در حال بررسی...موتورهای نصب شده زیر بال و عقب هواپیما
امروزه، موارد اندکی از هواپیماهای تجاری دارای موتورهای نصب‌شده در بخش عقب بدنه هستند. تقریبا تمام هواپیماهای مسافربری روزآمد، دارای موتورهای نصب شده زیر بال هستند. با این حال، موتورهای نصب‌شده در عقب، هنوز به طور معمول در هواپیماهای تجاری خصوصی یافت می‌شوند. نصب موتور در این دو پیکربندی از مزایا و معایبی برخوردار است.
موتورهای نصب شده زیر بال هواپیما
مزایا
موتورهای نصب‌شده در زیر بال، گشتاور خمشی را کاهش می‌دهند: نصب موتور زیر بال موجب می‌شود تنش حاصل از گشتاور خمشی ناشی از توزیع نیروی برآ در سازه بال، به ویژه ریشه آن کاهش یابد. از این رو، نیاز به استحکام و تقویت بیشتر سازه بال وجود ندارد و عملا پیچیدگی و وزن سازه بال کاهش می‌یابد.
سوخت‌گیری گرانشی در صورت خرابی پمپ امکان‌پذیر است: به دلیل قرارگیری این موتورها در زیر بال هواپیما، در صورتی خرابی پمپ، سوخت با نیروی گرانش از مخازن بال‌ها وارد موتورها می‌شود.
موتورهای از هوای آشفته دور هستند: ورودی موتور در پیکربندی زیر بال از بدنه هواپیما فاصله دارد. بنابراین، موتورها می‌توانند ورودی هوای آرام داشته باشند.
تعمیر این موتورها آسان‌تر است: پیکربندی موتور زیر بال، موتور را در فاصله کمتری نسبت به زمین قرار می‌دهد که موجب آسان‌تر شدن فرآیند تعمیرات و نگهداری مانند پر کردن روغن، برای مهندسان می‌شود.
معایب
هواپیما به ارابه فرود بلندتری نیاز دارد: از آنجایی که موتورها در پایین بال قرار دارند، ارابه فرود باید بلندتر باشد تا از فاصله کافی تا سطح زمین اطمینان حاصل شود.
موتورها بیشتر مستعد آسیب با اجسام خارجی هستند: پیکربندی موتور زیر بال، به دلیل نزدیک بودن به سطح زمین، می‌تواند اجسام خارجی را مکش کند که منجر به آسیب به اجزای موتور می‌شود.
در زمان نقص موتور کنترل هواپیما دشوارتر است: در این ساختار، موتورها از مرکز ثقل دورتر هستند. هنگامی که موتور از کار می‌افتد، یک انحراف نامطلوب قوی توسط هواپیما ایجاد می‌شود که باید توسط خلبان کنترل شود. این موضوع امکان نیاز به طراحی سکان و تثبیت‌کننده عمودی را ایجاد می‌کند.
نویز کابین بیشتر است: موتورهای نصب‌شده زیر بال، به دلیل نزدیکی به کابین مسافران نویز بیشتری ایجاد می‌کنند.
تاثیر منفی بر پایداری طولی هواپیما می‌گذارد: موتورهایی که زیر بال هواپیما قرار می‌گیرند، زیر مرکز ثقل هواپیما قرار دارند. بنابراین، در زمان اضافه شدن توان، نوسان ایجاد می‌شود که پایداری طولی هواپیما را کاهش می‌دهد. این موضوع ممکن است نیاز به طراحی تثبیت‌کننده افقی (الویتر) بزرگتر را ایجاد کند.
در صورت نیاز به تجهیز هواپیما به موتورهای بزرگتر، ممکن است نیاز به طراحی مجدد بال یا ارابه فرود باشد: گاهی اوقات ممکن است موتورهای جدید روی هواپیماهای موجود نصب شوند. اگر موتورهای جدید بزرگتر باشند، ممکن است نیاز به طراحی مجدد بال ایجاد شود تا از فاصله کافی با سطح زمین اطمینان حاصل شود. راه دیگر، طراحی مجدد ارابه است. هر دوی این رویکردها، افزایش هزینه را در پی خواهند داشت.
موتورهای نصب‌شده در عقب هواپیما
مزایا
بال موثرتر: از آنجایی که موتورها در این پیکربندی زیر بال نصب نمی‌شوند، طراحان دست بازتری برای طراحی بال هواپیما دارند و بال‌ها با ساختاری کارآمدتر طراحی می‌شوند. در پیکربندی موتور زیر بال، سازه بال غیر یکنواخت می‌شود که از دست رفتن مقداری از نیروی برآ را در پی دارد. برای بازیابی این نیرو، نصب فلپ‌های پیچیده لبه حمله و گاهی‌اوقات لبه فرار موردنیاز است. در پیکربندی موتور عقب هواپیما، این مشکلات برطرف شده‌است.
در زمان خرابی موتور، کنترل هواپیما آسان‌تر است: موتورهای نصب‌شده در عقب هواپیما نسبت به موتورهای نصب‌شده زیر بال، به مرکز ثقل هواپیما نزدیک‌تر هستند. بنابراین، در زمان از کار افتادگی موتور، انحراف تولیدشده توسط موتور فعال کمتر است وخلبان به تلاش کمتری برای کنترل هواپیما نیاز دارد.
هواپیما می‌تواند در ارتفاع کم روی زمین بنشیند: از آنجایی که در این پیکربندی موتورها به زمین نزدیک نیستند، ارابه فرود را می‌توان کوتاه‌تر طراحی کرد که این کار از پیچیدگی طراحی می‌کاهد. در این پیکربندی، بدنه هواپیما نزدیک به زمین طراحی شده و هواپیما برای بارگیری چمدان‌ها و محموله به تجهیزاتی مانند لودرهایی با ارتفاع زیاد نیازی ندارد. علاوه‌براین، هواپیما را می‌توان با یک پله ساده برای سوار شدن مسافران تجهیز کرد.
نویز کابین کمتر است: به این دلیل که موتورها در عقب هواپیما نصب شده‌اند، از کابین مسافران فاصله دارند، نویز و لرزش ناشی از موتور کمتری ایجاد می‌شود و موجب راحتی بیشتر مسافران می‌شود.
موتورها کمتر در معرض آسیب با جسم خارجی هستند: با نصب موتور دورتر از سطح زمین، خطر کمتری برای بلعیده شدن اجسام خارجی توسط موتور وجود دارد.
طراحی دم تی شکل کنترل الویتر را موثرتر می‌کند: طراحی دم تی شکل بدین صورت است که دم و الویتر دورتر از مرکز ثقل هواپیما نصب می‌شوند که منجر به قدرت نفوذ بهتر و کنترل بهتر می‌شود و کاهش سرعت برخاست و فرود را به همراه خواهد داشت.
معایب
طراحی دم تی شکل، منجر به تقویت پدیده واماندگی می‌شود: از آنجایی که موتورها معمولا در محلی قرار می‌گیرند که تثبیت‌کننده افقی در آنجا تعبیه شده، طراحی دم تی شکل ممکن است تنها گزینه باشد. طراحی‌های دم تی شکل مستعد پدیده خطرناکی بنام واماندگی است. در این پدیده، امواج ناشی از بال دم تی شکل را می‌پوشانند و آن را بی‌اثر می‌کنند. دم ناکارآمد به این معنا است که خلبان دیگر نمی‌تواند دماغه هواپیما را به سمت پایین هدایت کند تا از حالت واماندگی خارج شود.
” بخوانید: واماندگی مرگبار موتور پرواز ۷۴۲۵ (سوانح هوایی بخش چهارم) “
بال قوی‌تری موردنیاز است: در حالی که پیکربندی موتور نصب‌شده زیر بال، خمش بال را کاهش می‌دهد، در پیکربندی موتورهای نصب‌شده در عقب هواپیما، دیگر همچین امکانی وجود ندارد. بنابراین، در این پیکربندی بال باید طراحی قوی‌تری داشته باشد که منجر به افزایش وزن و پیچیدگی طراحی خواهد شد.
موتور در معرض هوای آشفته ناشی از بال‌ها و بدنه قرار دارد: در حالتی که موتورها در عقب هواپیما قرار دارند، موتورها مستقیما در پشت بال و بیشتر بدنه قرار دارند. این بدان معنا است که موتور در معرض امواج بال و هوای آشفته ناشی از بدنه قرار دارد.
این پیکربندی نیازمند سامانه سوخت پیچیده‌تری است: از آنجایی که سوخت باید در موتورهای عقب که بالای مخازن سوخت قرار دارند، به سمت بالا پمپ شود، به پمپ‌های سوخت قوی‌تری نیاز است. همچنین این امکان نیز وجود دارد که در صورت از کار افتادن پمپ‌های مخزن بال، موتورهای هواپیما سوخت موردنیاز را دریافت نکنند. این پدیده نیاز به پمپ‌های آماده به کار، علاوه‌بر پمپ‌های اولیه، برای اهداف افزونگی را ایجاد می‌کند.
بدنه هواپیما که موتورها به آن متصل هستند باید تقویت شود: موتورها با تغییرات در توان خود، ناحیه‌ای که به آنجا متصل هستند را تحت بار قرار می‌دهند. بنابراین، محلی که موتورها در آنجا نصب می‌شوند باید به اندازه کافی سخت باشد تا بتواند بار وارده به خود را تحمل کند. این امر گاهی به ساختارهای پیچیده‌ای بین موتورها و بدنه برای انتقال بار نیاز دارد و به وزن هواپیما اضافه می‌کند.
موتورها فضای بار را اشغال می‌کنند: این امر در هواپیماهای تجاری خصوصی رخ می‌دهد. از آنجایی که بیشتر این هواپیماها دارای فضای بار در بخش انتهایی کابین هستند، قرارگیری موتورها در عقب هواپیما فضای موردنیاز بار را کم می‌کند. همچنین موتورها موجب می‌شوند تا فرآیند بارگیری با دشواری روبرو شود.
تثبیت‌کننده عمودی باید قوی‌تر باشد: به دلیل اینکه ثبیت‌کننده طولی باید به باله متصل شود، نیاز است تا باله برای پشتیبانی از تثبیت‌کننده، قوی‌تر طراحی شود.
منبع:
