هواپیما چگونه پرواز می کند ؟

چگونگی پرواز هواپیما

نحوه پرواز هواپیما موضوع مورد بحث ماست. در هواپیما اختلاف فشار هوائی که از روی بال و زیر بال می‌گذرد ایجاد نیروی برآر می‌کند و با خنثی شدن نیروی وزن، هواپیما به پرواز در می‌آید.

پرواز هواپیما اصلا موضوع ساده ای نیست. در واقع پروسه پرواز آنقدر چیز پیچیده ای است که به غیر از تعداد انگشت شماری کشور هنوز کسی نتوانسته وارد صنعت هواپیماسازی به معنای واقعی کلمه بشود، اما سازوکار کلی پرواز را می توان تا حدودی توضیح داد.

طوری که همه بفهمند این پرنده آهنی چطور از زمین بلند می شود. در آسمان شناور می ماند و بعد دوباره فرود می آید.

در یک نگاه کلی، در هر هواپیما برای راه اندازی سیستم ها و اجزای هواپیما از سه منبع انرژی استفاده می شود که شامل باتری، انرژی مکانیکی حاصل از احتراق سوخت و نیروی باد یا پنیوماتیکی است.

از باتری به علت کمی جریان و ولتاژ خروجی آن، تنها برای فعال کردن بعضی از سیستم های درون کابین استفاده می شود و در شرایط اضطراری نیز با مدت کوتاهی می توان از انرژی باتری ها برای فعال نگه داشتن سیستم های حیاتی بهره برد.

احتراق سوخت نیز در واقع عامل اصلی پیشروی هواپیما و حرکت آن است که خود این عمل، مستلزم استفاده از جریان برق است که در هواپیماهای بزرگ و اغلب هواپیماهای امروزه، توسط ژنراتورها و آلترناتورها، توسط حرکت یک هادی در میدان صورت می گیرد.

این حرکت اولیه که نیاز به شدت و شتاب اولیه بالا برای به حرکت درآوردن تیغه های موتور و در نهایت شفت اصلی آن دارد، توسط نیروی باد که اصطلاحا پنیوماتیکی گفته می شود، به دست می آید.

نیروی باد توسط یک کمپرسور خارجی به تیغه های موتور برخورد می کند و آن ها را به سرعت می چرخاند. تیغه ها روی یک شفت قرار دارند و شفت نیز به سیستم (Constant Speed Drive) CSD متصل است و در نهایت به یک ژنراتور متصل می شود.

CSD باعث می شود دور موتور روی RPM6000 ثابت بماند و فرکانس تقریبی Hz400 را برای هواپیما و سیستم های آن تامین کند.

با به کار افتادن ژنراتور و تولید برق با فرکانس بالا و همزمان به کار افتادن سیستم سوخت رسانی و جرقه حاصل از جریان الکتریسیته، موتور هواپیما شروع به کار کردن می کند و هوا را از جلو به سمت عقب مکش می کند و باعث به حرکت درآمدن هواپیما می شود.

این عملیات با سرعت بالا و به صورت پیوسته انجام می پذیرد و باعث پایداری عملکرد هواپیما می شود.

در نحوه پرواز هواپیما لازم به ذکر است که درون موتور، دو کمپرسور وجود دارد که یکی پرفشار و دیگری کم فشار است. این کمپرسورهای هوای بیرون را وارد موتور می کنند. با سوخت ترکیب می کنند و گاز داغ حاصل از اشتعال را با فشار بسیار زیاد از عقب خارج می کنند و هواپیما را به جلو می رانند.

خلبان با افزایش مقدار سوخت ورودی به محفظه احتراق، سرعت هواپیما را بالا می برد و در نهایت به سرعت تقریبی 250 کیلومتر برساعت می رساند. در این لحظه با تغییر حالت فلاپ ها و حرکت هوا در زیر آن ها، هواپیما از زمین کنده شده و به پرواز در می آید.

خلبان توجه دارد که زاویه اوج گیری بیش از 30 درجه نباشد تا هواپیما به حالت واماندگی (Stall) نرسد. این حالت و افزایش ارتفاع تدریجی ادامه می یابد تا هواپیما به ارتفاع مورد نظر برسد و به حالت کروز (پرواز افقی) درآید.

خلبان برای بالا یا پایین کردن دماغه هواپیما از استابیلایزرهای قرار گرفته روی دم که به صورت افقی نصب شده اند، استفاده می کند. همچنین برای کج کردن هواپیما به راست و چپ (Banking) حول محور افقی، خلبان از الوران ها که در دو سر بال ها نصب شده اند، استفاده می کند.

برای اینکه سر هواپیما را به راست و چپ (حول محور عمودی) منحرف کند از رادِر (Rudder) که روی دم قرار دارد و به صورت یک تیغه عمودی است، بهره می برد.

در طول پرواز بسیاری از این حرکات چندگانه و پیچیده توسط خلبان خودکار و به صورت همزمان انجم می شود، اما اگر خلبان بخواهد به صورت دستی هواپیما را هدایت کند، باید رادر را با پدال کنترل کند و الوران ها و استابیلایزرها را با استیک (دسته خلبانی) کنترل کند که در حرکت های پیچیده، همزمانی بسیار مشکل است.

برای فرود و کم کردن سرعت، خلبان می تواند تا حد مجازی، سوخت را کمتر وارد موتور کند، اما کم کردن بیش از حد، باعث از کار افتادن موتور می شود.

پس خلبان حالت فلاپ ها را تغییر می دهد تا با باد و حرکت رو به جلو مخالفت کنند. همچنین خلبان موتور را روی حالت معکوس (Reverse) قرار می دهد.

به این صورت که پوسته روی موتور را از هم باز می کند تا هم دما پایین تر بیاید هم هوای خروجی از کنار بیرون برود و سرعت کمتر بشود که همین امر باعث سر و صدای زیاد هواپیما هنگام فرود می شود.

در هواپیماهایی که موتور آن ها عقب و روی دم است یا جنگنده ها، دریچه انتهایی موتور متحرک است و خلبان با بستن این دریچه باعث می شود که گازهای خروجی دوباره به جلو برگردند و سرعت هواپیما کم شود و در نهایت با طی مسافتی روی باند و بهره گیری از ترمز چرخ ها، هواپیما متوقف شود.

در نحوه پرواز هواپیما لازم به توضیح است که چرخ های هواپیما مجهز به سیستم الکترونیکی ضدسرخوردن (Anti Skid) هستند که باعث می شود تمامی چرخ ها با یک سرعت بچرخند و هواپیما به یک سمت سر نخورد و روی باند منحرف نشود.

هواپیما تا یک میزان مشخص قادر به بالارفتن و ارتفاع گرفتن می باشد. در یک زاویه مشخص در هنگام اوج گرفتن هوا دیگر به نرمی دور بال ها جریان پیدا نمی کند و این باعث کاهش در بالا رفتن در اثر افزایش نیروی کشش وارد به هواپیما است و در یک ارتفاعی هواپیما به اصطلاح متوقف می شود.

چگونه خلبان شوم ؟ شرایط خلبان شدن چیست ؟