صندوق الجناح

صندوق الجناح في الطائرة ذات الأجنحة الثابتة هو الهيكل الأساسي الحامل للأحمال في الجناح، ويشكل المركز الهيكلي للأجنحة، كما أنه نقطة تثبيت مكونات الجناح الأخرى مثل اللوحات الأمامية ، والأجنحة المتأرجحة ، واللوحات الخلفية، وأجهزة طرف الجناح . يمتد صندوق الجناح إلى ما بعد جذور الجناح المرئية ويتصل بجسم الطائرة في صندوق الجناح المركزي، الذي يشكل النواة الهيكلية للطائرة.

يُطلق على صندوق الجناح هذا الاسم لأن العديد من التصاميم تجمع بين دعامات الجناح الأمامية والخلفية وألواح الجناح العلوية والسفلية لتشكل معًا شكلًا صندوقيًا طبيعيًا يمتد عبر الجناح. وبينما يوفر الهيكل الداخلي للجناح عادةً معظم قوته من خلال مزيج من الدعامات والأضلاع والوصلات الطولية، فإن الغطاء الخارجي يتحمل عادةً جزءًا من الأحمال أيضًا. وفي العديد من الطائرات، يُستخدم الحجم الداخلي لصندوق الجناح أيضًا لتخزين الوقود، وهو ما يُعرف عادةً بتصميم الجناح الرطب .

شهدت السنوات الأخيرة تزايدًا ملحوظًا في استخدام المواد المركبة في صندوق الجناح؛ ويعود هذا التوجه في معظمه إلى الرغبة في تقليل الوزن مقارنةً بالتصاميم التي تعتمد على المواد التقليدية فقط. ^{[ 1 ] [ 2 ]} وعلى وجه الخصوص، أصبحت ألياف الكربون مادة شائعة نظرًا لنسبة قوتها إلى وزنها العالية جدًا. ^{[ 3 ]} وفي يناير 2017، أعلنت مجموعة إيرباص، وهي تكتل أوروبي رائد في مجال صناعة الطيران ، عن ابتكارها أول صندوق جناح مركزي مركب من قطعة واحدة في العالم، مشيرةً إلى أنه يمثل انخفاضًا بنسبة 20% في تكلفة التصنيع بفضل سهولة تجميعه. ^{[ 4 ]}

نظراً لدورها الهيكلي المحوري، تخضع علبة الجناح لتحليل ودراسة متأنية للتأكد من قدراتها وتحقيق الأداء الأمثل. ولذلك، ابتكر مهندسو الطيران والفضاء تقنيات متنوعة لحساب الإجهادات والتحقق منها، واستخدمها مصنّعو الطائرات. ويُعزى الفضل مباشرةً إلى استخدام حسابات واختبارات متطورة في إنتاج أجنحة أخف وزناً وأكثر كفاءة. ^{[ 1 ]} ومع حلول النصف الثاني من القرن العشرين، أصبح استخدام تقنية التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) شائعاً في برامج الطيران والفضاء؛ ولذا، تلعب برامج مثل CATIA دوراً رئيسياً في عملية التصميم والتصنيع.

علاوة على ذلك، تشترط جهات الاعتماد عادةً التحقق المادي من الأداء الهيكلي لصندوق الجناح في عملية اعتماد الطائرات المدنية . وبناءً على ذلك، من الشائع أن تُنتج شركات تصنيع الطائرات وحدات اختبار غير طائرة تخضع لاختبارات أرضية، حيث تُسلط عليها أحمال تصل إلى 1.5 ضعف أقصى قوى ديناميكية هوائية يُتوقع مواجهتها في أي مرحلة من مراحل عمرها التشغيلي. ^{[ 5 ]} وقد استُخدمت الاختبارات التدميرية لعناصر الجناح منذ بدايات الطيران، على الرغم من أن التقنيات المستخدمة أصبحت أكثر تطورًا، لا سيما منذ اختراع مقياس الإجهاد عام 1938، والذي شاع استخدامه في صناعة الطيران منذ الحرب العالمية الثانية . ^{[ 6 ]}

يُجرى الاختبار غير المتلف ليس فقط خلال عملية الاعتماد الأولية، بل غالبًا طوال عمر الطائرة الواحدة، وذلك للحماية من التلف الناتج عن الإجهاد وفحص الأضرار المحتملة. ^{[ 7 ]} تشمل التقنيات الشائعة الفحص البصري، والاختبار بالموجات فوق الصوتية ، والاختبار الإشعاعي ، والاختبار الكهرومغناطيسي ، والانبعاثات الصوتية ، والتصوير بالقص . ^{[ 8 ] [ 9 ]} في بعض الأحيان، تُحدد هذه التقنيات الحاجة إلى استبدال صندوق جناح الطائرة؛ ورغم أن هذه العملية مُرهقة ومُكلفة، ما يدفع المشغلين غالبًا إلى إنهاء عمر الطائرة التشغيلي، إلا أن عمليات الاستبدال تُجرى أحيانًا. ^{[ 10 ] [ 11 ]} خلال صيف 2019، اضطرت القوات الجوية الأمريكية إلى إيقاف أكثر من 100 طائرة نقل من طراز لوكهيد مارتن سي-130 هيركوليز لإجراء الفحص والإصلاح بعد اكتشاف تشققات مفرطة في صندوق الجناح. ^{[ 12 ]} غالبًا ما تتلقى الطائرات المُصممة لعمر خدمة طويل صناديق أجنحة بديلة كجزء من برامج تمديد العمر. ^{[ 13 ]}

• فهرس مقالات الطيران