دینامیک پرواز

دینامیک پرواز

اسلاید 1: 1بسم الله الرحمن الرحيم

اسلاید 2: 2ديناميك پرواز Flight dynamicارائه كننده : عباس طربی

اسلاید 3: 3فهرست مطالبتاریخچه ساختمان هواپیماسطوح کنترلمحورهاي دوران هواپیما

اسلاید 4: 4تاريخچهمخترع هواپيما به معني امروزي را برادران رايت مي‌دانند ولي با توجه به کوشش‌هاي هم‌زمان ديگران، برخي اين نکته را قبول ندارند.لئوناردو داوينچي نابغه ايتاليايي طرح‌هاي زيادي براي وسايل پرنده (مثلاً هليکوپتر) از خود به‌جا گذاشته‌است.اوتو ليلينتال آلماني را اولين کسي مي‌دانند که توانست با بستن بال به خود پروازي کوتاه را انجام دهد ولي چهل سال قبل از او سر جرج کي‌لي انگليسي همين کار را با يک هواپيماي بي‌موتور ساخت خودش کرده بود.

اسلاید 5: 5تاريخچهاولين پرواز کنترل شده به نام برادران رايت ثبت است. آنها اين کار را در 17 دسامبر 1903 به طور آزمايشي انجام دادند و در سال 1905 هواپيماي آنان (پرندهٔ رايت 3) کاملا تحت کنترل بود و مي‌توانست به طور پايدار پرواز کند.برادران رايت بر اساس اطلاعات و مطالعاتی كه در مورد پرواز داشتند به ساخت بالها و طراحي هواپيما پرداختند. سپس يك تونل باد كوچك ساخته و اجزاي آيروديناميكي هواپيماي خود را كه از طراحي كاملا نوين و پيشرفته برخوردار بود، آزمايش كردند. و اولين پرواز قابل كنترل هواپيما را انجام دادند.

اسلاید 6: 6هواپیما Airplane تعریف: هواپیما عبارت است از یک وسیله پرنده سنگین تر از هوا که به انواع و اشکال و اندازه های مختلف طراحی و ساخته می شود و در موارد گوناگونی از قبیل حمل ونقل، باربری، تجسس، نیروهای نظامی، آموزشی، سمپاشی مورد استفاده قرار می گیرد. هواپیما شامل انواع نیروهای مکانیکی، نیوماتیکی،هیدرولیکی،الکتریکی، الکترونیکی وآئرودینامیکی بوده و از کلیه مواد موجود، الومینیوم، فولاد،تیتانیم و مواد کامپوزیتی، لاستیکی و پلاستیکی و چندین میلیون قطعه اعم از پیچ و مهره و واشر ساخته میشود.از نظر طرح و عملکرد دو دسته: بال ثابت و بال متحرک (هلي کوپتر) از نظرپیشرانش هواپيماها به دو دسته موتوردار و بي‌موتور (گلايدر) هواپيماهارا از نظر کاربرد دو دسته : هواپيماي نظامي و غيرنظامي.

اسلاید 7: 7مهندسي هوافضا Aerospace Engineering مهندسي هوا فضا: شاخه‌اي است از مهندسی که با طراحي هواپیما، فضاپیما، و مسائل و موضوعات وابسته به آن‌ها سر وکار دارد. اغلب اوقات، از آن به عنوان مهندسی هوانوردی ياد مي‌شود، خصوصا، زماني که فقط به هواپيما اشاره شود، و وقتي که فضاپيما مورد نظراست، به آن مهندسی فضایی گفته مي‌شود.مهندسی فضایی شاخه اي از هوافضا است که به بررسي پيشرانش، ايروديناميک، سازه و مکانيک پرواز حامل (موشک) و پرتابه (ماهواره) در فضا ميپردازد.

اسلاید 8: 8ساختمان هواپيما STRUCTURE قسمت های اصلی هواپیما:بدنه Fuselage بال Wingدم Empennage (Tail) پیشرانه (موتور-جلوبرنده)Power Plant ارابه فرود Landing Gear

اسلاید 9: 9ساختمان هواپيما

اسلاید 10: 10بال Wingاساسی ترین قسمت هواپیما در تأمین نیروی برا lifting force) (که باعث بلند شدن هواپیما از زمین و اوج گرفتن آن می شود، بالها میباشند. بالها وزن کلی هواپیما را در پرواز تحمل نموده و قسمت اعظم فشار ها و تکانهای شدید بر هواپیما ضمن پرواز را خنثی می نمایند. در بعضی از هواپیما ها بال دو قسمت دارد، بال راست و بال چپ و در تعدادی دیگر بال از سه قسمت بال راست و بال چپ و بال مرکزی تشکیل می شود.سطوح کنترل (CONTROL SURFACE)روی بال: شهپر Aileron: شهپرها (يکي از سطوح اصلي کنترل هواپيما) قطعات لولا شده به پشت بال هستند. آنها موجب مي شوند كه هواپيما بتواند حرکت غلتش Roll (گردش حول محور طولي) را انجام دهد.

اسلاید 11: 11بال Wingبالچه Flap: همچنين بسياري از هواپيماها بالچه هايي دارند که به هواپيما کمک مي کند تا براي برخاستن از زمين خيزشي رو به بالا انجام دهد و براي فرود سرعتش را کم کند. شکل بالها: بال ذوزنقه ای- بال مستطیلی–بال لوزی – بال مثلثی یا دلتا –بال پیکانی.

اسلاید 12: 12بال Wing

اسلاید 13: 13بدنه Fuselage بدنه: بدنه هواپیما قسمت اعظم ساختمان هواپیما را تشکیل می دهد و محلی مناسب برای جا سازی نصب و نگهداری بسیاری از دستگاه ها و قطعات هواپیما می باشد. بسته به نوع هواپیما (مسافربری- باربری-شکاری-سوخت رسان...) کابین خلبان و خدمه پروازی، کابین مسافران ،مخازن سوخت، مهمات و غیره در داخل بدنه هواپیما طراحی و قرار داده میشود.

اسلاید 14: 14بدنه Fuselage

اسلاید 15: 15بدنه Fuselage

اسلاید 16: 16بدنه Fuselage

اسلاید 17: 17دم Empennage (Tail)کلیه قسمت های عقب یا انتهای بدنه هواپیما به اضافه یک یا چند سکان عمودی یا افقی را دم  می گویند. وظیفه ی قسمت دم هواپیما) سکان های افقی و عمودی (ایجاد تعادل و ثبات هواپیما در پرواز و کمک در هدایت آن به سمت های راست ،چپ،پایین و بالا می باشد.دم عمودي (Vertical Tail) به هواپيما كمك مي كند كه به راست يا چپ بگردد. گردان Rudder: صفحه اصلي كنترل در گشت هواپيما (Yawگردش هواپيما حول محور عمودي)، يك صفحه  لولا شده به پشت دم عمودي است. دم افقی Horizontal Tail :به هواپيما كمك مي كند كه به سمت بالا یا پایین پرواز کند. تابان Elevator: صفحه اصلي کنترل در چرخش هواپيما Pitch (گردش هواپيما حول محور عرضي)-يك بالچه به نام تابان (سكان افقي متحرك) براي بالا رفتن يا پايين تر آمدن دماغه هواپيما - اين قطعه به بخش پايدار كننده افقي متصل شده است.

اسلاید 18: 18دم Empennage (Tail)

اسلاید 19: 19موتور(پيشرانه)Power Plant در موتورهاي ملخي به مجموعه ملخ و موتور مي گويند، ولي در موتورهاي جت به خود موتور مي گويند. در هواپيماها دو نوع موتور مورد استفاده قرار مي گيرد: موتورهاي پيستوني شبيه به موتورهاي خودرو هستند. نيروي ناشي از موتورها،ملخ ها را مي چرخاند كه هواپيما را ميان هوا حركت مي دهد.                            موتورهاي جت هوا را مي گيرند و آن را با سوخت مي سوزانند. اگزوز يا گازهاي موتورها، يك كشش رو به عقب عظيم ايجاد مي كند كه هواپيما را رو به جلو مي راند.

اسلاید 20: 20موتور(پيشرانه)Power Plant

اسلاید 21: 21ارابه فرود Landing Gearشامل چرخ ها و كمك فنرها ( Shuck Strut ) و ترمزها است .

اسلاید 22: 22ساختمان هواپيما

اسلاید 23: 23سطوح کنترل Control surface قطعات متحرکي هستند که مسير حرکت هواپيما را تنظيم مي‌کنند. سطوح کنترل اوليه هواپيما:شهپرها Aileronگردان Rudderبالابر (الويتور) Elevator توجه: ديگر سطوح کنترل مانند فلپ ها و اسلت... براي بهبود کنترل پرواز بکار ميروند.

اسلاید 24: 24سطوح کنترل Control surface

اسلاید 25: 25شهپر Aileron شهپرها سطوح کنترلي لولاداري هستند که به لبه فرار بال هواپيما متصل مي‌شوند. هدف شهپرها تنظيم غلت (Roll) هواپيماست. شهپر ها هميشه در جهت مخالف همدیگر حرکت ميکنند تا با ايجاد نيرو باعث چرخش هواپيما حول محور طولي شوند(شهپر پايين‌رو نيروي برآ هواپيما را افزايش مي‌دهد و شهپر بالارو از آن مي‌کاهد).با حرکت دسته فرمان (Control Column or a Control Yoke ) بسمت چپ يا راست، هواپيما حول محور طولي خود ميچرخد(غلتيدن Roll ).

اسلاید 26: 26شهپر Aileron

اسلاید 27: 27گردان (رادر) Rudder رادر سکاني است براي حرکت هواپيما حول محور عمودي( به سمت چپ و راست).با استفاده از پدال هاي زير پاي خلبان و انحراف رادر بسمت چپ و راست در هواپيما حرکت گشت (Yaw) ايجاد مي شود.

اسلاید 28: 28گردان (رادر) Rudder

اسلاید 29: 29بالابر(سکان افقي متحرک) Elevator براي ايجاد حرکت هواپيما به بالا و پايين هنگامي که سکان افقي به بالا (هر دو باه هم) مي رود باعث مي شود تا نيروي وارده را به بالا انتقال دهد و اين عمل انتهاي هواپيما را به پايين مي آورد.با حرکت دسته فرمان (Control Column or a Control Yoke ) بسمت جلو يا عقب، هواپيما حول محور عرضي خود ميچرخد(چرخش Pitch ).

اسلاید 30: 30بالابر(سکان افقي متحرک) Elevator

اسلاید 31: 31سطوح کنترل

اسلاید 32: قسمت های مختلف هواپیما

اسلاید 33: سطوح کنترل

اسلاید 34: 34محورهاي دوران Rotational Axis هواپيماي در حال پرواز مي تواند حول سه محور فرضي (x,y,z) با استفاده از سطوح کنترل، جهت و ارتفاع خود را تنظيم نمايد. اين حرکت در يک فضاي سه بعدي انجام مي گيرد. محور طولي (در امتداد طول هواپيما) محور عرضي (از سر يک بال تا سر بال)محور عمودي (عمود بر دو محور ديگر)

اسلاید 35: 35محورهاي اصلي هواپيما Airplane Principal Axis

اسلاید 36: 36محور طولي (غلت) Longitudinal Axis (Roll) اين محور خطي فرضي است که طول آن از نوک هواپيما تا انتهاي آن است.حرکت محور طولي در واقع همان رول (Roll) است و توسط شهپر ها که در لبه ي اتنهايي هر بال و به سمت عقب وجود دارند انجام مي گيرد. کنترل شهپر ها به‌وسيله دسته فرمان موجود در کابين انجام مي‌شود. عملکرد اين سکان به اين صورت است که مثلاً با کشيدن دسته به سمت راست صفحات انتهايي بال سمت راست بالا و صفحات انتهايي بال سمت چپ پايين مي‌رود. به اين ترتيب نيروي براي وارده بر بال سمت چپ بيشتر از بال سمت راست شده و باعث بالا آمدن بال سمت چپ و پايين رفتن بال راست مي‌شود.

اسلاید 37: 37محور طولي (غلت) Longitudinal Axis (Roll)

اسلاید 38: 38محور عمودي (گشت) (Yaw) Vertical Axisاين محور خطي فرضي است که بصورت عمودی از مرکزثقل هواپيما میگذرد.حرکت محور عمودی در واقع همان گشت (Yaw) است و توسط رادر انجام مي گيرد. کنترل رادر به‌ وسيله فشار روی دو پدال موجود در داخل کابين انجام مي‌شود. پدال سمت چپ جهت گردش هواپیما به سمت چپ و پدال سمت راست جهت گردش به راست استفاده می‌شود.

اسلاید 39: 39محور عمودي (گشت) (Yaw) Vertical Axis

اسلاید 40: 40محور عرضي(چرخش) Lateral Axis (Pitch)اين محور خطي فرضي است که در امتداد بالهای هواپيما میگذرد.حرکت محور عرضی در واقع همان چرخش (Pitch) است و توسط الویتور انجام مي گيرد. کنترل الویتور به‌ وسيله دسته فرمان موجود در کابين انجام مي‌شود. عملکرد اين سکان به اين صورت است که مثلاً با کشيدن دسته به سمت عقب، نوک هواپیما بسمت بالا و با هل دادن دسته به سمت جلو، نوک هواپیما بسمت پایین منحرف میشود.

اسلاید 41: 41محور عرضي(چرخش) Lateral Axis (Pitch)

اسلاید 42: 42محورهاي دوران Rotational Axis

اسلاید 43: 43پايان