آشنایی با نحوه پرواز هواپیما

چگونگی پرواز هواپیما

نحوه پرواز هواپیما موضوعی است که می‌خواهیم درباره‌اش صحبت کنیم. در درجه اول، بر روی بال‌های هواپیما و زیر بال‌ها، اختلاف فشار هوا نیرویی به نام برآ را ایجاد می‌کند و با مقابله با نیروی وزن، هواپیما می‌تواند پرواز کند.

پرواز هواپیما اصلاً ساده نیست. در حقیقت، این فرآیند آن‌قدر پیچیده است که فقط چند کشور توانسته‌اند به صنعت هواپیماسازی به معنای واقعی کلمه ورود کنند. اما می‌توان به‌طور کلی توضیح داد که چگونه این پرنده آهنی از زمین بلند می‌شود، در آسمان معلق می‌ماند و دوباره به زمین فرود می‌آید.

به‌طور کلی، برای راه‌اندازی سیستم‌ها و اجزای هواپیما از سه منبع انرژی استفاده می‌شود: باتری، انرژی مکانیکی که از سوخت به‌دست می‌آید و نیروی باد یا پنوماتیکی.

از باتری فقط برای روشن کردن برخی از سیستم‌های داخل کابین استفاده می‌شود، زیرا جریان و ولتاژ آن کم است و در مواقع اضطراری نیز می‌توان به‌مدت کمی از آن برای نگه‌داشتن سیستم‌های حیاتی استفاده کرد.

احتراق سوخت اصلی‌ترین عامل حرکت هواپیما است. این فرآیند نیز نیازمند برق است که در هواپیماهای بزرگ و بسیاری از هواپیماهای امروزی، توسط ژنراتورها و آلترناتورها تولید می‌شود که با حرکت یک هادی در میدان الکتریکی انجام می‌شود.

این حرکت اولیه نیاز به شتاب و سرعت بالا دارد تا تیغه‌های موتور و در نهایت شفت اصلی آن را به حرکت درآورد. نیروی باد، که به آن پنوماتیکی می‌گویند، این شتاب را فراهم می‌کند.

نیروی باد توسط یک کمپرسور خارجی به تیغه‌های موتور برخورد می‌کند و آن‌ها را به سرعت می‌چرخاند. تیغه‌ها بر روی شفت قرار دارند و شفت به سیستم (Constant Speed Drive) CSD وصل است و در نهایت به یک ژنراتور متصل می‌شود.

CSD باعث می‌شود دور موتور بر روی RPM6000 ثابت بماند و فرکانس حدوداً Hz400 را برای هواپیما ایجاد کند.

با شروع کار ژنراتور و تولید برق با فرکانس بالا و همزمان با فعال شدن سیستم سوخت‌رسانی و جرقه حاصل از برق، موتور هواپیما روشن می‌شود و هوا را از جلو مکش کرده و هواپیما را به جلو حرکت می‌دهد.

این فرآیند با سرعت بالا و به‌صورت مداوم اتفاق می‌افتد و باعث پایداری عملکرد هواپیما می‌شود.

در نحوه پرواز هواپیما قابل ذکر است که درون موتور، دو کمپرسور وجود دارد که یکی پرفشار و دیگری کم‌فشار است. این کمپرسورها هوای بیرون را وارد موتور کرده و با سوخت ترکیب کرده و گاز داغ حاصل از احتراق را با فشار بالا از عقب خارج می‌کنند و هواپیما را به جلو می‌رانند.

خلبان با افزایش مقدار سوخت ورودی به محفظه احتراق، سرعت هواپیما را افزایش می‌دهد و در نهایت به سرعت تقریبی 250 کیلومتر در ساعت می‌رسد. در این لحظه با تغییر حالت فلاپ‌ها و حرکت هوا در زیر آن‌ها، هواپیما از زمین بلند شده و به پرواز درمی‌آید.

خلبان باید دقت کند که زاویه اوج‌گیری بیش از 30 درجه نشود تا هواپیما به حالت واماندگی (Stall) نرسد. این حالت با افزایش ارتفاع تدریجی ادامه می‌یابد تا هواپیما به ارتفاع مورد نظر برسد و به حالت کروز (پرواز افقی) درآید.

خلبان برای بالا یا پایین کردن دماغه هواپیما از استابیلایزرهای افقی در انتهای دم استفاده می‌کند. همچنین برای کج کردن هواپیما به راست و چپ (Banking) دور محور افقی، خلبان از الوران‌ها که در دو طرف بال‌ها هستند، استفاده می‌کند.

برای منحرف کردن سر هواپیما به راست و چپ (دور محور عمودی)، خلبان از رادِر (Rudder) که بر روی دم قرار دارد و به‌صورت یک تیغه عمودی است، استفاده می‌کند.

در طول پرواز، این حرکات پیچیده معمولاً به‌صورت خودکار انجام می‌شود، اما اگر خلبان بخواهد به‌طور دستی هواپیما را هدایت کند، باید رادِر را با پدال کنترل کرده و الوران‌ها و استابیلایزرها را با استیک (دسته خلبانی) تنظیم کند.

“`html

کنترل کردن یک هواپیما در حرکات پیچیده کار سختی است، زیرا همزمانی مسائل مختلف بسیار دشوار است.

برای فرود آمدن و کم کردن سرعت، خلبان می‌تواند کمی از سوخت را به موتور نرساند، اما اگر خیلی سوخت را کم کند، موتور از کار می‌افتد.

برای مقابله با سرعت و باد، خلبان وضعیت فلاپ‌ها را تغییر می‌دهد. همچنین، خلبان موتور را روی حالت معکوس (Reverse) قرار می‌دهد.

در این حالت، پوسته موتور باز می‌شود تا هم دما کاهش یابد و هم هوای خروجی خارج شود. این کار باعث می‌شود هواپیما هنگام فرود سر و صدای زیادی تولید کند.

در هواپیماهایی که موتورشان در انتها و بر روی دم است، دریچه‌ای در انتهای موتور وجود دارد که متحرک است. خلبان با بستن این دریچه باعث می‌شود گازهای خروجی به سمت جلو برگردند و سرعت هواپیما کم شود. بعد از آن، هواپیما بر روی باند حرکت کرده و با استفاده از ترمز چرخ‌ها متوقف می‌شود.

در نحوه‌ی پرواز هواپیما، باید گفت که چرخ‌های هواپیما دارای سیستم الکترونیکی ضد سرخوردن (Anti Skid) هستند. این سیستم باعث می‌شود که تمامی چرخ‌ها با یک سرعت بچرخند و هواپیما به سمتی منحرف نشود.

هواپیما تا ارتفاع مشخصی می‌تواند بالا برود. در یک زاویه خاص در زمان اوج‌گیری، هوا به آرامی دور بال‌ها جریان نمی‌یابد و این می‌تواند باعث کاهش ارتفاع گرفتن هواپیما به علت افزایش نیروی کشش شود. نهایتاً، در یک ارتفاع خاص، هواپیما به نوعی متوقف می‌شود.