مقاله در مورد هواپیما

موضوع : مقاله در مورد هواپیما

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

مقدمه:
از دیرباز که بشر آرزوی پرواز در آسمان ها را داشت ، به فکر طراحی بال های پرنده افتاد و همیشه فکر دیدن زمین از آسمان را در فکر خود می پروراند.
پس از ابداع اولین هواپیما توسط برادران رایت ، دیگر دانشمندان نیز به فکر ارتقاء و پیشرفت این نوع از صنعت افتادند و کم کم صنعت هواپیمایی رواج یافت.
با ورود نسل های جدیدی از انواع هواپیماها در خانواده صنعتی خود موجب شد که امروزه حرف اول حمل و نقل میان قاره ای را هواپیماها تعریف کنند.این امر سبب انگیزه برخی از مهندسان جهت افزایش سرعت هواپیما و تسریع در امور حمل و نقل شد.تا آنجا که با ورود نسل جدیدی از هواپیماها در کشور فرانسه ، توجه همگان را به خود جلب نمود.این هواپیما کنکورد نام داشت که سرعت آن حدود 2700 کیلومتر بر ساعت بود که علت اصلی افزایش سرعت آن در طراحی بال ها بود.
از طرفی دیگر می توان از هواپیمای جاسوسی سلطان آسمان نام برد که آن هم به دلیل طراحی خاص در بدنه و بال ها که در ادامه پروژه به تعریف آن پرداخته ایم ، نام برد.
هواپیمای کنکورد چندین سال پیش به علت نقص فنی بر روی باند فرودگاه آتش گرفت و منجر به سقوط آن شد.این هواپیما برای همیشه تنها اسم خود را در کتاب ها جای گذاشت و با همگان خداحافظی کرد.بعد از آن بسیاری از خواستاران مسافرت با هواپیما ، از مسافرت با این وسیله حمل و نقل ، کناره گرفتند اما هنوز شماره بسیاری از افراد که با هواپیما مسافرت می کنند به چشم می خورد.زیرا زمان صرفه جویی شده و از اتلاف آن جلوگیری می شود از این رو ما به طراحی نوینی از هواپیما پرداخته ایم که هم خواستاران زیادی را در نوع خود خواهد داشت و هم باعث افزایش سرعت می شود.
امید است توانسته باشیم گامی مؤثر در اجرای این طرح و کمک به امر حمل و نقل برداشته باشیم.  
تاریخچه پرواز:
انديشه پرواز به آسمان ها و رهائي از زمين از دير باز در مخيله آدمي وجود داشته است . در افسانه ها اساطيريونان و روايات بسيار باستاني اين آرزوي ديرين بشر به خوبي مشاهده مي شود . در كتاب ها آمده است كه يكي ازامپراتوران باستاني چين اژدهاي بزرگي از پارچه مخصوص ساخت و درون آن را از دود گرم پر كرد و در برار چشمانمتحير رعاياي خويش اژدها را به آسمان فرستاد .
بطور كلي در تاريخ هر كشور نظاير اقدام اين امپراتور چيني مشاهده مي شود .شايد نخستين كسي كه عملاً در اين راه كوشش مثبتي كرد و امكان پرواز را بوسيله بال هاي مصنوعي و يا اسباب و ادوات مكانيكي ثابت نمود « لئوناردو داوينچي » بود .
لئوناردو داوينچي نقاش ، مجسمه ساز ، فيزيكدان ، فيلسوف ، طبيب و دانشمند ايتاليايي نيازي به معرفي ندارد . وي زماني مدعي شد كه توسط بالهاي متحرك مصنوعي مي توان مانند مرغان در آسمان پرواز كرد و يا لااقل از مكانهاي مرتفع به آساني و بي خطر فرود آمد . انديشه وي را يارانش به باد مسخره گرفتند ولي او پس از مدتي آزمايش موفق شد دستگاه كوچكي بسازد كه مركب از دو بال يك بدنه و يك سكان بود ، لئوناردو دستگاه خود را از مكان مرتفعي به پائين رها نمود . اين دستگاه كه در حقيقت پدر بزرگ هواپيماهاي امروزي است پس از طي خط سير طولاني به آرامي روي زمين نشست .
چندي بعد لئوناردو در سال 1500 دستگاه خود را كاملتر نمود بدين معني كه بوسيله يك فنر كه حركات ملايمي به بالهاي دستگاه اختراعي مي داد موفق شد آن را مدت بيشتري در هوا نگاه دارد ، ولي البته كسي با آن پرواز نكرد و اطرافيانش دستگاه را خرد كرده استاد را رنجيده خاطر ساختند و ار ادامه اين كار منصرف كردند .
اگر چه لئوناردو كار خود را ادامه نداد ولي پس از وي ديگران طرح او را دنبال كردند . عده زيادي از افراد جسور اظهار مي داشتند :
چگونه پرندگان با بالهاي خود در هوا پرواز مي كنند و به زمين سقوط نمي كنند ؛ ما نيز مي توانيم با تعبيه دستگاهي شبيه بال پرندگان و يا بادبادك لئوناردو در هوا سر بخوريم . بالهاي دستگاه مي تواند ما را روي هوا نگاه دارد .
در سال 1678 م بينه فرانسوي با تعقيب فكر لئوناردو دستگاه ديگري ساخت كه بالهايش توسط انسان حركت مي كرد . وي در اين كار يعني پرواز موفق نشد .
در 1784 م بين ونو فرانسوي دستگاهي ساخت كه بالهايش شبيه پروانه يا فرفره بود . اين دستگاه نيز مي توانست مدت زيادي در هوا بماند و سقوط نكند .
در سال 1843 م هنسون آلماني دستگاهي ساخت كه داراي دو بال بسيار بزرگ ، يك سكان و اتاقك كوچك براي حمل انسان بود . اين دستگاه نسبتاً كاملتر از دستگاهاي قبلي بود مي توانست كم و بيش مانند هواپيماهاي بي موتور عمل كند . بدين ترتيب كه آن را با زحمت فراواني آن را به مكان مرتفعي مي بردند و هنگام وزيدن باد مناسب آن را به سوي جلو پرتاب مي كردند . دستگاه سبك حتي با داشتن يك سرنشين در هوا چرخ مي زد و به آرامي بر روي زمين مي نشست .
موفقيت هنسن در اين راه توجه عده زيادي از محققين را جلب كرد و از اين تاريخ به بعد متوجه شدند كه ممكن است دستگاه كاملي تعبيه كرد كه از مكانهاي مرتفع در فضا رها شود و مانند پرندگان بر روي هوا بلغزد بدون آنكه سقوط آني در پي داشته باشد ولي ماندن در هوا و ادامه پرواز مشكل بزرگي بود كه حل آن به نظر هيچ كس نمي رسيد . از سوي ديگر همين اختراع تكميل شده هنسن نيز معايب فراواني داشت و ديگران كه كار وي را تقليد كردند فداي بلند پروازي خود شدند ، سقوط كردند و جان شيرين از دست دادند .
در حقيقت علت ادامه نداشتن پرواز اين بادبادكه در هوا يكي سنگين آن بود ديگر آن كه محور ثقل دستگاه كامل نبود و به همين علت آن طوري كه پرندگان مي توانند پرواز آزاد داشته باشند دستگاه اختراعي نمي توانست اين كار را انجام دهد .
رفته رفته محققين دريافتند كه براي اين بادبادكها يا هواپيماهاي بي موتور لازم است محور ثقل ترتيب داد . محور ثقل هواپيما كه براي هر دانش آموز روشن است شايد بسياري از افراد عادي اجتماع نيز آن را مي دانند در زير بالها واقع شده است اما يافتن آن براي جويندگان بيش از 70 سال به طول انجاميد .
پس از هنسون پنو فرانسوي در سال 1871 م هواپيماي ديگري ساخت كه بسيلر سبك بود و مدتها مي توانست در هوا باقي بماند.
پس از پنو افراد ديگري در كشور هاي مختلف دست به تكميل اين اختراع زدند تا آنكه سرانجام در سال 1801 م ليليان تال انگليسي موفق شد بال پرنده بسازد . اين بال پرنده كه شبيه بال خفاش بزرگ بود مي توانست يك سرنشين با خود حمل كند و مدت زيادي در فضا باقي بماند . جنس اين بال ها از ابرشيم و فمق العاده سبك و محكم بود و محور ثقل آن نيز كم و بيش در محل مناسبي تعبيه شده بود . اختراع ليليان تال با آنكه موفقيت آميز بود ولي سرانجام به علت نقص فني كوچك مخترع خود را به هلاكت رسانيد .
پس از ليليان تال مخترعين ديگري سال ها در اين راه آزمايش كردند تا سرانجام در سال 1896 م شانو فرانسوي موفق شد يك هواپيماي بي موتور كاملي اختراع كند . اين هواپيماي بي موتور داراي دو بال ، يك سكان متحرك و يك محور ثقل صحيح بود و سرنشين آن مي توانست با خيال راحت در آن بنشيند و از مكان بسيار مرتفعي در هوا رها شود و به ميل خود سكان را حركت داده به سير هواپيما تغيير جهت دهد و به همين نحو وزش باد نامناسب را كنترل كند . اين هواپيما در حقيقت پدر هواپيماهاي موتوري دو پله است . جنس آن از ابريشم و آلومينيوم و چوب هاي فوق العاده سبك و محكم بود .
از اين به بعد اختراع بي موتور تكميل شد و بر دانشمندان و مردم عادي محقق شد كه با ساختن يك دستگاه سبك و وسيع كه سطح بسلر زيادي را در فضا اشغال كند مي توان تا مدتي در فضا باقي بود و يك انسان نيز همان طوري كه پرندگان مي توانند در پرواز آزاد بدون حركت دادن بالهاي خود در فضا باقي بمانند ، مي توان در آسمانها بدون اينكه سقوط كند .
فهرست مطالب
مقدمه:    1
تاریخچه پرواز:    2
دینامیک حرکت :(MOtion Dynamics)    9
عوامل مؤثر بر حرکت:    10
تقسیم بندی انواع وسائل پرنده:    10
آیرودینامیک پرواز:    10
نیروی آیرودینامیکی:    11
نیروی برا :(LIFT)    11
که در این فرمول :    12
نیروی برآر هواپیما L    12
چگالی هوا ρ    12
سرعت پرواز هواپیما V ا    12
مساحت بال و S    12
ضریب بردار است.(4) CL    12
نیروی وزن :(WEIGHT)    12
نیروی رانش :(THRUST)    12
نیروی پسا :(DRAG)    13
تمام موارد فوق ( نیرو ها ) در شکل زیر به نمایش گذاشته شده اند.    13
اصل برنولی:    14
تئوری اصل برنولی:    14
اساس فیزیکی اصل برنولی :    14
بیان ریاضی اصل برنولی:    15
اجزا هواپیما:    16
کليات بال پرنده    17
آيروديناميک:    17
بالهای رو به جلو، انقلابی در طراحی بال :    18
هواپیمای X-29 طرح نامعمول بال رو به جلو    18
هواپیمای X-29 شماره دو در زاویه حمله بسیار بالا    19
هواپیمای X-29 شماره دو در پارکینگ مرکز دریدن    20
پايداری و کنترل:    22
انواع هواپیما از نظر نوع بال:    23
برآافزا:    24
شهپر:    25
پیش بال :    25
انواع هواپیما از نظر دارا بودن سرنشین    25
انواع هواپیما از نظر چگالی    26
انواع هواپیمای مانوری    26
انواع هواپیمای نظامی (Military Aircraft)    26
انواع هواپیما از نظر مکانیزم پرواز    28
انواع هواپیماها از نظر نوع موتور (Power Plant)    28
اثرات تلاطم هوا بر هواپیما    31
تلاطم :TurbulEnce    31
اثرات تلاطم هوا بر هواپیما :    31
واکنش هواپیما به تلاطم AIRCRAFT RESPONSE TO TURBULENCE    31
خطرات تلاطم هواپیما THE HAZARDS OF AIRCRAFT TURBULENCE    32
منابع انرژی تلاطمی SOURCES OF TURBULENT ENERGY    33
پایداری و تعادل در پرواز:    38
پایداری استاتیک :    39
انواع سیستم های كنترل موشک ها:    40
پایداری دینامیک :    49
کنترل هواپیما:    49
تایگا دیزاین:    52
سیستم های کنترل پرواز:    53
تاريخچه پيشرفت طراحی جنگنده ها:    55
هدف از طراحی هواپیمای جنگنده:    58
سازه هواپیماهای جنگی:    61
مشخصات ویژه:    64
پروژه طراحی و ساخت سلطان آسمان:    65
راز بال های پرنده و افسانه هواپیمای B-2    68
سوخو 47، عقاب طلایی آزمایشی روسی:    70
نتیجه گیری:    72