مجموعة الذيل

ذيل طائرة بوينغ 747-200 تابعة لشركة أطلس إير

الذيل ( يُلفظ / ˌɑːmpɪˈnɑːʒ / أو / ˈɛmpɪnɪdʒ / ) ، المعروف أيضًا باسم مجموعة الذيل ، هو هيكل في مؤخرة الطائرة يوفر لها الثبات أثناء الطيران، بطريقة مشابهة لريش السهم. [1]: 194 [2]: 10 [ 3 ] يُشتق المصطلح من الفعل الفرنسي empenner الذي يعني " تزيين السهم " . [ 4 ] تتميز معظم الطائرات بذيل يتضمن أسطح تثبيت رأسية وأفقية تعمل على تثبيت ديناميكيات الطيران في الانعراج والميل ، [ 1 ] : 194 [ 2 ] : 10، بالإضافة إلى احتوائه على أسطح التحكم .

كانت العديد من الطائرات المبكرة التي تفتقر إلى ذيل مُثبِّت غير قابلة للطيران عمليًا، على الرغم من امتلاكها أسطح تحكم فعالة أخرى. حتى ما يُسمى بـ" الطائرات عديمة الذيل " عادةً ما تحتوي على زعنفة ذيل (عادةً ما تكون مُثبِّتًا رأسيًا ). أما الطائرات الأثقل من الهواء التي لا تحتوي على أي نوع من الذيل (مثل نورثروب بي-2 ) فهي نادرة، وتستخدم عمومًا أجنحة ذات أشكال خاصة توفر حافتها الخلفية ثباتًا في الميل، وأجنحة مائلة للخلف ، غالبًا بزاوية ثنائية لتوفير الثبات اللازم في الانعراج . في بعض الطائرات ذات الأجنحة المائلة، قد يتغير مقطع الجناح أو زاوية الهجوم بشكل جذري باتجاه طرفه.

بناء

المكونات الرئيسية لذيل الطائرة

يتكون الذيل هيكليًا من مجموعة الذيل بأكملها، بما في ذلك الزعنفة الذيلية ، والسطح الذيلي ، وجزء جسم الطائرة الذي تُثبّت عليه هذه الأجزاء. [ 1 ] : 194 [ 2 ] : 10 في الطائرات التجارية، يشمل ذلك جميع أسطح الطيران والتحكم خلف الحاجز الخلفي للضغط .

الانعطاف، والميل، والدوران في الطائرة

يُطلق على الجزء الأمامي (الثابت عادةً) من سطح الذيل اسم المثبت الأفقي ، ويُستخدم لتوفير ثبات الميل. أما الجزء الخلفي من سطح الذيل فيُسمى المصعد ، وهو عبارة عن جناح متحرك يتحكم في تغيرات الميل، أي الحركة الرأسية لأعلى ولأسفل لمقدمة الطائرة. في بعض الطائرات، يكون المثبت الأفقي والمصعد وحدة واحدة، وللتحكم في الميل، تتحرك الوحدة بأكملها كوحدة واحدة. يُعرف هذا باسم المثبت أو المثبت الطائر الكامل . [ 1 ] : 194 [ 2 ] : 10

يحتوي هيكل الذيل العمودي على قسم أمامي ثابت يُسمى المثبت العمودي ، ويُستخدم للتحكم في الانعراج، وهو حركة جسم الطائرة من اليمين إلى اليسار وحركة مقدمة الطائرة. أما القسم الخلفي من الزعنفة العمودية فهو الدفة ، وهي عبارة عن جناح متحرك يُستخدم لتوجيه مقدمة الطائرة يمينًا أو يسارًا. وعند استخدامها مع الجنيحات ، ينتج عنها دوران مائل، وهو دوران منسق ، ويُعدّ السمة الأساسية لحركة الطائرة. [ 1 ] : 194 [ 2 ] : 10

تُجهز بعض الطائرات بذيل مفصلي يدور حول محورين أمام الزعنفة والمثبت الأفقي، وهو ما يُعرف بالذيل المتحرك . يدور الذيل بأكمله عموديًا لتشغيل المثبت الأفقي، وجانبيًا لتشغيل الزعنفة. [ 2 ] : 14

غالباً ما يتم وضع مسجل الصوت في قمرة القيادة ومسجل بيانات الرحلة وجهاز إرسال موقع الطوارئ (ELT) في ذيل الطائرة ، لأن الجزء الخلفي من الطائرة يوفر حماية أفضل لهذه الأجهزة في معظم حوادث تحطم الطائرات.

تقليم

في بعض الطائرات، تُزوَّد بأجهزة ضبط التوازن لتجنب حاجة الطيار إلى الضغط المستمر على أدوات التحكم في المصعد أو الدفة. [ 2 ] : 14 [ 5 ]

قد يكون جهاز التشذيب كالتالي:

  • لوحة ضبط في الجزء الخلفي من المصاعد أو الدفة تعمل على تغيير الحمل الديناميكي الهوائي على السطح. عادةً ما يتم التحكم بها بواسطة عجلة قيادة أو ذراع تدوير في قمرة القيادة. [ 2 ] : 14 [ 6 ]
  • مثبت قابل للتعديل، حيث يمكن تثبيته بمفصل عند دعامته، ويمكن رفعه أو خفضه بزاوية بضع درجات. يُتحكم به عادةً بواسطة ذراع تدوير في قمرة القيادة. [ 2 ] : 14 [ 1 ] : 524
  • نظام ضبط التوازن باستخدام حبل مطاطي، يعتمد على زنبرك لتوفير تحميل مسبق قابل للتعديل في أدوات التحكم. يُتحكم به عادةً بواسطة ذراع في قمرة القيادة. [ 2 ] : 14 [ 5 ]
  • لسان مضاد للمحرك يُستخدم لضبط بعض المصاعد والمثبتات، بالإضافة إلى زيادة إحساس قوة التحكم. يُتحكم به عادةً بواسطة عجلة قيادة أو ذراع تدوير في قمرة القيادة. [ 2 ] : 14
  • لسان مؤازر يُستخدم لتحريك سطح التحكم الرئيسي، كما يعمل كلسان ضبط. يُتحكم به عادةً بواسطة عجلة قيادة أو ذراع تدوير في قمرة القيادة. [ 2 ] : 14

غالباً ما تحتوي الطائرات متعددة المحركات على أسطح ضبط على الدفة لتقليل الجهد المطلوب من الطيار للحفاظ على استقامة الطائرة في حالات الدفع غير المتماثل، مثل عمليات المحرك الواحد. [ 6 ]

تكوينات الذيل

يمكن تصنيف تصميمات ذيل الطائرات بشكل عام وفقًا لتكوينات الزعنفة والذيل.

تتشابه الأشكال العامة لأسطح الذيل الفردية (أشكال سطح الذيل، وملامح الزعانف) مع أشكال الأجنحة .

أسطح الذيل

يتألف سطح الذيل من مثبت أفقي ثابت مثبت على الذيل ومصعد متحرك. بالإضافة إلى شكله ، يتميز بما يلي:

  • التكوين: بدون ذيل أو جناح أمامي
  • موقع سطح الذيل: مثبت في الأعلى أو الوسط أو الأسفل على جسم الطائرة أو الزعنفة أو ذراع الذيل
  • مثبت ثابت وأسطح مصعد متحركة، أو مثبت واحد مدمج أو "ذيل طائر بالكامل" [ 7 ]

وقد أُطلقت أسماء خاصة على بعض المواقع:

الذيل التقليدي
يُثبّت المثبت الرأسي والمثبتات الأفقية في الجزء الخلفي من جسم الطائرة. يُعدّ هذا التصميم أبسط تصميم يُؤدّي الوظائف الثلاث للذيل: التوازن، والاستقرار، والتحكم. [ 8 ] يُدمج هذا النوع من الذيل في حوالي 60% من تصاميم الطائرات الحالية [ 8 ] ، ونحو 80% من الطائرات التي صُمّمت على مرّ التاريخ [ 9 ] . توجد أمثلة على هذا النوع من الذيل في طائرات من جميع الأحجام والوظائف، بدءًا من طائرات الطيران العام مثل طائرة سيسنا 172 واسعة الانتشار ، وصولًا إلى أكبر طائرات الركاب التي حلّقت على الإطلاق، مثل طائرة إيرباص A380 . وقد استُخدمت أمثلة على هذا النوع من الذيل منذ طائرة بليريو السابعة عام 1907.
ذيل صليبي الشكل
تُوضع المثبتات الأفقية في منتصف المثبت الرأسي، مما يُعطي شكل صليب عند النظر إليها من الأمام. تُستخدم الذيول الصليبية الشكل غالبًا لإبعاد المثبتات الأفقية عن دوامة المحرك، مع تجنب العديد من عيوب الذيل على شكل حرف T. ومن الأمثلة على ذلك طائرتا هوكر سي هوك ودوجلاس إيه-4 سكاي هوك .
ذيل على شكل حرف T
يُركّب المثبت الأفقي أعلى الزعنفة، مُشكّلاً شكل حرف "T" عند النظر إليه من الأمام. تُبقي الذيول على شكل حرف "T" المثبتات بعيدة عن دوامة المحرك، وتُحسّن التحكم في زاوية ميل الطائرة. تتميز هذه الذيول بنسبة انزلاق جيدة ، وهي أكثر كفاءة في الطائرات منخفضة السرعة. مع ذلك، يُعاني الذيل على شكل حرف "T" من عدة عيوب. فهو أكثر عرضة للدخول في حالة توقف عميق ، ويصعب عليه التعافي من الدوران. لهذا السبب، قد يُركّب مثبت ثانوي صغير أو ذيل صغير في مكان منخفض حيث يكون في الهواء الحر عند توقف الطائرة. [ 10 ] يجب أن يكون الذيل على شكل حرف "T" أقوى، وبالتالي أثقل من الذيل التقليدي. كما تميل الذيول على شكل حرف "T" إلى امتلاك مقطع عرضي راداري أكبر . ومن الأمثلة على ذلك طائرتا غلوستر جافلين وماكدونيل دوغلاس دي سي-9 .
" "مثبت على جسم الطائرة" "صليبية الشكل" "ذيل على شكل حرف T" "ذيل طائرة

الزعانف

يتألف الزعنفة من المثبت الرأسي الثابت والدفة. بالإضافة إلى شكلها الجانبي ، فهي تتميز بما يلي:

  • عدد الزعانف: عادةً واحدة أو اثنتين
  • موقع الزعانف: على جسم الطائرة (فوق أو تحت)، أو على سطح الذيل، أو على أذرع الذيل، أو على الأجنحة

يمكن تركيب الزعانف المزدوجة في نقاط مختلفة:

" "مثبت على سطح الذيل" "ذراع مزدوج الذيل" "مثبت على الجناح

تشمل التكوينات غير العادية للزعانف ما يلي:

" "زعانف ثلاثية" "الزعنفة البطنية

ذيول V و Y و X

يُقدّم تصميما الذيل على شكل حرف V والذيل على شكل حرف X بديلاً عن تصميم الزعنفة والذيل الأفقي . في هذا التصميم، تُضبط أسطح الذيل بزوايا قطرية، حيث يُساهم كل سطح في كلٍ من الميل والانعراج. تعمل أسطح التحكم، التي تُسمى أحيانًا مُوجِّهات الدفة ، بشكلٍ تفاضلي لتوفير التحكم في الانعراج (بدلاً من الدفة) وتعمل معًا لتوفير التحكم في الميل (بدلاً من المصعد). [ 1 ]

" "ذيل على شكل حرف V" "ذيل على شكل حرف V مقلوب" "ذيل X

ذيل خارجي

مركبة الفضاء سبيس شيب وان في المتحف الوطني الأمريكي للطيران والفضاء

ينقسم الذيل الخارجي إلى قسمين، حيث يُثبّت كل نصف على ذراع قصير خلف طرف كل جناح وخارجه. ويتألف من مثبتات أفقية خارجية، وقد يشمل أو لا يشمل مثبتات رأسية إضافية (زعانف) مثبتة على الذراع. في هذا الوضع، تتفاعل أسطح الذيل بشكل بنّاء مع دوامات طرف الجناح، ومع التصميم الدقيق، يمكن تقليل السحب بشكل كبير لتحسين الكفاءة، دون زيادة الأحمال الهيكلية على الجناح بشكل مفرط. [ 11 ]

طُوّر هذا التصميم لأول مرة خلال الحرب العالمية الثانية على يد ريتشارد فوغت وجورج هاغ في شركة بلوهم آند فوس . اختبرت سكودا-كاوبا SL6 نظام التحكم المقترح عام 1944، وبعد عدة مقترحات تصميمية، تم تلقي طلبية لتصنيع طائرة بلوهم آند فوس P 215 قبل أسابيع قليلة من نهاية الحرب. [ 12 ] [ 13 ] ظهر الذيل الخارجي مجددًا في مركبة سكيلد كومبوزيتس سبيس شيب ون عام 2003 ومركبة سبيس شيب تو عام 2010. [ 14 ]

طائرة بدون ذيل

كان تصميم طائرة DH108 Swallow بدون ذيل.

الطائرة عديمة الذيل (أو ما يُعرف اختصارًا بـ tail-less ) عادةً ما تحتوي على جميع أسطح التحكم الأفقية على سطح جناحها الرئيسي. وهي لا تحتوي على مثبت أفقي - سواء كان سطح ذيل أو سطح أمامي (كما أنها لا تحتوي على جناح ثانٍ موصول بجناحين ). عادةً ما تحتوي الطائرة "عديمة الذيل" على زعنفة تثبيت رأسية ( مثبت رأسي ) وسطح تحكم ( دفة ). مع ذلك، اعتمدت وكالة ناسا وصف "عديمة الذيل" للطائرة البحثية الجديدة X-36 التي تحتوي على سطح أمامي (كانارد) ولكن بدون زعنفة رأسية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 كرين، ديل (1997). قاموس المصطلحات الملاحية (  الطبعة الثالثة). لوازم الطيران والأكاديميون. ص  194. ISBN 1-56027-287-2.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 بيبلر، إلينوي، محرر (1996). من الألف إلى الياء ( الطبعة 27). شركة نشر الطيران. ISBN  0-9690054-9-0.
  3. "دليل شركات الطيران التابع لرابطة النقل الجوي" . رابطة النقل الجوي . 10 نوفمبر 2011. الفصل 5: كيف تطير الطائرات. مؤرشف من الأصل في 10 نوفمبر 2011.
  4. "Empennage" . قواميس أكسفورد على الإنترنت . قواميس أكسفورد. مؤرشف من الأصل في 22 يوليو 2012.
  5. 1 2 رايخمان، هيلمت (1980). الطائرات الشراعية الطائرة . منشورات طومسون. ص 26. 
  6. ١ ٢ وزارة النقل الكندية: الطيران (١٩٩٤). دليل تدريب الطيران ( الطبعة الرابعة). شركة غيج للنشر التعليمي. ص ١٢. ISBN   0-7715-5115-0.
  7. أندرسون، جون د. مقدمة في الطيران (الطبعة الخامسة ). ص 517.  
  8. 1 2 محمد ح. صدرائي، تصميم الطائرات: منهج هندسة النظم ، وايلي 2013، ص 289
  9. سنوري جودموندسون، تصميم طائرات الطيران العام: الأساليب والإجراءات التطبيقية ، إلسيفير ساينس 2013، ص 483
  10. كيمبرلين، رالف د. (2003). اختبار الطيران للطائرات ذات الأجنحة الثابتة . AIAA. ص 380. 
  11. مولر، كورت و. (2002). تحليل تصميم طائرة شبه عديمة الذيل (ملف PDF) (رسالة ماجستير). كلية الدراسات العليا البحرية، الولايات المتحدة. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 23 نوفمبر 2022.
  12. ^ زدينيك تيتز وياروسلاف زازفونيل؛ "أقزام كاوبا"، مجلة Flying Review International ، نوفمبر 1965، الصفحات من 169 إلى 172.
  13. ^ بولمان، هيرمان. كرونيك آينس فلوجزيوغويركس 1932-1945. B&V بلوم آند فوس هامبورغ HFB همبرغر فلوجزيوجباو   (باللغة الألمانية). موتور بوخ فيرلاغ، 1979 ISBN 3-87943-624-X.
  14. بنيامين دارينوغ؛ "تكوينات الطائرات مع مثبتات أفقية خارجية" (تقرير مشروع السنة النهائية)، جامعة كوينز بلفاست، 14 مايو 2004.