در زیر قسمت اوله پسته جالبی از سایت oldpilot و استاد عزیزم کاپیتان مدرسی قرار دادم که فکر کنم دونستنش خالی از لطف نباشه. ممنون میشم با نظرات ارزشمندتون منو یاری کنید
(دوستان توجه داشته باشید که این اولین پست من در این زمینه هستش) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
طراحی کاکپیت هواپیمای آ - ۳۸۰
طراحی کاکپیت هواپیمای ای-۳۸۰ بر پایه خانواده هواپیماهای ایرباس ای-۳۲۰ و ای-۳۴۰ بنا شده است. دلیل تشابه در دیزاین، پایین آوردن هرچه بیشتر هزینه ها و زمان آموزش خلبانان است. نکتهٔ جالب در مورد انتخاب اسم ایرباس ای-۳۸۰ و استفاده از شماره ۸ در نام آن تشابه سطح مقطع هواپیما به عدد ۸(در زبان لاتین) و خوش یمن بودن عدد ۸ در کشورهای اسیای به عنوان اولین سفارش دهندگان این هواپیماست.
فرامین مکانیکی و هیدرولیکی معمولا بسیار سنگین و نیازمند طراحی مسیر کابلها در سراسر هواپیما و همچنین استفاده از پولیها، محورهای خمیده و در صورت هیدرولیکی بودن، انتخاب صحیح مسیر لولها و دقت در زمان طراحی و بازبینیهای مداوم در زمان چکهای روتین و تعمیرات پیچیده است. هر دو سیستم فوق نیازمند سیستمهای اضافی برای پشتیبانی در زمان وقوع خرابی در آنها است که در نتیجه باعث افزایش قیمت و وزن تمام شده هواپیما میشود. وزن اضافی خود باعث بالا رفتن هزینههای راهبردی هواپیما بخاطر مصرف بیشتر سوخت میشود.
سیستمهای فوق قابلیت محدودی برای تصحیح کردن تغییرات آیرودینامیکی هواپیما دارند. این تغییرات معمولا وابسته به استراکچر بدنه و استحکام آن است. برای مثال در زمان استال و یا چرخش دورانی به دور خود (Spinning) و یا (Piot Induced Oscillation (PIO (که بطور مختصر به معنائ اجرا کردن یک سری از دستورات در جهت تصحیح شرایط بحرانی در زمان پرواز در جهت خلاف اتفاق افتادن آن شرایط است. برای مثال در زمان لندینگ و انجام فلر (Flare) یا بالا بردن دماغه برای کم کردن سرعت، در صورتی که خلبان دماغه هواپیما را بیشتر از حد بالا ببرد باعث افت سرعت و در نتیجه استال میشود. طبیعتا خلبان در چنین حالتی سریع دماغه را پایین داده ولی این کار باعث بالا رفتن سرعت اپروچ میشود که دوباره نیازمند بالا بردن دماغه برای کم کردن سرعت است. انجام این مراحل پشت هم ایجاد یک لوپ را میکند) که شدیدا وابسته به تعادل و استراکچر هواپیما هستند تا به فرامین، سیستمهای فوق راهکار سریع برای جبران شرایط استراری ندارند.
مهندسین برای غلبه بر شرایط فوق با استفاده از کامپیوتر و مدارت الکتریکی، سیستمهای کنترلی هوشمندی را طراحی کرده اند که باعث کاهش وزن و برخورداری از قابلیت بسیار بالای برای تصحیح خطا و نواقص در حین پرواز میشوند.
سیستم فوق (Fly-By-Wire (FBW نامیده شده که در آن کامپیوتر نقش واسطه بین خلبان و سروموتورها (Actuators) و سطوح کنترل را بازی میکند. کامپیوتر نقش اساسی در تحلیل اطلاعات و تصحیح خطاهای وارده چه از طرف خلبان و چه از طرف پاسخ هواپیما به اطلاعات وارده دارد. هر FBW در هواپیماهای مدرن از چهار کانال مجزا (Quadruplexed) برای ارسال اطلاعات به فرامین استفاده میکنند و این بدلیل حفظ ایمنی در زمان از دست دادن یک یا دو مسیر ارسال اطلاعات به فرامین میباشد.
[External Link Removed for Guests]
یوک در این نوع هواپیماها حذف و از موس و جیستیک برای هدایت هواپیما استفاده میشود. در واقع یوک (وسیلهٔ هدایت هواپیما در دست خلبان) جای خود را به اینترفیس های کامپیوتری داده است. حرکت فرامین به سیگنالهای الکتریکی تبدیل و کامپیوتر با انجام محاسبت دقیق، مقدار و محل حرکت هر سروموتور را مشخص میکند.
در ادامه به برسی قسمتهای مختلف کاکپیت ای-۳۸۰ میپردازیم.
دیزاین داخل کاکپیت ای-۳۲۰
گلس کاکپیت (Glass Cockpit)
در کاکپیت (فلایت دک) ای-۳۸۰ از گلس کاکپیت یا به زبان ساده از نمایشگرهای الکترونیکی پیشرفت تر نسبت به ای-۳۲۰ و ای-۳۴۰ استفاده شده است.این گلس کاکپیت ها، شامل چندین نمایشگر کامپیوتری هستن که تنها دیتاهای لازم و ضروری پرواز رو نشان داده و از لود کار خلبان برای پردازش دیتاها میکاهند.
شش ال-سی-دی (LCD) یا به عبارتی نمایشگرهائی مثل مانیتور کامپیوتر اطلاعات مربوط به پرواز را در اختیار خلبان قرار میدهند و دو نمایشگر (Interactive LCD) در روی کنسول میانی هم نقش رابط بین خلبان و مراکز زمینی مثل برج مراقبت (ATC) را بر عهده دارن.
(Cursor Control Device (CCD
اولین وسیلهٔ هدایت هواپیما برای خلبان بحساب میاید، که شامل موس کنترلر و ترک بال هستش و تمامم فرامین بوسیلهٔ پنجرهای آبشاری در داخل صفحات نمایشگر به سیستمهای هدایت هواپیما وارد شده و هدایت هواپیما میسر میشود. هر خلبان سیستم سی-سی-دی خود را داشته و استفاده از آن به راحتی استفاده از موس در کامپیوتر میباشد و شرایط محیطی مثل خاموشی و یا توربلانس در استفادهٔ بهینه از آن مشکلی بوجود نمیآورند.
(Primary Flight Display (PFD
مجموعه ایی از نمایشگرها که اطلاعات اولیهٔ پرواز شامل دادههای ارتفاع و فشار برای ارتفاع سنج، سرعت واقعی و سرعت نسبت به زمین، ارتفاع حاضر و ارتفاع نقاط مختلف مسیر، سرعت عمودی و وضعیت نشستن به کمک اینسترومنت (ILS) در فرودگاه مبدا را در اختیار خلبان قرار میدهد.
(Electronic Centralized Aircraft Monitor (ECAM
سیستم فوق امکان کنترل و تغییر مقادیر N1,N2,N3 و کنترل دمای سوخت، مقدار دبی سوخت، سیستمهای الکتریک، فشار و دمای کابین و کاکپیت، و حرکت سطوح کنترل را به خلبان میدهد.
N1 مقدار سرعت دورانی شفت داخلی (Low Pressure Shaft) در موتورهای جت را مشخص میکند. این شفت داخلی نیروی لازم برای بحرکت دراوردن کمپرسور اولیه(Low Pressure Compressor) را از توربین ثانویه (Low Pressure Turbine) ،که خود از انبساط گازهای داغ خروجی از موتور بحرکت درامده، منتقل میکند.
بدور شفت داخلی (Low Pressure Shaft) شفت دومی (High Pressure Shaft) میچرخد که مقدار N2 سرعت دورانی شفت مذکور را مشخص میکند. این شفت داخلی نیروی لازم برای بحرکت دراوردن کمپرسور ثانویه (High Pressure Compressor) را از توربین اولیه (High Pressure Turbine) منتقل میکند. در صورت وجود سومین قسمت در موتور شفت دیگری بر روی شفت دوم میچرخد که مقدار سرعت دورانی آن با N3 مشخص میشود.این شفت نیرو را از توربین اولیه به قسمت سوم کمپرسور منتقل میکند.
در انتها با استفاده از موس و کلیک بر روی سایت زیر میتوانید تمام نقطه داخل کاکپیت ای-۳۸۰ را مشاهده کنید.
[External Link Removed for Guests]
***********
[COLOR=#003300]قمار بزرگ
[HIGHLIGHT=#006600]
[HIGHLIGHT=#006600]پرواز آزمایشی (Maiden Flight)
در یک صبح فروردین ماه سال ۲۰۰۵ جمع کثیری بالغ بر ۴۰ هزار نفر شامل خبرنگاران از سراسر دنیا و مردم عادی در فرودگاه شعر تولوز در جنوب غربی فرانسه گرد هم آمده اند تا شاهد اولین پرواز (Maiden Flight) هواپیمای ای-۳۸۰ باشند.هواپیمایی که از نظر بزرگی بدنه و حمل مسافر رقیبی در خور برای خود در حال حاضر ندارد.خبرنگاران در جستجوی بهترین مکان برای تهیه گزارش خود از هواپیمایی هستند که ۷۳ متر طول و به اندازهٔ یک ساختمان ۷ طبقه (چیزی در حدود ۲۱ متر) ارتفاع دارد و فاصلهٔ نوک بالهایش به ۸۰ متر میرسد.
اگه تا حالا یک هواپیمای ۷۴۷ را از نزدیک دیده باشید برای تجسم ابعاد ای-۳۸۰ فقط لازمه چیزی در حدود ۳ متر به طول، ۴ متر به ارتفاع و ۱۰ متر به فاصلهٔ نوک بالهائ ۷۴۷ اضافه کنید. محاسبهٔ جالبی که شرکت ایرباس در مورد ای-۳۸۰ انجام داده نشان دهنده گنجایش ۳۵ میلیون توپ پینگ پونگ در داخل بدنهٔ آن است.
ولی چه عاملی باعث شده تا این همه خبرنگار و تماشاچی در این مکان جمع شوند؟ جواب این سوال در یک نکته نهفته است.شاید ابهت هواپیما دلیلی برای این حضور باشه ولی نکته مهمتر قمار بزرگ شرکت ایرباس در ساخت این هواپیما هستش. این شرکت بالغ بر ۱۲ میلیارد دلار برای ساخت این نوع هواپیما سرمایه گذاری کرده و در صورت عدم موفقیت در پرواز آزمایشی در واقع آینده شرکت در ابری تیره و تار قرار خواهد گرفت.
کم کم هواپیما در ابتدای باند خود نمایی میکند و با افزایش سرعت در حدود ۲۶۰ کیلومتر در ساعت آمادهٔ تیک آف میشود، چرخ جلو از زمین کنده شده و هواپیما در دل آسمان اوج میگیرد. دست اندر کاران و مردم عادی با دست زدنهای متوالی ابراز شادی خود را نشان میدهند ولی این تازه شروع کار هست. این پرواز به مدت ۴ ساعت به طول خواهد انجامید و برای مردم حاضر در فرودگاه شهر تولوز کاری غیر از انتظار کشیدن باقی نمانده است. ولی ما از این فرصت استفاده کرده و به بررسی چگونگی ساخت فیل سفید (اسم مستعار ای-۳۸۰) میپردازیم. ولی قبل از آن باید به یک سوال پاسخ دهیم، چه عاملی باعث شد تا شرکت ایرباس ریسکی به این بزرگی در تاریخ این شرکت را بکند؟
در سه دهه گذشته تعداد سفرهای هوایی به سه برابر افزایش یافته، در هر روز صدها هزار نفر به وسیلهٔ ۱۷ هزار پرواز از ۴ هزار فرودگاه در سرا سر دنیا به نقاط مختلف کرهٔ زمین مسافرت میکنند. متخصصین پیشبینی میکنند که این مقدار تا سال ۲۰۲۰ به دو برابر قبل افزایش میابد. برای مقابله با این افزایش ایرباس طرح این هواپیما را بر روی میز کار خود قرار داد.این هواپیما برای سفرهای طولانی مدت (بالغ بر ۱۳ ساعت) و hub to hub طراحی شده است. در این نو سفر ها، مسافرین از فرودگاهای مختلف با هواپیماهای کوچک تر به فرودگاه سنترال منتقل شده و از آن جا به وسیلهٔ ای-۳۸۰ به نصف دیگر کرهٔ زمین مسافرت میکنند. در واقع این هواپیما ایده آل مسیرهای جدید هوایی برای ورود و خروج به اسیای شرقی است.
در نگاه اول ساخت این هواپیما کاملا غیر عقلانی و هزینه بر میباشد ولی برای مدیر اجرایی شرکت ایرباس چارلز چمپیون (charles champion) کلمه ای به نام نشدن وجود ندارد. چارلز از گروه طراحی ایرباس خواسته بود هر نوع ایده قابل اجرا را با او در میان بذارند. یکی از طرحهای اولیه که مورد قبول برای آنالیز قرار گرفته بود طرح Double Bubble بود. ایده این طرح شامل دو استونهٔ بهم چسبیده در داخل بدنهٔ هواپیما است. در نگاه اول طرحی بسیار چشم گیر و انقلابی بنظر میامد ولی محاسبات دقیق کامپیوتری عکس آن را نشان داد. در واقع انجام این طرح باعث ساخت هواپیمایی بسیار سنگین و غیر ایرودینامیک میشد.
چارلز گروه طراحی را تشویق به خلق نمونهٔ جدیدتری کرد که حاصل آن طرح انقلابی یک هواپیمای ۳ طبقه بود که دو طبقه اول از بالا برای حمل مسافر و طبقه پایین برای حمل بار در نظر گرفته شد. پس از بررسی و انجام آنالیزهای مختلف مهندسین به این نتیجه رسیدن که هواپیما از حد استاندارد سنگین تر هست و باید با انجام ترفندهایی وزن را به حد ۲۷۷ تن محدود کنند که در این صورت تنها وزن این هواپیما ۵۰ درصد از ۷۴۷ پیشتر خواهد شد. ولی در صورتی که مهندسین ایرباس قادر به انجام این کار نباشند آرزوی ساخت این هواپیما به خاطره ها خواهد پیوست. آرزوی حمل ۵۵۰ مسافر در یک هواپیما که باعث پایین آوردن قیمت بلیط (هزینهٔ هر صندلی) و همچنین هواپیمایی سبز تر(با الودگی کمتر) آنها را به کار مداوم و طراحی قطعات جدیدتر و همچنین ساخت و استفاده از مواد سبک تر وادار کرده بود.
خوب حالا برای لحظه ای بخش مهندسی را به حال خودشان رها میکنیم و به بخش مارکتینگ سری میزنیم. کار این بخش در واقع نشان دادن بخشی از قابلیتهای این هواپیما به صاحبان خطوط هوایی و متقاعد کردن آنها در سرمایه گذاری در این پروژه است. اینجا بد نیست به این نکته اشاره کنیم که ارزش هواپیمای مذکور چیزی در حدود ۳۰۰ میلیون دلار میباشد. ارزش خرید ۳۰۰ میلیون دلار معادل ۷۵۰۰ مرسدس بنز کلاس c سری ۳۰۰ در کانادا است.
به نظر شما برای متقاعد کردن صاحبان خطوط هوایی به سرمایه گذاری چند میلیاردی برای خرید چند فروند هواپیما بخش مارکتینگ ایرباس چه ترفندی را انتخاب میکند؟ آیا تنها به برگزاری چند شو و چاپ چند بروشور و کاتولوگ اکتفا می کنند ؟ جواب به سوال فوق نه هستش. برای این منظور ماکتی در ابعاد واقعی (اشل ۱در۱) از داخل هواپیما ساخته شده و با استفاده از برنامههای کامپیوتری توری از قسمتهای داخلی این هواپیما برای خریداران برگزار میشود. این برنامه حتا قابلیت این را دارد که بدرخواست خریدار طراحی داخلی را عوض کرده و آن را مطابق سلیقه و یا کاربرد خریدار تغییر دهد.
حالا دوباره برمیگردیم به پرواز آزمایشی که چیزی در حدود یک ساعت از آن گذشته و دوستداران مشتاق این هواپیما هنوز در انتظار بازگشت آن به فرودگاه شهر تولوز هستن. ولی آیا فکر میکنید این تنها یک پرواز عادی رفت و برگشت در یک مسیر خاص هستش یا تفاوتی با پرواز معمولی دارد؟ در هواپیمایی که بیش از ۴.۵ میلیون قطعه مختلف در آن بکار رفته، ۳ سیستم هیدرولیک با فشاری بالغ بر ۵۰۰۰ psi در هر زمان قدرت بخش سروموتورهای آن است، پیش از ۳۰ هزار پیچ و مهره برای اتصال بخشهای مختلف بدنه به یکدیگر و ۸ هزار پیش و مهره برای اتصال هر بال به بدنه در آن استفاده شده و بالغ بر ۵۰۰ کیلومتر سیم کشی به علاوهٔ ۳۵۰ کیلومتر سیم کشیهای خاص برای دستگاهای اندازه گیری در هواپیمای مورد آزمایش در آن نصب شده تنها نمی تواند متکی به یک پرواز ساده ۴ ساعته برای دادن اوکی به ایمنی آن باشد. این هواپیما برای گذشتن از تمامی تستها نیاز به حداقل ۱۵۰۰ ساعت پرواز و بیش از ۱۵۰۰ بار تیک آف دارد. عکس زیر دستگاههای اندازه گیری در زیر فلایت دک در بخش حمل بار را نشان میدهد.
خوب حالا در فرصتی که هنوز باقی است به شناخت سایر بخشهای هواپیما میپردازیم.
[HIGHLIGHT=#006600]
[HIGHLIGHT=#006600]موتورها (Engines)
در اواخر ساله ۲۰۰۰ بالاخره طراحان ایرباس شرکت رولزرویس (Rolls Royce) انگلستان را برای ساخت موتورهای فیل سفید انتخاب کردن. موتور طراحی شده توسط این شرکت ۳۰ درصد قدرت پیش رانه (Trust) بیشتری نسبت به ۷۴۷ در اختیار خلبان این هواپیما قرار میدهد. ولی قیمت هر موتور چیزی در حدود ۱۵ میلیون دلار معادل یک تن طلا است که در مجموع ۴ عدد موتور ۲۵ تا ۳۰ درصد قیمت تمام شدهٔ هواپیما است.
هر موتور ۸۰۰۰۰ پوند قدرت تولید میکند و در هر یک ثانیه یک لیتر سوخت را میسوزاند. این امر باعث تعبیه ۵ تانک سوخت در بالها و بدنه با گنجایش ۲۶۰ هزار لیتر در این هواپیما شده است. حال تصور این که یکی از این موتورها دچار نقص فنی شده و یکی ازقطعات آن بخصوص پرههای فن ورودی از جای خود کنده و به بدنه یا بالها برخورد کند برای مهندسان طراح این هواپیما به صورت یک کابوس وحشتناک درامده بود.
برای این منظور مهندسین شرکت رولزرویس دست به اقدامی انقلابی در ساخت موتورهای هواپیماهای مسافری زده اند. در هر موتور تعداد ۲۴ پره در فن ورودی نصب شده که هر کدام از پره ها که از جنس تیتانیوم هستند یک متر طول و وزنی معادل ۵۰ کیلوگرم دارند. در زمان فول تراتل یا تخته گاز پرهها با سرعتی معادل ۳۰۰۰ دور در دقیقه (Revolutions Per Minute :rpm) به دور محور خود میچرخند و نیروی گریز از مرکز (Centrifugal Force) حاصل از چرخش نوک هر پره به اندازهٔ وزن یک لوکوموتیو ۱۱۰ تنی میباشد.
متخصصین رولزرویس در تستی خاص با نصب سیستم اتصال یکی از پرهها به شفت با قابلیت انفجار، باعث شکست اتصال در زمان ماکسیموم سرعت دورانی این پره شده و پره مذبور به داخل موتور کشیده میشود. پره فوق در این تست با رنگ به صورت راه راه رنگامیزی شده است تا در دوربین فیلم برداری با سرعت بالا بهتر نشان داده شود. ولی طراحی موتور به صورتی است که اجازهٔ خروج پره مذبور را نمیدهد و تنها باعث از کار افتادن موتور میشود. این هواپیما با داشتن ۳ موتور هم قادر به ادامهٔ مسیر خود میباشد. در انجام این تست موتوری به ارزش ۱۵ میلیون دلار نابود شد ولی این کمترین هزینه قابل پرداخت در جهت حفظ جان مسافرین است.
[HIGHLIGHT=#009900]
[HIGHLIGHT=#009900]
[HIGHLIGHT=#009900]بالها و بدنه (Wings And Fuselage)
خوب حالا که خیالمان از موتورها راحت شد و هنوز وقت برای برگشت هواپیما باقیست به سایر قسمتها میپردازیم. سایر قطعات بدنه در ۵ کشور اروپایی ساخته و به شهر تولوز فرانسه برای مونتاژ ارسال میشود. بالها در کشور ولز، بدنه و قسمت دم عمودی (Vertical Tail) در آلمان؛ قسمت دم افقی (Horizontal Tail) در اسپانیا،سایر قطعات بدنه در فرانسه و البته موتورها در انگلیس. در مجموع برای ساخت این هواپیما از هزاران کمپانی کوچک و بزرگ از سراسر دنیا از جمله آمریکا و ژاپن مواد اولیه و یا قطعات ساخته شده به فرانسه ارسال میشود. بزرگترین کارخانه ساخت بیچیدترین سیستم بال به وسیلهٔ ایرباس در کشور ولز احداث شده است. ۳۲ هزار قطعه مختلف از ۵ قاره جهان به این کارخانه ارسال میشود. یکی از مهمترین مواد ورقههای الومینیومی به طولی بیشتر از ۳۶ متر است که از ایوا آمریکا که مرکز بزرگترین کارخانه الومینیوم سازی دنیا است به ولز حمل میگردد.
هر بال چیزی در حدود ۶.۵ تن وزن دارد و با در نظر گرفتن حجم و وزن بنزین درون باکهای داخل بالها، هواپیمای ای-۳۸۰ بیشتر شبیه به یک تانکر پرنده هست تا یک جت مسافری. استراکچر بال از بخشهای بسیار پیچیده در طراحی این هواپیما است. هر بال شامل ۱۰ پنل الومینیومی مجزا میباشد که هر پنل تلرنس ساخت و وزن مخصوص به خود را دارد.هر پنل یک قطعه بزرگ الومینیومی (Slab) به طول ۳۶ متر و وزنی بالغ بر ۵ تن است که باید بر روی آن ماشین کاری صورت بگیرد تا بشکل مورد نظر دراید. این قطعه بزرگ الومینیومی بوسیلهٔ یک جرثقیل سقفی مخصوص که با سیستم وکیوم کار میکند به دستگاه CNCمنتقل شده و برای ماشین کاری (فرز کاری) آماده میشود. ماشین کاری این قطعه ۳ روز بطول می انجامد و ۷۰ درصد از وزن قطعه ماشین خواهد شد.
(پایان قسمت اول)
[External Link Removed for Guests]
