سبار (الملاحة الجوية)
في الطائرات ذات الأجنحة الثابتة ، يُعدّ العارضة (الرافعة) عادةً العنصر الهيكلي الرئيسي للجناح، حيث تمتدّ على امتداد الجناح بزاوية قائمة (أو ما يقاربها حسب زاوية انحناء الجناح ) على جسم الطائرة . تتحمّل العارضة أحمال الطيران ووزن الأجنحة أثناء وجودها على الأرض. قد تُثبّت عناصر هيكلية وتشكيلية أخرى، مثل الأضلاع ، على العارضة أو العوارض، كما تُشارك بنية الغلاف المُجهد في تحمّل الأحمال عند استخدامها. قد يحتوي الجناح على أكثر من عارضة أو قد لا يحتوي على أي عارضة على الإطلاق. عندما تتحمّل عارضة واحدة معظم القوة، تُعرف بالعارضة الرئيسية. [ 1 ]
تُستخدم العوارض أيضًا في أسطح الجنيحات الأخرى للطائرات مثل سطح الذيل والزعنفة وتؤدي وظيفة مماثلة، على الرغم من أن الأحمال المنقولة قد تختلف عن تلك الخاصة بعارضة الجناح.
أحمال سبار
يوفر دعامة الجناح الجزء الأكبر من دعم الوزن وسلامة الأحمال الديناميكية للطائرات أحادية السطح ذات الناتئ ، وغالبًا ما يقترن ذلك بقوة صندوق الجناح نفسه. يوفر هذان المكونان الهيكليان معًا صلابة الجناح اللازمة لتمكين الطائرة من الطيران بأمان. أما الطائرات ثنائية السطح التي تستخدم أسلاك الطيران، فتُنقل معظم أحمال الطيران عبر هذه الأسلاك والدعامات بين الأجنحة ، مما يسمح باستخدام دعامات ذات مقاطع أصغر وبالتالي أخف وزنًا، على حساب زيادة مقاومة الهواء .
القوات
بعض القوى المؤثرة على دعامة الجناح هي: [ 2 ]
- أحمال الانحناء الصاعدة الناتجة عن قوة رفع الجناح التي تدعم جسم الطائرة أثناء الطيران. غالبًا ما يتم تعويض هذه القوى عن طريق حمل الوقود في الأجنحة أو استخدام خزانات وقود مثبتة على أطراف الأجنحة؛ وتُعد طائرة سيسنا 310 مثالًا على هذه الميزة التصميمية.
- أحمال الانحناء للأسفل أثناء الثبات على الأرض بسبب وزن الهيكل والوقود المحمول في الأجنحة والمحركات المثبتة على الأجنحة إن وجدت.
- تعتمد أحمال السحب على سرعة الهواء والقصور الذاتي .
- أحمال القصور الذاتي المتدحرجة .
- تُسبب الأحمال الالتوائية على طول وتر الجناح، الناتجة عن التأثيرات الديناميكية الهوائية عند السرعات العالية، غالبًا ظاهرة التآكل ، كما أن استخدام الجنيحات يؤدي إلى انعكاس التحكم . وتنتج أحمال التواء إضافية عن تغييرات في إعدادات الدفع للمحركات المثبتة أسفل الجناح. [ 3 ] يُعد تصميم الصندوق "D" مفيدًا للحد من التواء الجناح.
يتم عكس العديد من هذه الأحمال بشكل مفاجئ أثناء الطيران مع طائرة مثل Extra 300 عند القيام بمناورات بهلوانية شديدة ؛ تم تصميم عوارض هذه الطائرات لتحمل عوامل تحميل كبيرة بأمان .
المواد والبناء
هيكل خشبي
استُخدمت في الطائرات القديمة عوارض خشبية تُصنع غالبًا من خشب التنوب أو الرماد الصلب . وقد جُرّبت أنواع مختلفة من العوارض الخشبية، مثل العوارض ذات المقطع الصندوقي، والعوارض الرقائقية المُثبّتة في قالب ، والملصقة بالضغط للحفاظ على زاوية الجناح . ولا تزال العوارض الخشبية تُستخدم في الطائرات الخفيفة مثل روبن DR400 وما شابهها. ومن عيوب العوارض الخشبية تأثرها بالظروف الجوية، الجافة والرطبة، والتهديدات البيولوجية مثل الإصابة بالحشرات الثاقبة للخشب والفطريات ؛ ولذلك، غالبًا ما تُفرض عمليات فحص دورية للحفاظ على صلاحية الطائرة للطيران . [ 4 ]
تتكون عوارض الجناح الخشبية ذات التركيب متعدد الأجزاء عادةً من أعضاء علوية وسفلية، تسمى أغطية العوارض ، وأعضاء خشبية رأسية، تُعرف باسم شبكات القص أو ببساطة الشبكات ، والتي تمتد على المسافة بين أغطية العوارض.
حتى في العصر الحديث، تستخدم الطائرات المقلدة المصنعة منزليًا، مثل طائرات سبيتفاير المقلدة، عوارض خشبية مصفحة. تُصنع هذه العوارض عادةً من خشب التنوب أو خشب التنوب دوغلاس (عن طريق التثبيت واللصق). يقوم عدد من المتحمسين ببناء طائرات سبيتفاير "مقلدة" قادرة على الطيران باستخدام مجموعة متنوعة من المحركات تتناسب مع حجم الطائرة. [ 5 ]
عوارض معدنية

يتكون العارضة المعدنية النموذجية في طائرات الطيران العام عادةً من شبكة عارضة من صفائح الألومنيوم ، مع أغطية عارضة على شكل حرف L أو T ملحومة أو مثبتة بمسامير في أعلى وأسفل الصفيحة لمنع انبعاجها تحت الأحمال المطبقة. قد تحتوي الطائرات الأكبر حجمًا التي تستخدم هذه الطريقة في بناء العارضة على أغطية عارضة محكمة الإغلاق لتوفير خزانات وقود مدمجة . وقد تم تحديد إجهاد عوارض الأجنحة المعدنية كعامل سببي في حوادث الطيران، وخاصة في الطائرات القديمة كما كان الحال مع رحلة الخطوط الجوية أوشن رقم 101 التابعة لشركة تشوك . [ 6 ]
عوارض معدنية أنبوبية
استخدمت طائرة يونكرز JI الألمانية ذات الهيكل المدرع للهجوم الأرضي ذات السطح غير المتساوي لعام 1917 شبكة متعددة الأنابيب من تصميم هوغو يونكرز تتكون من عدة عوارض جناح أنبوبية، موضوعة أسفل غطاء الجناح المصنوع من الديورالومين المموج ، مع ربط كل عارضة أنبوبية بالعارضة المجاورة بواسطة إطار فضائي من شرائح الديورالومين المثلثة - عادة على غرار تصميم وارن ترويس - مثبتة على العوارض، مما أدى إلى زيادة كبيرة في القوة الهيكلية في وقت كانت فيه معظم تصميمات الطائرات الأخرى تُبنى بالكامل تقريبًا بأجنحة ذات هيكل خشبي. تم محاكاة تصميم جناح يونكرز المعدني بالكامل المغطى بالصفائح المموجة / تصميم الجناح الأنبوبي المتعدد بعد الحرب العالمية الأولى من قبل مصمم الطيران الأمريكي ويليام ستاوت لسلسلة طائرات فورد ترايموتور التي تعود إلى عشرينيات القرن الماضي ، ومن قبل مصمم الفضاء الروسي أندريه توبوليف لطائرات مثل توبوليف ANT-2 لعام 1922، وصولاً إلى طائرة ماكسيم غوركي العملاقة آنذاك لعام 1934.
كان أحد جوانب تصميم جناح طائرة سوبرمارين سبيتفاير التي ساهمت بشكل كبير في نجاحها هو تصميم ذراع العارضة المبتكر، والمكون من خمسة أنابيب مربعة متحدة المركز تتداخل مع بعضها البعض. تم ربط اثنين من هذه الأذرع معًا بواسطة شبكة من سبيكة معدنية، مما أدى إلى تكوين عارضة رئيسية خفيفة الوزن وقوية للغاية. [ 7 ]
يُستخدم شكلٌ من أشكال طريقة بناء العارضة هذه أيضاً في طائرة BD-5 ، التي صممها وبناها جيم بيد في أوائل سبعينيات القرن العشرين. وكانت العارضة المستخدمة في طائرة BD-5 ومشاريع BD اللاحقة عبارة عن أنبوب ألومنيوم بقطر يبلغ حوالي 5.1 سم ، وموصولة عند جذر الجناح بأنبوب ألومنيوم ذي قطر داخلي أكبر بكثير لتوفير السلامة الهيكلية للجناح.
إنشاءات جيوديسية
في الطائرات مثل فيكرز ويلينغتون ، تم استخدام هيكل جناح جيوديسي ، والذي كان يتميز بخفة وزنه وقدرته على تحمل أضرار المعارك الشديدة مع فقدان جزئي فقط للقوة.
البناء المركب
تستخدم العديد من الطائرات الحديثة ألياف الكربون والكيفلار في تصنيعها، وتتراوح أحجامها من الطائرات التجارية الكبيرة إلى الطائرات الصغيرة المصنعة منزليًا . ومن الجدير بالذكر التطورات التي حققتها شركة سكيلد كومبوزيتس وشركتا تصنيع الطائرات الشراعية الألمانيتان شيمب-هيرث وشلايشر . [ 8 ] استخدمت هذه الشركات في البداية عوارض من الألياف الزجاجية الصلبة في تصاميمها، ولكنها تستخدم الآن ألياف الكربون في طائراتها الشراعية عالية الأداء، مثل طائرة ASG 29. وتتيح زيادة القوة وانخفاض الوزن، مقارنةً بالطائرات السابقة ذات العوارض المصنوعة من الألياف الزجاجية، حمل كمية أكبر من مياه التوازن . [ 9 ]
بناء متعدد العوارض
تُعتبر الطائرات التي تستخدم ثلاثة عوارض أو أكثر طائرات متعددة العوارض . يتيح استخدام عوارض متعددة قوة إجمالية مكافئة للجناح، ولكن باستخدام عوارض أصغر حجمًا، مما يسمح بدوره بجناح أو ذيل أرق (على حساب زيادة التعقيد وصعوبة تركيب معدات إضافية مثل خزانات الوقود والمدافع ورافعات الجنيحات ، إلخ). على الرغم من استخدام الأجنحة متعددة العوارض منذ ثلاثينيات القرن العشرين على الأقل (على سبيل المثال، طائرة كورتيس P-40 التي تعود إلى حقبة الحرب العالمية الثانية كانت تحتوي على 3 عوارض لكل جناح)، إلا أنها اكتسبت شعبية أكبر عندما تطلبت السرعة المتزايدة للطائرات المقاتلة أجنحة أرق لتقليل مقاومة الهواء عند السرعات العالية. استخدمت طائرة إف-104 ستارفايتر، التي تبلغ سرعتها ماخ 2، العديد من العوارض النحيلة للسماح بجناح ذي مقطع عرضي رقيق بشكل غير عادي؛ وتستخدم طائرة إف-16 فايتينغ فالكون تصميمًا مشابهًا. تستخدم طائرات أخرى مثل إف-4 فانتوم وإف -15 إيجل وغيرها 3 عوارض أو أكثر لتوفير قوة كافية في جناح رقيق نسبياً، وبالتالي فهي مؤهلة لتكون طائرات متعددة العوارض. [ 10 ]
عوارض زائفة
تُعدّ العوارض الكاذبة، مثل العوارض الرئيسية، عناصر هيكلية حاملة للأحمال تمتد على طول امتداد الطائرة ولكنها غير متصلة بجسم الطائرة. ويتمثل غرضها الأكثر شيوعًا في حمل الأسطح المتحركة، وخاصة الجنيحات . [ 11 ]
مراجع
ملحوظات
- ↑ ثوم 1988، ص 152.
- ↑ تايلور 1990، ص 72.
- ↑ تايلور 1990، ص 146.
- ↑ FAA 1988، ص 25.
- ↑ "شركة طائرات سبيتفاير - نموذج طبق الأصل بالحجم الكامل لطائرة سبيتفاير يمكنك بناؤه من مجموعة أدوات!!" spitfirebuilder.4t.com . مؤرشف من الأصل في 31 مايو 2012. تم الاطلاع عليه في 12 يونيو 2022 .
- ↑ تقرير المجلس الوطني لسلامة النقل - طائرة غرومان توربو مالارد، N2969، مؤرشف بتاريخ 10 سبتمبر 2008 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) ، تاريخ الاسترجاع: 1 فبراير 2009
- ↑ تايلور 1990، ص 80.
- ↑ تايلور 1990، ص 95.
- ↑ هاردي 1982، ص 86.
- ↑ "DatWiki.net - قاموس الطيران، مقدم من شركة Aviation Supplies and Academics, Inc." . www.datwiki.net . مؤرشف من الأصل بتاريخ 22 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 ديسمبر 2015 .
- ↑ كوما 2005 ص 265
فهرس
- إدارة الطيران الفيدرالية ، الأساليب والتقنيات والممارسات المقبولة - فحص وإصلاح الطائرات، AC43.13.1A، التغيير 3. وزارة النقل الأمريكية، مكتب الطباعة الحكومي الأمريكي، واشنطن العاصمة 1988.
- هاردي، مايكل. الطائرات الشراعية في العالم . لندن: إيان آلان، 1982. ISBN 0-7110-1152-4.
- كومار، بهارات (2005). قاموس مصور للطيران . نيويورك: ماكجرو هيل. ISBN 0-07-139606-3.
- تايلور، جون دبليو آر. أساطير الطيران ، لندن: يونيفرسال بوكس المحدودة، 1990. ISBN 0-9509620-1-5.
- ثوم، تريفور. دليل الطيار الجوي 4 - الطائرة - الجوانب الفنية . شروزبري، شروبشاير، إنجلترا. دار نشر إيرلايف المحدودة، 1988. ISBN 1-85310-017-X
روابط خارجية
- مكونات جناح الطائرة
