يمكن جعل هياكل هيكل الطائرة خفيفة ، لكنها قوية وصلبة ، ويساهم جلد الطائرة في القوة الكلية للهيكل.
تم تصميم جميع هياكل الطائرات ، مهما كانت الطائرات ، باستخدام نفس المبادئ. يوفر الشكل الخارجي الأملس شكلاً انسيابيًا ، مع هيكل دعم إضافي في الأسفل لتوفير القوة والصلابة اللازمتين للعمل بفعالية. في العديد من الطائرات الحديثة ، يتكون الغلاف وجزء من الإطار من قطعة واحدة من المواد. إذن ، يخفي الجلد الخارجي قطعة معقدة من الهيكل يجب أن تكون قوية وصلبة وموثوقة.
الدعامات والعلاقات والحزم والشبكات.
يتكون هيكل معظم مكونات هيكل الطائرة من أربعة أنواع رئيسية من العناصر الهيكلية. العلاقات هي أعضاء عرضة للتوتر فقط (الشد). نظرًا لأن التوتر لن يتسبب في انبعاج ربطة العنق ، فلا داعي لأن تكون جامدة ، على الرغم من أنها كذلك في كثير من الأحيان. يمكن صنع الروابط من عناصر صلبة ، مثل الأنابيب ، أو ببساطة من الأسلاك ، مثل الأسلاك الداعمة في الطائرة ذات السطحين.
تحمل الدعامات أحمال ضغط. نظرًا لأن الأحمال الضاغطة يمكن أن تتسبب في انقلاب العضو ، فإن تصميم الدعامة يكون أقل بساطة من ربطة العنق. في حالة التحميل الزائد ، ستفشل الدعامات بإحدى طريقتين: ستلتف الدعامة الطويلة الرفيعة ؛ ستنهار الدعامة القصيرة السميكة عن طريق التكسير أو التكسير ، حيث يتم الضغط على المادة التي صنعت منها. قد تقوم الدعامة المتوسطة بأي منهما ، أو حتى كليهما ، اعتمادًا على أبعادها وعوامل أخرى. تصنع الأنابيب دعامات ممتازة ، لأن المواد يتم تحميلها بالتساوي ، بحيث تكون نسبة القوة إلى الوزن عالية في الضغط.
تحمل الحزم الأحمال بزاوية (غالبًا بزاوية قائمة) مع طولها ، وبالتالي يتم تحميلها بشكل أساسي في الانحناء. العديد من الأجزاء الرئيسية لهيكل الطائرة عبارة عن عوارض ، مثل الساريات الرئيسية. إن جسم الطائرة والأجنحة نفسها هي أعضاء هيكلية ، وهي عبارة عن عوارض ، لأنها تدعم أحمال الانحناء التي يفرضها الوزن والقصور الذاتي والأحمال الديناميكية الهوائية. الشبكات عبارة عن صفائح رقيقة تحمل أحمال القص في مستوى المادة. الضلوع والجلد نفسه عبارة عن شبكات القص. تعتبر الألواح الرقيقة مثالية لحمل القص ، خاصة إذا كانت مدعومة بحيث تقاوم الالتواء.
قد يكون لديك انطباع بأن كل جزء من هيكل الطائرة هو إما ربطة عنق أو دعامة أو شعاع أو شبكة ، لكن هذا ليس كذلك. تعمل بعض العناصر ، مثل أجنحة الجناح ، بشكل كامل تقريبًا كنوع واحد من الأعضاء ، بينما يعمل البعض الآخر كأعضاء مختلفين لأحمال مختلفة. على سبيل المثال ، قد يتعرض جلد جسم الطائرة لأحمال الشد والقص في وقت واحد. لا توجد أحمال الانحناء النقية بمفردها تقريبًا ؛ هم دائمًا مرتبطون بحمل القص. لذلك فإن الحزمة عادة ما تحمل كلاً من أحمال الانحناء والقص.
الهدف من التصميم الهيكلي للطائرة
من خلال مزج هذه الأعضاء بعناية ، والتأكد من أن كل جزء من كل عضو يأخذ نصيبه من الأحمال ، سيحقق التصميم الهيكلي للطائرة أكبر قوة بأقل وزن ، وبالتالي الحصول على أفضل كفاءة تشغيل وأقصى درجات الأمان. يهدف المصمم إلى التأكد من أن كل جزء من كل هيكل يحمل ضغطًا معقولًا ، بحيث يتم استخدام قدرة كل جزء من الهيكل بشكل فعال. فقط من خلال القيام بذلك يمكن جعل وزن هيكل الطائرة منخفضًا قدر الإمكان ، مع الاستمرار في توفير القوة الكافية.
هناك العديد من استخدامات الدعامات في هيكل الطائرة ، بما في ذلك دعامات الأرضية في طائرات النقل ، وأرجل الهيكل السفلي ، ورافعات التشغيل بجميع أنواعها ، وأذرع الدفع لتشغيل أدوات التحكم في الطيران. تعمل الدعامات أيضًا في كثير من الأحيان كعلاقات ، عندما ينعكس الحمل الذي تتحمله ؛ مرة أخرى ، تعتبر مقابس التشغيل أمثلة نموذجية على ذلك.
