|
|
چنانچه هواپیما بنا به عللی از مسیر اصلی خود منحرف شود، بندرت اتفاق میافتد که بدون حرکات نوسانی مجدداً به حالت اولیه اش باز گردد. بطور کلی واکنش های هواپیما را میتوان حداقل به پنج حالت تقسیم کرد.
الف) هواپیما ممکن است بدون هیچگونه نوسانی در همان مسیر اولیه به پرواز خود ادامه دهد. این حالت را اصطلاحاً حرکت بی نوسان مینامند و بندرت پیش میآید.
ب) هواپیما ممکن است حول موقعیت اصلی خود به بالا و پایین نوسان کند و نوسانات نیز به تدریج مستهلک و میرا شوند. این حالت ثبات کامل و از نوع معمول است.
پ) هواپیما ممکن است موقعیت جدید خود را حفظ کند یا آنکه با دامنه ثابتی به بالا و پائین نوسان کند. این حالت را که نه ثبات است نه بی ثباتی، ثبات خنثی نامیده اند و در عمل به ندرت پیش میآید.
ت) هواپیما ممکن است به بالا و پائین نوسان کند و دامنه نوسانات نیز بطور یکنواخت افزایش یابد. این حالت را نوعی ثبات میدانند ولی از نوع بسیار نامطلوبی است. در عمل امکان وقوع چنین وضعیتی وجود دارد و در صورت مواجهه با آن لازم است که متخصصین در فرآیند طراحی هواپیما تجدید نظر به عمل آورند.
ث) هواپیما نه تنها هیچگونه حرکتی برای بازگشت به مسیر یا وضعیت اولیه از خود نشان نمیدهد بلکه هر چه بیشتر از آن فاصله میگیرد. این حالت ، نوعی بی ثباتی خطر آفرین است.
علاوه بر انواع بی ثباتی هایی که فهرست وار در بالا ذکر شد، بی ثباتی هواپیما ممکن است ذاتی یا به عبارتی ناشی از ویژگی های طراحی آن مانند: زاویه سراشیبی طولی، وسایل خودکار مانند شکاف های خودکار، یا خلبان خودکار، که توسط ژیروسکوپ یا وسایل دیگر کنترل می شوند، باشد.
اکنون لازم است با مفاهیمی همچون غلت، خمش و انحراف جهت در پرواز آشنا شویم.
در طول پرواز ممکن است هواپیما مجبور به انجام حرکات و مانورهای پیچیده ای شود.
این امر، بررسی و مطالعه ثبات هواپیما را بغرنج تر می کند.
تنها راه آسان برای پرداختن به این موضوع آن است که هر یک از حرکات هواپیما را حول محورهای اصلی اش به طور جداگانه بررسی کنیم، هر چند در عمل ممکن است این حرکات به طور همزمان روی دهند.
بطور کلی هر هواپیما میتواند حول سه محور اصلی حرکت کند. این سه محور که همواره نسبت به هواپیما ثابت فرض می شوند عبارتند از:
- محور طولی که در حقیقت محوری است که از دماغ تا دم امتداد دارد و از مرکز ثقل هواپیما می گذرد.
- محور عرضی که به موازات خطی است که دو نوک بال را از طریق مرکز ثقل به یکدیگر وصل می کند.
- و محور قائم که در مرکز ثقل بر دو محور دیگر عمود است. این محور در پرواز مستقیم و تراز بر مسیر پرواز نیز عمود است.
یکی از اصول هوانوردی نیز این است که این محورها نسبت به هواپیما ثابت فرض شده اند و همراه با هواپیما حرکت می کنند.
برای مثال همانطور که اشاره شد در پرواز مستقیم و تراز ، محور قائم بر جهت حرکت عمود است.
اما اگر دماغه به پایین بیافتد یا یکی از بالها فروکش کند ، این محور دیگر بر مسیر پرواز عمود نخواهد بود و همواره با هواپیما منحرف خواهد شد.
حرکت هواپیما حول محور عرضی را "خمش" می نامند. کنترل یا ثبات را تا آنجا که مربوط به این حرکت میشود " کنترل طولی" یا " ثبات طولی" می نامند زیرا با آنکه حرکت حول محور عرضی انجام میگیرد در واقع این محور طولی است که حرکت میکند.
همچنین به حرکت هواپیما حول محور طولی، "غلت"گفته میشود. کنترل یا ثبات متناظر با آن نیز "کنترل عرضی" یا "ثبات عرضی" نامیده میشود.
و حرکت هواپیما حول محور عمودی را "انحراف جهت" ، میگویند.
کنترل یا ثبات حول این محور نیز به ترتیب "کنترل جهت" و " ثبات جهت" نامیده میشود.
|
|
|
پس از حصول اطمینان از این كه هواپیما در پرواز افقی عادی كاملا" در شرایط تعادل قرار گرفته است، وظیفه خلبان این خواهد بود كه به تامین ثبات هواپیما بپردازد.
به عبارت دیگر باید ترتیبی داده شود تا در صورت انحراف هواپیما از مسیر پروازش، بطور خودكار و بدون هیچگونه عملی از جانب خلبان، مجددا" به وضعیت قبلی بازگردد.
در حالت عمومی سه حالت تعادل وجود دارد:
- تعادل پایدار
- تعادل ناپایدار
- تعادل بی تفاوت
اگر هواپیمایی تعادل خود را در حین پرواز یكنواخت از دست بدهد، بر حسب ثبات یا بی ثباتی خود، همین حالتها را به خود خواهد گرفت .
شخصی كه سابقه پرواز ندارد شاید از خود بپرسد كه هواپیمای در حال پرواز چرا و چگونه ممكن است به طور ناگهانی از مسیر اصلی خود منحرف شود بدون آنكه خلبان مداخله ای كرده باشد.
یا امواجی بسان امواج دریا در آسمان، هواپیما را به یك سو پرت كنند؟ شاید در آسمان موجی در برابر دیدگان ما ظاهر نشود، لیكن همانطور كه هر خلبان (یا مسافری) می داند، هوا غالبا" آشفته و متلاطم است .
در چنین شرایطی، هوا شباهت بسیاری به متلاطم ترین دریاها دارد. علت عمده تلاطم هوا تغییرات ناگهانی درجه حرارت است .
همچون وقتی كه شدت تابش پرتوهای خورشیدی به سطح زمین زیاد باشد یا وقتی كه ابرهای باد آورده در پهنه آسمان متراكم شوند.
بنابراین جریانات جابجا شونده عمومی در هوا بوجود می آیند و ستونهای هوای گرم ، گاه با سرعت زیاد به سمت بالا می روند و توده های هوای سرد بسرعت جایگزین آنها می شوند و باید در جایی جریانات نزولی هوای سرد وجود داشته باشد تا چرخه جریان هوا ادامه یابد.
وزش باد برفراز زمین های ناهموار تابش نور خورشید بر مناطق متشكل از خشكی و آب و همچنین مناطق دیگری مانند جنگلها، شهرها یا فضای باز حومه شهرها نیز نتایج مشابهی را پدید می آورند. هر یك از این مناطق به شكلی متفاوت، حرارت را جذب نموده و جریانات مختلفی در هوا پدید می آورند.
تلفیق این شرایط است كه هوا را متلاطم می سازد. از این رو هواپیما به هنگام پرواز در چنین هوای متلاطمی، با پایین افتادن دماغه، دم یا یكی از بالهایش و یا حتی همراه شدن با جریانات صعودی یا نزولی هوا ،مستعد انحراف از مسیر صحیح پرواز خود می شود.
در چنین شرایطی خلبان می تواند با استفاده از وسایل كنترلی كه در اختیار دارد هواپیما را به مسیر صحیح بازگرداند .
اما با آنكه در گذشته مسئله ثبات هواپیما را نفی می كردند،خلبانان امروزی ترجیح می دهند كه هواپیما در چنین شرایطی خودبخود به مسیر اولیه اش بازگردد.
توضیح این مطلب كه چرا در گذشته با تنظیم خودكار حركت هواپیما مخالفت می كردند چندان آسان نیست.
ولی شاید بتوان ثبات را به ایده دنده اتوماتیك اتومبیل تشابه كرد.
در گذشته چنین تعصب هایی در برابر این ساده سازی ها وجود داشت و شاید امروزه هم وجود داشته باشد.
در واقع حتی تا آن حد كه كوشش در جهت توسعه چنین ایده ای به واسطه عقیده عوام به تعویق افتاد.
اما چرا توده مردم با این ایده سر ستیز داشتند؟ چرا خلبانان با ساخت هواپیماهای پایدار مخالف بودند؟ شاید اینها همه به دلیل آن بود كه اگر كسی کاری انجام می دهد، دوست دارد كه در نوع خود مشكل ترین كارها باشد.
با وجود آنكه امروزه همه ما می پذیریم كه هواپیما باید تا حد معینی ثبات خود را حفظ كند. این را هم باید پذیرفت كه ثبات مفرط و بیش از اندازه نیز به صلاح نیست.
این نكته بویژه در مورد جنگنده های تیز پرواز كه باید چابك باشند و سریعا" به مانور بپردازند و مسیر پروازشان را دائما" تغییر بدهند، اهمیت فراوانی دارد.
زیرا هواپیمایی كه از ثبات مفرط برخوردار باشد در برابر هر گونه تغییر مسیر مقاومت می كند و از انجام مانورهای مفیدی چون پیچ ، لغزش جانبی عمیق و ... امتناع می ورزد.
از سوی دیگر، هواپیماهای مسافربری دور پرواز باید از ثبات زیادی برخوردار باشند.
اما با این وجود نباید چنان باشند كه قدرت كنترل را از خلبانان سلب كنند.
|
|
|
از جمله مسائل مهم و قابل توجه در هوانوردی ثبات طولی میباشد که جوانب آن مورد بحث قرار میگیرد. هواپیمایی را در حال پرواز مستقیم و تراز در نظر مجسم کنید. حال فرض میکنیم که بنا به عللی دماغه هواپیما ناگهان به سوی بالا منحرف میشود.
اگر هواپیمای مفروض از ثبات طولی برخوردار باشد، تغییرات نیروهای اصلی یا تأثیرات نیروهای جدید باید چنان باشند که هواپیما را به وضعیت اولیه خود بازگردانند.
اجازه دهید ببینیم چه روی میدهد. هواپیما به دلیل لختی اولیه ای که دارد، با وجود آنکه دماغش قدری بالا رفته، برای مدت کوتاهی در همان مسیر اصلی به پرواز ادامه میدهد.
اگر قرار باشد همین وضعیت جدید را حفظ کند شروع به اوجگیری خواهد کرد.
ولی اگر در همان مسیر اولیه و یا خیلی نزدیک به آن پرواز کند و وضعیت جدیدش را هم حفظ کند زاویه حمله بالها و صفحه های دم افزایش می یابد و در نتیجه جریان هوا را در زاویه بزرگتری قطع میکنند.
همین امر باعث ازدیاد نیروی برآ روی سطوح اصلی میشود. اما باید به خاطر سپرد که اکثر بالها به خودی خود بی ثباتند، یعنی علاوه بر افزایش نیروی برآ، راستای نیروی برآ نیز به سمت جلو پیشروی می کند که این خود وضعیت نامطلوبتری را پدید می آورد.
پس برای تأمین ثبات سطوح دم نه سطوح اصلی، باید چاره ای اندیشید.
برای مثال باید کاری کرد که نیروی برآی صفحه دم افزایش یابد و هواپیما را به وضعیت اولیه بازگرداند.
پس واضح است که ثبات طولی هواپیما به اندازه گشتاور دم یا تأثیر چرخشی تصحیح کننده دم بستگی دارد.
این گشتاور می تواند اثرات هر گونه اختلال و آشفتگی را روی سطوح اصلی یا دیگر قسمتهای هواپیما از بین ببرد.
طراح برای تعیین اندازه گشتاور لازم که کاری بسیار دشوار است، باید مساحت مورد نیاز صفحه دم ، زاویه نصب آن و همچنین طول بدنه را که تعیین کننده فاصله دم از سطوح اصلی است در نظر بگیرد.
علاوه بر این او باید میزان حرکت مرکز فشار روی بال، مکان مرکز ثقل هواپیما و سایر اقلام متفاوت دیگر را هم در محاسبات خود منظور کند.
بدیهی است که مکان مرکز ثقل از سایر اقلام اهمیت بیشتری دارد. برای تأمین ثبات طولی، مرکز ثقل هواپیما باید کاملاً در جلو قرار بگیرد.
توضیح علت چنین امری در این مقال دشوار است.
فقط میپذیریم که جلو بردن مرکز ثقل به تأمین ثبات طولی هواپیما کمک می کند.
طراح را به حال خود میگذاریم، زیرا تنها کاری که از عهده ما برمیآید تصور مشکلاتی است که او با آنها مواجه خواهد شد.
پس از آن که طراح وظیفه خود را برای تأمین ثبات به انجام رساند، کسانی که هواپیما را بارگیری میکنند و حتی مسافرانی که با آن پرواز می کنند باید بخاطر بسپارند که تمام بارها کاملاً در جلو هواپیما قرار بگیرند.
یکی دیگر از عوامل موثر بر ثبات طولی هواپیما زاویه سراشیبی طولی بالها است که بسیاری از هواپیماها از آن بهره مندند.
سطوح اصلی این هواپیماها، نسبت به سطوح دم، زاویه بزرگتری با افق می سازند. این شیوه برای تأمین ثبات طولی ضرورتی ندارد.
ولی استفاده از آن امری رایج است. در این مورد نیز لازم است که شارش رو به پائین در سطوح اصلی را از یاد نبریم.
شارش رو به پائین باعث میشود هوا در زاویه کوچکتری از زاویه نصب، با صفحه دم برخورد کند که نتیجه آن همان اثر زاویه سراشیبی طولی است ، هر چند ممکن است به ظاهر زاویه سراشیبی طولی مشخصی هم وجود نداشته باشد.
بعضی از هواپیماهای پیشرفته امروزی گرایش نامطلوبی به خمش به سوی بالا دارند و یا در سرعتهای بالا به سختی می چرخند.
بدیهی است که این گرایشها ریشه در بی ثباتی طولی هواپیما دارند و روش پیشگیری از چنین گرایش هایی هم تغییر توزیع فشار روی سطح بال با کمک "لبه حمله چاکدار" یا " دندانه اره ای" است.
|
|
|
مسئله مهم در مورد فرود با هواپیما توانایی پرواز با سرعتهای کم است.
فن فرود عبارت است از انتقال ملایم و مؤثر هواپیما از محیط پروازی که در آن بوده (یعنی هوا) به سوی زمین.
برای نزدیک شدن به زمین هواپیما باید دارای دو مؤلفه سرعت باشد.
یکی مؤلفه در راستای قائم، رو به پایین ، و دیگری در امتداد افق رو به جلو.
مؤلفه افقی سرعت، نسبت به زمین با فرود در جهت مخالف باد کاهش می یابد.
در اثر افزایش زاویه حمله نیروی برآ با نیروی وزن برابر میشود.
این فرایند مدت زمان زیادی نمیتواند استمرار یابد زیرا صرف نظر از افت شدید نیروی برآ در اثر تقلیل سرعت، سرانجام به مرحله ای خواهیم رسید که در آن افزایش بیشتر زاویه حمله به خودی خود باعث کاهش نیروی برآ میشود.
پرواز عادی با هواپیما در سرعت های کمتر از این سرعت ممکن نیست.
ملایمترین و مؤثرترین فرود زمانی انجام میگیرد که هواپیما دقیقاً هنگام تماس با باند به چنین وضعیتی دست یافته باشد.
در این حال هواپیما دیگر توان پرواز نخواهد داشت، چرخهایش درست در شرف تماس با باند است و بدین ترتیب هواپیما به آرامی روی باند مینشیند.
به منظور دستیابی به چنین شرایطی باید پیش از تماس چرخ با باند، هواپیما را در وضعیتی قرار داد که بالهای آن جریان هوا را در زاویه حداقل 15 درجه قطع کنند.
به همین دلیل است که وقتی هواپیمایی روی زمین متوقف است، بالهایش با افق زاویه ای حدود 15 درجه میسازند.چنین وضعیتی در هنگام فرود بدین معناست که با سه چرخ در کمترین سرعت ممکن فرود می آییم.
به عبارت دیگر دقیقاً زمانی که هواپیما روی زمین مینشیند دو چرخ اصلی و چرخ دم ،سطح باند را در آغوش میگیرند.
جالب اینجاست که وقتی بالها تدریجا به زمین نزدیک میشوند میتوان به اثر ملایم اما کاملا محسوس پدیده موسوم به "حرکت روی لایه ای از هوا" که گاهی اوقات "تاثیر زمین" نامیده میشود، پی برد.
به عبارت دیگر، به هنگام فرود میتوان اصل شناوری را به ویژه در مورد هواپیماهایی مثل گلایدر که در هنگام فرود ،بالهایشان فاصله بسیار کمتری با زمین دارند، تجربه کرد.
شکاف ها در این ارتباط مشکل آفرین هستند.
وقتی از شکاف ها استفاده شود هواپیما میتواند در زاویه حمله بزرگتر و بنابراین در سرعت کمتر، بدون ترس از خطر واماندگی پرواز کند.
پس مشروط بر آن که بتوانیم در سرعت کمتر، به چنین زاویه حمله ای برسیم، خواهیم توانست سرعت فرود را کاهش دهیم .
این امر مستلزم ارائه فرود با ساق چرخهای بلند است و بدیهی است که هر چه طول ساق چرخها بیشتر افزایش یابد کنترل آنها نیز دشوارتر میشود.
روشی که برای گریز از این مشکل پیشنهاد شده، استفاده از بالهای قابل تنظیم است که دقیقا همانند بعضی از سطوح افقی دم میتوان زاویه آنها را در طول پرواز نسبت به بدنه تغییر داد.
با کار بست این روش دیگر نمیتوان از شکاف ها برای کاهش سرعت فرود حداکثر استفاده را به عمل آورد.
ازسویی همیشه لازم نیست که با کمترین سرعت ممکن فرود بیاییم.
بلکه روی زمین های هموار میتوان در سرعت های بسیار بالاتر از سرعت واماندگی هم به خوبی فرود آمد.
اما چون هواپیما با دم کاملاً بالا روی باند فرود میآید، طول مسافت خزش پس از فرود بسیار زیاد میشود.
همچنین خطر ضربات سخت و تکانهای شدید را هم که منجر به جدا شدن مجدد از سطح زمین میشوند (در صورتی که سرعت پرواز خود را نیز حفظ کند) باید بدان افزود.
اگر خلبان دقیق باشد این موضوع چندان اهمیت ندارد اما از سوی دیگر ممکن است منجر به جهش های خطرناکی شود.
اینجاست که ایده چرخ دماغ یا فرود با سه چرخ مورد توجه قرار میگیرد.
با این آرایش ، مرکز ثقل هواپیما کاملا در جلوی چرخ های اصلی واقع میشود و به دلیل وجود چرخ دیگری در جلو، امکان پایین رفتن دماغه هواپیما از بین میرود.
این آرایش دو فایده مهم در بر دارد: نخست آن که هواپیما در هنگام خزش از نظر سمتی پایدار میشود و دوم آن که خطر جهت کاهش می یابد، زیرا حتی اگر هواپیما با سرعت زیادی فرود بیاید به طرف چرخ جلو دچار خمش میشود.
همچنین زاویه حمله و در نتیجه نیروی برآ تقلیل می یابند و لذا احتمال کمتری برای جهش مجدد به هوا وجود خواهد داشت.
اگر قرار باشد که هواپیما مورد استفاده عام قرار گیرد ،استفاده کنندگان باید بتوانند هواپیما را در فضای کوچکی به راحتی روی زمین بنشانند.
به منظور تحقق این اندیشه آرمانی، نخست هر خلبان باید قادر به فرود با سرعتهای کم باشد.
این مشابه پرواز در سرعتهای کم است، اما این کل مطلب نیست.
هر خلبان باید بتواند که با انتخاب زاویه سرش مناسب موانعی چون ساختمانها، درختان، کابلها ، دکل های مخابراتی و غیره را که روی خط مرزی محوطه فرود قرار گرفته اند را زیر پا بگذارد و علاوه بر این باید بتواند تا حد امکان در ابتدای باند فرود به زمین بنشیند. و بالاخره آن که هر خلبان باید بتواند هواپیما را پس از فرود سریعا برای اوجگیری آماده سازد.
این نکات مهم تا چند سال گذشته بطور اسفناکی نادیده گرفته میشد.
حتی روزگاری استفاده از سیستم ترمز در هواپیما( به عنوان سریعترین وسیله حمل و نقل مکانیزه) را فکری بیهوده تصور می کردند.
اما علاوه بر این، چرخهایی که قابل باز و جمع شدن بودند، خطی کردن جریان و دیگر مواردی که امروزه برای ما اموری کاملا ملموس است، در گذشته نادرست به نظر میرسید.
توسط سیستم ترمز چرخها و ترمزهای هوایی میتوان از مسافت خزش پس از فرود به مقدار قابل توجهی کاست.
ترمز هوایی وسیله ای است که موجب افزایش مقاومت هوا میشود. خود بالها نیز زمانی که جریان هوا را در زاویه بزرگی قطع می کنند به مثابه نوعی ترمز هوایی بسیار موثر عمل می کنند.
بدیهی است که ترمز هوایی، سرعت فرود یا به عبارت دیگر سرعت هواپیما را قبل از فرود چندان تقلیل نمیدهد اما میتواند از طول مسافت خزش پس از فرود بکاهد.
علاوه بر این ترمزهای هوایی در حین پرواز نیز از اهمیت فراوانی برخوردارند.
روش دیگر که در عین حال بسیار موثر تر هم میباشد، معکوس کردن نیروی رانش موتور است.
|
|
|
میان پرواز در سرعتهای کمتر از سرعت صوت و پرواز در سرعت های بیشتر از سرعت صوت تفاوت هایی وجود دارد. یکی از تفاوت ها این است که در سرعت های کم ، هوا طوری رفتار میکند که گویی تراکم ناپذیر است.
لیکن در پرواز با سرعتهای زیاد نه تنها خاصیت تراکم پذیری هوا مطرح است ، بلکه اهمیت بسیار زیادی هم پیدا میکند.
فشارهای ناشی از حرکت هواپیما در هوا و تنش حاصل از نیروهای برآ و پسا در همه جهات به هوای پیرامون انتقال میابند.
سرعت حرکت این امواج، فشار همان سرعت حرکت صوت در هواست.
با ایجاد صدایی، مثلاً با زدن کف دستهایتان به همدیگر یا با شلیک یک تپانچه و یا به هر راه ممکن دیگر، هوای محیط به سرعت متراکم شده و موج فشار حاصله در هوا حرکت میکند و نهایتا از برخورد آن با پرده صماخ گوشتان میتوانید صدای مذکور را بشنوید.
با توجه به مثال های آشنایی مانند شلیک اسلحه یا انفجار بمب و یا رعد و برق میدانیم که صدای این وقایع را پس از مشاهده آنها خواهیم شنید.
نور با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه به قدری سریع حرکت میکند که با توجه به مثال های فوق میتوان مدت زمانی را که طول میکشد تا نور به ناظر برسد نادیده گرفت.
البته بدیهی است که این شامل پدیده های نجومی و مانند آن نمیشود .
بنابراین تعیین برآورد مناسبی برای سرعت حرکت امواج صوتی در هوا به هیچوجه کار مشکلی نیست.
با استفاده از این برآورد میتوان فاصله منبع مولد صدا را بطور تقریبی تعیین کرد.
سرعت حرکت صوت در هوا که تحت شرایط استاندارد جو اندازه گیری شده است، حدودا 1100 فوت در ثانیه و یا چیزی حدود 760 مایل در ساعت است.
بدین طریق، امواج صوتی در مدت زمانی کمتر از 5 ثانیه مسافتی به طول یک مایل را طی میکنند.
حال چنانچه یک منبع مولد صدا ( و چه مثالی بهتر از خود هواپیما؟) با همین سرعت به شما نزدیک شود، صدای نزدیک شدنش را نخواهید شنید.
دلیل آن خیلی ساده است . چون سرعت امواج صوتی آن با سرعت هواپیما برابر است. اگر هواپیما با سرعتی بیش از سرعت صوت به سمت شما پرواز کند صدای آن را پس از عبورش خواهید شنید.
این سخن ، ابلهانه نیست بلکه واقعیت محض است.
مثال بسیار عملی دیگری که میتوان زد گلوله تفنگ است. اگر سربازی بداند که گلوله ای به سمت او شلیک شده و صدای آن را هم شنیده باشد، این میتواند مایه آرامش خاطر او باشد، چون جان سالم به در برده است!
در واقع، پیش از آن که سرباز صدای شلیک را بشنود گلوله از اطرافش عبور کرده است. بنابر مثال فوق، هیچ دلیلی وجود ندارد که اجسام نتوانند با سرعت هایی بیش از سرعت صوت حرکت کنند.
پس آنچه در بین مردم رواج دارد و صحبت از یک دیوار نفوذناپذیر میکنند، بی معنی است .
امروز دراین زمینه به موارد زیر میتوان اشاره کرد که از جمله آنها شماری از وسایل نقلیه پروازی را میتوان نام برد.
این منابع صوتی را فقط از طریق اثرشان بر پرده صماخ گوش میتوان تشخیص داد.
اگر هواپیما یا گلوله ای در فاصله ای بسیار نزدیک به ما حرکت کند، فشارهای وارد بر دیگر قسمت های بدن هم به خوبی حس میشوند.
اما با وجود این، خود هوا که این امواج صوتی یا به عبارتی دیگر امواج فشار در آن حرکت می کنند، نسبت به آنها بسیار حساس است و خود را با آنها تطبیق میدهد.
به همین دلیل وقتی هواپیما در سرعتهای کمتر از سرعت صوت پرواز می کند امواج فشار قادرند در جلو هواپیما و نیز در بالا، پایین و پشت آن، حرکت کنند.
این امواج به هوا "خبر" میدهند که هواپیمایی نزدیک میشود . به عنوان مثال منطقه پر فشاری زیر بال و ناحیه کم فشاری روی آن وجود دارد و بنابراین برای هوا آسانتر آن است که به سوی ناحیه کم فشار جریان یابد.
نتیجه آن هشدار این است که قسمت اعظم هوایی که در غیر این صورت به زیر بال راه می یافت، به سمت بالا منحرف می شود و روی بال جریان می یابد.
با آزمایش بسیار جالبی در تونل دود میتوان به صحت این امر پی برد.
بال یک هواپیمای مدل را که به بالچه متحرک مجهز است داخل تونل دود در نظر بگیرید.
با آویزان شدن بالچه جریان های دود از فاصله دوری در جلوی بال تغییر مسیر میدهند و به سمت بالا حرکت می کنند و به جای زیر بال، روی سطح فوقانی بال جریان می یابند.
وقتی هم که بالچه بالا برده میشود جریان دود دوباره به زیر بال هدایت میشود.
کسی که خود شاهد چنین آزمایشی بوده برای درک این نکته که هوا از نزدیک شدن هواپیما " خبر" میشود نیاز به استدلال بیشتری نخواهد داشت.
دیگر آزمایشها و اندازه گیریها نیز نشان می دهند که وقتی هوا تحت این جریان می یابد هیچگونه تغییر محسوسی در چگالی اش به وجود نمی آید.
اگر بحث را تا اینجا دنبال کرده باشید کاملاً واضح به نظر می رسد که اگر هواپیما با سرعت صوت پرواز کند ، جریان هوا پیش از برخورد با هواپیما دیگر به سمت بالا منحرف نمیشود بلکه در جلوی آن متراکم می گردد و بطور ناگهانی شوک یا ضربه ای به هواپیما وارد می آورد.
در حقیقت این چیزی است که در عمل اتفاق می افتد و نشانه رسیدن به سرعت صوت است.
|
|
|
تا پیش از ابداع رادار در جنگ جهانی دوم، قطب نمای مغناطیسی
برای هر نوع ناوبری به کمک نقشه یکی از ضروری ترین آلات دقیق کشتی ها و هواپیماها محسوب میشد.
این درست است که تشخیص و تعیین مسیر پرواز در هوای صاف با استفاده از نقشه و علائم و نقاط نشانه زمینی مطمئن تر از اعتماد صرف به قطب نماست.
در گذشته هم خلبان برای اثبات این که قطب نما وسیله ای غیر ضروری است و خلبان نباید در هر شرایطی به آن اعتماد کند، استدلالهایی داشتند.
اما در مقابل این داعیه ها نکته مهمی هم مطرح است: وقتی هواپیما با توده ابر و یا هوای مه آلود مواجه میشود، یعنی درست در لحظات حساسی که خلبان به قطب نما نیازمند است،هواپیما شروع می کند به دور خود چرخیدن.
در حال حاضر دلیل چنین رویدادی دقیقا مشخص شده است: هواپیما به دور خود میچرخد زیرا خلبان هواپیما را به دور خود میچرخاند!
به عبارت دیگر ، هواپیما به دنبال دم خود میچرخد و با این حال خلبان چنین میپندارد که مستقیما به جلو پرواز میکند.
اگر فکر میکنید چنین چیزی امکان پذیر نیست، مسلما هرگز در میان دشتی پهناور و یا در سرزمینی باز و وسیع یا حتی روی جاده ای عریض و پهن گرفتار هوای مه آلود غلیظ نشده اید!
اما امروز خلبانان تحت آموزش های وسیعی قرار میگیرند.
آنان به خوبی می دانند که دیر یا زود مجبور خواهند بود که در میان ابرها یا مه غلیظ یا حتی بر فراز دریا پرواز کنند و در چنین شرایطی اگر هواپیما به وسایل و تجهیزات راداری مجهز نباشد، قطب نما تنها وسیله ای است که می تواند آنها را هدایت کند. اما در اینجا موضوع دیگری هم مطرح است: ناوبری هوایی به وسیله قطب نما هم همیشه کاملا رضایت بخش نیست.
همانطور که در دریاها هم برای دریانوردان چنین بوده است.
به منظور تعیین مسیر صحیح پرواز و هدایت دقیق هواپیما خلبان باید اثر باد را هم منظور دارد. شدت باد کمیتی بسیار نامعلوم و متغیر است.
گر چه ناوبر کشتی هم باید به حرکت امواج و جذر و مد دریا توجه داشته باشد اما این گونه عوامل در مقایسه با سرعت کشتی معمولا تأثیر ناچیزی بر مسیر حرکت می نهند.
علاوه بر این قدرت امواج و اثر جذر و مد دریا بر مسیر کشتی را میتوان با دقت کافی تعیین کرد و در جداولی فهرست بندی نمود و یا حتی بروی نمودار آورد.
ولی هیچکس نمیتواند پیش بینی کند که باد در هر لحظه از کدام سمت و با چه سرعتی ممکن است بوزد. به همین دلیل خلبان هوشیار قطب نمای هواپیما خورد را گاه به گاه از طریق جهت یابی رادیویی با علائم زمینی کنترل می کند.
قطب نمای هواپیما در مقایسه با قطب نمای کشتی پیشرفت ها و اصلاحات گوناگونی را از سر گذرانده است .
به طوری که در حال حاضر به سختی میتوان این دو نوع دستگاه مشابه را یکی دانست.
قطب نمای هواپیما در مقایسه با قطب نمای دریانوردی لزوما باید از نظر وزن سبک تر باشد، عقربه آن با سرعت بیشتر و ارتعاش کمتر وضعیت جدید را نشان بدهد، در مقابل حرارت های پایین در ارتفاعات زیاد به خوبی مقاومت کند، با کوچکترین تکان و نوسان هواپیما تحریک شود .
شاید از همه مهم تر آن که وقتی هواپیما در وضعیتی قرار میگیرد که هیچ نوع کشتی ای قادر به تجربه آن نیست باید همچنان بتواند به عنوان قطب نما به انجام وظیفه خطیر خود ادامه دهد.
قطب نمای هواپیما همچون همتای خود یعنی قطب نمای کشتی باید تا حد امکان از نظر انحراف، یا به عبارتی از نظر خطاهای ناشی از همجواری با مواد و مصالح مغناطیسی و جریانهای الکتریکی موجود در هواپیما تصحیح شود.
عمل تصحیح که در مورد قطب نمای کشتی هم اعمال میشود به این ترتیب صورت میگیرد که هواپیما به دور نوعی مرکز قطب نمایی در حال چرخش روی زمین، میگردد.
در این حال عقربه قطب نمای هواپیما باید هم جهت با عقربه قطب نمای روی زمین جابجا شود.
سپس در صورت مشاهده کوچکترین انحرافی، با قرار دادن مغناطیس های تصحیح شده کوچکی در شیارهای موجود در بالا یا پایین قطب نما آن را تصحیح می کنند.
با این شیوه هیچگاه نمیتوان قطب نما را به طور دقیق تصحیح کرد و به همین دلیل معمولا در کابین خلبان کارت کوچکی شامل "میزان انحراف مجاز" روی تابلوی آلات دقیق در کنار قطب نما دیده میشود.
باز هم به عنوان وجه تشابه دیگری با قطب نمای کشتی، قطب نمای هواپیما مغناطیسی است که نه به سمت شمال حقیقی بلکه به سمت شمال مغناطیسی نشانه میرود.این خطا را "اختلال قطب نمایی" مینامند.
مقدار این خطا در نقاط مختلف سطح زمین متغیر است و حتی سال به سال تغییر میکند.
تجهیزات دقیق ناوبری ما را قادر ساخته اند که مسیر صحیح پرواز را در دل تاریکی شب ها یا در میان مه و ابر تشخیص دهیم. بدین ترتیب است که ناوبری در این شرایط حساس و دشوار در حال حاضر به راحتی صورت میگیرد.
چنان راحت که گویی در روز روشن خط راه آهن را دنبال میکنیم!
کار با این سیستم ها به قدری آسان شده است که خلبان با یک بار آشنایی و استفاده از آنها به آسانی میتواند عملیات ناوبری را انجام دهد و به طور دقیق و واضح عملکرد آنها را تفسیر کند، البته مشروط بر آن که اشکال و نقصی در کار نباشد.
|
|
|
در دوره های آموزشی به خلبانان آموزش می دهند كه دستورالعمل كامل تقرب را اجرا نمایند .به این ترتیب كه خلبان، از ناحیه ابتدای طرح تقرب شروع كند و به مدت یك تا دو دقیقه پرواز خروجی را انجام دهد تا بتواند در جهت مخالف حركت كند و در آخرین دستورالعمل تقرب در حالیكه ارتفاعش را كم می كند تا به ارتفاع تصمیم گیری برسد ، پرواز ورودی (به داخل باند) را انجام دهد.
دستورالعمل كامل تقرب یکی از قسمتهای اصلی پرواز هواپیماست .
با اینحال خلبانها تنها در دوره های آموزشی این نوع طرح تقرب را اجرا میکنند و عملا در دوران کاری به ندرت از این نوع طرح تقرب استفاده میکنند.
علت این امر وجود رادار است، چرا كه دستورالعمل كامل تقرب تنها زمانی مورد نیاز است كه رادار وجود نداشته باشد و در حال حاضر در تمامی فرودگاههای بزرگ جهان رادار موجود است .
خلبانها همیشه در دستورالعمل تقرب، انتظار رادار را دارند و می دانند كه ATC با یك چشم الكترونیكی همواره مراقب آنهاست که با موفقیت تا آخرین مرحله تقرب را انجام دهند.
جالب است بدانید كه در 21 اكتبر 1988 ، وقتی خلبان هواپیمایی که رئیس جمهور وقت آمریکا را به سمت فرودگاه فردریك می برد، متوجه شد که سرویس رادار فرودگاه مورد نظر در ارتفاع زیر 4000 پا ، دیگر دید ندارد و آنها از پوشش راداری خارج شده اند.
وی از دیدن چنین وضعی بسیار متعجب شد چرا که قبل از پرواز او را از چنین وضعی مطلع نکرده بودند و او نیز عادت همیشگی به استفاده از رادار در هنگام فرود هواپیما داشت.
در ارتفاع 4000 پا مامورین كنترل تقرب در فرودگاه بین المللی واشنگتن- بالتیمور به خلبان مذکور اطلاع دادند كه سرویس رادار در این سطح پروازی دیگر فعال نیست.
وی پس از بازگشت از این سفر به بازرسان هیئت ملی ایمنی حمل ونقل هوایی اعلام كرد که« انتظار داشتم رادار تا لحظه آخر فرود آنها را همراهی كند».
در واقع پوشش راداری در فرودگاه فردریك موجود نیست.
از طرفی مرکز رادار Dulles كه فاصله آن از فرودگاه فردریك با فاصله فرودگاه فردریك از مرکز رادار بالتیمور تقریبا برابر است ، پوشش راداری بسیار بهتری بر فرودگاه فردریک دارد.
مامورین كنترل رادار Dulles مسئولیت ورود هواپیما را از سمت غرب و جنوب به فردریك دارند و بر ترافیك هوایی این منطقه نظارت دارند .
سالها خلبانهای آمریکایی و غیرآمریکایی به این وضعیت اعتراض میکردند كه ATC در این منطقه ، پوشش راداری کامل ندارد.
در حالیكه كنترل تقرب مجاور می تواند خدمات بسیار بهتری ارائه كند .
اما زمانی كه رئیس جمهور وارد صحنه شد ، موضوع اهمیت خاصی پیدا كرد.
آن روز رئیس جمهور پس از فرود، به استراحتگاهش در شمال فردریك رفت .
شاید او هرگز مطلع نشد كه 20 دقیقه پس از خروجش حادثه ای رخ داد.
حادثه این بود که رادارها نتوانستند یک هواپیما را ردیابی كنند .
چرا كه در ارتفاع زیر 4000 پا رادار بالتیمور اثری ندارد.
در حالیكه رادار Dulles توانست ردیابی كند و كرد و تا قبل از اینكه هواپیما وارد محدوده رادار بالتیمور شود رادار Dulles راهنمایی او را به عهده داشت .
اما دقایق آخر هواپیما دچار سانحه شد .
حدودا تا سه سال بعد نیز وضعیت به همین منوال ادامه داشت .
هنوز این رادار در زیر 3000 پا كاملا نابیناست و Dulles هنوز تسلط بیشتری بر ترافیك فرودگاه فردریك دارد.
با اینحال آنچه كه حائز اهمیت است ، این است كه تكنیكهای آموزشی از قبیل تقرب كامل هنوز هم می توانند مورد استفاده قرار گیرند و علیرغم وجود رادارها در اكثر فرودگاهها ، خلبان را عملا از استفاده از این تكنیكها بی نیاز می كند.
|
|
|
با این همه تاکیدی که در مورد تنوع و تعداد ابزار دقیق
مورد استفاده در هواپیماهای پیشرفته به عمل می آید شاید قدری عجیب به نظر برسد که در مورد آنها فقط به شرح مختصری بسنده کنیم.
واقعیت امر این است که آلات دقیق به قدری متنوعند که سعی برای توصیف همه آنها در اینجا کاملا غیر ممکن خواهد بود.
سه نوع از ابزار دقیق اصلی یعنی سرعت سنج،ارتفاع سنج و قطب نما را میتوان از جمله آلات دقیقی دانست که به طور مستقیم به موضوع مورد نظر ما یعنی پرواز هواپیما مربوط میشوند.
شاید بهتر باشد که به این آلات دقیق، "نشان دهنده گردش و لغزش سمتی" را هم بیفزاییم.
در این دستگاه، عقربه یا ساچمه دستگاه نشان دهنده لغزش سمتی جانشین شیب سنج عرضی یا همان تراز الکی قدیمی منتها با انحنایی کاملا مشخص شده است که به طور عرضی در کابین خلبان قرار میگرفت.
گاهی اوقات از این دستگاه تحت عنوان"نشان دهنده کجی"نیز یاد میشود.
اما در حقیقت چنین نامی شایسته آن نیست زیرا برای مثال در وضعیت کجی زیاد ممکن است زاویه انحراف محور عرضی هواپیما به حد زیادی برسد و با وجود این عقربه یا ساچمه این دستگاه به دلیل عدم وجود لغزش جانبی همچنان در وسط باقی بماند.
این دستگاه نشان دهنده، دستگاهی ساده و در عین حال بسیار مهم است و بهترین راهنمای خلبان محسوب میشود زیرا به او نشان میدهد که آیا پرواز صحیح انجام میشود یا خیر.
اما در واقع نوع ژیروسکوپی این دستگاه بود که اندیشه پرواز به کمک آلات دقیق را تکامل بخشید.
ژیروسکوپ دارای چرخی است که با سرعت زیاد دوران میکند و دو خاصیت مهم دارد: نخست آن که محور چرخش ژیروسکوپ همواره مایل است تا در فضا ثابت و پایدار باقی بماند.
دوم این که اگر سعی کنید محور چرخش ژیروسکوپ را منحرف کنید، خواهید دید که حول محور ثالثی به چرخش خود ادامه میدهد.
برای مثال چرخ جلوی یک دوچرخه را در نظر بگیرید. اگر چرخ را بالا ببرید و در حالیکه میچرخد از بالا آن را به سمت راست منحرف سازید، کل چرخ به سمت راست میگردد.
این ویژگی ژیرسکوپ خاصیت تقدم نامیده شده است.
تابلوی آلات دقیق هر هواپیمای پیشرفته شامل حداقل سه نوع از ابزارهایی است که بر اساس خواص ژیروسکوپی عمل می کنند.
معمولا چرخ ژیروسکوپ به وسیله یک پمپ مکنده که توسط موتور هواپیما به حرکت در می آید، یا از طریق لوله های وانتوری مضاعف که در معرض جریان هوا قرار دارند به چرخش در می آید.
چرخ ژیروسکوپ میتواند با سرعت بیش از ده هزار دور در دقیقه بچرخد.
چشمگیرترین ابزار ژیروسکوپی ، "افق مصنوعی" است که وضعیت یک هواپیمای مدل کوچک را نسبت به خط افق موجود بر صفحه این دستگاه نشان میدهد.
چنانچه دماغه هواپیمای واقعی پایین برود هواپیمای مدل زیر خط افق قرار میگیرد و اگر دماغه هواپیما بالا برود مدل نیز بالای خط افق واقع میشود.
اگر هواپیما به سمت راست یا چپ بغلتد مدل هم به همان سمت خواهد غلتید. حتی اگر خلبان به هیچ وجه قادر به مشاهده افق واقعی نباشد(برای مثال در هنگام پروازهای کور) باز هم میتواند وضعیت هواپیمایش را به خوبی تشخیص دهد.
فقط آنان که پرواز کور انجام داده اند قادر به درک ارزش چنین دستگاهی می باشند.
ژیروسکوپ این دستگاه به نحوی تعبیه شده است که حتی اگر هواپیما به حالت خمش یا غلت در آید، محور چرخش آن حرکت نکند.
ژیروسکوپ سمتی از نظر اصول کار قدری ساده تر است اما در عمل فایده زیادی دارد.
این دستگاه هر گونه گردش هواپیما را بلافاصله مشخص میکند و دقیقا مانند"افق مصنوعی" غلت یا خمش هواپیما را نشان میدهد.
این دستگاه شباهت بسیاری به قطب نما دارد، با این تفاوت که به جای نشانه روی به سمت شمال، در هر وضعیتی که خلبان مایل باشد باقی میماند.
این دستگاه نیز مانند قطب نما درجه بندی شده و معمولا خلبان طوری آن را تنظیم میکند که متناظر با مسیر قطب نمایی باشد.
شاید برای شما این پرسش پیش بیاید که با وجود این همه شباهت، ژیروسکوپ سمتی چه مزیتی بر قطب نما دارد؟
پاسخ بسیار ساده است. ژیروسکوپ سمتی در برابر کوچکترین گردش هواپیما به سرعت واکنش نشان میدهد و بلافاصله پس از پایان گردش متوقف میشود، شتابها و خطاهای ناشی از سیستم های الکتریکی و مغناطیسی مختلف هواپیما نیز بر آن اثری ندارد.
این دو دستگاه یعنی افقی مصنوعی و ژیروسکوپ سمتی اساس ساختمان دستگاه خلبان خودکار را تشکیل میدهند.
این سیستم نه تنها هر گونه تمایل هواپیما به انحراف خمش یا غلت را به سرعت تشخیص میدهد بلکه همچنین به دنبال هر گونه تغییر وضعیت هواپیما، فرامین را به منظور تصحیح مسیر پرواز ، فعال میسازد.
سومین دستگاه ژیروسکوپی متداول، نشان دهنده میزان گردش و لغزش سمتی است. عقربه پایینی روی صفحه این دستگاه میزان گردش را نشان میدهد و بر اساس خاصیت دوم ژیروسکوپ عمل میکند.
عقربه بالایی هم لغزش سمتی را مشخص میکند و بر اساس اصول آونگ عمل مینماید.
حالت سنج هوا نیز برای تصحیح سرعت و ارتفاع پرواز و غیره در مسابقات پروازهای آزمایشی مورد نیاز خواهد بود و برای این منظور هم دماسنج های معمولی میتوان در قسمت هایی که در معرض جریان هوا قرار دارند، نصب کرد.
معمولا در هواپیماهای پیشرفته "نشان دهنده میزان اوجگیری" نیز نصب میشود.
در واقع این نشان دهنده نرخ صعود یا نزول هواپیما را نشان میدهد.
مشابه این نوع ابزارهای دقیق مدرن که برای پروازها ارزش زیادی دارند، فراوان است.
"ماخ سنج" نیز در هواپیماهای تیز پرواز ضرورت می یابد.صرف نظر از خود هواپیما، نشان دهنده هایی نیز برای موتور یا موتورهای آن است که از جمله آنها میتوان دورسنج، فشار سنج روغن، حرارت سنج روغن، فشار سنج هوا، حرارت سنج آب برای موتورهایی که با آب خنک میشوند، نشان دهنده فشار سوخت، نشان دهنده میزان مصرف سوخت، نشان دهنده میزان سوخت موجود، نشان دهنده مربوط سیستم سوپر شارژر و غیره را نام برد.
از جنبه الکتریکی نیز میتوان به هر چیز دیگری اعم از سوئیچ احتراق سیستم های روشنایی و گرمایی، دینامها و موتورهای الکتریکی و مجموع تجهیز رادیویی و راداری و دستگاه های وابسته اشاره کرد.
|
|
|
در 31 ژانویه سال2000 پرواز شماره261 متعلق به خطوط هوایی آلاسکا فرودگاه والارتای مکزیک را به مقصد سیاتل آمریکا ترک کرد.
این پرواز طبق برنامه توقف کوتاهی در سان فرانسیسکو داشت.
پس از طی زمان یک ساعت و45 دقیقه از شروع پرواز، خلبان گزارشی مبنی بر بروزاشکال در سیستم تنظیم کننده سکان افقی می دهد .
اما بعد از 10 دقیقه تلاش برای رفع اشکال به نتیجه ای نمی رسد و هواپیما در آبهای اقیانوس آرام در نزدیکی کا لیفرنیا به اعماق آب فرو رفت و تمامی 88 سرنشین هواپیما کشته شدند.
پس از سقوط هر هواپیما سوالهای بی جواب در مورد هواپیمای سقوط کرده در اذهان عموم به وجود می آید.
کارشناسان بررسی کننده این سانحه برای پی بردن به علل سقوط این هواپیما از ضبط کننده اطلاعات پروازی(FDR) و ضبط کننده صدای کابین خلبان (CVR) یا به عبارت دیگر از جعبه سیاه موجود در این هواپیما استفاده نمودند و به شواهدی در مورد علت سقوط آن دست پیدا نمودند.
ضبط و ذخیره اطلاعات
بنا به اسناد ارائه شده توسط کمپانیCommunication L-3 که یکی از کمپانیهای سازنده جعبه سیاه میباشد ، برادران رایت برای نخستین بار از دستگاهی بر روی هواپیمای خود استفاده کردند که چگونگی چرخش ملخ را ضبط می کرد.
به هر حال استفاده گسترده از ضبط کننده های هواپیمایی تا قبل از شروع جنگ جهانی دوم انجام نگرفت .
بعد از این تاریخ بود که استفاده از وسیله ای به نام جعبه سیاه جهت ضبط اطلاعات بیشتر در مورد عملکرد هواپیما آغاز گردید.
اغلب جعبه سیاهها که تا به امروز مورد استفاده قرار گرفته یا از نوع نوار مغناطیسی است که از سال1960مورد استفاده قرار گرفته و یا از بردهای حافظه نوعSolid-State بوده که از سال 1990 معرفی شدند.
اطلاعات از CVR و FDR بر روی بردهای حافظه که درون واحدی به نام حافظه آسیب ناپذیر سانحه(CSMU) می باشد ذخیره می شود.
بردهای حافظه دارای فضای کافی دیجیتالی می باشد که ظرفیت ذخیره 2 ساعت اطلاعات شنیداری جهت CVR و 25 ساعت اطلاعات پروازی جهت FDR را دارند.
نوار مغناطیسی قابلیت ضبط حدود 100 فاکتور پروازی را دارد در حالی که ضبط کننده های Solid-State در هواپیما های بزرگتر قابلیت ضبط بیش از700 فاکتور را دارند.
تمامی اطلاعات جمع آوری شده توسط سنسورهای داخل هواپیما به واحدی در جلوی هواپیما به نام واحد کسب اطلاعات پروازی(FDAU)منتقل میگردد.
این واحد پس از دریافت اطلاعات از سنسورها ، آنها را جهت ضبط و ذخیره به جعبه سیاه در انتهای هواپیما منتقل می کنند.
جعبه سیاه انرژی خود را از 2 مولد برق می گیرد و به همین ترتیب این دو مولد نیز برق خود را از موتورهای هواپیما می گیرند یکی از مولدها دارای برق مستقیم 28 ولت و دیگری برق متناوب 115 ولت و 400 هرتز می باشد.
از دیگر امکانات و مشخصات جعبه سیاه برای ثبت اطلاعات پروازی میتوان به ضبط مکالمات و صدای کابین خلبان (Cockpit Voice Recorder) و ضبط داده های پروازی(Flight Data Recorder) و مقاومت بسیار زیاد در برابر آسیب ، اشاره نمود.
بدنه و محفظه آلومینیومی در حقیقت اولین لایه ای است که دور تا دور کارتهای حافظه را پوشانده و از آن در برابر جریانهای مغناطیسی محافظت میکند.
یک لایه عایق هم به دور این لایه آلومینیومی وجود دارد که جهت حفظ این حافظه در برابر درجه حرارتهای بالا بکار میرود.
جنس این لایه از سیلیکای خشک میباشد پوسته آخر آن نیز از جنس فولاد ضد زنگ است تا در برابر ضربات ، مقاوم باشد.
برای اطمینان از غیر قابل امحا بودن این جعبه آزمایشات کاملی در شرایط شبیه سازی شده بر روی آن صورت میگیرد که عبارتند از:
- آزمایش تاثیر سانحه Crash Impact
- آزمایش Pin- Drop
- آزمایش Static Crash
- آزمایش حریقFire Test
- غوطه ور سازی در شرایط آب عمیق Deep-Sea Submersion
- غوطه ور سازی در سیالFluid Immersion
بعد از سانحه اگر چه ضبط کننده های هواپیما ، جعبه سیاه نامید میشوند اما در حقیقت رنگ آنها نارنجی روشن است.
ضبط کننده CVR و FDR به عنوان دو ابزار گرانبها در هر سانحه می باشند.
با پیشرفت تکنولوژی و علم نقش جعبه سیاه در بررسی سوانح هوایی بالا و بالاتر میرود.
|
|
|
مصرف بنزين يک هواپيما به طول پرواز بستگي دارد.
پس بنا براين شما خواهيد گفت کافي است فقط مقصد و مسافت يک هواپيما بايد را بدانيم، اما دانستن این مساله هميشه کافی نيست.
يک پرواز لوس آنجلس- بروکسل را در نظر بگيريد .
در طول پرواز، وزش باد شديد در جهت مخالف مانع پيشروي هواپيما مي شود و اين چيزي است که موجب افزايش مصرف سوخت مي شود.
حال در نظر بگيريد که فرودگاه بروکسل هم غرق در مه باشد و هواپيما نتواند در اين فرودگاه به زمين بنشيند، خلبان هم نمي تواند به طرف فرودگاه ديگري مثلا آمستردام تغيير جهت دهد.
اما هواپيما بايد به مدت نيم ساعت بر فراز اين فرودگاه پرواز کند تا اجازه فرود بگيرد.
زيرا فرودگاه مورد نظر در مرحله اول بايد به هواپيما هايي اجازه فرود بدهد که قبلا طبق برنامه هماهنگ شده اند.
در اين جا مي بينيم که مصرف سوخت به طول پرواز بستگي دارد.
مصرف سوخت اتومبيل با هواپيما تفاوت دارد، زيرا در اتومبيل کافي است مسافت را بدانيم، به همين دليل هم براحتی گفته مي شود که يک اتومبيل، مثلا در صد کيلومتر چقدر مصرف سوخت دارد.
براي يک هواپيما مصرف سوخت برحسب ساعت محاسبه مي شود.
يک جامبو جت حدود 15000 ليتر در ساعت سوخت مصرف مي کند.
مصرف سوخت يک هواپيما با موتور جت مثل بویينگ 727 در حدود 5000 ليتر در ساعت است.
جالب است بدانیم که ظرفيت باک بنزين يک جامبو جت 178000 ليتر است که با اين مقدار بنزين، يک ماشين مي تواند پنج باردور دنيا بچرخد.
|
|
|
هنر خلبان این است كه هواپیما را آرام در محلی مشخص و با سرعتی خاص روی باند فرودگاه بنشاند.
اگر باد جانبی خیلی قوی باشد، سكان هدایت باید بسرعت وارد عمل شود.
وقتی هواپیما با زمین تماس می گیرد، سرعتش بیش از 200 كیلو متر در ساعت است كه این سرعت باید بشدت كاهش یابد در غیر این صورت هواپیما از باند خارج می شود.
با این كار باله ها بلند می شوند و زمینه ترمز در هواپیما را فراهم می كنند.
خلبان نیروی رانش موتور را كاملا معكوس می كند طوری كه صدای موتور به گوش می رسد.
زیرا سرعت هواپیما بایستی بطور كامل كم شود و در نتیجه چنین صدایی ایجاد می شود.
موضوع از این قرار است كه موتورها باعث كم یا زیاد شدن سرعت هواپیما می شوند.
خلبان با پدال گاز، مسیر گازهای خروجی موتورها را عوض می كند به طوری كه آن ها را از عقب به جلو پرتاب می كند كه به این كار نیروی رانش معكوس (Reverse) می گویند.
بدین ترتیب نیروی موتورها در جهت مخالف و به صورت یك ترمز عمل می كند.
از طرف دیگر، چرخ های هواپیما، مانند یك خودرو، دارای ترمز هستند، اما این ترمزها وارد عمل نمی شوند مگر زمانی كه سرعت هواپیما بسیار كم شود.
خلبان زمانی از آن ها استفاده می كند كه بخواهد بطور كامل هواپیما را جلوی ترمینال متوقف كند.
|
|
|
قسمتی از هواپیما که چرخ ها در آن قرار می گیرند محل جمع شدن ارابه فرود می گویند و فقط به هنگام نشست و برخاست هواپیما از آنها استفاده می شود.
عمل جمع شدن و باز شدن چرخ ها توسط عمل کننده هایی با استفاده از سیستم های هواپیما از قبیل هیدرولیک و ....صورت می گیرد و به هواپیما اجازه می دهند روی زمین فرود آمده و حرکت کند.
در طول پرواز، هواپیما به آنها نیاز ندارد.
چرخها بعد از برخاستن هواپیما جمع می شوند و این عمل به یک دلیل مهم صورت می گیرد:
برای آنکه هوا پیما سرعتش زیاد شود باید کمترین مقاومت را در برابر هوا داشته باشد یعنی باید به بیش ترین حالت آیرودینامیکی ممکن برسد.
اگر چرخ ها جمع نشوند یک مقاومت جدی در برابر باد ایجاد خواهد شد و مانند ترمز باعث کاهش سرعت هواپیما می شوند.
چگونه هواپیما به جلو حرکت می کند؟
یک شناگر برای آنکه به جلو حرکت کند آب را با دست ها و پاها یش به عقب می زند.
یک کشتی به کمک پروانه آب را به عقب می زند و به جلو حرکت می کند.
ملخ یک هواپیما نیز به همین صورت عمل می کند یعنی اینکه پره ها هوا را می شکافند و به عقب می زنند و این باعث می شود تا هواپیما به سرعت به جلو حرکت کند.
هواپیمای جت به این دلیل جت نامیده شد که توسط دو عمل کننده توربینی به جلو رانده می شود.
برای آنکه بهتر این مسئله را درک کنیم عمل زیر را آزمایش می کنیم:
یک بادکنک را باد کنید و بدون آنکه سر آن را ببندید رها کنید؛ بادکنک به جلو حرکت می کند. چرا؟
اگر در بادکنک را با دست محکم نگه دارید؛ هوای متراکم درون آن به دیواره بادکنک فشار وارد می آورد و بادکنک تکان نمی خورد.
حال اگر آن را رها کنیم در اثر فشار وارده به دیواره بادکنک شاهد عدم تعادل نیرو درآن خواهیم بود که بادکنک را به جلو پرتاب می کند.
یک هواپیمای جت که معمولا با بیش از دو موتورکار می کند موتور آن را راکتور یا عکس العمل کننده مینامند.
هواپیما به سرعت به جلو حرکت می کند زیرا راکتورها هوا را از جلو می کشند و به شدت به عقب پرتاب می کنند.
یک راکتور دارای یک چرخ بزرگ است با بال های کوچک درست شبیه یک پنکه بزرگ.
این چرخ هوا را می کشد و به درون موتور که در آن چرخ های دیگری با بال های بسیار کوچک وجود دارد هدایت می کند.
این چرخ ها هوا را متراکم می کنند و به مخزن احتراق می فرستند. هوای متراکم خیلی گرم می شود.
همان طور که تیوپ دوچرخه خود را باد می کنید تلمبه به سرعت گرم می شود زیرا شما هوا را درون آن متراکم می کنید.
حال اگر بنزین به هوای گرم تزریق کنید هر دو به حالت احتراق در می آیند.
گازهای خروجی بسیار گرم بسرعت به عقب هواپیما پرتاب می شوند.
تقریبا کمی شبیه گازهای خروجی از اگزوز ماشین. این گازها یک فشار ناگهانی به راکتور وارد می آورند و باعث می شوند تا هواپیما به جلو حرکت کند.
اما بین مخزن احتراق و لوله ای که گاز از آن جا خارج می شود یک چرخ دیگری با بال های کوچک وجود دارد به نام توربین.
با عبور از این توربین ، گازهای خروجی آزاد می شوند.
چرخ توربین که در عقب کار گذاشته شده است و چرخ های جلوی کمپرسور، حول یک محور می چرخند.
اگر چرخ عقب بچرخد چرخ های جلو به طور خودکار عمل می کنند و بدین صورت چرخ بزرگ هوا را به جلو می کشد و بدین صورت هواپیما رو به جلو بحرکت درمی آید.
|
|
|
هواپیما ها طبق برنامه از پیش تعیین شده پرواز می كنند و راههایی را كه دیده نمی شوند اما بخوبی مشخص شده اند را ادامه می دهند كه به آنها « راههای هوایی » می گویند.
در این راه ها ارتفاع نیزوجود دارد که هر مسیر را از دیگری جدا میسازد.
از سویی باید به مسئله برخورد هواپیما ها نیز توجه كرد كه روزانه تعداد زیادی از آن ها در آسمان پرواز می كنند.
راههای هوایی در نقشه مشخص است و برای خلبان به هنگام پرواز مانند نقشه راههای زمینی، ضروری است.
در تمام دنیا در طول راههای هوایی ایستگاههای رادیویی وجود دارند درست مانند علائم راههای زمینی.
این ایستگاهها علائم را بدون وقفه ارسال می كنند و گیرنده های هواپیما آنها را دریافت می كنند و با این علائم است که خلبان متوجه می شود ایستگاه های رادیویی كجا قرار دارند و با این كار راه خود را تشخیص می دهد و می فهمد چه مسیری را باید طی كند.
دستگاههای دیگری نیز وجود دارند كه ارتفاع ، سرعت و مایل شدن هواپیما را در تغییرات ناگهانی تشخیص می دهند.
این دستگاهها همچنین نشان می دهند كه اگر هواپیما به سمت پایین یا بالا می رود آیا سوخت به اندازه كافی دارد و یا موتور به طور طبیعی كار می كند.
استفاده از رادار بویژه در شب و هوای بد مهم است. رادارروی یك صفحه نشان می دهد كه هواپیما بر فراز چه محلی از زمین در حال پرواز است حتی اگر از داخل ابرها عبور كند.
هواپیماها ی مدرن به سیستمهای كامپیوتری مجهزند كه بدین وسیله خلبان می تواند موقعیت خود را تشخیص دهد بدون آنكه نیازی به ایستگاه های رادیویی داشته باشد.
این سیستم تشخیص می دهد كه هواپیما از كجا برخاسته و به كجا باید برود و در چه ارتفاع و مسیری در حال پرواز است.
كامپیوتر همچنین می تواند هواپیما را حتی در مسافت های طولانی هدایت كند.
|
|
|
یک مسافر هواپیما بعضی وقت ها از خودش می پرسد که یک خلبان چگونه می تواند باند فرود را پیدا کند در حالیکه هواپیما از ابرها عبور می کند و این که زمین تنها درست قبل از نشستن هواپیما دیده می شود.
شما می دانید که یک هواپیما راه های هوایی را می پیماید تا به مقصد برسد و به محض نزدیک شدن به فرودگاه ، خلبان در تماس با برج مراقبت به وی گفته می شود که در چه جهتی حرکت کند و سرعت و جهت باد در زمین چقدر است.
مکالمات معمولا به زبان انگلیسی است یعنی چیزی که این امکان را فراهم می کند تا یک خلبان بتواند با هر فرودگاهی در دنیا ارتباط برقرار کند.
اگر دید خلبان خوب نباشد، از برج مراقبت می خواهد تا به طرف باند هدایتش کند. به کسانی که در برج مراقبت کار می کنند کنترل کنندگان( Controller ) یا سوزن بانان هوایی می گویند.
کنترل کنندگان برج مراقبت به کمک دستگاههای رادار می توانند مشخص کنند که یک هواپیما در کجا و در چه ارتفاعی درحال پرواز است.
همچنین به خلبان گفته می شود که باید با چه سرعت و در چه جهتی پایین بیاید.
از طرف دیگر هواپیماها مجهز به یک سیستم فرود به نام ILS هستند. که خلبانان را در راه فرود و یافتن باند ، بطور کامل راهنمایی میکند.
|
|
|
هواپیماها هم مانند کشتی ها دارای سکان هدایت هستند که
در هواپیما به صورت باله هایی در دم و بال های آن مشاهده می شود.
می توان باله های دم را به چپ و راست و باله های روی بال را بالا و پایین حرکت داد.
یک کشتی را با چرخاندن فرمان سکان و یک هواپیما را به کمک هدایتگرها هدایت می کنند.
در هواپیما دو هدایت گر اصلی وجود دارد: سیستم کنترل و پدال ها.
بر اساس نوع هواپیما سیستم کنترل آنها فرق می کند که در هواپیمای سبک بصورت پدال در کف هواپیما و یک فرمان است و در هواپیمای مسافری به صورت فرمان مشاهده می شود.
برای بالا بردن هواپیما خلبان فرمان را به طرف خود می کشد و شهپرهای دم هواپیما به سمت بالا حرکت می کنند.
باد به دم هواپیما فشار می آورد و دماغه آن بالا می آید و هواپیما اوج می گیرد.
برای پایین آوردن هواپیما خلبان فرمان را به جلو حرکت می دهد و شهپرها به سمت پایین می آیند و هواپیما به طرف پایین حرکت می کند.
چرخش یک عمل بسیار ظریف است زیرا خلبان باید حرکت های خود را هماهنگ کند و بطور هم زمان باید فرمان ها را به کار بندد.
برای چرخش هواپیما به چپ، خلبان پدال سمت چپ را فشار می دهد و شهپر دم هواپیما به چپ می چرخد.
باد دم هواپیما را به راست فشار می دهد و دماغه به چپ می چرخد.
برای چرخش به راست خلبان پدال راست را فشار می دهد و تمام چیز ها خلاف جهت چرخش یعنی به چپ می چرخد.
برای حرکت در عرض، هواپیما باید به حالت مایل قرار گیرد درست مانند ماشینی که سر پیچ می پیچد.
برای این کار اگر خلبان بخواهد به چپ بچرخد فرمان را به چپ می چرخاند در این هنگام شهپر بال راست به طرف پایین می آید و شهپر بال چپ بلند می شود.
باد بال چپ را به پایین فشار می دهد و بال راست را به بالا و بدین ترتیب هواپیمای مایل شده می تواند بچرخد.
برای درک این مورد می توانید یک پرنده یا یک موتورسوار را به هنگام چرخش در نظر بگیرید.
در مورد ارتفاع پرواز هواپیماها نیز جالب است بدانید که هواپیماهای جت اغلب در ارتفاع بسیار بالا پرواز می کنند.
براساس بزرگی و شرایط جوی ، هواپیماها در ارتفاع 6000 تا 18000 متر پرواز می کنند.
قله اورست که بلند ترین قله است تقریبا 9000 متر ارتفاع دارد.
بنابراین هواپیماها می توانند دو برابر ارتفاع این قله پرواز کنند.
هواپیماهای توریستی نمی توانند در چنین ارتفاعی پرواز کنند، ولی گاهی اوقات تا ارتفاع 5000 تا 6000 متر هم اوج میگیرند .
|
|
|
