همه چیز درباره هوا فضا (هوا فضا چیست؟)

~PARLA~ · 31/7/20

آیرودینامیک هواپیمای جنگنده

در مقایسه با دو باله ها، هواپیماهای یک باله احساس امنیت کمتری را در
خلبان ایجاد میکرد. مقامات بریتانیا نیز به دلیل درک غلط از چند مورد
سقوط یک باله ها، توجه بسیار کمی نسبت به این نوع پیکربندی داشتند.

برادران رایت برای هواپیمای خود از ترکیب دو باله استفاده کردند با این استدلال که به ازای اندازة ثابت هواپیما، دو برابر سطح بال را به دست میآوردند. ولی در عمل، تداخلات آیرودینامیک بین بالها مقدار «برا» را به کمتر از دو برابر میرساند. با این حال از سال 1912 طراحان به استفاده از ترکیب بندی دوباله تمایل زیادی داشتند، چون این ترکیب نسبت به پیکربندی یک باله دارای «برّا»ی بیشتر و پیکربندی جمع وجورتر و همچنین نسبت استحکام به وزن سازه آن بیشتر بود. در آن زمان به سطح مقطع بال (ایرفویل) اهمیت کمی داده می شد. در بریتانیا مقامات نسبت به پیکربندی یک باله (به دلیل عدم درک صحیح از علل سقوط چند فروند هواپیمای یک باله نظر خوبی نداشتند). برای اولین بار یک آلمان استفادة عملی از این ایده را ممکن قلمداد نمی کرد ولی تمام مدارک مربوط به این نظریه را محرمانه اعلام کرد.

« آلبرت بتز»(A.Betz)سوئیسی در سال 1929 طی تحقیقاتی نشان داد که زاویة پس گرد بال باعث به تأخیر افتادن اثر تراکم هوا(Compressibiliy)در سرعتهای میان صوت(transonic Speed)و مافوق صوت(Super Sonic Speed)می شود. از سال 1940 تعدادی از هواپیماهای آلمانی با بال پس گرد وارد صحنه شدند که مشهورترین این هواپیماها، جنگندة مسراشمیت 163 کامت«Messerscmitt Me-163Komet)بود. این جنگنده بدون دم دارای موتور موشکی بود که سرعتی نزدیک به سرعت صوت به آن میداد. البته زاویه پسگرد بال در این جنگنده نه به دلیل محسنات آیرودینامیک آن، بلکه به منظور به دست آوردن فاصله لازمه بین مرکز آیرودینامیکی هواپیما(Aerodynamic Centre)و مرکز ثقل(Centre of Gravity)آن مورد توجه قرار گرفته بود. از سوی دیگر زاویة پسگرد بال، طول بازوی گشتاور(Moment Arm)سطوح فرمان را در لبة فرار بال افزایش میداد. پس چنین به نظر می رسد که فواید آیرودینامیک زاویه پسگرد بال کاملاً تصادفی به دست آمده اند.

در دهة1950 خواص زاویة متغیر بال در امریکا مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از دو هواپیما استفاده شد. هواپیمای اول X-5 ساخت کارخانة بِل بود که منشاء آلمانی داشت و هواپیمای دوم به نامXF10F-1 ، طراحی و ساخت شرکت «گرومن»(Gramman Corp)بود. در انگلستان ، محقق معروف «بارنز والیس»(Barnes Walles)از شرکت ویکرز آرمسترانگ«Vickers-Armstrong)طرحهایی برای بال متغیر ارائه کرد و حتی تا مرحلة آزمایش در تونل باد و پرواز آزاد نیز رساند، اما در آن مرحله متوقف شد.

هواپیمای آزمایشی Bell X-5 که کپی از پروژههای آلمانی زمان جنگ بود.

انجمن رمان 98
انجمن رمان 98 | برترین انجمن رمان نویسی
رمان 98

~PARLA~ · 31/7/20

جنگنده ها

مقدمه

امروزه، صنعت هوا-فضا جزء صنایع کلیدی بوده و طبیعت دو منظوره ای را داراست. از یک سو توان کاربری بازرگانی آن و از سوی دیگر کاربری نظامی باعث گشته اند که این صنعت به انحصار دچار و منافع اقتصادی/دفاعی حاصل از آن تنها به چند کشور پیشرفته عموما غربی منحصر گردد. اگر چه این قدرتها در فرآیند انحصاری سازی صنعت هوا-فضا بسیار با قدرت و تدبیر عمل کرده اند ولی باید اذعان داشت کشورهای دیگر در ناکامی های خود مقصر بوده اند.
یکی از مسائل اساسی در عدم گسترش صنعت هوا-فضا در سایر نقاط جهان و از جمله در کشور ما، نبود بسـ*ـتر فرهنگی این صنعت میباشد. به عنوان یک قانون کلی دانش آموزان ما تا مقطع دانشگاه برخورد بسیار سطحی با فیزیک پرواز داشته و دسترسی به اطلاعات بسیار کمی در مورد روند تکامل صنعت هوا-فضا در طول تاریخ آن دارند. تداوم این مسئله در سطح دانشگاه نیز باعث کندی جذب اطلاعات توسط دانشجویان گشته و امکان بکارگیری عملی یافته های علمی را پایین میآورد.

طراحی جنگنده

سازه جنگنده

ثبات و پایداری پرواز جنگنده

آیرودینامیک جنگنده

اویونیک جنگنده

پنهانکاری

پیشرانه هواپیما

سیستم ها

طراحی هواپیمای جنگنده

مقدمه
هواپیماهای جنگنده از بدو تولدشان در جنگ جهانی اوّل تاکنون از نظر شکل ظاهری تنوع زیادی یافته‌اند. در جریان این تغییرات نقاط عطف بسیاری وجود داشت. برای مثال می‌توان از اختراع رادارهای قابل حمل توسط جنگنده‌ها نام برد. از سوی دیگر ، نوع تهدیدها نیز تغییر یافته است. برای مدتهای مدید هواپیماهای بمب افکن سریع در ارتفاع بالا تهدید اصلی به شمار می‌آمدند، امّا بعدها این تهدیدها به هواپیماهای ضربتی (Attack Aircraft) نفوذ کننده در ارتفاع بسیار پایین تغییر یافت. در اوایل جنگ جهانی اول ، از هواپیما بیشتر برای مقاصد اکتشافی استفاده می‌شد، به همین دلیل به آنها پیشاهنگ (Scouts) می‌گفتند.

هدف از طراحی هواپیمای جنگنده
اکتشاف و تجسس هوایی برای فرماندهان آن زمان نه تنها یک قابلیّت غیر ضروری نبود، بلکه یک نیاز حیاتی به شمار می‌آمد. به همین دلیل یک سیستم کاملا منسجم ایجاد شد که کارش تعیین هدف ، استفاده از هواپیما برای عسکبرداری هوایی ، ظهور و تفسیر عکسها و فرستادن آنها به فرماندهی بود. در اوایل جنگ اوّل جهانی ، درگیری هوایی بسیار کم اتفاق می‌افتاد.

در زمان وقوع درگیری نیز نتیجه آن به تاکتیکهای اعمال شده در آغاز درگیری بستگی داشت. چندی بعد که کارایی (Performance) هواپیماها افزایش یافت، خلبانان از تواناییهای هواپیمای خود به نحو احسن استفاده کردند. به این ترتیب که روی هواپیمای دو نفره اکتشافی مسلسل سوار کرده و خلبانان هواپیماهای یک نفره پیشاهنگ را به تفنگ مجهز کردند. همچنین تاکتیکهای درگیریهای هوایی نیز بصورت طبیعی فرا گرفته شد. اولین هواپیمایی که برای جنگ هوایی طراحی شده بود، هواپیمای یک باله فوکر E - III بود.

بدون شک اولین هواپیمای جنگنده طراحی شده در جهان فوکر E - III است که در سال 1915 با استفاده از تیربار شلیک کننده از میان دیسک ملخ و قابلیت مانور بالا زندگی را برای خلبانان متفقین بسیار مشکل کرده بود. عکس فوق آس نبردهای هوایی آلمان ستوان ایمل مان را با هواپیمای معروف او نشان می‌دهد. این هواپیما به مسلسلی مجهز بود که از میان دایر ملخ شلیک میکرد با اختراع موتور جت و استفاده از آن در جنگنده‌ها ، ارتفاع یک نقش اساسی در زمان گشتزنی (Cruise) و در نتیجه بُرد عملیاتی (Range capability) پیدا کرد. سقف پرواز (CruiseAltitude) به یکبار جهش10000تا15000 پایی نمود و به همین نسبت سرعت نیز به مقدار Km/h 187 (100 نات) افزایش یافت. افزایش سرعت و ارتفاع بیش از این مقدار، نیازمند کارایی بالاتر موتورهای جت بود.

وظیفه طراح ، لزوما ابداع یک طرح کاملا جدید نیست، بلکه ابتدا ، او باید مشخص کند که جنگنده کنونی تا چه حد و در چه زمینهای کفایت لازم را ندارد و ثانیا ایده‌های جدید و تکنولوژیهای در دسترس تا چه اندازه‌ای به بهبودی وضع کمک می‌کنند. با کاهش بودجه‌های دفاعی در سطح جهان و عدم اطمینان نسبت به تهدیدهای آینده ، یک طرح جدید باید توان تطبیق با تسلیحات جدید و امکانات آینده را داشته باشد.

انواع هواپیمای نظامی (Military Aircraft)

هواپیمای بمب افکن
هواپیمای رهگیر
هواپیمای جنگنده
هواپیمای شکاری
هواپیمای حمل و نقل نظامی
هواپیمای شناسایی و جاسوسی
هواپیمای مخفی از دید رادار (استیلت)
هواپیمای سوخت رسان
هواپیمای پشتیبانی نزدیک
هواپیمای گشت
هواپیمای آموزشی نظامی
هواپیمای ضد زیر دریایی
هواپیمای هشدار سریع
هواپیمای فرماندهی هوایی
هواپیمای مخابراتی
هواپیمای سیبل (هدف)
هواپیمای ضد شورش
هواپیمای دیده بانی
هواپیمای مراقبت دریایی
هواپیمای آزمایشی
هواپیمای ضد کشتی
هواپیمای ضد تانک
هواپیمای دفاع هوایی

در هر مرحله از طراحی یک هواپیما ، تأکید و تمرکز اساسی بر نقش عملیاتی جنگنده می‌باشد. درک این مطلب بسیار مهم است که طراحی یک هواپیما به نسبت عمر و هزینه کلی آن ، با صرف مدت زمان کمتر حداکثر تأثیر را بر هزینه چرخه حیات جنگنده (Life Cycle cost) دارد. طراحی هواپیما کار ساده ای نیست. یک طراحی موفق ، مستلزم کار تیمی بین مهندسان، دانشمندان و ریاضیدانان است که پشتوانه وسیعی از تجربیات در زمینه‌های پیشرانه‌ها ، سازه ، کنترل پرواز ، مواد ، الکترونیک ، کارایی پرواز و عملیات ، عوامل انسانی ، وزن و توازن ، تولید و هزینه‌ها را داشته باشند.

کارایی بالای جنگنده‌های مدرن ، به دنبال خود مسائل عدیده دیگری را برای طراحان بوجود آورد. مثل خروج ایمن از هواپیما در سرعت بالا و ارتفاع پائین. این عکس یک آزمایش از صندلی پران ساخت شرکت مارتین بیکر را نشان می‌دهد.

انجمن رمان 98
انجمن رمان 98 | برترین انجمن رمان نویسی
رمان 98

~PARLA~ · 31/7/20

سازه هواپیمای جنگنده

مشخصة اصلی انتخاب یک ماده در سازه هواپیما، نسبت بار قابل حمل به ابعاد آن میباشد. هواپیماهای اولیه نسبت به اندازة خود سرعت پائینی داشتند و بار روی سازه آنها نیز به نسبتا کم بود. متوسط بار روی بال(W/S) این هواپیماها در حدود Kg / m2 25 الی Kg / m220 بود. در این صورت منطق حکم میکرد که در سازة مربوطه، بار فشاری(Compression Load)را روی چند قطعه میلهای شکل وارد کرده و از سوی دیگر بار کششی(Tension)را در سیمها و پارچه روکش پخش نمایند.
این نوع سازه سبکترین و ارزانترین بود و انواع دیگر سنگینتر و گرانتر بودند. مقایسة ابعاد واندازه های جنگنده های اولیه با جنگنده های مدرن امروزی نشان میدهد که تفاوت چندانی بین این دو نسل متفاوت وجود ندارد، ولی وزن جنگنده های اولیه بسیار کمتر بود (وزن سازه هواپیمای تمام فلزی، ده برابر جنگنده چوبی ـ پارچهای قدیمی میباشد). با توجه به قدرت موتورهای آن زمان، سازه روکش پارچهای روی اسکلت چوبی که توسط سیم محکم شده بود، تنها سازه ای بود که می شد انتظار پرواز از آن داشت. جنگنده های دو باله آن زمان از موادی مثل: چوب، سیم فولادی و پارچه جهت روکش کاری ساخته میشدند که این مواد سبک، ارزان و سهل العمل بودند.

روش معمول و تجربی اندازه گیری بار قابل تحمل توسط سازه، به این صورت بوده که شن و یا سرب روی سازه بال هواپیمایی که روی سکو وارونه شده بود، اعمال میشد. با شکست بال مشخص میشد که سازه تحمل چه مقدار بار را دارد. با افزایش سرعت در هواپیماهای جدیدتر، بار روی سازه نیز افزایش یافته و سازه مستحکمتری میبایست مدّنظر قرار میگرفت. طراحان سعی میکردند که اعضای باربر سازه را در نزدیکی سطوح آیرودینامیکی و مناطقی که تنش به نسبت بالا بود، قرار دهند. سطح فوقانی بال یک هواپیما، معمولاً در معرض بار فشاری و سطح تحتانی در معرض بال کششی است و در میان این محدوده یک محور خنثی(Neutral Axis) (تار خنثی) وجود دارد که بهترین محل جهت ایجاد دایره های سبک کننده(Lightening holes)میباشد. تغییر روش ساخت به صورت هواپیمای تمام فلزی برای اولین بار در آلمان و از سال1914 آغاز گشت. اسحاق نیوتن بر میلیمتر مربع، بر طراحان پوشیده نبود ولی روشهای استفادة عملی از آن در دسترس نبود.
با تغییر مادة اصلی به کاررفته در سازه هواپیما از چوب به فلز، روشهای ساخت و مونتاژ نیز باید تغییر میکرد. روش بسیار موفق تولید که از دهة1930رواج یافت بر مبنای ساخت قطعات مختلف(Split construction) (بال، بدنه، موتور و…) توسط شرکت سازنده و یا پیمانکاران دیگر ومونتاژ آنها در یک خط تولید اصلی بود که بسیار کارآمدانه بود. تغییر عمده دیگری که در این مدت صورت گرفت، جایگزینی پرچ خزانهای(Flush rivet)به جای پرچ سرگرد(Dimple rivet)بود. در50 سال گذشته، اندازه و وزن جنگنده ها افزایش بسیاری یافته است. با بزرگتر شدن جنگنده ها تصور می شد که موقعیتی برای بهبود کیفی طراحی سازه به وجود آید. در همین راستا، انتظار میرفت که با پیشرفت فن آوریهای دخیل در طراحی و ساخت، نسبت وزن سازه به حداکثر وزن در هنگام برخاستن نیز کاهش یابد، امـّا این انتظار برآورده نشد در جنگنده های جنگ جهانی دوم، نسبت وزن سازه به حداکثروزن در هنگام برخاستن (Maximum Take-off weight) ،1به3 بوده و جالب توجه است که امروز این نسبت به دلیل ، افزایش فاکتور بار محاسباتی در مرحلة طراحی هنوز تغییری نکرده است. با وجود کاهش وزن سازه بال، وزن قسمتهای دیگر اویونیک ، سیستم ها و…) افزایش چشمگیری یافته اند، به علاوه، سازه ها به گونه ای طراحی میشوند که عمر خدمتی جنگنده به نسبت جنگنده های قدیمی بسیار بیشتر است.

در طول حیات یک هواپیما، تمام قسمتهای سازه آن تحت بارهای متناوب متغیر میباشند. که در این حالت، پدیدهای به نام خستگی سازه پیش میآید. خستگی سازه، در اصل مرگ تدریجی یک قطعه در طول میلیونها دفعه اعمال بار متناوب روی آن میباشد. امّا این خستگی دو تفاوت عمده با خستگی در انسان دارد. اولاً، با استراحت کردن برطرف نمیشود و ثانیاً عارضة خارجی نداشته تا وقتی که ترکها در سازه هویدا شوند که البته آن وقت دیگر خیلی دیر است. لازم به ذکر است که کارشناسان سالها بود به این مسئله واقف بودند که اگر بار روی یک قطعه به صورت متناوب اعمال شود، بار گسیختگی آن قطعه بسیار پائینتر از حالت اعمال بار در شرایط استاتیک میباشد. قبل از سال1940، به دلیل عمر کم جنگنده ها و در کل هواپیماها، توجه کمی به مسئله خستگی سازه در فاز طراحی میشد.

25% وزن سازه جنگنده هاریرAV8-B از مواد مرکبCFCکه50% سطح بادخور را شامل میشود،
تشکیل شده است. به این ترتیب225کیلوگرم از وزن سازه کم شده
است. موادمرکب اکثراً در قسمت جلو بدنه و کل
بالیکپارچه و سکانهای
عمودی و افقی به کاررفته است.

برداشت عمومی این بود که با طراحی سازه جهت بار استاتیکی بیشتر، مسئلة خستگی سازه منتفی میشود. مهمترین اثر استفاده از یک مادة جدید در یک هواپیما، کاهش وزن میباشد. آسانترین روش جهت کاهش جرم سازه، کاهش چگالی آن میباشد. فولاد ضریب انعطاف کم و استحکام کششی بالایی دارد، امّا چگالی آن نیز بالا است (سه برابر آلیاژهای آلومینیوم). در سازه هواپیما عموماً از فولاد آبدیده استفاده میشود. در جنگنده ضربتیF-111 ، جعبه مشترک محورهای تغییر زاویة بال(Carry-through wing box)از این آلیاژ ساخته شده است. امّا به دلیل وزن زیاد فولاد، روند کنونی در جهت استفاده از فلز کربن (CFC) میباشد.CFC تشکیل شده است از الیاف کربن بسیار مستحکم که در بسـ*ـتری از مواد چسبندهانگلستان تولید شد. نه تنها نسبت استحکام به وزن این ماده بالاست، بلکه ضریب انعطاف آن نیز پائین است. به علاوه، استفاده از مواد ترکیبی، امکان طراحی سازه و مواد مصرفی سازه را در یک زمان برای گروه طراحان فراهم میآورد.

از طرفی با استفاده از ویژگی جهتدار بودن(Directional properties)استحکام و سختی سازه ساخته شده از این مواد ساخته شده، میتوان آن را به گونه ای طراحی کرد که تحت فشار دینامیکی، انعطاف و قوس مناسب رژیم سرعتی و مانور را تولید کند. از زمان اولین تولید مواد CFC حدوداً 10 سال طول کشید تا این مواد به طور جدی در سازه هواپیما به کار رفت. اولین کاربرد گستردة CFC در برنامة توسعه جنگنده عمود پرواز هاریر مدل AV8-B و توسط شرکت مک دانل داگلاس و بریتیش ایر واسپیس بود.

انجمن رمان 98
انجمن رمان 98 | برترین انجمن رمان نویسی
رمان 98

~PARLA~ · 31/7/20

پنهانکاری هواپیمای جنگنده

کارشناسان عقیده دارند که کنترل علائم وجودی و کاهش آن باعث افزایش تلفات دشمن نسبت به تلفات به خودی(Exchange Ratio)شده و انهدام اهداف اولیه را بدون تلفات سنگین نیروهای خودی امکان پذیر می سازد. در اوایل دهة1970 و درپی بررسی نتایج نبردهای هوایی در ویتنام آشکار شد که با وجود سیستمهای پدافند هوایی مدرن که با رادار هماهنگ و کنترل میشدند، انجام عملیات ضربتی اگر غیرممکن نباشد، بسیار مشکل خواهد بود. مسألة اساسی این بود که رادارهای کنترل آتش بود. این تسلیحات در دهة 1960 بسیار تکامل یافته و توان انهدام آنها بالا رفته بود. مکمل این یافته ها، نتایج جنگ رمضان (1973) بود که در آن سیستم پدافند هوایی امریکا که از زمان جنگ ویتنام و به منظور دفاع از خود، روی جنگنده ها نصب شده بودند، به وضوح کارایی پایینی در مقابله با این تهدیدهای جدید ارائه کردند. لذا، کارشناسان به این نتیجه رسیدند که برای بقا جنگنده های ضربتی سرنشیندار باید در مراحل اولیه فاز طراحی، کاهش سطح مقطع راداری(Radar-Cross-Section)و یا به اختصار(RCS) لحاظ شود. این کلاس فکری منشاء پروژه «هیوبلو»(Have Blue)گشت که نهایتاً به هواپیمای ضربتی بسیار موفقF-117 (Lockheed)(شاهین شب) منجر شد.

عکس فوق یک جنگندهF/A-18 را نشان میدهد که با
به کارگیری شراره(منور حرارتی) سعی
در گمراه نمودن سیستم رهگیری حریف دارد. استفاده از
سیستمهای طعمه فریب دهنده باعث اشباع سیستم پدافندی
حریف گشته و ضریب موفقیت را بالا میبرد اما برای این که
سیستمهای طعمه فریب دهنده بتواند سیستمهای
رهگیری جدید را که به فیـلتـ*ـر مجهز می باشند گمراه کنند
باید مشخصات هواپیما را به نمایش بگذارند ( سرعت
حرارت متصاعد شده و …

در این راستا، یک واقعیت را نباید نادیده گرفت. و آن اینکه اگرچه مخفی ماندن از دید دشمن به مهاجم فرصت اجرای بهترین روش حمله را میدهد، ولی زمانی که درگیری آغاز شد، مخفی ماندن بسیار مشکل خواهد بود. برای مثال، در آغاز درگیری وقتی که مهاجم یک موشک شلیک میکند، دشمن خواه نا خواه متوجه حمله میشود، مگر آنکه خود موشک نیز قابلیت مخفی ماندن را دارا باشد. حال اگر مهاجم با انجام مانورهایی سعی بر اجرای حمله دیگر کرده و یا کلاً فرار کند، احتمال یافتن او از طریق سیستم دفاعی حریف بسیار بالا خواهد رفت.

امروزه به دلیل تأکید زیاد بر مشخصة پنهانکاری و در جهت کاهش سطح مقطع راداری (RCS)جنگنده ها، دم ها را با زاویة کمتر و یا بیشتر از 90 درجه نسبت به افق نصب میکنند. هواپیمایSR-71 اولین هواپیما با این نوع پیکربندی بود. این روش جدید در پیکربندی دم را در هواپیماهای مدرنی مثل F-117A (شاهین شب) و F-22 (پرندة شکاری) میتوان دید.
امروزه، به دلیل تأکید بر مشخصه پنهانکاری در جنگنده ها از یک سو و توان فوق العادة سیستمهای کنترل پرواز دیجیتالی از سوی دیگر، نیاز به این گونه باله ها کاهش چشمگیری یافته و به احتمال زیاد در جنگنده های آینده از آنها استفاده نخواهد شد. کیفیت پرواز یک جنگنده باید به گونه ای باشد که خلبان بتواند در پوش پروازی از حداکثر قابلیت مانور هواپیما با ضریب ایمنی بالا استفاده کند. مشخصاً کیفیت پروازی بالا لازمة دستیابی به حداکثر کارایی است تا در پوش پروازی حداکثر توان مانور بدون ترس از ورود به مناطق ممنوعه(خروج از پرواز تحت کنترل) به دست آید. برای کاهش احتمال دیده شدن یک جنگنده میتوان با کاهش و یا از بین بردن پرچمهای روی آن می توان احتمال دیده شدن را کمتر کرد.

سطح مقطع راداری(Radar-crass-section)نسبت مستقیم با آشکار سازی (یافته شدن) و احتمال دیده شدن دارد. کاهش سطح مقطع راداری از این راه ها امکانپذیر است: عدم استفاده از سطوحی که زاویة قائمه میسازند، مخفی کردن صفحة کمپرسور موتور، استفاده از مواد جاذب امواج راداریmaterial,RAM)(Radar Absorbing ، حمل مهمات در داخل بدنه، کنترل تشعشعات از داخل کابین و حفره های بدنه، به حداقل رساندن تشعشعات ساطع شده از حساسه های هواپیما، استفاده از سیستمهای جنگ الکترونیکی و مخفیکاری.

تصویر حرارتی یک جنگنده F-14 بدون استفاده
از پس سوز. این تصویر حرارتی در طول موج 12-8 میکرون
تهیه شده که حتی تغییرات درجه حرارت را در نقاط
مختلف بدنه نشان میدهد.
منطقه خنک قبل از کمپرسور در دهانة ورودی و
مناطق پر حرارت در اطراف کابین و استرک (Strake)
سمت راست قابل توجه است.

تشعشعات مادون قرمز با استفاده از پس سوز بسیار افزایش مییابد. طول سیستمهای پس سوز امروزی بسیار کوتاهتر از نسل قبل بوده و به همین دلیل احتمال ردگیری در زاویة بزرگتری در پشت هواپیما انجام میشود.

جهت کاهش احتمال ردیابی اشعة مادون قرمز باید از تکنیک خنک کردن اگزوز و یا استفاده از منورهای حرارتی گمراه کننده و یا حتی پوشاندن اگزوز استفاده کرد.

انجمن رمان 98
انجمن رمان 98 | برترین انجمن رمان نویسی
رمان 98

~PARLA~ · 31/7/20

پیشرانه هواپیما

براساس محاسبات اوّلیه برادران رایت موتوری با قدرت هشت اسب بخار برای پرواز کفایت میکرد. به همین دلیل این دو برادر موتوری طراحی کرده و ساختند که قطعات کمی داشت، ساده و از همه مهمتر سبک بود. موتور چهار سیلندر خطی (Four cylinder in line)آنان که با آب ،خنک میشد در سال 1903 آماده شد. آزمایشها نشان داد این موتور میتوانستند 12 اسب بخار نیرو تولید کند. نسبت وزن به توان موتور(Power Loading)15 پوند بر اسب بخار بود (یا 9 Kg /Kw)و این کل توانی بود که آنان برای پرواز در اختیار داشتند. برادران رایت به اهمیت موضوع رابـ ـطه سرعت هواپیما و سرعت چرخش ملخ (سرعت در سر ملخ) کاملاً واقف بودند؛ به همین دلیل آنها به وسیلة مکانیزم کاهش سرعت، سرعت ملخ را به یکسوم سرعت چرخش موتور رساندند. بدینگونه کارایی ملخ به70% رسید.
از سال1903 تا شروع میل لنگ ثابت بود، مجموعه سیلندرها وموتور می چرخیدند. تا سال1914 بیشترین طراحیها و ساخت موتورهای مخصوص هوانوردی توسط فرانسویها انجام شده بود. (22 موتور از 80 مدل جدید در جهان). موتورهای خطی6سیلندر ساخت شرکت مرسدس(آب خنک) نیز در آلمان بسیار مورد استفاده قرار میگرفت. ملخ این موتورها چوبی بوده و از لایه های مختلف چوب و چسب(Laminated Construction)ساخته میشد. این ملخهای لایهای ابتدا در آلمان استفاده شد ولی به تدریج در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفت. در آن دوره طراحان از یکسو بر افزایش نسبت توان به وزن(Power to Weight ratio)موتورها و از سوی دیگر بر کاهش احتمال خرابی موتورها اهتمام می ورزیدند .

تمام جنگندهها محدودیت حجم سوخت داشته و جنگندههای انگلیسی، مخصوصاً لاتینیگ این محدودیت را در ابعاد بسیار
وسیعتری نشان میداد. مدل F-6 ، 5728 لیتر سوخت را در مخازن داخلی
خود و 4872 لیتر در یک مخزن چسبیده به بدنه حمل کرده و میتوانست
دو باک خارجی را در پایلونهای روی بال که حجمی برابر با 4320
لیتر داشتند حمل کند. با این وجود خلبان در استفاده از پس سوز
نباید دست و دلبازی میکرد.

برای مدتهای مدیدی، طراحی بال و بدنه هواپیما جدا از سیستم پیشرانه (ورودی هوا و اگزوز) انجام میشد ولی به تدریج طراحان دریافتند که ترکیب و تلفیق پیشرانه و بال و بدنه باید در مرحلة طراحی اولیه مدّنظر قرار گیرد. در اوایل کار، از نظر طراحان هواپیما، ورودی هوای موتور، تنها زائده روی بال و بدنه قلمداد میشد که می بایست در حداقل اندازه طراحی شود. ورودیهای هوا که در لبة حمله و ریشه بال هواپیماهایی مثل کامت و MB-339 قرار داشتند، به گونه ای طراحی میشدند که لایه های مرزی بدنه به درون آنها مکیده نشود. امّا طراحان، اطلاعات دقیقی در مورد محدودیتهای طبیعی این گونه ورودیها نداشتند. این محدودیتها عبارت بود از: توزیع نامناسب سرعت(Poor velocity distribution)و اُفت کلی فشار در ورودیها(Duct loss)و یا حتی اثر سیکل ارتعاشی بدنه destribution from bifurcates inlets)(Cycliceffect of the asymmetricکه در تغییر فشار ورودی هوا جنگنده هانتر بسیار مسأله ساز بود. مسائل دیگری مثل اشباع دهانة ورودی(Throttling of intakes)و خفگی موتور، پرواز در زاویة بالا (flight at highA.O.A)، حساسیت جریان هوا به شعاع لبه دهانه ورودی هوا(Adequate LE Radii)، سکتة موتور بر اثر بلعیدن گازهای حاصل از شلیک گلوله و یا موشک، احتمال پوشانیده شدن دهانه های ورودی دوگانه توسط بدنه در حالات مانور ، همگی در مراحل عملیاتی و به تجربه شناخته شدند.

رمان 98
رمان 98| دانلود رمان

~PARLA~ · 31/7/20

سیستم های مختلف هواپیمای جنگنده

ساده ترین قرقره که اهرم کنترل را به سطوح فرمان متصل میکرد. به تدریج و با مشخص شدن نقاط ضعف این کابلها و قرقره ها (انعطاف پذیری در کل سیستم) استفاده از میله و اهرم در سیستم کنترل متداول شد. به این ترتیب نیروی کنترل خلبان مستقیماً در رابـ ـطه با نیروی آیرودینامیکی بـَرای سطوح کنترل بود ولی مقدار نیرو را میشد توسط فنر و وزنه(Bob weight)در این سیستم متعادل کرد.
مسألة فشردگی هوا که در دهة 1940 خودنمائی کرد، باعث تغییر شدید در تنظیم پرواز مستقیم هواپیما میشد. این مسئله، با وجود سیستم کنترل دستی سکان افقی(Elevator Trim)که تنظیم آن حساسیت زیادی به سرعت داشت، ابعاد وسیعتری گرفت به گونه ای که کنترل دقیق پرواز بسیار مشکل میشد. از سوی دیگر با نزدیک شدن به سرعتهای میان صوت، این مسأله می توانست مسئله لرزش و اهتزار را بسیار پیچیده تر و مهمتر نماید. در پایان جنگ دوّم جهانی، اطلاعات مدرن بسیار کمی در مورد سطوح کنترل و گشتاور حول محور لولاها، در سرعتهای میان صوت(Transonic)وجود داشت. بعلاوه، با افزایش سرعت و وزن هواپیماها، نیروی لازم جهت به حرکت درآوردن سطوح کنترل به تدریج از توان خلبان انسانی خارج میشد.
در این بخش نیرو(Power system)و ارابة فرود(Landing gear)مورد بررسی قرار میگیرند. تا دهة1930، سیستم سوخت رسانی هواپیما بسیار ساده بود. این سیستم در کل، متشکل بود از یک باک سوخت که در بال فوقانی(Gravity tank)و بالاتر از موتور قرار میگرفت و سوخت تحت اثر جاذبه به موتور میرسید. گاهی هم این باک در سر راه باک اصلی (داخل بدنه) قرار داده میشد و سوخت توسط یک پمپ بادگرد(Windmill-driven fuel pump)، به باک فوقانی میرسید. محل معمول قرارگیری این پمپ، روی تیرک عمودی بین بال و بدنه بود.

با رواج جنگنده یک باله (معمولاً بال زیر) راه متداول سوخت رسانی از طریق پمپهای متصل به موتور(Engine driven fuel pump)بود. با این روش اگرچه کارایی پمپ به خودی خود بالا بود. ولی مشکل، فاصله این پمپ ها از باک سوخت و گرم شدن پمپ در اثر کارکرد موتور (تبخیر سوخت در آن) بود که البته فشارکم هوا در ارتفاعات نیز در این مسئله بی تأثیر نبود.
در اواسط جنگ دوّم جهانی، به منظور دستیابی به موتور قویتر با نسبت تراکم بیشتر، به سیستم سوخت رسان کارآمدتر نیاز بود و به این ترتیب پمپ الکتریکی شناور(Immersed Electric pump)در باک به وجود آمد. استفاده از این پمپ در امتداد پمپ متصل به موتور، باعث افزایش فشار سوخت به حد موردنظر شد. در اوایل، توجه چندانی به سیستم الکتریکی در هواپیما نمی شد و باور عمومی کارشناسان بر آن بود که اگر یک سیستم بهوسیلة کابل و اهرم و سوخت کار نکند، چندان بکار نمیآید و بدین ترتیب، یک باطری 12 ولتی برای برآورد نیازهای یک هواپیما کاملاً کفایت میکرد.

در راستای استفاده روز افزون از سیستمهای مخابراتی در جنگنده، نیاز به سیستم الکتریکی فزونی گرفت و در آغاز جنگ دوّم جهانی، همة جنگنده ها به سیستم مولد الکتریکی مجهز شده بودند. این سیستمهای بسیار ساده، الکتریسیتة لازم را تولید میکردند. به دلیل عدم امکان ذخیره سازی توان الکتریکی لازم در باطری، به ناچار از ژنراتورهای مولد برق در حین پرواز استفاده میشد. در دهة1930 و به سفارش شرکتهای مسافربری هوایی که نیاز به انرژی الکتریکی نسبتاً بیشتری در حین پرواز داشتند، ژنراتورهای سبک و مطمئن تولید شدند. در این حالت دیگر نیازی به استارت دستی موتور نبود. در دوران جنگ هم نیاز به نیروی الکتریکی به تدریج افزایش یافت. این نیازها شامل: نور، رادار و حتی در مواردی ارابة فرود میشد. در پایان جنگ، مولدهای28 ولت DC ، مورد استفادة وسیع قرار گرفتند.

انجمن رمان 98
انجمن رمان 98 | برترین انجمن رمان نویسی
رمان 98

~PARLA~ · 31/7/20

نخستین فضانوردان

مقدمه
آرامگاه 5 کیهان نورد در دیوار کرملین قرار دارد که مهمترین محل دفن یک فرد در شوروی سابق بود و فقط به قهرمانان درجه اول تعلق داشت. فضانوردانی که در دیوار کرملین دفن شده‌اند عبارتند از : یوری گاگارین ، ولادیمیر کمارف ، ویکتور پاتسایف ، گئورگی دابروسکی و ولادیسلاو ولکف. در بین این گروه فقط یوری گاگارین در حین یک تمرین قبل از سفر فضایی ضمن پرواز هواپیما کشته شد و به لحاظ اهمیت جهانی و ملی ، خاکسترش در دیوار کرملین دفن گردید. چهار کیهان نورد دیگر ، حین بازگشت به زمین کشته شدند.

عکس پیدا نشد

یوری گاگارین
متولد 1934. وی نخستین فضانورد جهان بود و در سال 1961 سفر تاریخی خود را به انجام رساند. پس از اولین پرواز ، گاگارین مدتی به سفرهای تبلیغاتی پرداخت و بعد به عنوان عضو علی البدل پرواز سایوز 1 برگزیده شد. وی در سال 1968 حین یک تمرین هوایی کشته شد. در مورد مرگ وی شایعات بسیاری وجود دارد که علیرغم گذشت سالها هنوز پایان نیافته است. عده زیادی معتقدند که او قربانی یک توطئه شده است. اطلاعاتی که به تازگی از دفتر خاطرات ژنرال کامانین (مسئول نظامی تحقیقات فضایی و گروه کیهان نوردان شوروی در آن زمان) منتشر شده نشان می‌دهد ، گاگارین روحیه ماجرا جویی و خطر آفرینی زیادی داشت و برخلاف تبلیغات سابق که وی را فردی آرام و نرم اعلام می‌کرد.

او از کارهای هیجان انگیز که دیگران را به وحشت بیندازد خوشش می‌آمد و بارها به وی در این مورد تذکر داده شده بود اما او توجهی به تذکرات نمی‌داد و احتمال اینکه حادثه مرگش به علت یکی از این بی احتیاطی‌ها باشد وجود دارد. به هر حال آنچه از مطالب منتشره جدید بدست آمده نشان می‌دهد که چیزی از گاگارین و همراهش پس از سقوط هواپیما باقی نماند و مراسم به خاکسپاری خاکستر وی در دیوار کرملین یک کار تشریفاتی بود و فقط مقداری از خاکستر بجا مانده از هواپیما که احتمالا محل صندلی گاگارین بوده در دیوار قرار داده شد. مرگ گاگارین در 27 مارس 1978 اتفاق افتاد.

عکس پیدا نشد

ولادیمیر کمارف
وی در سال 1927 به دنیا آمد و در اولین گروه کیهان نوردان شوروی در سال 1960 پذیرفته شد. نخستین ماموریت وی ، شرکت در پرواز تاریخی وسخد-1 به عنوان فرمانده پرواز بود که به همراه دو کیهان نورد دیگر انجام گرفت و در زمان خود سر و صدای زیادی به پا کرد. طبق اطلاعات منتشره از سوی ناسا (سازمان فضانوردی آمریکا) ، این کشور قرار بود تا چندی بعد نخستین سفینه دو نفره خود به نام جمینی را به فضا بفرستد. مسئولین سیـاس*ـی شوروی به دانشمندان فشار آوردند تا قبل از آمریکاییها وارد عمل شوند. آنها توانستند با ایجاد تغییراتی در سفینه‌های یک نفره نوع وستک و حذف لباس فضایی کیهان نوردان ، ناو یک نفره را تبدیل به سفینه سه نفره کنند و کمارف به همراه دو تن دیگر با آن راهی مدار زمین شدند.

به این ترتیب شوروی توانست قبل از آمریکا یک سفینه چند نفره را به فضا بفرستند. اما کمارف در سفر دوم ناموفق بود و چتر نجات سفینه‌اش پس از ورود به جو باز نشد و سایوز-1 سقوط کرد، ضمن آنکه کاملا درهم شکسته شد آتش گرفت و تا زمانی که گروه‌های نجات به محل فرود رسیدند چیزی جز چند کیلو آهن پاره باقی نمانده بود. فیلمهایی که به تازگی و سالها پس از این حادثه منتشر شده نشان می‌دهد که حتی بخشی از آهن پاره‌ها در زمین فرو رفته است. به همین دلیل جسدی از کمارف بدست نیامد و مقداری از خاکستر باقیمانده در محل فرود ، به عنوان خاکستر وی برداشته و طی مراسم رسمی در دیوار کرملین جای گرفت. سقوط سایوز-1 و کشته شدن کمارف در 24 آوریل 1967 اتفاق افتاد.

عکس پیدا نشد

ویکتور پاتسایف ، ولادیمیر ولکف و گئورگی دابرولسکی
این سه تن ، سرنشینان سایوز-11 بودند که سفینه شان به ایستگاه مداری سالیوت-1 متصل شد و در حقیقت نخستین افرادی هستند که در یک ایستگاه فضایی اقامت داشتند. آنها رکورد اقامت فضایی را از 18 به 24 شبانه روز ارتقاء دادند. پس از پایان مأموریت روز 30 ژوئن 1971 و ضمن بازگشت به زمین بروز یک نقص فنی در سیستم آب بندی سفینه باعث خروج هوای داخل و کشته شدن هرسه کیهان نورد شد. الکسی لئونف فضانورد با سابقه روسیه طی مصاحبه‌ای چندی پیش افشا کرد پس از آنکه فضانوردان متوجه قضیه شدند ویکتور پاتسایف سعی کرد روزنه را با انگشتش ببندد اما نتوانست.

از آنجایی که در جریان برخورد سفینه به اقشار فشرده جو ارتباط ناو کیهانی با زمین بطور طبیعی قطع می‌شود، هیچکدام از افراد گروه نجات و مرکز کنترل پرواز از این حادثه با خبر نبودند. وقتی سفینه به زمین بازگشت و گروه نجات مشتاقانه به دیدار کیهان نوردان رفتند با اجساد آنها روبرو شدند. الکسی لئونف می‌گوید بدن آنها هنوز گرم بود و ما خیلی سعی کردیم با تنفس مصنوعی و یا شوکهای قلبی جان را به آنها بازگرداینم اما موفق نشدیم.

گئورگی دابرولسکی متولد 1928 ، ویکتور پاتسایف و ولادیسلاو ولکف متولدین 1935 بودند. اجساد آنها طی مراسم رسمی تشییع شد و بخشی از خاکستر آنها در دیوار کرملین قرار گرفت. این افراد تنها فضانوردانی هستند که در کرملین به اصطلاح به خاک سپرده شده‌اند. البته در این دیوار ، آرامگاه سرگئی کارالیف پدر کیهان نوردی شوروی نیز به چشم می‌خورد.

انجمن رمان 98
انجمن رمان 98 | برترین انجمن رمان نویسی
رمان 98

~PARLA~ · 31/7/20

شاتل فضایی

شاتلها در اصل هوا - فضاپیماهایی هستند که وظایف گوناگونی دارند. ولی مهمترین آنها حمل ماهواره‌ها و قرار دادن آنها بر روی مدارهای خاص زمین است.

مقدمه

در بین تمامی وسایلی که به فضا پرتاب شده‌اند نام یکی از آنها بیشتر از بقیه به گوش ما خورده است، شاتل فضایی (Shuttle). طراحی و ساخت یک هو - افضاپیما کار بسیار مشکلی است و با طراحی و ساخت هواپیما از زمین تا آسمان فرق دارد. طراحی هواپیما در یک جو صورت می‌گیرد و دیگر مهندسان دغدغه رقیق یا غلیظ شدن هوا را ندارند و احتیاجی به محاسبه نیروهای آیرودینامیکی وارد بر هواپیما در ارتفاعات مختلف نیست، در صورتی که در هوا - فضاپیماها در بسیاری از نقاط چگالی هوا بسیار کم است و نمی‌توان از نیروهای بالابرنده (Lift) به خوبی بهره برداری کرد. یکی دیگر از تفاوتهای آنها ، گذر از جو زمین است.

هواپیماها تا ارتفاع محدودی اوج می‌گیرند، در صورتی که هوا - فضاپیماها باید از جو زمین نیز بگذرند. گذر از جو زمین تحمل حرارتی بسیار بالا می‌خواهد، زیرا در آنجا هوا بسیار فشرده است و به همین خاطر است که دماغه بسیاری از هوا - فضاپیماها از جنس آلیاژهای سرامیکی خاص هستند تا تاب تحمل حرارتهای بسیار بالا را داشته باشد. زیرا در غیر این صورت بدنه هواپیما ذوب می‌شود.

ساخت یک شاتل نیز تمامی این دغدغه‌ها را دارد. ما قصد داریم در این مقاله شما را با چگونگی ساخت و آزمایشات اولین شاتل فضایی آشنا کنیم. شاتل فضایی آمریکا که اولین بار در سال 1981 میلادی پرتاپ شد، اولین سفینه قابل استفاده مجدد جهان بود. از سه بخش آن ، مدار پیما ، موشکهای تقویت کننده و مخزن خارجی سوخت، فقط مخزن سوخت آن می‌باشد که بعد از هر مأموریت قابل استفاده نیست. کاشیهای مخصوص مقاوم در برابر گرما مانع از سوختن مدار پیما به هنگام بازگشت به جو زمین می‌شوند. بازوی قابل کنترل از راه دور تعبیه شده در مخزن محموله مدار پیما می‌تواند ماهواره‌ها را در فضا قرار دهد و همچون سکوی ثابت برای کار فضانوردان عمل می‌کنند.

مدار پیماها در ارتفاع 185 تا 1100
کیلومتری پرواز می‌کنند.

مشخصات شاتل فضایی
سازه‌ قدرتمند مدارپیما در ارتفاع 185 تا 1100 کیلومتری (115 تا 610) پرواز می‌کنند و اجزای قطعات آن شامل: کاشیهای ضد حرارت ، دریچه ورود خدمه ، کابین پرواز و اتاقکهای خدمه ، دریچه ایمنی بال دلتا شکل، درپوش مخزن محصول دریچه بال ، سیستم مانور در مدار ، موتور اصلی سکان و کاهنده سرعت می‌باشد.
آزمایشگاه فضایی
آزمایشگاه فضایی آزمایشگاه مخصوصی است که درون مخزن محموله مدارپیما جای می‌گیرد تا با ایجاد فضای اضافی ، دانشمندان بتوانند در فضا آزمایش کنند. این آزمایشگاه بنا به نوع آزمایشهای هر سفر مجهز می‌شود، آزمایشگاه فضایی همچنین بخشهای رو بازی دارد که برای مطالعه فضا و زمین هستند. این آزمایشگاه متراکم از طریق مجرای هوابند به مدارپیما متصل می‌شود. تمامی مدارپیماها نامگذاری شده‌اند، اولین آنها به نام انترپرایز از نام سفینه فضایی مجموعه تلویزیونی استارترک اقتباس شد. انترپرلیز برای مقاصد آزمایشگاهی ساخته شده بود، ولی هیچگاه به مدار نرفت. هر چند که چندین بار در بالای یک فروند بوئینگ 747 پرواز کرد، در سال 1977 انترپرایز از ارتفاع 6700 متری (22هزار پایی) رها شد و سالم به زمین نشست. ناوگان کنونی 4 مدار پیما دارد: کلمبیا ، دیسکاوری ، آتلانتیک و اندور.
شاتل اینترپرایز
اینترپرایز (Enterprise) اولین شاتلی است که ایالات متحده آمریکا ساخت. در ابتدا به مناسبت دویستمین سالگرد تصویب قانون اساسی آمریکا قرار بود اسم آن را قانون اساسی (Constitution) بگذارند. اما بعد از مدتی با اعتراضات بسیاری روبرو شد بخصوص به دلیل جو خاصی که یکی از برنامه‌های تلویزیونی آمریکا به نام داستان علم در بین مردم درست کرده بود. افراد و کارکنان این برنامه طبق نامه‌ای سرگشاده به کاخ سفید ، تقاضای تغییر نام این شاتل را از قانون اساسی به اینترپرایز کردند و کاخ سفید نیز برای کاستن از کشمکشها و مسایل حاشیه‌ای دیگر ، قبول کرد که اولین شاتل فضایی آمریکا با نام اینترپرایز شناخته شود.

قرارداد ساخت آن در ۲۶ جولای سال ۱۹۷۲ امضا شد و تنها بعد از دو سال طراحیها تمام و اولین قدم برای ساخت کابین و جای خدمه آن شروع شد. در ۲۶ آگوست همان سال کار راه اندازی و ساخت بدنه اصلی نیز شروع شد. از حساسترین قسمتهای یک شاتل ، بالها و دم آن است که کار طراحی بال را به شرکت با تجربه (Grumman) واگذار کردند. شرکت گرومن سابقه‌ای طولانی در صنعت هوافضای آمریکا دارد و هم اکنون هواپیمایی چون بمب افکن B-2 را طراحی کرده است.

ساخت بالها در ۲۳ مه سال ۱۹۱۵ به پایان رسید و بالها را به پالمدیل (Palmdale) فرستادند. ساخت اینترپرایز در پایگاه هوایی ۴۲ (Rockwell) در پالمدیل در ایالت کالیفرنیا پیگیری می‌شد. در ۱۲ مارس ۱۹۷۵ کار ساخت شاتل کامل شد و سرانجام در ۱۷ سپتامبر ۱۹۷۶ از پایگاه پالمدیل خارج شد و در ۳۱ ژانویه ۱۹۷۷ از پالمدیل به ادواردز رفت. شاتل اینترپرایز در ناسا (NASA) با مشخصه OV-101 شناخته می‌شود. در پایگاه ادواردز در مرکز تحقیقات پروازی درایدن (Dryden) شروع به امتحان دادن و انجام آزمایشات و تستهای گوناگون چون فرود و برخاست (Takeoff and Landing) را انجام دهند. برنامه آزمایشی ALT قرار شد به مدت ۱۹ ماه به طول انجامد. ALT شامل آزمایشاتی چون قسمتهای دینامیکی و استاتیکی و پایداریهای فرود و برخاست است.
الحاق شاتل آمریکا
در 29 ژوئن سال 1995 میلادی شاتل فضایی آتلانتیک 5 فضانورد آمریکایی و 2 کیهان نورد روسی را به مسیر برد. پیش از آن چندین فضانورد روسی در مسیر ساکن بودند، این اولین الحاق شاتل با مسیر بود. یک سیستم الحاق مخصوص در مخرن محموله آتلانتیک نصب شده بود. بعد از 5 روز این شاتل به همراه 6 آفریقایی و 2 روسی به زمین بازگشت و 2 خدمه تازه نفس را برای مسیر باقی گذاشت.
دیپلماسی فضایی
الحاق شاتل با مسیر راه برای همکاریهای فضایی بین المللی در آینده هموار می کند. الحاق شاتل به مسیر بیست سال پس از اولین ملاقات فضای آمریکاییها و روسها اتفاق افتاد. در سال 1975 میلادی یک سفینه آپولو به مدت 47 ساعت به یک سایوز ملحق شد. شاتل به بار انداز واحد کریستال ملحق شد و این واحد بخاطر حفظ ثبات از محل همیشگی‌اش برداشته شده و موقتا به بار انداز عقبی واحد الحاق چند جانبه رابـ ـطه متصل گردید.

دودی که در پایین سمت راست
مشاهده می کنید نشان می‌دهد
که در کجا 73 ثانیه بعد ازپرتاب
گاز نشت کننده شعله ور شده است.

فاجعه چلنجر
در 28 ژانویه سال 1986 میلادی میلیونها ببیننده تلویزیون در سراسر جهان با وحشت شاهد انفجار شاتل فضایی چلنجر در کمتر از 2 دقیقه بعد از پرتابش بودند. این شاتل کاملا منهدم شد و همه 7 خدمه آن کشته شدند. یکی از آن خدمه به نام کریشیامک آلیف معلمی بود که قصد داشت از فضا شاگردانش را تعلیم دهد. تحقیق درباره این فاجعه آشکار نمود که عایق میان 2 بخش موشکهای تقویت کننده جدا شده بود و باعث نشت گاز و احتراق سفینه شده بود. بعد از این حادثه برنامه فضایی شاتل به مدت سه سال متوقف شد تا ایمنی آن بهبود یابد.
نیروی رایانه شاتل
امروزه اکتشافات فضایی بدون استفاده از نیروی رایانه غیر ممکن است. رایانه‌ها قادرند فضا را هدایت کنند، سیستمهای بی شمار فضا را بررسی و صحت عملکرد آنها را اعلام کنند. مرکز هدایت زمینی را در جریان وضعیت فضا پیماها مشخص کرده ، آنها را هدایت کنند. در نخستین پروازهای فضایی به اندازه امروز رایانه‌ها استفاده نمی‌شد؛ در حقیقت رایانه‌هایی که آن روزها برای هدایت فضاپیمای ایلات متحده آمریکا یعنی آپولو مورد استفاده قرار می‌گرفتند و نیرویی به اندازه رایانه‌های شخصی امروزی ما داشتند. کاوشگرهایی که در فاصله‌های دور دست کره زمین در فضا پرواز می‌کنند، با خود رایانه‌هایی را حمل می‌کنند که برای هدایت دوربینها و اندازه گیریهای مختلف برنامه نویسی شده‌اند.

رایانه‌ها قادرند اطلاعاتی که از کاوشگرهای فضایی بصورت علائم ضعیف رادیویی دریافت می‌کنند را به اطلاعات لازم و قابل فهمی تبدیل کنند. دانشمندان نیز به نوبه خود این اطلاعات را مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌دهند تا به نکات جدیدی در مورد اجرام آسمانی دست یابند. رایانه‌هایی که شاتل فضایی را هدایت می‌کنند جزء پیشرفته‌ترین رایانه‌ها محسوب می‌شوند.
چینی‌ها در فضا
حدود ۳۱ سال است که از اولین راهپیمایی انسان توسط آرمسترانگ بر روی سطح کره ماه می‌گذرد و هم اکنون کشور چین مایل است دست به انجام چنین کاری بزند. این حرکت چینیها در فضا باعث ایجاد رعب و وحشت بسیار در مجامع آمریکایی شده است؛ زیرا آنان عادت دارند که تکنولوژیهای فضایی را در انحصار کشور خود ببینند. حتی یکی از سناتورهای آمریکایی در یک سخنرانی گفته است: شما می‌دانید چینیها مشتاقند بر روی ماه بروند، ولی ما نمی‌خواهیم آنها به ماه دست پیدا کنند. حال چه گنجی بر روی کره ماه دیده شده که آمریکاییها اینقدر نسبت به این موضوع حساسند، خدا می‌داند. در هر صورت تمامی کشورهای جهان در انتظار پرتاب شاتل فضایی چینی هستند و تمامی ما هم امیدواریم که سرنوشتی مانند شاتل کلمبیا برای آنها رخ ندهد، زیرا فضاپیمای چینی با سرنشین است.

پروژه ALT با تستهای زمینی شروع شد از جمله تست تاکسی (Taxi) هواپیمای بویینگ ۷۴۷ حامل شاتل اینترپرایز بود تا مشخص شود برای برخاست (Takeoff) آن چه مسافتی با چه سرعتی باید پیموده شود تا از زمین بلند شود. تمامی این قسمتها با شاتل بی سرنشین انجام می‌شد و قرار بود تا هنگامی که شاتل اینترپرایز قابل اطمینان شد دیگر با سرنشین پرواز کند. بعد از آن پنج پرواز محدود (Captive) توسط اینترپرایز انجام شد و در آن اکثر سیستمها آزمایش شد و این آزمایش موفقیت آمیز بود. در برخی از پروازهای آزمایشی معمولا دو فضانورد نیز از طرف ناسا در شاتل حضور داشتند. بعد از صرف چنین وقتی تازه تصمیم به پرواز آزاد (Free Flight) با شاتل اینترپرایز را گرفتند و به دنبال آن تستهای دیگری چون تست لرزش (Flutter Test) نیز از OV-101 به عمل آمد.

البته با تکنولوژی کنونی طراحی شاتلها بسیار کمتر وقت و هزینه می‌برد، به عنوان مثال شاتل فضایی آتلانتیس (Atlantis) با وزنی حدود ۱۷۱هزار پوند در مدت بسیار کمی طراحی و ساخته شد. در تمامی پروازهای محدود و سه پرواز اولیه دم مخروطی شکل از بدنه شاتل جدا شده بود تا کمترین مقدار نیروی مقاوم (Drag) و کمترین لرزش بوجود بیاید، ولی در آخرین پروازش که در برنامه ALT قرار است دم مخروطی شکلی دوباره به آن ملحق شود. این دم مخروطی توسط ۱۱ قفل الکترونیکی بر روی اینترپرایز نصب می‌شود.

OV-101 اولین شاتلی بود که توسط آمریکا ساخته شد و به همین خاطر آزمایشات بسیار زیادی در عرض چندین سال از آن به عمل آمد به گونه‌ای که به مراکز تحقیقاتی چون مرکز پرواز فضایی مارشال (Marshall) ، مرکز فضایی کندی (Kennedy) و ... بـرده شد تا بدون نقص ساخته شود. در ۱۰ آوریل ۱۹۷۹، OV-101 به مرکز فضایی کندی رفت تا با راکتهای سوخت جامد و یک منبع داخلی آزمایش شود. سرانجام در ۱۶ آگوست همان سال به مرکز تحقیقات درایدن برگشت و در ۳۰ اکتبر به زادگاهش یعنی پالمدیل رفت. بین ماههای مه و ژوئن سال ۱۹۸۳ اینترپرایز به پاریس رفت تا در نمایش هوایی شرکت کند و بعد از آن در ۱۸ نوامبر سال ۱۹۸۵ از مرکز فضایی کندی به فرودگاه دالز (Dulles) واقع در واشنگتن رفت و دیگر پرواز نکرد.

در آنجا به موسسه اسمیتسونیان (Smithsonian) تحویل داده شد. شاتل اینترپرایز برای تست و آزمایش ساخته شده بود و هیچ گاه به مأموریتهای فضایی نرفت. اما بعد از آن با تجربه‌ای که آمریکاییها بدست آورده بودند شروع به ساخت شاتلهای متعددی چون شاتل کلمبیا کردند که اولین شاتلی بود که در مدار زمین قرار گرفت. کلمبیا در سال ۱۹۸۱ پروازش را انجام داد و بعد از آن چهار شاتل دیگر در عرض ده سال ساخته شدند که عبارتند از چلنجر (Challenger) که در سال ۱۹۸۲ ساخته ولی چهار سال بعد منهدم شد. سپس شاتل دیسکاوری (Discovery) در سال ۱۹۸۳ و بعد از آن شاتل آتلانتیس (Atlantis) در ۱۹۸۵ و سرانجام در سال ۱۹۹۱ شاتلی به نام ایندیورد (Endeavour) ساخته شد تا جایگزین شاتل منهدم شده چلنجر باشد.

انجمن رمان 98
انجمن رمان 98 | برترین انجمن رمان نویسی
رمان 98

~PARLA~ · 31/7/20

موشک

مقدمه
موشکهای فضایی مانند موشکهای آتش بازی عمل می‌کنند. سوخت با ماده‌ای به نام اکسنده که حاوی گاز تسریع کننده احتراق یعنی اکسیژن است، ترکیب می‌شود. آنگاه این ترکیب که یک پیشران محسوب می‌شود، می‌سوزد و گازهای داغی را تولید می‌کند، این گازها منبسط شده ، از طریق یک دماغه خارج و باعث می‌شوند موشک به طرف بالا حرکت کند. این واکنش برای اولین بار در قرن هفدهم توسط دانشمند انگلیسی ، اسحاق نیوتن ، در قانون سوم حرکتش بیان شد. او اظهار داشت که برای هر عملی (خروج گازها در اینجا) عکس العملی است مساوی و مخالف جهت آن (در اینجا ، حرکت موشک).

نیرویی که یک موشک را به طرف جلو حرکت می‌دهد، نیروی پیشران نامیده می‌شود. قدرت نیروی پیشران به سرعت خارج شدن گاز خروجی بستگی دارد. نیروی پیشران به موشک شتاب داده ، باعث افزایش سرعت آن می‌شود. مقدار شتاب نیز بستگی به جرم موشک دارد. هر چه موشک سنگینتر باشد، برای رسیدن به فضا ، به نیروی پیشران بیشتری نیاز است. تا وقتی که موتورهای موشک ، روشن و در حال تولید نیروی پیشران هستند، شتاب فضا پیما نیز هر لحظه زیادتر می‌شود.

موتور موشک یا از پیشران مایع استفاده می‌کند یا جامد ، اما بعضی اوقات ، یک موشک کامل ممکن است. در مراحل مختلف از هر دو نوع پیشران استفاده کند. کارشناسان موشکهایی را پیشنهاد کرده‌اند که از انرژی اتمی به عنوان سوخت استفاده می‌کنند، چرا که آنها از نظر مصرف انرژی بسیار مقرون به صرفه‌اند. اما ترس از خطر استفاده از سوخت اتمی مانع استفاده از این موشکها شده است.

موشکهایی با سوخت پیشران جامد
سوختهای پیشران از یک نوع سوخت و یک اکسنده تشکیل شده‌اند. برای روشن شدن موشک ، کافی است یک جرقه کوچک سوخت پیشران آنرا آتش بزند. سوخت آتش گرفته تا آخرین قطره می‌سوزد. گازهای حاصل از سوخت پیشران را از طریق دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. اولین موشکها را احتمالا در قرن یازدهم میلادی در کشور چین ساخته‌اند. آنها موشکهایی بودند که از سوخت پیشران جامد استفاده می‌کردند. سوخت موشک یک نوع باروت بود که از مخلوطی از نیترات پتاسیم ، زغال چوب و سولفور تشکیل شده بود.

موشکهایی که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند، اغلب به عنوان موشکهای تقویت کننده‌ای استفاده می‌شوند که نیروی اولیه موشکهای بزرگتر را تأمین می‌کنند. موشکهای بزرگتر خود از سوخت پیشران مایع استفاده می‌کنند. بزرگترین موشکهای مصرف کننده سوخت جامد با 45 متر ارتفاع جزء موشکهای تقویت کننده شاتل فضایی ایالات متحده محسوب می‌شوند. آنها حاوی 586500 کیلوگرم (2/1 میلیون پوند) سوخت پیشران هستند که بطور متوسط 13 میلیون تن (5/3 میلیون پوند نیرو) نیروی پیشران را تولید می‌کنند.

این موشکها را طوری طراحی کرده‌اند که بعد از اتمام سوخت و افتادن در دریا ، از دریا بیرون کشیده شده ، دوباره برای مأموریتهای بعدی سوختگیری می‌شوند. ساخت موشکهایی که از سوخت جامد استفاده می‌کنند چندان دشوار نیست. آنها مقدار زیادی نیروی پیشران را در یک مدت زمان کم تولید می‌کنند. تنها ایراد این نوع موشکها این است که بعد از روشن شدن به راحتی خاموش نمی شوند. به عبارت دیگر ، نمی‌توان آن را به آسانی تحت کنترل درآورد.
نیروی پیش برنده
شاتل فضایی ایالات متحده از موشکهای تقویت کننده عظیم الجثه‌ای برخوردار است که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند. این پیشران از پر کلرات آمونیم به عنوان اکسنده و پودر آلومینیوم به عنوان سوخت تشکیل شده است.

موشکهای با سوخت مایع
اکثر موشکهایی که از آنها در پروازهای فضایی استفاده می‌شود، از سوخت پیشران مایع بهره می برند. سوخت و اکسنده که در مخزنهای جداگانه‌ای نگهداری می‌شوند، هر دو مایع هستند. پمپهای قدرتمندی آنها را به محفظه احتراق می‌برند؛ در آنجا آنها باهم ترکیب شده ، شروع به تولید گازهای خروجی می‌کنند. گازهای مذکور نیز به نوبه خود از دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. بعضی از موشکها از یک ماده قابل اشتعال سریع برای شروع احتراق استفاده می‌کنند. سوخت پیشران سایر موشکها هگام ترکیب سوخت و اکسنده شروع به احتراق می‌کند.
فرآیند احتراق پیشران مایع
اکسنده و سوخت باهم ترکیب می‌شوند و در محفظه احتراق شروع به سوختن می‌کنند. سپس گازهای خروجی حاصل از فرآیند احتراق از دماغه خارج و به عنوان نیروی پیشران ، موشک را به طرف جلو حرکت می‌دهند.

مراحل مختلف یک موشک
برای سفر به فضا ، یک موشک چند مرحله‌ای مورد نیاز است. هر کدام از این مراحل یک موشک جداگانه محسوب می‌شود که هم دارای منبع سوخت است و هم موتور. بسته به وزن محموله ماهواه ، از موشکهای تقویت کننده‌ای در کنار مراحل مختلف موشک برای افزایش نیروی موتورها استفاده می‌شود. مرحله اول ، کل موشک را از زمین بلند می‌کند و به محض اتمام سوخت از بقیه موشک جدا شده، به زمین سقوط می‌کند. آنگاه موتور مرحله دوم روشن می‌شود. بخاطر وزن سبکتر موشک در این مرحله ، شتاب موشک نیز بیشتر می‌شود؛ این سیر صعودی شتاب با جدا شدن هر مرحله از موشک ادامه می‌یابد. مرحله پایانی موشک قسمت حامل ماهواره را به فضا و به طرف مقصدش حمل می کند.

انجمن رمان 98
انجمن رمان 98 | برترین انجمن رمان نویسی
رمان 98

~PARLA~ · 31/7/20

نیروهای وارد بر هواپیما

مقدمه
نیرو را می‌توان به صورت کشش یا رانشی در یک جهت خاص تعریف نمود. نیرو کمیتی ‌برداری است، از این رو هم جهت دارد و هم اندازه. به منظور توصیف نیروها نخست می‌بایست کمیت و جهت را مشخص کنیم. درتصویر زیر نیروهایی که هنگام پرواز بر هواپیما وارد می‌شوند نشان داده شده‌اند.

نیروی‌های چهارگانه وارد بر هواپیما
weight=وزن lift=برا drug=پسا trust=کشش

نیروی وزن
وزن نیرویی است که جهت و راستای آن همواره به سمت مرکز کره زمین می‌باشد. کمیت یا مقدار وزن به جرم تمامی اجزای هواپیما به اضافه میزان سوخت و هرگونه بار دیگر هواپیما (از قبیل سرنشینان ، چمدانها ، محموله و غیره) بستگی دارد. این وزن در سرتاسر هواپیما توزیع می‌گردد، با این وجود می‌توانیم چنین تصور کنیم که وزن جمع شده در نقطه‌ای به نام مرکز ثقل عمل می‌کند.

هواپیما در زمان پرواز حول مرکز ثقل تغییر زاویه می‌دهد. در پرواز دو مسئله عمده وجود دارد؛ اعمال نیروی متقابل برای غلبه بر وزن یک شی و کنترل آن شی در زمان پرواز. هر دوی این مسایل وابسته به وزن آن جسم و محل قرارگیری مرکز ثقل می‌باشند. در حین پرواز مادامی که سوخت هواپیما مصرف می‌شود، وزن هواپیما دائماً تغییر می‌کند، بدین ترتیب نحوه‌ی پراکندگی وزن کل و محل مرکز ثقل نیز عوض می‌شود. از اینرو خلبان بر آن است که برای حفظ تعادل و تنظیم هواپیما پیوسته فرامین را کنترل و تنظیم نماید.

نیروی برا
هواپیما برای چیرگی بر نیروی وزن ، نیرویی مخالف با نام نیروی برا تولید می‌کند. برا از حرکت هواپیما در هوا حاصل گردیده و نیرویی آیرودینامیک یا به بیان فارسی هوا پویا می‌باشد. "آیرو" یعنی هوا و "دینامیک" نیز به معنای حرکت و پویایی است. بردار نیروی برا عمود بر راستای جهت پرواز هواپیما می‌باشد. بزرگی این نیرو به عواملی چند از قبیل شکل ، اندازه و سرعت حرکت هواپیما بستگی دارد، لازم به ذکر است که بالها بیشترین میزان نیروی برا را تولید می‌کنند و این نیرو در نقطه‌ای واحد به نام مرکز فشار عمل می‌کند.

مرکز فشار هم درست مثل مرکز ثقل تعریف می‌شود، با این تفاوت که بجای توزیع وزن ، توزیع فشار حول بدنه را خواهیم داشت. پراکندگی و انتشار نیروی برا در سراسر بدنه نقش خطیری در حل مسایل کنترلی ایفا می‌نماید. سطوح آیرودینامیکی جهت کنترل هواپیما در حرکات غلتش ، پیچش و سمتش استفاده می‌گردند.
نیروی پسا
نیروی آیرودینامیکی دیگری هم در زمان پرواز حضور دارد، که به دنبال مقاومت هوا در برابر حرکت هواپیما حاصل می‌شود. و این نیروی مقاومت کننده نیروی پسا نام دارد. نیروی پسا به موازات و در خلاف جهت پرواز عمل می‌نماید. همانند برا، عوامل زیادی هستند که بر کمیت نیروی پسا تأثیر می‌گذارند، که این عوامل شامل شکل هواپیما ، "چسبناکی هوا" و سرعت پرواز می‌باشند. مولفه‌های نیروی پسا همچون نیروی برا تجمیع گردیده و در یک نقطه‌ واحد که همان مرکز فشار هواپیماست عمل می‌کنند.

نیروی کشش
هواپیما برای غلبه بر پسا از سیستم پیشرانه استفاده کرده و نیرویی به نام نیروی (کشش) رانش تولید می‌کند. جهت نیروهای رانش (کشش) به چگونگی اتصال موتورها به هواپیما بستگی دارد، در این نوع هواپیما زیر بالها دو موتور توربینی به موازات بدنه تعبیه شده است، بطوری که باعث می‌شود نیروی رانش (کشش) در امتداد خط مرکزی بدنه عمل ‌کند. در بعضی هواپیماها مثل هواپیمای عمود پرواز هاریر سیستم به گونه‌ای است که می‌توان جهت نیروی رانشی را تغییر داد تا هواپیما بتواند از باندی کوتاه برخیزد.

کمیت نیروی رانش به عوامل متعددی بستگی دارد که با سیستم پیشرانه در ارتباط می‌باشند، این عوامل شامل نوع موتور ، تعداد موتورها و سیستم گاز می‌باشند. در مورد موتورهای جت اغلب این مسئله باعث اشتباه می‌شود، چرا که نیروی رانش هواپیما ناشی از واکنشی است که از خروج شدید و سریع گاز گرم از اگزوز ، صورت می‌پذیرد. این گاز داغ از پشت خارج می‌شود. ولیکن نیروی رانش در خلاف جهت آن ، یعنی رو به جلو عمل می‌کند.

یعنی همان کنش / واکنش که در قانون سوم نیوتون توضیح داده شده است. چگونگی حرکت هواپیما در هوا بستگی به مقاومت نسبی و جهت نیروهایی دارد که در بالا متذکر شدیم. مادامی که این نیروها متعادل باشند، هواپیما با سرعتی ثابت و بلاتغییر حرکت خواهد کرد، در غیر این صورت (یعنی اگر نیروها ناتعادل باشند) جهت شتاب ‌گیری هواپیما به سمت بزرگترین نیرو خواهد بود.

توجه داشته باشید که وظیفه موتور تنها غلبه بر نیروی پسای هواپیماست، نه این که نیروی برا حاصل کند. یک هواپیماهای مسافری یک میلیون پوندی ، 4 موتور دارد که بطور کل 200.000 پوند نیروی رانش تولید می‌کنند. این بالها هستند که باعث ایجاد برا می‌شوند، نه موتورها. در حقیقت هواپیماهایی با نام گلایدر یا هواسر هم وجود دارند که هیچ موتوری نداشته و در عین حال خیلی خوب پرواز می‌کنند. در این نوع هواپیماها به منظور شروع حرکت لازم برای ایجاد برا توسط بالها می‌بایست از یک منبع خارجی نیرو بهره جست.

اما هنگام پرواز دو نیروی پسا و برا متقابلا در برابر نیروی وزن قرار می‌گیرند. هواپیماهای کاغذی مثال واضحی از این هواپیماها می‌باشند، معهذا انواع گوناگونی از گلایدرها وجود دارند. بعضی از آنها نخست توسط یک هواپیمای موتوردار در هوا یدک شده ، سپس رها می‌شوند و می‌توانند قبل از فرود مسافتهای طویلی را طی کنند. شاتل فضایی نیز هنگام بازگشت به جو و فرود همانند گلایدر عمل می‌کند و از موتورهای راکتی فقط به منظور ورود شاتل به فضا استفاده می‌گردد.

انجمن رمان 98
انجمن رمان 98 | برترین انجمن رمان نویسی
رمان 98

خوش آمدید به رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید

مدیر ارشد بازنشسته

مدیر ارشد بازنشسته

مدیر ارشد بازنشسته

مدیر ارشد بازنشسته

مدیر ارشد بازنشسته

مدیر ارشد بازنشسته

مدیر ارشد بازنشسته

مدیر ارشد بازنشسته

مدیر ارشد بازنشسته

مدیر ارشد بازنشسته

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید

درباره ما

لینک‌های پیشنهادی رمان ۹۸

آمار آنلاین