با انواع بال هواپیما آشنا شوید

در این مطلب نگاهی اجمالی به بال‌های هواپیما‌ها و انواع آنها خواهیم داشت. بال هواپیما یکی از اساسی‌ترین بخش سازه آن است و نوع آن می تواند تاثیر زیادی در عملکرد هواپیما داشته باشد.

بیت ران – علی محمدی: در طی بیش از یک قرنی که از پرواز اولین هواپیما می‌گذرد، انواع گوناگونی از بال ها برای هواپیماها طراحی شده‌اند. از بین این طرح‌ها بسیاری به مرحله اجرا و آزمایش رسیده‌اند و طرح‌های موفقی به خط تولید نیز راه پیدا کرده‌اند.

در ادامه قصد داریم نگاهی به انواع بال‌های هواپیماها و نقاط ضعف و قوت هر یک از این طرح‌ها داشته باشیم.

بیشتر بدانید: جنگنده جی-۳۵ چه توانایی‌هایی دارد؟ تفاوت‌های جنگنده پنهانکار چینی با اف-۳۵

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

بال هواپیما چیست؟

بال هواپیما Aircraft wing به ساختار افقی و اصلی آن اطلاق می‌شود که وظیفه تولید نیروی “بالابر” (Lift) یا “برآ” را برای حفظ پرواز هواپیما بر عهده دارد. بال‌ها معمولا به شکلی طراحی می‌شوند که هوا از روی آنها سریع‌تر از زیر آنها جریان پیدا کند. که موجب کاهش فشار در بالای بال و ایجاد نیروی بالابر می‌شود.

مهم‌ترین بخش‌های بال هواپیما شامل موارد زیر است:

۱. آیرودینامیک (Profile or Airfoil): شکل منحنی بال که تعیین‌کننده نحوه جریان هوا بر روی بال است.

۲. فاصله طولی بال‌ها: طول بال‌ها می‌تواند تاثیر زیادی بر پایداری و قابلیت مانور هواپیما داشته باشد.

۳. ریل‌ها و لبه‌های بال: این اجزا در جهت بهبود عملکرد بال و افزایش کارایی پرواز نقش دارند.

۴. فلپ‌ها و الیروس‌ها: این اجزا در تغییر زاویه حمله بال‌ها و هدایت هواپیما در طول پرواز استفاده می‌شوند.

به‌طور کلی، بال‌ها اصلی‌ترین عامل برای نگهداری هواپیما در هوا و کنترل حرکت آن در آسمان هستند.

طراحان هواپیماها انواع مختلفی از بال‌ها را برای هواپیماها طراحی می‌کنند که عملکرد آیرودینامیکی هر یک از آنها با هم فرق دارد. این طرح‌های مختلف باعث می‌شوند تا شکل بال‌های هر هواپیما نیز با هواپیمای دیگر متفاوت باشد.

انواع بال هواپیما 

بسته به نوع هواپیما و کاربرد آن، بال‌ها دارای طراحی بسیار متفاوتی هستند. اینکه چه مقدار نیروی لیفت باید توسط بال تولید شود یا اینکه پایداری هواپیما چطور و سرعت آن چقدر باشد، کاملا به طراحی بال بستگی دارد.

ممکن است هر دو سمت بال یک هواپیما منحنی باشد (هم در جلو و هم در عقب) و ممکن است در هواپیمای دیگری فقط یک سمت بال منحنی و سمت دیگر آن صاف باشد.

همچنین در برخی هواپیماها نوک بال‌ها دارای زاویه و عرض کم‌تری از ریشه بال‌ها است.

بال‌های هواپیماها معمولا در وسط سازه‌ی هواپیما به بدنه، متصل می‌شوند. در برخی هواپیماها در هنگام نگاه کردن از زاویه روبرو متوجه زاویه دار بودن بال‌ها خواهید شد.

یعنی بال‌ها از روبه‌رو دقیقت موازی با خط افق نیستند که به این زاویه، زاویه دایهدرال (Dihedral) می‌گویند.

در یک هواپیما با زاویه دایهدرال، نوک بال‌ها در مقایسه با محل اتصال آنها به بدنه دارای ارتفاع متفاوتی است. این زاویه به طور مستقیم روی پایداری هواپیما در هوا تاثیر دارد و سازندگان بسته به کاربری هواپیما این زاویه را تعیین می‌کنند.

بیشتر بدانید: جنگنده JF-17 تاندر وارد ناوگان هوایی ایران می‌شود؟ بررسی مشخصات جنگنده

بیشتر بدانید: جنگنده F-22 رپتور ؛ چرا برترین جنگنده جهان روی ناو هواپیمابر جایی ندارد؟

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

سازه بال هواپیما 

زمانی که هواپیما در حال پرواز است، وزن آن را بال‌ها تحمل می‌کنند.

طراحی بال‌ها بستگی به فاکتورهای متعددی دارد که شامل سرعت هواپیما، سرعت فرود و تیک آف، سرعت صعود، کاربری هواپیما، سایز هواپیما و وزن آن دارد. معمولا در هواپیماهای مدرن بال‌ها طوری طراحی می‌شوند که به سازه خارجی برای استحکام نیازی نداشته باشند. تمام استحکام بال‌ها از طریق سازه‌ی داخلی آنها تامین می‌شود.

در برخی هواپیماهای قدیمی دیده می‌شود که از کابل‌های خارجی (اکسترنال) برای مهار کردن بال‌ها و تحمل وزن آن استفاده می‌شود. معمولا در هواپیماهایی نیاز به استفاده از کابل یا قطعات مهار کننده وجود دارد که فاصله بال‌های آن تا بدنه خیلی زیاد باشد.

در ساخت بال هواپیما معمولا از آلومینیوم استفاده‌می‌شود. ولی بال‌هایی هم وجود دارند که در سازه آنها از چوب یا حتی پارچه استفاده شده باشد.

در برخی از هواپیماها نیز از منیزیم و آلومینیوم برای ساخت بال استفاده‌می‌شود. در هواپیماهای مدرن سازندگان سعی می‌کنند از مواد سبک و مقاوم در ساخت بال ها استفاده‌کنند.

این مواد پیشرفته در ساخت سازه اصلی و بدنه هواپیما نیز کاربرد دارند. بال‌های ساخته شده از فیبر کربن نیز در هواپیماهای جدید دیده‌می‌شوند.

حتی برخی از هواپیماها از بال‌های کامپوزیتی که از ترکیب چندین مواد ساخته شده‌اند، استفاده می‌کنند.‌سازه‌ی داخلی بال‌ها نیز به‌گونه‌ای ساخته می‌شود که فشار را پخش و جذب کنند. بال‌ها نیز مانند ارابه‌های فرود و سازه‌ی اصلی هواپیما وزن زیادی را تحمل می‌کنند.

آشنایی با انواع بال هواپیما 

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

۱. بال‌های مستطیلی

بال‌های مستطیلی ساده‌ترین نوع بال هواپیما هستند.‌ این بال‌ها هیچ زاویه‌ای ندارند و بیشتر در هواپیماهای کوچک استفاده‌می‌شوند.

یکی از مثال‌های خوب برای هواپیماهایی که از این نوع بال استفاده می‌کنند، هواپیمای پایپر PA 38 است.‌ یکی‌از اصلی‌ترین ایرادات بال‌های مستطیلی این است که خیلی آیرودینامیک نیستند.

بیشتر بدانید: اف ۱۴ ایران و همه چیز درباره آن؛ تام کت‌های ایرانی کجای کارند؟

بیشتر بدانید: سوخو ۳۵ روسیه به ایران رسید؛ این جنگنده چه ویژگی‌هایی دارد؟

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

۲. بال‌های بیضی شکل

بال‌های بیضی شکل که به الپتیکال معروف هستند، از نظر آیرودینامیکی بهترین نوع بال حساب می‌شوند. این بال‌ها توانایی بالایی در تقسیم نیروی لیفت دارند و مقاومت آنها در برابر هوا نیز بسیار پایین است. با این وجود این بال‌ها در صنعت هواپیماسازی امروز چندان کاربرد ندارند.

معروف‌ترین هواپیمایی که از بال بیضی استفاده‌کرد، اسپیت فایر ویپر مارین است که نقش مهمی در نبرد بریتانیا در جنگ دوم جهانی داشت.

جالب است بدانید که بال بیضی شکل در ابتدا با هدف آیرودینامیک بالا طراحی نشده است، بلکه هدف اصلی از طراحی این نوع بال‌ها جای دادن چرخ‌ها، مسلسل و مهمات درون بال بود.

با چنین شرایطی، طرح بیضی شکل بهترین طرح از نظر کاهش ضخامت بال است و در عین نازک بودن، می‌تواند مقادیر زیادی از بار را درون خود جای دهد.

یکی از معروف‌ترین هواپیماهای مجهز به بال بیضی شکل Seversky P-38 است.

بیشتر بدانید: پهپاد مافوق صوت به آسمان می‌آید؛ پهپاد نظامی با سرعت ۵ ماخ

بیشتر بدانید: ناو پهپادبر شهید باقری چه مشخصاتی دارد؟ + آخرین تصویر منتشر شده

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

۳. بال مخروطی

بال مخروطی یا Tapered گونه‌ای اصلاح شده از بال ملثی است. این بال‌ها نیز تا حدودی مانند بال بیضی شکل نیرو را پخش می‌کنند.

با اینکه بال مخروطی به اندازه‌ی بال بیضی شکل آیرودینامیک نیست، ولی تعادل بهتری بین راندمان و قابلیت تولید نیروی لیفت بیشتر ایجاد می‌کند.

هواپیمای P-51 موستانگ آمریکا که در جنگ جهانی از آن استفاده‌می‌شد، یک نمونه بسیار بارز از بال مخروطی است.

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

۴. بال‌های دلتا

بال‌های دلتا در هواپیماهای مافوق صوت کاربرد دارند. اصلی‌ترین مزیت این بال راندمان بالای آن در تمام سرعت‌ها است. یعنی هم در سرعت پایین، هم در سرعت صوت و هم در سرعت بالای صوت، راندمان بال دلتا بالا است.

شکل بال دلتا و سطح زیاد آن همچنین باعث می‌شود تا این نوع بال نیروی وارد شده را به خوبی تقسیم کند. بال دلتا نه تنها راندمان هواپیما را بهتر می‌کند، بلکه از نظر استحکام نیز بالا است و می‌توان مقادیر زیادی سوخت را درون آنها جای داد.

ساخت و نگهداری از بال دلتا نیز ساده، و کم هزینه است. با این وجود مانند هر بال دیگر، بال دلتا نیز دارای معایبی است.

این بال‌ها مقاومت نسبتا بالایی در برابر هوا دارند و ضریب درگ آنها بالا است. این نوع بال‌ها همچنین، در سرعت پایین و به خصوص در هنگام فرود یا تیک آف دارای زاویه حمله زیادی هستند.

هواپیمای داسو میراژ ۲۰۰۰ معروف‌ترین هواپیمای بال دلتا است. از دیگر هواپیماهای بال دلتا می‌توان به یوروفایتر تایفون، رافال و J-10 چینی اشاره کرد.

در هواپیماهای بال دلتا معمولا بال‌های دم حذف می‌شوند، ولی مواردی مانند میگ ۲۱ هم هستند که در عین بال دلتا بودن دارای بال‌های دم نیز هستند. از دیگر هواپیماهای بال دلتا می‌توان‌به جت چند منظوره تک موتوره Tejas ساخت هند اشاره‌کرد.

بیشتر بدانید: موتور برتر هواپیمای نظامی ؛ بررسی ۵ موتور انقلابی

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

۵. بال ذوزنقه‌ای

بال ذوزنقه‌ای قابلیت بسیار بالایی به هواپیما می‌دهد. این بال‌ها هم در جلو و هم در عقب زاویه دارند. این طرح بیشتر در هواپیماهای جنگی ساخت آمریکا دیده‌می‌شود.

طرح ذوزنقه‌ای قابلیت بالایی در پرواز مافوق صوت دارد و سطح مقطع راداری آن نیز پایین است. ایراد این نوع بال نیز فشار زیاد روی بال است که توانایی مانور هواپیما را کاهش می‌دهد.

معروف‌ترین هواپیمای بال ذوزنقه‌ای F-22 راپتور است.

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

۶. بال قوسی

بال قوسی برای پرواز با سرعت بسیار بالا مناسب است و هواپیماهای فوق سریع از این نوع طرح بال استفاده‌می‌کنند. شکل هندسی پیچیده این بال‌ها ضریب درگ آنها را کاهش می‌دهد. همین مورد برای پرواز با سرعت بسیار بالا با این بالا‌ها مناسب است.

اصلی‌ترین ایراد بال قوسی پیچیدگی بالا و سخت بودن تولید آن است. همچنین در پرواز با سرعت زیر سرعت صوت، قابلیت‌های این بال چندان رضایت بخش نیست.

هواپیمای کنکورد معروف‌ترین هواپیمای مجهز به بال قوسی است.

بیشتر بدانید: پهپاد جنگی پنهانکار سوپر رافال رونمایی شد؛ آشنایی با پهپاد هم پرواز وفادار رافال F5

بیشتر بدانید: جنگنده سوخو ۵۷ به آسمان ایران می‌آید؟ معرفی ویژگی‌های هواپیمای رادارگریز نسل پنجم

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

۷. بال‌های انحنا دار به عقب

این بال‌ها در هنگام پرواز در سرعت پایین دارای راندمان بالایی هستند. بال‌های انحنا دار به سمت عقب بیشتر در هواپیماهای تجاری کاربرد دارد.

معروف‌ترین آنها بوئینگ ۷۸۷ دریم لاینر است.

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

۸. بال‌های رو به جلو

هواپیماهایی که بال آنها رو به‌جلو انحنا داشته باشد از این نوع بال استفاده‌می‌کنند.

این بال‌ها دارای ایراداتی هستند که کنترل و مانور هواپیما را سخت می‌کنند و همین سبب شده است که این طرح طرفدار چندانی نداشته باشد.

از هواپیماهایی که از این طرح استفاده می‌کنند می‌توان به گرومن X-29 سوییچ بلید و سوخو ۴۷ برکوت اشاره کرد.

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

۹. بال متغیر

بال‌های خم شده به سمت عقب برای پرواز با سرعت بالا مناسب هستند. ولی برای پرواز با سرعت پایین بال‌هایی با زاویه کم بهتر هستند.

در هواپیماهایی که از بال متغیر استفاده‌می‌کنند، این مزایا هر دو با هم وجود دارند. بال‌های متغیر، در سرعت پایین باز می‌شوند تا نیروی لیفت در سرعت کم افزایش پیدا کند. در سرعت بالا نیز بال‌ها بسته می‌شوند تا نیروی درگ کاهش پیدا کند.

البته بال‌های متغیر نیز دارای معایبی هستند که می‌توان به پیچیدگی فنی زیاد، قیمت بالا و وزن بیشتر آنها اشاره‌کرد.

از مشهورترین هواپیماهای بال متغیر می‌توان به F-14 تامکت، F-111 و تورنادو اشاره‌کرد.

بمب افکن‌های مافوق صوت B-1 لنسر، توپولوف ۲۲ ام و توپولوف ۱۶۰ نیز از بال‌های متغیر استفاده‌می‌کنند.

بیشتر بدانید: سرعت ناو هواپیمابر چقدر است؟ کدام کشور سریع ترین ناو هواپیمابر را دارد؟

بیشتر بدانید: کشتی افسانه‌ای جنگ جهانی دوم ؛ ۱۰ کشتی افسانه‌ای به ترتیب از بدترین تا بهترین

در کانال آپارات بیت ران ببینید:

منبع: aircraftcompare