دسته‌بندی‌ها

دسته‌بندی انواع وسایل پرنده

برای داشتن درک بهتری از صنایع هوایی، طبقه‌بندی آنها بسیار مفید است. البته روش‌هاى مختلفى براى دسته‌‏بندى انواع وسایل پرنده وجود دارد که نمونه‏‌اى از این روش‌ها در شکل زیر دیده مى‌‏شود:

دسته‌بندی انواع وسایل پرنده

وسیله پرنده ساختارى است که در برابر کشش جاذبه زمین مقاومت کند، و قدرت ماندگارپایدار در هوا (بالاتر از سطح زمین) را بدون اتصال مکانیکى به هرگونه نگه‌دارنده‌‏اى داشته باشد. چنین
ساختارى ممکن است قادر به حمل انسان باشد، یا نباشد.

هواپیماها براى غلبه بر نیروى جاذبه زمین، اختلاف فشارى بین دو سطح زیرین و زبرین تولید مى‏‌کنند (هواپیماى سنگین‌تر از هوا) و یا از نیروى شناورى بهره مى‏‌برند (هواپیماى سبکتر از هوا)؛ ولى پرتابه‏‌ها ازنیروى پیشرانى طبق قانون «عمل و عکس‏‌العمل» بهره مى‏‌برند.

هواپیماهاى سبکتر از هوا، که قدمتشان به قرن ۱۸ مى‌‏رسد، بالون‌ها و کشتی‌هاى هوایى هستند. بالون‌ها کیسه‌‏هاى هوایى بزرگى (معمولاً به شکل کره) دارند که با هواى داغ و یا یک گاز سبک (مثلاً هیدروژن یا هلیوم) پر مى‏‌شوند، و جایگاهى براى حمل تعداد معدودى مسافر دارند؛ اما کشتی‌هاى هوایى اساسا بالون‌هاى بزرگى به شکل بیضى‌‏گون با دستگاه پیشران مکانیکى هستند، و جایگاهى براى حمل مسافر در زیر بدنه دارند. مشهورترین کشتی‌هاى هوایى، زپلینهاى آلمانى بودند که محفظه‌‏هایى صلب داشتند، و براى نخستین‏ بار در سال ۱۹۰۰ به پرواز درآمدند.

بالون‌ها به دو گروه آزاد و مهارشده تقسیم مى‌‏شوند. در بالون مهارشده، برخلاف نوع آزاد، ریسمان‌هاى بسته شده به زمین و یا یک خودرو، کنترل پرواز را تأمین مى‌‏کند. کشتی‌هاى هوایى از نوع صلب (با بدنه سفت محتوى گازهاى سبک)، غیرصلب (با بدنه‏اى از جنس پارچه مخصوص)، و یا نیمه‌‏صلب (با بدنه پارچه‌‏اى پوشاننده یک سازه طولى) هستند.

در هواپیماى سنگین‌‏تر از هوا اختلاف فشارى بین دو سطح زیرین و زبرین بال به وجود مى‏‌آید. هواپیماها بر حسب اینکه بال ثابت یا متحرک (نسبت به بدنه) داشته باشند، قابل دسته‏‌بندى‌‏اند. هواپیماهاى بال‏‌ثابت به کمک واکنش دینامیکى هوا بر روى بال ثابت پرواز مى‏‌کنند؛ اما هواپیماهاى بال‌‏گردان به پروانه‌‏هایى مجهزند که چرخش آنها ضمن تأمین نیروى بالابرنده، وظیفه کنترل پرواز را انجام مى‌‏دهد. علاوه بر این دو دسته، هواپیماهاى مرکبى هم هستند که از هر دو شیوه فوق در مراحلى از پروازشان استفاده مى‏کنند، و نمى‌‏توان آنها را دقیقاً در یکى از دو دسته مذکور قرار داد.

هواپیماهاى بال‏‌ثابت یا سیستم پیشرانش مجزا دارند، و یا به کمک جریان آزاد و مساعد هوا بر روى بال‌ها پرواز کنند. انواع مجهز به سیستم پیشرانش مستقل را هواپیما مى‌‏نامند، و وسایل پرنده‏اى که از جریان مساعدهوا براى پرواز استفاده مى‏‌کنند، سبک‏پَرها و هواسُرها هستند. بال‏گردان‌ها به دو دسته هلیکوپترها و جایروپِلَنها تقسیم مى‌‏شوند. در هلیکوپترها، حرکت افقى را پروانه‌‏هاى متصل به موتور تأمین مى‏‌کند؛ اما پروانه‌هاى جایروپلن‌ها فقط در ابتداى حرکت و در روى زمین به موتور متصل‌‏اند، و پس از برخاستن از زمین، در اثر وزش باد نسبى به چرخش ادامه مى‏‌دهند. همچنین، جایروپلن‌ها سیستم پیشرانشى مستقل از پروانه اصلى دارند.

هواپیماها برحسب نوع باند پرواز مورد نیاز، به سه دسته تقسیم مى‌‏شوند: زمین‌‏پایه (فقط قادر به نشست و برخاست از روى زمین، مجهز به ارابه‌‏هاى فرود چرخدار یا اسکى)، دریاپایه (فقط قادر به نشست و برخاست از روى آب، مجهز به شناورهایى در زیر بدنه)، و آبى‏‌خاکى (قادر به نشست و برخاست هم از روى زمین و هم از روى آب، مجهز به سیستم دوگانه چرخ و شناور). هواپیماهاى دریاپایه یا همانند قایق پرنده به شکلى طراحى مى‌‏شوند که قسمت زیرین‌شان شبیه به شناور باشد، و یا همانند هواپیماى شناوردار، به شناورهایى جداگانه درزیر بدنه مجهزند.

پرتابه‏‌ها یا داراى اهداف نظامى و حامل کلاهک جنگى هستند (سلاح واکنشى)، و یا براى بردن ماهواره‏‌ها و دیگر تجهیزات فضایى به بیرون از جو زمین استفاده مى‏‌شوند (فضاپیما). براى وضوح بیشتر، دسته‌‏بندى سلاح‌هاى واکنشى به‏‌ طور جداگانه‏‌اى در شکل زیر ترسیم شده است.

دسته‌بندی انواع سلاح‌های واکنشی

سلاح‌هاى واکنشى به سه دسته تقسیم مى‌‏شوند. گلوله‏‌ها (مثلاً گلوله‌‏هاى تفنگ) سلاح‌هاى پرتاب‏‌شونده با کلاهک جنگى هستند، و موتور مستقلى ندارند. راکت‌ها (مثلاً آر.پى.جى.-۷) سلاحهاى پرتاب‏‌شونده نسبتاً کوتاه‏‌بردى هستند که تجهیزاتى براى تصحیح مسیر ندارند، ولى به موتور واکنشى مجهزند. راکت‌ها هم مانند گلوله‌‏ها، پس از پرتاب، قابل‌‏کنترل نیستند. موشک‌ها سلاح‌هاى پرتاب‌شونده مجهز به موتور مستقل واکنشى و تجهیزات هدایت و ناوبرى هستند، و مسیر آنها پس از شلیک، قابل‏‌تصحیح است. تصحیح مسیر موشک‌ها یا با سیستم‌هاى درونى و یا از طریق یک مرکز کنترل بیرونى، در همه مسیر پرواز و یا فقط در قسمتى از مسیر، انجام می‌گیرد.

موشک‌ها به دو گروه عمده استراتژیک و تاکتیکى قابل تقسیم‌‏اند. موشک‌هاى استراتژیک، موشک‌هاى
دوربردى هستند که براى حمله به اهداف بسیار مهم در قلب قلمرو دشمن (بسیار دورتر از میدان نبرد واقعى یا احتمالى) به کلاهک جنگى هسته‏‌اى یا غیر هسته‏‌اى مجهز مى‏‌شوند؛ اما موشک‌هاى تاکتیکى، موشک‌هاى نسبتاً نزدیک‌‏بردى هستند که در میدان درگیرى به کار مى‌‏روند.

موشک‌هاى استراتژیکى به سه دسته بالستیکى، غیربالستیکى، و ضدبالستیکى تقسیم مى‌‏شوند. انواع
بالستیکى، موشک‌هایى با مسیرهاى پیش‏‌برنامه‏‌ریزى‌‏شده تقریباً سهمى‌‏شکل (مثل مسیر یک پرتابه ساده) هستند؛ موشک‌هاى بالستیکى بین‌‏قاره‏اى، بالستیکى پرتاب‏‌شونده از زیردریایى، و بالستیکى میان‏‌برد، از همین دسته محسوب مى‌‏شوند. مسیر حرکت موشک‌هاى غیربالستیکى (مثلاً موشک‌هاى کروز) پس از پرتاب قابل‌‏تصحیح و تغییر است؛ بنابراین، موشک‌هاى غیربالستیکى الزاماً در یک مسیر سهمى‏‌شکل پرواز نمى‏‌کنند. موشک‌هاى ضدبالستیکى (مثلاً موشک پاتریوت) براى منهدم کردن موشک‌هاى بالستیکى دشمن به کار مى‏‌روند.

موشک‌هاى تاکتیکى به چهار دسته اصلى تقسیم مى‏شوند. موشکهاى هوابه‏‌هوا (مثل آکرید روسى) از هواپیما برضد هواپیماى دشمن شلیک مى‏‌شوند. موشک‌هاى سطح‌به‌‏هوا (مثل کروتال فرانسوى) را از مقر زمینى، خودرو، کشتى، و یا حتى از روى شانه یک نفر سرباز، برعلیه هواپیماى دشمن شلیک مى‏کنند. موشک‌هاى قابل‌‏شلیک از هواپیما برضد مواضع زمینى (مثل ماوریک امریکایى)، از نوع هوابه‏‌سطح هستند. موشک‌هاى سطح‌‏به‌‏سطح انواع بسیار متنوعى دارند. موشک‌هاى ضدتانک قابل‏‌پرتاب از روى خودرو و موشک‌هاى ضدکشتى قابل‌‏پرتاب از کشتى، نمونه‏‌هایى از موشک‌هاى سطح‌‏به‌‏سطح هستند. انواع دیگرى از موشک‌ها براى از بین بردن زیردریایى‏‌ها به کار مى‌‏روند.

دسته‌بندی انواع پیشرانه‏‌هاى هوافضایى

یک پیشرانه (موتور) هوافضایى ساختارى است که با واکنش‌هاى شیمیایى، نیروى لازم براى پرواز وسیله پرنده‏‌اى را فراهم کند. شکل زیر نوعى دسته‌‏بندى پیشرانه‏‌هاى هوافضایى را نشان مى‏‌دهد:

انواع پیشرانه‌های هوافضایی

موتور تنفسى با سوزاندن مداوم سوخت به کمک اکسیژن موجود در جو زمین، کار مى‏‌کند؛ بنابراین، چنین موتورى به دلیل کاهش غلظت اکسیژن در ارتفاع زیاد، سقف پرواز محدودى دارد که این محدودیت به خود هواپیما هم تحمیل مى‏‌شود. موتور غیرتنفسى، اکسیژن مورد نیاز براى سوزاندن سوخت را با خود حمل مى‌‏کند؛ بنابراین، در ارتفاع بسیار زیاد و خارج از جو زمین هم قابل‌‏استفاده است.

راکت جامدسوز پیشرانه‌‏اى است که با سوزاندن سوخت و اکسیدکننده جامد در محفظه احتراق، نیروى پیشران را فراهم مى‌‏کند؛ اما راکت مایع‏‌سوز با حمل دو مخزن جداگانه سوخت و اکسیدکننده مایع، نیروى پیشران را تولید مى‌‏کند.

موتورهاى تنفسى به سه دسته موتور پیستونى، جت خالص، و توربینى تقسیم مى‏‌شوند. موتورهاى پیستونى (مثل موتور اتومبیل) با سوزاندن سوخت درون سیلندرهاى محدود، و انتقال فشار گاز حاصل از احتراق به میل‏‌لنگ (و تبدیل حرکت رفت‏‌وبرگشتى به حرکت دورانى) کار مى‌‏کنند. این موتورها برحسب شکل قرارگیرى سیلندرها (خطى یا دورانى)، روش خنک‏‌شوندگى (خنک‌‏شونده با آب یا هوا)، و متراکم کردن یا نکردن مخلوط ورودى به سیلندرها (معمولى یا سوپرشارژ) قابل‏‌دسته‌‏بندى هستند. از نظر روند تاریخى، موتورهاى پیستونى اولین پیشرانه‌‏هاى هواپیماها به شمار مى‌‏روند. موتور جت خالص، همه نیروى پیشران را از طریق واکنش گازهاى خروجى از موتور تأمین مى‏‌کند، و دستگاهى براى متراکم کردن هواى ورودى به موتور (براى کارآیى بهتر) ندارد. موتور توربینى (توربین گازى) ضمن استفاده از واکنش گازهاى خروجى از موتور،
با استفاده از انرژى توربینى که با خروج همین گازها به حرکت درمى‏‌آید، هواى ورودى به موتور را متراکم مى‌‏کند که باعث احتراقى قویتر و تولید گازهایى پرفشارتر مى‏‌شود.

ساده‏‌ترین نوع موتور جت خالص، موتور رم‏جت است. آلمانیها در جنگ جهانى دوم از موتور رم‏‌جت در موشک وى.-۲ استفاده کردند. موتور رم‏‌جت براى به کار افتادن، نیازمند حرکت اولیه‌‏اى است که یک منجنیق مى‌‏تواند آن‏را تأمین کند. قسمت‌هاى اصلى یک موتور رم‏‌جت شامل مجراى ورودى هوا، محفظه احتراق، مجراى خروجى گازها مى‏‌شود. بهترین عملکرد این موتورها در سرعتهاى زیاد (و حتى فراصوتى) به دست مى‌‏آید، و در سرعتهاى کم، کارآیى چندانى ندارند.

جت ضربانى، موتور جت خالص دیگرى است که ساختارى مشابه با رم‏‌جت دارد. در موتور جت ضربانى مکانیزمى کرکره‌‏اى در جلوى محفظه احتراق قرار دارد. قبل از رسیدن هوا به محفظه احتراق، با بسته شدن مکانیزم کرکره‌‏اى در زمان وقوع احتراق، محفظه بسته‌‏اى شبیه محفظه احتراق یک موتور غیرتنفسى ایجاد مى‏‌شود. پس از پایان احتراق و خروج قسمتى از گازهاى احتراقى از پشت موتور، با باز شدن مکانیزم کرکره‌‏اى، هواى مورد نیاز احتراق بعدى وارد محفظه احتراق
مى‌‏شود. به دلیل وقوع همین احتراق‌هاى ناپیوسته متوالى، این موتور را جت ضربانى مى‏‌نامند. امروزه این نوع پیشرانه کاربرد چندانى ندارد.

موتورهاى توربینى به چند گروه تقسیم مى‌‏شوند. موتور توربوجت اصول کارکردى شبیه رم‏‌جت دارد، و از مجراى ورودى هوا، کمپرسور، محفظه احتراق، توربین، و مجراى خروجى گازها تشکیل شده است. کمپرسور با متراکم کردن هواى ورودى به محفظه احتراق، شعله قوی‌ترى تولید مى‌‏کند، و نتیجتاً فشار گازهاى خروجى را بسیار زیادتر مى‌‏کند. هرچند قسمتى از انرژى گازهاى احتراقى، براى چرخاندن توربین و نهایتاً کمپرسور مصرف مى‏‌شود، مجموعاً نیروى پیشران به‏‌مراتب بیشترى نسبت به نوع رم‏‌جت حاصل مى‏‌شود.

با تکامل ساختار توربوجت، و با قرار دادن یک پنکه بزرگ در بالادست کمپرسور، موتور توربوفن ساخته شده است. این پنکه بزرگ، نقشى همانند ملخ هواپیما دارد، و قسمت اعظمى از هواى گذرنده از آن، بدون ورود به محفظه احتراق، فقط با گازهاى محترقه مخلوط مى‏‌شود. راندمان موتور توربوفن، به‌‏ویژه در سرعت‌هاى کم، بهتر از توربوجت است، و ضمناً مصرف سوخت کمترى هم دارد. در بعضى از موتورهاى توربوجت و توربوفن، با تعبیه محفظه احتراق ثانویه‌‏اى (در پایین‌‏دست توربین) به نام پس‌‏سوز، گازهاى خارج شده از محفظه احتراق اصلى را، که هنوز اکسیژن زیادى به همراه دارد، مجددا سوزانده، سرعت خروج آنها را از مجراى خروجى افزایش مى‏‌دهند. در موتور توربوپراپ، قسمت عمده انرژى گازهاى خارج شده از محفظه احتراق، براى چرخاندن ملخى مصرف مى‌‏شود که در قسمت جلوى موتور (بیرون از فضاى بسته موتور) قرار دارد، و مقدار کمى از انرژى این گازها در جت خروجى باقى مى‏‌ماند.

موتور توربوشفت با ساختارى شبیه موتور توربوپراپ، براى چرخاندن پروانه هلیکوپترها استفاده مى‏‌شود. موتور پراپ‌‏فن، نسل جدیدى از موتورهاى توربینى است که براى پرواز در سرعت‌هاى زیاد ساخته شده، و به شش تا دوازده تیغه لبه‌‏تیز خمیده مجهز است.

بعضى از انواع موتورهاى تنفسى در شکل زیر دیده مى‌‏شود:

 

نمایش ساده بعضی از انواع موتورهای تنفسی

This site is protected by wp-copyrightpro.com