اما ابتدا باید اطلاعاتی در مورد روش های مرسوم ارائه کنم. علاوه بر این، من آشکارا نیاز به مقایسه روش های قدیمی و جدید دارم.
برای دقیق تر بودن، من به آن کیسون یا قاب قرمز در تصویر زیر علاقه مند هستم. دقیقاً چگونه (یا مشابه) طراحی شده است؟
مانند تمام مصنوعات پیچیده، طراحی ساختار اولیه هواپیما یک فرآیند تکراری است. این کار با آیرودینامیک هایی شروع می شود که سطوح اصلی پاکت آیرودینامیک را طراحی می کنند. پس از آن، طراحان سازه‌ها با فضای مورد نیاز کنار می‌آیند، اگرچه سازش بین تیم‌های طراحی متعدد اغلب مورد نیاز است.
چند چیز معلوم خواهد شد. ما پاکت عملیاتی مورد نظر هواپیما را با برخی محدودیت‌های طراحی در نظر گرفته شده در سرعت هوا، حداکثر شماره ماخ، سقف سرویس و غیره هواپیما می‌شناسیم تا بتوانیم بارهای آیرودینامیکی روی پیلون را محاسبه کنیم. ما همچنین می‌توانیم اعداد عملکرد موتور را بدست آوریم، بنابراین می‌توانیم بارهای رانش و لحظه‌های مربوط به پایه را تعیین کنیم. ما همچنین فاکتورهای بار طراحی هواپیما و همچنین بارهای طراحی سقوط و اضطراری را بر اساس الزامات گواهینامه هواپیما، فاکتورهای ایمنی و غیره داریم. از آنجا این بارهای خارجی را می توان محاسبه کرد و در الزامات طراحی به عنوان بارهای خارجی به یک ' استفاده کرد. جعبه سیاه، که یک مجموعه ساختاری هنوز مشخص شده برای پیلون است.
طراحی دقیق دکل و پایه‌های مربوطه به این ارقام بستگی دارد. طراحی پیلون از ساختارهای مشابه از OEM تا OEM استفاده می کند و بر اساس سال ها تجربه آنها در طراحی این چیزها بر اساس مدل های ریاضی مورد انتظار و همچنین داده های آزمایش پرواز است. متأسفانه جزئیات دقیق چگونگی و چرایی طراحی آن به شکلی که هست به عنوان یک اسرار تجاری اختصاصی OEM ها باقی مانده است و آنها به احتمال زیاد در مورد آن صحبت نمی کنند. بوئینگ، مانند KFC، دستور العمل محرمانه ای برای بال های خود دارد و به طور رایگان در اختیار عموم قرار نمی گیرد. همین امر در مورد پایلون ها، امپناژها و غیره نیز صادق است.
اصول اولیه این است که بیشتر دکل های جدید بر اساس این آرایش ساختاری اختصاصی مورد استفاده در طرح های قبلی ساخته می شوند. بارهای طراحی و پیکربندی اساسی قطعاتی که مجموعه‌ای که به دکل می‌روند توسط یک گروه مهندسی تنش برای اندازه‌گیری هندسه قطعات مورد طراحی محاسبه شده است. اولین گذر در طراحی مونتاژ توسط گروه پیلون انجام می شود، سپس با تنش به عنوان پایه ای برای اندازه گیری استفاده می شود و این روند تکراری تا زمانی که راه حل طراحی قابل قبولی پیدا شود تکرار می شود.
آزمایش‌های زمینی و پروازی اثبات نهایی طراحی خواهند بود و همچنین معمولاً منجر به فرآیند کاهش وزن برای کاهش هندسه بخشی از مواد اضافی پس از تأیید بارهای واقعی پرواز می‌شوند.
پس از انجام این کار، ممکن است سفری به محوطه هواپیما و بررسی دکل موتور موجود در هواپیماهایی مانند 737، 747، DC-10 و غیره مفید باشد. به عنوان قراضه فروخته می شود، از مدیر بپرسید که قطع کردن دکل موتور (منهای موتور!) چقدر هزینه دارد و آن را با خود برای پروژه استاد ببرید. شما می توانید آن را بررسی کنیدو مدل های CAD و FEA از واحد را بسازید، سپس آنها را با استفاده از بارهای مورد انتظار برای هواپیما و موتور مورد نظر آزمایش کنید. اگرچه این ممکن است به سؤالات فوری شما پاسخ ندهد، اما گنجینه ای از اطلاعات در مورد چگونگی و چرایی طراحی پایه موتور به شکلی که هست به پروژه شما ارائه می دهد. سپس می‌توانید سایر طرح‌های پایه‌های OEM را بررسی کرده و بر اساس این تجربه قبلی، آنها را بسیار دقیق تجزیه و تحلیل کنید.
آن جزء بین موتور و بال چیست؟
این یک نقطه سخت به نام "پایلون موتور" است.
و بله، برخی از طراحی‌ها از نقاط خاصی استفاده می‌کنند که در صورت وجود نیروی بیش از حد، از بین می‌روند و به موتور اجازه می‌دهند بدون جدا کردن کل بال هواپیما از هواپیما جدا شود که بدیهی است یک رویداد فاجعه‌بار است. در چند مورد اتفاق افتاده است.
چرا از دکل ها برای نصب موتورها بر روی هواپیماهای جت استفاده می کنیم؟
این سوال بر روی هواپیماهای جت متمرکز است.
موتور De Havilland Comet در داخل بال نصب شده بود، موتورهای کنکورد در زیر بال (به اندازه موتورهای جت) اما بدون دکل نصب شده بودند. به نظر می رسد موتورهای هواپیماهای جت در حال حاضر بر روی پایلون نصب شده اند. این فرض در هر جایی که موتور نصب شده باشد (زیر بال یا در عقب هواپیما) وجود دارد.
مزایای انجام این کار (آیرودینامیک، تعمیر و نگهداری، ایمنی،...) چیست؟ آیا اشکالی وجود دارد (باید حداقل باشد زیرا این طرح غالب است)؟
روی اکثر هواپیماهای تجاری و هواپیماهای بزرگ با موتور توربوفن هست... اسم خاصی برایش هست؟ آیا به غیر از اتصال به بال و تغذیه موتور مورد نیاز، عملکرد دیگری نیز دارد؟ آیا حوادثی در هوانوردی رخ داده است که شامل نقص یا شکستن چیزی در داخل آن باشد؟ یا چیزهای جالب دیگری در مورد آن؟ فقط از روی کنجکاوی! با تشکر!
به این قسمت «پایلون» یا «استرات» برای موتور می گویند. موتور را روی بال نگه می‌دارد، مسیری را برای اتصال همه سیستم‌های موتور فراهم می‌کند و شامل فیرینگ آیرودینامیکی است که همه آن را پوشش می‌دهد. استرات برای جلوگیری از گسترش آتش سوزی در ناحیه موتور به بال طراحی شده است. نصب موتور در زیر و جلوی لبه جلویی بال مزایایی نسبت به سایر گزینه ها دارد.هنگامی که پایه بر روی بال نصب می شود، در نظر گرفته شده است که به طور دائم در آنجا وصل شود. همانطور که در تصویر falstro نشان داده شده است، پایه های موتور بر روی موتور نصب شده اند و اجازه می دهند موتورها در صورت نیاز نصب و جدا شوند. هنگامی که هیچ موتوری نصب نمی‌شود، وزنه‌ای از پایه آویزان می‌شود تا تعادل هواپیما را حفظ کند و از انحراف هواپیما به عقب جلوگیری کند.
تفاوت هایی در طراحی بین تولید کنندگان وجود دارد. پایه های بوئینگ برای جدا شدن از بال تحت بارهای شدید طراحی شده اند. استرات با استفاده از پین های فیوز به بال متصل می شود، که در یک بارگذاری خاص، کمتر از قدرت بال، از کار می افتد. این امر از شکستن بال در زیر بار جلوگیری می کند که می تواند باعث باز شدن مخازن سوخت و ایجاد آتش سوزی شود.
پایه های ایرباس طوری طراحی شده اند که به بال متصل می مانند. این در واقع باعث می‌شود که ساختار پیچیدگی کمتری داشته باشد و میله‌های ایرباس به طور قابل توجهی باریک‌تر از پایه‌های بوئینگ قابل مقایسه هستند. روش‌های دیگری برای حفظ ایمنی در تصادف استفاده می‌شود، مانند نگه‌داشتن ناحیه مستقیماً بالای موتور به‌عنوان «خلیف خشک» که برای ذخیره سوخت استفاده نمی‌شود.
با این حال، پوزیشن پایین دو نقطه ضعف دارد:
بیشتر لبه های جلو و عقب مسدود شده است و فضایی را مسدود می کند که در غیر این صورت برای لت ها و فلپ ها استفاده می شود. در نتیجه، یک موقعیت زیر شلنگ حداکثر لیفت را کاهش می دهد.
مرکز ثقل موتور خیلی عقب است. حرکت بیشتر آن به جلو کمک می کند تا مرکز ثقل بال جلوتر از خط کشسان آن قرار گیرد. اکنون خم شدن یک لحظه اینرسی متضاد ایجاد می کند که برای کاهش فلاتر بسیار مفید است.
شروع به حرکت دادن موتور به سمت پایین و دور شدن از بال در ابتدا باعث افزایش کشش می شود، زیرا اکنون یک شکاف باریک بین هر دو باز می شود که تمایل به جریان جدا شده دارد. تنها زمانی که موتور به اندازه کافی به سمت پایین حرکت می کند، کشش آرایش بال-موتور به حداقل خود می رسد. این مکان در نسل بعدی جت ها مانند B-52 یا Boeing 707 انتخاب شد.
حرکت دادن آن بیشتر به پایین باعث طولانی‌تر شدن پیلون می‌شود و بنابراین کشش کلی را دوباره افزایش می‌دهد.
قطرهای بزرگ موتورهای مدرن با نسبت بای پس بالا، حرکت دادن آن را به اندازه کافی به سمت پایین برای رسیدن به حداقل کشش غیرممکن می کند، اما با حرکت دادن آن به جلو، دوباره موتور را می توان بالا برد، بنابراین ارابه فرود کوتاه تر امکان پذیر می شود. اگر نتوان از جدایی مزاحم بین موتور و ناسل جلوگیری کرد، ژنراتورهای گرداب اضافه می‌شوند.
مهمترین دلیل این است که موتور از اجزای ساختاری مهم در بال جدا شده و ایمنی را افزایش می دهد. اگر آتش‌سوزی می‌شد، آتش احتمالاً بال را نمی‌سوزاند، زیرا جریان هوا تضمین می‌کند که شعله‌ها از بال جلوگیری می‌کند، که در آن سوخت در طرح‌های جت مدرن قرار می‌گیرد. همچنین، اگر موتور در یک نقص کنترل نشده منفجر شود، ترکش کمتر احتمال دارد که منبع سوخت را مشتعل کند، به بال بال آسیب برساند یا به سطوح کنترل پرواز آسیب برساند. طراحی غلاف آویزان اطراف بخش‌های کمپرسور و توربین به جلوگیری از خرابی‌های فاجعه‌بار کمک می‌کند، و طراحی غلاف نیز باعث می‌شود که هوای بای پس موتور را از همه طرف بپوشاند، که یک پیشرفت مهم برای خنک‌سازی بخش داغ و مصرف سوخت است. به‌علاوه، موتوری که روی پایلون نصب می‌شود، به همان میزانی که طراحی یکپارچه بال، با جریان هوا در بالای بال و زیر بال تداخل نمی‌کند. مزیت کمتر مهم دیگر این است که موتور برای اهداف تعمیر و نگهداری در دسترس تر است. اما یک نقطه ضعف این است که موتور نسبت به برداشتن آسیب جسم خارجی آسیب پذیرتر است، زیرا به زمین نزدیک تر است.
