تکنولوژی اولیه
به دلایل در دسترس بودن، وزن کم و تجربه ساخت قبلی، اکثر هواپیماهای اولیه از چوب و پارچه ساخته شده بودند. در سرعت‌های کمتری که در آن زمان به دست می‌آمد، ساده‌سازی مورد توجه اولیه نبود و بسیاری از سیم‌ها، پایه‌ها، چاپ تیشرت مشکی مهاربندها و سایر دستگاه‌ها برای تأمین استحکام ساختاری لازم استفاده شدند. چوب‌های ترجیحی نسبتاً سبک و قوی بودند (مثلاً صنوبر)، و پارچه‌ها معمولاً کتان یا چیزی مشابه نزدیک بافت بودند، نه بوم، همانطور که اغلب بیان می‌شود.
با افزایش سرعت، الزامات ساختاری نیز افزایش یافت و طراحان قطعات هواپیما را از نظر قدرت و مقاومت در برابر باد تجزیه و تحلیل کردند. سیم‌های مهاربندی شکل ساده‌ای پیدا کردند و برخی از تولیدکنندگان برای استحکام بیشتر، روان‌سازی بهتر و وزن سبک‌تر شروع به ساخت بدنه‌های چوبی چند لایه با ساختار مونوکوک کردند. اتومبیل‌های مسابقه‌ای فرانسوی Deperdussin در سال 1912، جنگنده‌های آلمانی آلباتروس در جنگ جهانی اول و لاکهید وگا آمریکایی بعدی از جمله هواپیماهایی بودند که از این نوع ساخت استفاده کردند.
نگهداری هواپیماهایی که از چوب و پارچه ساخته شده بودند دشوار بود و در صورت کنار گذاشتن عناصر در معرض زوال سریع بودند. این به علاوه نیاز به استحکام بیشتر، منجر به استفاده از فلز در هواپیما شد. اولین استفاده عمومی در جنگ جهانی اول بود، زمانی که شرکت هواپیماسازی فوکر از بدنه لوله فولادی جوش داده شده استفاده کرد و شرکت Junkers هواپیماهای تمام فلزی از لوله های دوگانه و پوشش آلومینیومی ساخت.
در طول دوره 1919 تا 1934، روندی تدریجی به ساخت و ساز تمام فلزی وجود داشت، به طوری که برخی از هواپیماها دارای ساختارهای تمام فلزی (تقریباً همیشه از آلومینیوم یا آلیاژ آلومینیوم) با سطوح پوشیده از پارچه بودند و برخی دیگر از مونوکوک تمام فلزی استفاده می کردند. ساخت و ساز. فلز از پارچه و چوب قوی‌تر و بادوام‌تر است، و با توسعه مهارت‌های لازم در ساخت، استفاده از آن باعث می‌شود هواپیماها هم سبک‌تر و هم راحت‌تر ساخته شوند. از جنبه منفی، سازه های فلزی در معرض خوردگی و خستگی فلزی قرار داشتند و روش های جدیدی برای محافظت در برابر این خطرات ایجاد شد. طیف گسترده ای از آلیاژهای آلومینیوم توسعه یافتند و فلزات عجیب و غریب مانند مولیبدن و تیتانیوم مورد استفاده قرار گرفتند، به ویژه در وسایل نقلیه ای که در آن استحکام شدید یا مقاومت حرارتی فوق العاده یک نیاز بود. از آنجایی که هواپیماها برای کار با سرعت 3 ماخ (سه برابر سرعت صوت) و فراتر از آن طراحی شده بودند، تکنیک های مختلفی برای جلوگیری از اثرات گرمایش آیرودینامیکی معرفی شدند. اینها شامل استفاده از سوخت در مخازن به عنوان "حرارت سینک" (برای جذب و دفع گرمای تولید شده)، و همچنین استفاده از مواد عجیب و غریب مانند کامپوزیت های کربن-کربن پیشرفته، پوشش های سرامیکی کاربید سیلیکون، تیتانیوم-آلومینیوم است. آلیاژها و آلیاژهای تیتانیوم تقویت شده با الیاف سرامیکی. علاوه بر این، برخی از طرح ها به گردش گاز هیدروژن بسیار سرد از طریق مناطق حساس گرمایش آیرودینامیکی نیاز دارند.بیشتر
روندهای فعلی در طراحی و ساخت هواپیما
شاهد طراحی و ساخت هواپیمای ایرباس A350
شاهد طراحی و ساخت هواپیمای ایرباس A350
با طراحی و ساخت هواپیمای ایرباس A350 آشنا شوید.
© MinutePhysics (یک شریک انتشاراتی بریتانیکا)
تمام ویدیوهای این مقاله را ببینید
در حالی که اصول اولیه پرواز که برادران رایت به کار می‌بردند هنوز هم وجود دارند، در طول سال‌ها تغییرات زیادی در ابزارهای درک و بکارگیری آن اصول ایجاد شده است. فراگیرترین و تأثیرگذارترین این تغییرات، تنوع گسترده کاربردهای فناوری رایانه در تمام جنبه های هوانوردی است. عامل دوم توسعه گسترده استفاده از مواد کامپوزیتی در سازه های هواپیما بوده است. این دو عنصر در حالی که نتایج پیشرفت های مهندسی هستند، به طور غیرمستقیم محصول تغییر ملاحظات اجتماعی و حقوقی نیز هستند.
مسائل اجتماعی متنوع هستند و شامل افزایش وابستگی متقابل جهانی تجارت، انقلاب‌های سیاسی بی‌سابقه در هر بخش از جهان، و تمایل جهانی بشر برای سفر می‌شود. علاوه بر این، نگرانی ها در مورد اثرات زیست محیطی هواپیماها، به ویژه در مورد سوختن سوخت و سهم آن در گرمایش جهانی افزایش یافته است. همه این مسائل در شرایطی است که قیمت سوخت افزایش یافته است. در نتیجه، هم کامپیوترها و هم مواد کامپوزیتی برای ساخت هواپیماهای سبک تر، قوی تر، ایمن تر و کم مصرف تر ضروری هستند.
مسائل حقوقی به همان اندازه پیچیده است، اما برای اهداف این بخش حول دو عنصر می چرخد. اولین مورد این است که طراحی، آزمایش و صدور گواهینامه یک هواپیما به یک پروژه فوق‌العاده پرهزینه تبدیل شده است که تنها شرکت‌هایی که دارای بودجه کافی هستند می‌توانند حتی هواپیماهای نسبتاً کوچک را توسعه دهند. در مورد هواپیماهای بزرگتر، اکنون برای چندین سازنده، اغلب از کشورهای مختلف، متداول است که با خود متحد شوند تا یک طرح جدید را بنویسند. این همکاری بین المللی با موفقیت در ابتدا با ترانسپ مافوق صوت کنکورد انگلیسی-فرانسوی انجام شدort و از آن زمان در تعدادی از هواپیماها مشهود است. یکی از اجزای این فرآیند، تخصیص تولید برخی از عناصر هواپیما در کشورهای خاص است، به عنوان پیش نیاز برای کشورهایی که هواپیماهای بومی از نوع مشابه را توسعه نمی دهند.