پایداری و کنترل پذیری هواپیما

تالیف: اصغر ناصری، تیرماه 1390

پایداری (stability) هر هواپیما عبارت از تمایل آن به برگشت به حال تعادل پس از انحراف از وضعیت تعادل است. کنترل پذیری (controlability) نیز معیاری برای اندازه گیری راحتی خلبان در تغییر وضعیت هواپیما از حالت تعادل است. کنترل یک هواپیما با پایداری زیاد بسته به میزان کنترل پذیری، دشوار است و به نیروی زیادی روی اهرم کنترل نیاز دارد. یک هواپیمای ناپایدار نیز بدون توجه به میزان کنترل پذیری تقریبا غیرقابل کنترل است زیرا با هر انحراف کوچک از وضع تعادل، این تمایل در هواپیما ایجاد می شود که درجه انحراف بطور نامحدود زیاد شود. بنابراین کنترل دستی چنین هواپیمایی ناممکن بوده و نیاز به سیستم کامپیوتری برای حفظ حالت پایداری دارد.

یک هواپیما در حین پرواز در معرض اختلال هایی در وضع تعادل خود است که از عواملی مانند باد مخالف، تندباد یا تلاطم ها ایجاد می شوند. اگر هواپیما بدون دخالت خلبان بتواند بطور خودکار تعادل خود را بازیافته و در جهت اولیه به پرواز ادامه دهد، گفته می شود که دارای تعادل طولی (longitudinal stability) است.

به منظور افزایش مانورپذیری در برخی انواع هواپیما، پایداری استاتیکی به حداقل کاهش یافته است. در چنین هواپیمایی خارج کردن هواپیما از وضعیت تعادل بسیار آسان است. لیکن حفظ حالت تعادل جدید نیاز به سعی و تلاش مداوم خلبان یا یک سیستم کامپیوتری دارد که فرمانهای خلبان را تصحیح کرده و از ناپایداری حداکثری و افتادن هواپیما به وضعیت هایی مانند stall جلوگیری کند. بنابراین سیستم کنترل پرواز چنین هواپیمایی باید از نوع fly-by-wire باشد که در آنها فرمانهای خلبان با داده های سنسورهای هواپیما ترکیب شده و بهترین فرمان به عملگرهای سطوح کنترل هواپیما ارسال می شود. میزان جابجایی هواپیما از وضع تعادل نیز بطور پیوسته توسط کامپیوتر کنترل می شود. مثالی عالی از این نوع سیستم کنترل را در اف 16 می توان دید که هواپیمایی با مانورپذیری و چابکی فراوان است. هواپیماهای ابرمانورپذیر مانند اف 22 که مانورهای محیرالعقول اجرا می کنند لزوما بایستی به یک سیستم کنترل تمام کامپیوتری مجهز باشند. سیستم کنترل هواپیماهای رادارگریز که طراحی بدنه آیرودینامیکی آنها را ضرورتا ناپایدار می سازد، باید از نوع کامپیوتری باشد.

F-16 Falcon

F-22 Raptor

برای مطالعه بیشتر این فایل را دانلود کنید.