img][/url]

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/8.gif][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_8.gif[/img][/url]

. بال بیضی Elliptic wing: این بال همانطور که از نامش پیداست، عبارت است از بالی که به شکل بیضی می باشند. هواپیمای سوپر مرین اسپیت فایر شکاری جنگنده انگلیسی در جنگ دوم جهانی مشهورترین هواپیمایی است که از این بال سود جسته است.
مزیت ساختمانی: مزیت ساختمانی این نوع بال تقریبا همانند بال مخروطی است.
زیان ساختمانی: زیان ساختمانی این نوع بال تقریبا همانن بال مخروطی است.
مزیت آیرودینامیکی: مهمترین مزیت آیرودینامیکی این بال آن است که توزیع نیروی برآ روی این بال کاملا بیضی است و هر فوت مربع از این بال دقیقا فشار برآی یکسانی همانند سایر نقاط بال تولید می کند. این مسئله در عملکرد هواپیما در حین پرواز نقش بسیار چشمگیری دارد.
زیان آیرودینامیکی: واماندگی در این بال از لبه فرار آغاز می شود، در نتیجه شهپر ها و سایر سطوح آیرودینامیکی که در لبه فرار قرار دارند، کارآیی خود را از دست داده و هواپیما به سقوط مارپیچی دچار می شود.

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/10%7E70.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_10%7E70.jpg[/img][/url]

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/9%7E79.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_9%7E79.jpg[/img][/url]

4. بال مثلثی delta wing: بالی است که مقدار طول وتر نوک آن صفر است و دارای سه ضلع می باشد. از این نوع بال در هواپیماهای پر سرعت مافوق صوت امروزی استفاده می شود.
مزیت ساختمانی: وزن این بال تقریبا کمتر از سایر بالهای مذکور است. از آنجا که استفاده از چنین بالی موجب می شود که دم افقی حذف شود، وزن کل هواپیما، به نسبت کاهش پیدا می کند.
زیان ساختمانی: زیانی ندارد، اما در ساخت و نصب آن بر روی هواپیما پیچیدگی ها و دشواری های زیادی وجود دارد.
مزایای آیرودینامیکی: این نوع بال نه تنها سطح نسبتا بیشتری فراهم می کند ، بلکه پرواز مافوق صوت را امکانپذیر می سازد. ضمنا هواپیمایی که دارای چنین بالی است ، قدرت مانور بسیار زیادی در حین پرواز دارد.
زیان آیرودینامیکی: اول آنکه این بال نیز از ناحیه سریال دچار واماندگی می شود که موجب به خطر افتادن هواپیما می گردد. دوم، هواپیمایی که دارای چنین بالی است، در هر گونه شرایط پروازی می تواند دچار واماندگی گردد، بنابر این هوا پیما همواره باید با سرعت نسبتا زیادی پرواز کند. بدین ترتیب، سرعت فرود و بر خاستن هواپیما افزایش می یابد.

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/11%7E59.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_11%7E59.jpg[/img][/url]

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/12%7E54.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_12%7E54.jpg[/img][/url]

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/13%7E42.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_13%7E42.jpg[/img][/url]

5. بال عقب رفته swept wing: عقب رفتگی بال بر حسب عریف عبارت است از"تمایل رو به عقب قابل مشاهده و محسوس مقاطع بال از ریشه به سمت نوک بال ، آنچنان که لبه حمله (leading edge) به طور مایل با باد نسبی مواجه شود." این حالت دلالت بر شکل بخصوصی ندارد ، بدین معنی که که ممکن است حتی یک بال مستطیلی را بتوان به صورت عقب رفته طرح نمود. بالهای مخروطی و مثلثی از جمله بالهای عقب رفته محسوب می شوند.

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/15%7E35.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_15%7E35.jpg[/img][/url]

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/14%7E39.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_14%7E39.jpg[/img][/url]

مزایا و معایب ساختمانی: این نوع بال از نظر ساختمانی کم و بیش دارای همان ویژگی هایی است که بالهای مخروطی دارند و تقریبا چیزی بیش از آنها ندارند.
مزایای آیرودینامیکی: بال عقب رفته باعث تاخیرآغاز تراکم پذیری هوا بر سطح خود می گردد. ضمنا، بخ خاطر شکل خاص این نوع بال ، حداکثر پسای (drag) آن تا سرعت های نزدیک به صوت به تاخیر می افتد و هواپیما می تواند با سرعت بیشتری پرواز کند. تغییرات ضریب برآ، پسا و گشتاور در این بال ، کم و اندک هستند. بدین ترتیب، هواپیمای حامل این نوع بال می تواند با سرعت نزدیک به سرعت صوت به خوبی به انجام مانور بپردازد. عقب رفتگی بال تا حدی در پایداری جانبی هواپیما دخالت می کند و آن را بهبود می بخشد.
زیان آیرودینامیکی: وقتی عقب رفتگی با شکل مخروطی ادغام شود، بال تمایل شدیدی به وامانده شدن از ناحیه نوک از خو نشان می دهد. بدین ترتیب ، هشدار کمی به خلبان می رسد و از کارایی کنترل جانبی کاسته می شود، و نیز شهپرها در هنگام واماندگی بی درنگ کارآیی خود را از دست می دهند. نظر به اینکه با این حالت بال نمی توان با سرعت نسبتا آهسته پرواز کرد، حداکثر ضریب برآ کاهش می یابد، در نتیجه سرعت واماندگی ، سرعت بر خاستن و سرعت فرود افزایش می یابد، و این امر موجب می شود که طول باند افزایش یابد. عقب رفتگی بال از کارایی سطوح هدایت مستقر در لبه فرار می کاهد و در نتیجه باید از وسایل مولد برآ در لبه حمله سود جست.


در این تصویر شروع واماندگی در سه نوع از بال های مذکور، نشان داده شده است

[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/16%7E33.jpg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_16%7E33.jpg[/img][/url]


پایان


http://www.aerocenter.ir/forum/showthread.php?t=15368&p=57526&highlight=#post57526