الکتروتکنیک

الکتروتکنیک

موضوعاتی در باره ی برق

"يکي از بهترين تعريف هايي که از مهندسي برق شده است، اين است که محور اصلي فعاليت هاي مهندسي برق، تبديل يک سيگنال به سيگنال ديگر است. که البته اين سيگنال ممکن است شکل موج ولتاژ يا شکل موج جريان و يا ترکيب ديجيتالي يک بخش از اطلاعات باشد. مهندسي برق داراي 4 گرايش است که در زير بطور اجمالي به بررسي آنها مي پردازيم و در قسمت معرفي گرايشها به تفصيل در مورد هر کدام صحبت خواهم کرد.

 1) مهندسي برق- الکترونيک

: الکترونيک علمي است که به بررسي حرکت الکترون در دوره گاز، خلاء و يا نيمه رسانا و اثرات و کاربردهاي آن مي پردازد. با توجه به اين تعريف، مهندس الکترونيک در زمينه ساخت قطعات الکترونيک و کاربرد آن در مدارها، فعاليت مي کند. به عبارت ديگر، زمينه فعاليت مهندسي الکترونيک را مي توان به دو شاخه اصلي "ساخت قطعه و کاربرد مداري قطعه" و "طراحي مدار" تقسيم کرد.

 2) مهندسي برق- مخابرات:

مخابرات، گرايشي از مهندسي برق است که در حوزه ارسال و دريافت اطلاعات فعاليت مي کند. مهندسي مخابرات با ارائه نظريه ها و مباني لازم جهت ايجاد ارتباط بين دو يا چند کاربر، انجام عملي فرايندها را به طور بهينه ممکن مي سازد. پس هدف از مهندسي مخابرات، پرورش متخصصان در چهار زمينه اصلي اين گرايش است شامل فرستنده، مرحله مياني، گيرنده و گسترش شبکه که گسترده هر کدام عبارتند از: فرستنده: شامل آنتن، نحوه ارسال و … مرحله مياني: شامل خط انتقال و محاسبات مربوط و … گيرنده: شامل آنتن، نحوه دريافت، تشخيص و … گسترش شبکه: مشتمل بر تعميم خط ارتباطي ساده، ادوات سويچينگ ، ارتباط بين مجموعه کاربرها و …

 3) مهندسي برق- قدرت:

مهندسي قدرت را مي توان "توليد نيروي الکتريکي" به روشهاي گوناگون و انتقال و توزيع اين نيروها با بازده و قابليت اطمينان بالا، تعريف کرد. پس هدف از مهندسي قدرت، پرورش افرادي کارا در بخشهاي توليد، انتقال و توزيع است که گستره اين بخش عبارت است از: توليد: طراحي شبکه هاي توليد با کمترين هزينه و بيشترين بازده. انتقال: طراحي شبکه هاي انتقال، خطوط انتقال، پخش بار بر روي شبکه، قابليت اطمينان و پايداري شبکه قدرت، طراحي رله ها و حفاظت شبکه، پخش بار اقتصادي (dispaich economic).  توزيع: طراحي شبکه هاي توزيع حفاظت و مديريت آن.

 4) مهندسي برق- کنترل:

کنترل، در پيشرفت علم نقش ارزنده اي را ايفا مي کند و علاوه بر نقش کليدي در فضاپيماها و هدايت موشکها و هواپيما، به صورت بخش اصلي و مهمي از فرايندهاي صنعتي و توليدي نيز درآمده است. به کمک اين علم مي توان به عملکرد بهينه سيستمهاي پويا، بهبود کيفيت و ارزانتر شدن فرآورده ها، گسترش ميزان توليد، ماشيني کردن بسياري از عمليات تکراري و خسته کننده دستي و نظاير آن دست يافت. هدف سيستم کنترل عبارت است از کنترل خروجيها به روش معين به کمک وروديها از طريق اجزاي سيستم کنترل که مي تواند شامل اجزاي الکتريکي، مکانيک و شيميايي به تناسب نوع سيستم کنترل باشد.

  • ماهيت:

انرژي اگر بنيادي ترين رکن اقتصاد نباشد، يکي از ارکان اصلي آن به شمار مي آيد و در اين ميان برق به عنوان عالي ترين نوع انرژي جايگاه ويژه اي دارد. تا جايي که در دنياي امروز ميزان توليد و مصرف اين انرژي در شاخه توليد، شاخص رشد اقتصادي جوامع و در شاخه خانگي و عمومي يکي از معيارهاي سنجش رفاه محسوب مي شود. دانش آموختگان اين رشته مي توانند در زمينه هاي طراحي، ساخت، بهره برداري، نظارت، نگهداري، مديريت و هدايت عمليات سيستم ها عمل نمايند.

  • گرايش هاي مقطع ليسانس:

رشته مهندسي برق در مقطع کارشناسي داراي 4 گرايش الکترونيک، مخابرات، کنترل و قدرت(1) است. البته گرايش هاي فوق در مقطع ليسانس تفاوت چنداني با يکديگر ندارند و هر گرايش با گرايش ديگر تنها در 30 واحد يا کمتر متفاوت است. و حتي تعدادي از فارغ التحصيلان مهندسي برق در بازار کار جذب گرايشهاي ديگر اين رشته مي شوند. با اين وجود ما براي آشنايي هر چه بيشتر شما گرايشهاي فوق را به اجمال معرفي مي کنيم.

  • گرايش الکترونيک

دکتر کمره اي استاد مهندسي برق دانشگاه تهران در معرفي اين گرايش مي گويد: "گرايش الکترونيک به دو زير بخش عمده تقسيم مي شود. بخش اول ميکروالکترونيک است که شامل علم مواد، فيزيک الکترونيک، طراحي و ساخت قطعات از ساده ترين آنها تا پيچيده ترين آنها است و بخش دوم نيز مدار و سيستم ناميده مي شود و هدف آن طراحي و ساخت سيستم ها و تجهيزات الکترونيکي با استفاده از قطعات ساخته شده توسط متخصصان ميکروالکترونيک است. دکتر جبه دار نيز در معرفي اين گرايش مي گويد: "گرايش الکترونيک يکي از گرايشهاي جالب مهندسي برق است که محور اصلي آن آشنايي با قطعات نيمه هادي، توصيف فيزيکي اين قطعات، عملکرد آنها و در نهايت استفاده از اين قطعات، براي طراحي و ساخت مدارها و دستگاههاي است که کاربردهاي فني و روزمره زيادي دارند."

 گرايش مخابرات :

هدف از مخابرات ارسال و انتقال اطلاعات از نقطه اي به نقطه ديگر است که اين اطلاعات مي تواند صوت، تصوير يا داده هاي کامپيوتري باشد. دکتر جبه دار در مورد شاخه هاي مختلف اين گرايش مي گويد: "مخابرات از دو گرايش ميدان و سيستم تشکيل مي شود. که در گرايش ميدان، دانشجويان با مفاهيم ميدان هاي مغناطيسي، امواج، ماکروويو، آنتن و … آشنا مي شوند تا بتوانند مناسبترين وسيله را براي انتقال موجي از نقطه اي به نقطه ديگر پيدا کنند. همچنين يکي از فعاليت هاي عمده مهندسي مخابرات گرايش سيستم، طراحي فليترهاي مختلفي است که مي توانند امواج مزاحم شامل صوت يا پارازيت را از امواج اصلي تشخيص و آنها را حذف کرده و تنها امواج اصلي را از آنتن دريافت کنند. گفتني است که امروزه با توسعه مخابرات بي سيم، ارتباط نزديکتري بين دو گرايش ميدان و سيستم ايجاد شده است. براي نمونه در گوشي تلفن همراه ما هم تجهيزات مربوط به مدارهاي مخابراتي و هم تجهيزات مربوط به فرستنده و هم آنتن گيرنده را داريم. از همين رو يک مهندس مخابرات امروزه بايد از هر دو گرايش بخوبي اطلاع داشته باشد تا بتواند يک دستگاه بي سيم را طراحي کند." 

  • گرايش کنترل

"اگر بخواهيم يک تعريف کلي از کنترل ارائه دهيم، مي توانيم بگوييم که هدف اين علم، کنترل خروجي هاي يک سيستم بر مبناي ورودي هاي آن و با توجه به شرايط ويژه و نکات مورد نظر طراحي آن سيستم مي باشد." دکتر کمره اي در ادامه معرفي علم کنترل مي گويد: "علم کنترل فقط در مهندسي برق مورد استفاده قرار نمي گيرد. بلکه در شاخه هاي ديگري از علوم مهندسي و حتي علوم انساني کاربرد دارد. به عنوان نمونه کنترل فرآيند تصفيه نفت در يک پالايشگاه، کنترل عملکرد يک نيروگاه برق، سيستم کنترل ناوبري يک کشتي و يا کنترل تحولات و تغييرات جمعيتي نمونه هاي متنوعي از کاربرد علم کنترل مي باشد. گفتني است که گرايش کنترل داراي زير بخش هاي متنوعي مانند کنترل خطي، غيرخطي، مقاوم، تطبيقي، ديجيتالي، فازي و غيره است." دکتر جبه دار نيز با اشاره به اينکه گرايش کنترل منحصر به مهندسي برق نمي شود، مي گويد: "در رشته هاي مهندسي مکانيک، مهندسي شيمي، مهندسي هوافضا، مهندسي سازه و مهندسي هاي ديگر نيز ما شاهد علم کنترل هستيم اما نوع سيستم کنترلي در هر رشته مهندسي متفاوت است. براي مثال در مهندسي مکانيک نوع کنترل، مکانيکي و در مهندسي شيمي براساس فرآيندهاي شيميايي است. اما در کل هدف مهندسي کنترل، طراحي سيستمي است که بتواند عملکرد يک دستگاه را در حد مطلوب حفظ کند. دکتر جبه دار در ادامه درباره فعاليت هاي ديگر مهندسي کنترل مي گويد: "خودکار کردن يا اتوماتيک کردن خط توليد، يکي ديگر از فعاليت هاي مهندسي کنترل است. يعني مهندس کنترل مي تواند به گونه اي خط توليد را هماهنگ و کنترل کند که محصول توليد شده طبق برنامه تعيين شده و با بهترين کيفيت به دست آيد."

منبع:mebeiki.blogfa.com

لوفت هانزا تکنيک

لوفت هانزا تکنيک


کوچکترين نقص ، بزرگترين فاجعه


هواپيما اگرچه سريعترين وسيله امروزي براي مسافرت است ، در عين حال مي تواند خطرناک ترين وسيله نيز باشد، چه اينکه با مديريت صحيح مي توان از هواپيما ، مطمئن ترين وسيله حمل و نقل را پديد آورد. اما يک چيز قطعي است ؛ نقص فني در هواپيما مساوي با کنار زدن در جاده و منتظر رسيدن اتومبيل هاي امداد نيست!

ماشين پيچيده اي به نام خطوط هوايي


شايد از کودکي در ذهن همه ما اين سوال مطرح بوده است که چرا سفر با هواپيما پرهزينه است و شايد يکي از ما با خودش آرزو کرده است که اي کاش قيمت بليت هواپيما به ارزاني بليت اتوبوس شرکت واحد بود! اما حقيقت اين است که هر چقدر يک خط هوايي مدرن تر، ايمن تر و مجهزتر باشد، هزينه هاي آن سرسام آورتر خواهد بود.
يک خط هوايي مدرن در واقع ماشين پيچيده اي است که از صدها سيستم مختلف تشکيل شده و موفقيت آن مديون عملکرد صحيح و توامان همه سيستم ها است. تنها در اين زمان است که شما مطمئن خواهيد شد هواپيمايي که در آن سواريد در بالاي ابرها به "پت و پت" نخواهد افتاد و شما بدون آن که نگران ملاقات با مرگ باشيد ، تنها به رسيدن فکر خواهيد کرد.

بيمارستاني براي هواپيماها


بزرگراه اول را که يادتان هست ؛ و ماشيني که مکانيک عزيز شما نتوانسته بود از پس معاينه فني درست آن برآيد و شما در راه مانديد. بدون شک تفاوت هاي زيادي بين مکانيک اتومبيل شما و مکانيک هاي هواپيما وجود دارد و اولين تفاوت آنها اين است که مکانيک هاي هواپيما در واقع مثل مکانيک هايي که ما اتوموبيل هايمان را به آنها مي سپاريم نيستند ، بلکه هر يک از آنها يک مهندس کارکشته صنعت هوايي هستند که هرکدام به زير و بم بخش خاصي از هواپيما آشنا است.
هواپيما داراي اجزااي زيادي است که هر يک از آنها کارشناسان و مهندسان ويژه خود را مي طلبد. جداي از بررسي هاي کامل و بسيار دقيقي که از هواپيما ،پيش از هر پرواز بعمل مي آيد هر هواپيما پس از گذشت مدت زماني خاص ، يک چک آپ کامل نياز دارد که براي انجام آن بايد آن را به بيمارستان هواپيماها اعزام کرد!

مرکز هامبورگ


شايد برايتان عجيب باشد،اما حقيقت دارد.لوفتانزا تکنيک در واقع در ساده ترين شکل ، مجهزترين و بزرگترين بيمارستان هواپيماها در جهان است. شرکت بزرگي در هامبورگ آلمان که دوشادوش شرکت مادر خود يعني لوفتانزا فعاليت مي کند و سلامتي کامل هواپيماهاي اين خط هوايي و حتي خطوط هواپيمايي ديگر را تضمين مي کند. هر هواپيما به طور متوسط پس از 15 ميليون مايل پرواز که براي يک ايرباس غول پيکر A043 شش سال به طول مي انجامد ، براي تضمين ، بازيابي و بررسي کامل سلامت خود و يا به عبارتي ديگر به منظور يک اورهال کامل ، به لوفتانزا تکنيک اعزام مي شود و در طول مدتي که در اين بيمارستان صنعتي بستري است کليه مراحل سالم سازي روي آن انجام مي شود.

نو تر از اول


در لوفتانزا تکنيک يا به قول آلماني ها لوفتهانزا تشنيش ، يک اصل اساسي وجود دارد ؛ اينکه هواپيمايي که براي اورهال به اين شرکت اعزام مي شود ، بايد بهتر از روز اول از آنجا خارج شود. اين بيمارستان بزرگ هيچ بيماري را جواب نمي کند ، چرا که براي درمان ، نگهداري و بازگرداندن سلامت بيمارانش که همه انواع هواپيماهاي مسافربري کوچک و بزرگ را شامل مي شود، همه امکانات لازم را در اختيار دارد.همه اجزاي هواپيما در لوفتانزا تکنيک از هم جدا مي شوند. از چرخ هاي هواپيما در پايين ترين سطح گرفته تا دم يک بوئينگ 747 غول پيکري که قادر است بيش از 500 مسافر را جابجا کند.

همه جا به دنبال نقص


سيستم هاي بسيار پيچيده اي در لوفتانزا تکنيک براي يافتن نقايص احتمالي در کليه قسمت هاي هواپيما مورد استفاده قرار مي گيرد. از عکسبرداري هاي ديجيتالي بسيار دقيق در بخش هاي داخلي موتور که چشم انسان قادر به ديدن مستقيم آنها نيست تا استفاده از نور مادون قرمز و ماورائ بنفش براي يافتن پوسيدگي هاي احتمالي در اجزاي داخلي غول هاي آسماني ؛ حتي درزهاي هواپيما که رنگ خود را از دست داده اند از چشم تيزبين مهندسان فني پوشيده نمي مانند و آنها نيز از رنگ جديد و تازه ،نصيبي خواهند برد.

شايد برايتان عجيب باشد ، اما حقيقت دارد لوفت هانزا تکنيک در واقع درساده ترين شکل مجهزترين و بزرگترين بيمارستان هواپيماها در جهان است


در لوفت هانزا تکنيک پس از جداسازي کاملا اجزاي هواپيما آنچه لازم به تعمير باشد به واحد تعمير ارسال شده و پس از تعمير و روزآمد شدن ، مجددا بر روي هواپيما سوار مي شود.
اگر قطعه يا بخشي از هواپيما قابل تعمير نباشد و يا تعمير آن براي صاحب هواپيما - که يکي از خطوط هوايي طرف قرارداد با لوفت هانزا تکنيک است - به صرفه نباشد ، بدون درنگ با قطعه يا بخشي نو جايگزين خواهد شد.
هواپيماي تکه تکه شده نهايتا اجزاي خود را يکي پس از ديگري بازمي يابد و همه چيز مانند روز اولي مي شود که هواپيما از شرکت سازنده خود بيرون آمده است.
اما هنوز يک مرحله باقي است و آن مرحله اي است که سبب مي شود تئوري "نوتر از روز اول" حقيقتا مصداق پيدا کند و به عينيت برسد. داربست هاي اطراف هواپيما که تقريبا محل کار چندين هزار ساعتي مهندسان فني بوده است برچيده مي شود و جاي خود را به بالابرهاي متحرک مي دهد تا عمليات نهايي بر روي هواپيماي ارسالي به بيمارستان لوفتانزا تکنيک انجام شود.
مرحله آخر ؛ رنگ رزي هواپيما است. همه شيشه ها و پنجره هاي هواپيماها با فويل ها و ورق هاي مخصوصي پوشيده مي شوند و رنگرزها با خيالي آسوده بهترين نوع رنگ را بر روي هواپيماي ترميم شده مي پاشند. پس از آن ،آرم شرکت هواپيمايي مالک ، مجددا بر روي هواپيما نقش مي بندد و هواپيما از روز اول نوتر، به خانه خود بازمي گردد. ديدار بعدي 5 سال ديگر در لوفتانزا تکنيک.

همه در هامبورگ ، هاهبورگ در همه جا


اگرچه اين مرکز بزرگترين ، مدرنترين و مطمئن ترين مرکز براي نگهداري ، بازبيني و تعمير هواپيماها است اما ارسال هواپيماها به هامبورگ براي سرويس کامل ، هزينه زيادي را براي شرکت هاي هواپيمايي به همراه دارد.

متخصصان حرفه اي ، مسئول امنيت مسافران


گرچه خلبان ها و مهمانداران هواپيما هميشه مورد توجه ما قرار دارند و نقش مهمي در هرچه بهتر سفرکردن ما با يک هواپيماي مسافر بري دارند ،اما نبايد فراموش کرد که امنيت و رفاه سفر هوايي ما مديون بسياري از عوامل و اشخاص است که از قضا ، ما، با بيشتر آنها سروکار نداريم.
شايد با فهميدن اهميت کار متخصصان حرفه اي و بزرگي که در شرکت هاي اورهال کار مي کنند و بار اصلي امنيت هواپيما را بردوش مي کشند ، از اين پس هنگام سوار يا پياده شدن از هواپيما ياد آنها بيفتيد و با خود بگوييد ايکاش چنين متخصصاني تنها در صنعت اورهال هواپيما و آن هم در لوفتانزا تکنيک يافت نمي شدند و همه جا خصوصا در گاراژي که شما اتوموبيلتان را براي تعمير و بازبيني به آنجا سپرده بوديد هم ، مي شد ردي از آنها پيدا کرد. آن وقت شما مجبور نبوديد در يک بزرگراه خلوت که مي شد در آن تا خود مقصد ، با ماشين پرواز کرد ، همه چيز را به جرثقيل بسپاريد. با اين حال شکرگذار باشيد ، چون حداقل مطمئن هستيد مکانيک ماشين شما در شرکت لوفتانزا تکنيک کار نمي کند.

چرا چرخ‌های هواپیما بسته می‌شوند؟

 

قسمتی از هواپیما كه چرخ‌ها در آن قرار می‌گیرند، محل جمع شدن ارابه فرود می‌گویند و فقط به هنگام نشست و برخاست هواپیما از آن‌ها استفاده می‌شود. عمل جمع شدن و باز شدن چرخ‌ها توسط عمل‌كننده‌هایی با استفاده از سیستم‌های هواپیما از قبیل هیدرولیك و....صورت می‌گیرد و به هواپیما اجازه می‌دهند روی زمین فرود آمده و حركت كند و در طول پرواز، هواپیما به آن‌ها نیاز ندارد.

وبلاگ air.blogfa.com نوشته است: چرخ‌ها بعد از برخاستن هواپیما جمع می‌شوند و این عمل به یك دلیل مهم صورت می‌گیرد و آن این است كه برای آن كه هواپیما سرعتش زیاد شود، باید كمترین مقاومت را در برابر هوا داشته باشد. یعنی باید به بیشترین حالت آیرودینامیكی ممكن برسد. اگر چرخ‌ها جمع نشوند یك مقاومت جدی در برابر باد ایجاد خواهد شد و مانند ترمز باعث كاهش سرعت می‌شوند.

 

هواپیما چگونه روی باند فرود ترمز كرده و متوقف می‌شود؟

هنر خلبان این است كه هواپیما را آرام در محلی مشخص و با سرعتی خاص روی باند فرودگاه بنشاند. اگر باد جانبی خیلی قوی باشد، سكان هدایت باید بسرعت وارد عمل شود. وقتی هواپیما با زمین تماس می‌گیرد، سرعتش بیش از ‌٢٠٠ كیلومتر در ساعت است كه این سرعت باید به شدت كاهش یابد، در غیر این صورت هواپیما از باند خارج می‌شود.

با این كار باله‌ها بلند می‌شوند و زمینه ترمز در هواپیما را فراهم می‌كنند. خلبان نیروی رانش موتور را كاملا معكوس می‌كند، طوری كه صدای موتور به گوش می‌رسد. زیرا سرعت هواپیما باید به‌طور كامل كم شود و در نتیجه چنین صدایی ایجاد می‌شود.

موضوع از این قرار است كه موتورها باعث كم یا زیاد شدن سرعت هواپیما می‌شوند. خلبان با پدال گاز، مسیر گازهای خروجی موتورها را عوض می‌كند، به طوری كه آن‌ها را از عقب به جلو پرتاب می‌كند كه به این كار نیروی رانش معكوس می‌گویند. بدین ترتیب نیروی موتورها در جهت مخالف و به صورت یك ترمز عمل می‌كند.

از طرف دیگر، چرخ‌های هواپیما مانند یك خودرو، دارای ترمز هستند. اما این ترمزها وارد عمل نمی‌شوند مگر زمانی كه سرعت هواپیما بسیار كم شود. خلبان زمانی از آن‌ها استفاده می‌كند كه بخواهد به‌طور كامل هواپیما را جلوی ترمینال متوقف كند.

 

یك هواپیما چه مقدار بنزین مصرف می‌كند؟

مصرف بنزین یك هواپیما به طول پرواز بستگی دارد. پس بنابراین كافی است كه فقط مقصد و مسافت یك هواپیما را بدانیم. اما دانستن این مسأله همیشه كافی نیست؛ یك پرواز لوس آنجلس ـ بروكسل را در نظر بگیرید. در طول پرواز، وزش باد شدید در جهت مخالف مانع پیشروی هواپیما می‌شود و این چیزی است كه موجب افزایش مصرف سوخت می‌شود. حال در نظر بگیرید كه فرودگاه بروكسل هم غرق در مه باشد و هواپیما نتواند در این فرودگاه به زمین بنشیند، خلبان هم نمی‌تواند به طرف فرودگاه دیگری مثلا آمستردام تغییر جهت دهد. اما هواپیما باید به مدت نیم ساعت بر فراز این فرودگاه پرواز كند تا اجازه فرود بگیرد. زیرا فرودگاه مورد نظر در مرحله اول باید به هواپیما‌هایی اجازه فرود بدهد كه قبلا طبق برنامه هماهنگ شده‌اند. در این جا می‌بینیم كه مصرف سوخت به طول پرواز بستگی دارد؛ مصرف سوخت اتومبیل با هواپیما تفاوت دارد، زیرا در اتومبیل كافی است مسافت را بدانیم. به همین دلیل هم براحتی گفته می‌شود كه یك اتومبیل مثلا در صد كیلومتر چقدر مصرف سوخت دارد.

برای یك هواپیما مصرف سوخت برحسب ساعت محاسبه می‌شود. یك جامبوجت حدود ‌١٥٠٠٠ لیتر در ساعت سوخت مصرف می‌كند. مصرف سوخت یك هواپیما با موتور جت مثل بویینگ ‌٧٢٧ در حدود ‌٥٠٠٠ لیتر در ساعت است. جالب است بدانیم كه ظرفیت مخازن بنزین یا سوخت یك جامبوجت ‌١٧٨٠٠٠ لیتر است كه با این مقدار بنزین، یك ماشین می‌تواند پنج بار دور دنیا بچرخد. 

منبع: sharifnews.ir

مهندسی هوا فضا

 

مهندسی هوا فضا، شاخه‌ای است از مهندسی که با طراحی هواپیما، فضاپیما، و مسائل و موضوعات وابسته به آن‌ها سر وکار دارد. اغلب اوقات، از آن به عنوان مهندسی هوانوردی یاد می‌شود، خصوصا، زمانی که فقط به هواپیما اشاره ‌شود، و وقتی که فضاپیما مورد نظراست، به آن مهندسی فضانوردی گفته می‌شود.

مهندسی هوافضا یکی از پیشروترین زمینه‌های پژوهشی است و بودجه‌های کلان نظامی و غیرنظامی که صرف این رشته می‌شود زمینه‌های پیشرفت و جهش در دیگر رشته‌های دانش و مهندسی را فراهم ساخته است.

مهندسی هوافضا دانشی راهبردی است که در آن از دانشهای دیگر مانند متالورژی، علوم رایانه و الکترونیک بهره‌گیری می‌شود.

 

رشته هوافضا در دانشگاه

هدف رشته دانشگاهی مهندسی هوافضا تربیت کارشناسانی است که نیروی انسانی مورد نیاز برای طراحی، پژوهش و ساخت در صنایع گوناگون هوافضایی را فراهم سازند. رشته دانشگاهی هوافضا خویشاوندی زیادی با تمامی گرایشهای مهندسی مکانیک دارد به این جهت دارای شماری درس‌های مشترک با گرایشهای مهندسی مکانیک مثل مکانیک جامدات و مکانیک شاره‌ها است. در بعضی دانشگاه‌ها، دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا به عنوان یک دانشکده مستقل وجود دارد.

پایه بیشتر درس‌های این رشته بر ریاضی است، مانند دینامیک سیالات برای آئرودینامیک یا معادلات حرکت برای دینامیک پرواز. با این‌همه، اجزاء تجربی بسیاری نیز در این رشته وجود دارد. از نظر تاریخی، این اجزا تجربی از آزمایش مدلهای کوچک و نمونه اولیه، در تونل باد و یا در فضای باز منشا گرفته‌اند. پیشرفت‌های صنعت رایانه این امکان را به وجود آورده که از دینامیک محاسباتی سیالات، و شبیه سازی رفتار سیال، بتوان برای کاهش هزینه و زمان صرف شده در آزمایش تونل باد استفاده کرد.

در ایران، رشته مهندسی هوافضا در دوره کارشناسی در دانشگاه صنعتی امام حسین(ع) ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران) ، دانشگاه صنعتی شریف ، دانشگاه صنعتی مالک اشتر ، دانشگاه ستاری و دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات آموزش داده می‌شود. در حال حاضر در مقطع کارشناسی ارشد و دکترا این رشته به ۶ گرایش آیرودینامیک، پیشرانش (جلوبرنده‌)، مکانیک پرواز و سازه‌های هوافضایی ، ایمنی و صلاحیت پروازی و مهندسی فضایی تقسیم می‌شود. علاوه بر دانشگاههای فوق الذکر ، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشگاه شیراز ، دانشگاه علم و صنعت ایران ، دانشگاه تربیت مدرس و دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی نیز در مقطع کارشناسی ارشد به تربیت دانشجو می‌پردازند. [۱۲ آوریل]

شاخه ها

آیرودینامیک

آیرودینامیک به مطالعه و بررسی جریان هوا در اطراف جسم پرنده و محاسبه نیروها و گشتاورهای ناشی از آن بر روی جسم می‌پردازد.

پیشرانه ها

دانش پیشرانه‌ها به مطالعه و بررسی سامانه‌های جلوبرنده، اعمّ از موتورهای هوازی و غيرهوازی می‌پردازد. موتورهای هوازی شامل موتورهای پيستونی و چرخپره‌ای (توربینی) است كه از هوا به عنوان اكسيدكننده استفاده نموده و سوخت را با خود حمل می‌كنند. اما موتورهای غيرهوازی مانند موتور موشک‌ها و فضاپيماها است كه سوخت و اكسيدكننده را با خود حمل می‌كنند. در اين دانش نحوۀ توليد نيروی رانش و همچنین ساختار كلی انواع موتورهای هوافضایی بررسی و مورد تجزيه و تحليل قرار می‌گيرد.

مکانیک پرواز

مکانیک پرواز با بهره‌گیری از داده‌های هواپویشی، هندسی و وزنی به مطالعه و بررسی رفتار و حرکات هواپیما می‌پردازد. در واقع علم مکانیک پرواز از عملکرد تشکیل می‌شود و عملکرد به بررسی برد، مسافت نشست و برخاست، مداومت پروازی در سرعت‌های گوناگون و پایداری و کنترل وسایل پرنده می‌پردازد.

سازه‌های هوافضایی

سازه‌های هوافضایی به مطالعه و بررسی سازه‌های هواپیما و دیگر هوا-فضاگردها می‌پردازد. هدف آن طراحی سازه‌هایی است که علاوه بر استواری کافی در برابر بارهای آیرودینامیکی و دیگر بارهای استاتیکی وارد بر وسایل پرنده، کمترین وزن ممکن را نیز داشته باشند.

منبع: www.hesa.ir

هواپیما

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

هواپیمای نظامی آسپری نمونه‌ای از ترکیب بال ثابت و متحرک.

هواپیمای نظامی آسپری نمونه‌ای از ترکیب بال ثابت و متحرک.

هواپیما هواگردی سنگین‌تر از هوا است.

در هواپیما اختلاف فشار هوائی که از روی بال و زیر بال می‌گذرد ایجاد نیروی برآر می‌کند و با خنثی شدن نیروی وزن، هواپیما به پرواز درمی‌آید.

از نظر طرح و عملکرد هواپیماها را می‌توان به دو دسته هواپیما با بال ثابت و هواپیما با بال متحرک تقسیم کرد.

از نظر پیش‌رانش هواپیماها به دو دسته موتوردار و بی‌موتور تقسیم می‌شوند.

هواپیماهارا می‌توان از نظر کاربرد به دو دسته‌ بخش کرد: هواپیمای نظامی و هواپیمای غیرنظامی.

هواپیما با بال ثابت

بیشتر هواپیماهای امروزی به‌ویژه هواپیماهای مسافری در این دسته جای دارند.

منظور از بال ثابت آن است که بال هواپیما (بر خلاف هلیکوپتر) فقط در اثر پیش‌رانش نیروی برآر ایچاد می‌کند. اگرچه بال در بعضی هواپیماها برای جاگیری کمتر یا ملاحظات هواپویشی ممکن است باز و بسته شود ولی این‌گونه هواپیما را نیز دارای بال ثابت می‌شمارند چون باز وبسته شدن بال ایجاد نیروی برآر نمی‌کند.

  هواپیما با بال متحرک

در بال‌گردها نیروی برآر ناشی از چرخش بال یا پروانه در هوا است. هلی‌کوپتر یا بالگرد شناخته‌شده‌ترین هواپیما با بال متحرک است. هواچرخ نوع دیگری از این‌گونه هواپیما است. بعضی از هواپیماها مثل و-۲۲ آسپری ویژگی‌های بال ثابت و بال متحرک را یکجا دارند.

هواپیمای موتوردار

موتور هواپیما وظیفه تأمین نیروی پیش‌رانش (در هواپیماهای با بال ثابت) یا چرخاندن پروانه و پیش‌رانش (در هواپیماهای با بال متحرک) را دارد.

تا اواخر جنگ جهانی دوم موتور هواپیماها از نوع پیستونی یا موتور احتراق داخلی بود. اکنون بیشتر هواپیماها از موتور جت استفاده می‌کنند. در بعضی هواپیماهای آزمایشی و نظامی از موتور موشکی استفاده می‌شود.

هواپیمای بی‌موتور

در هواپیمای بی‌موتور برای پیش‌رانش از نیروی گرانش زمین استفاده می‌شود. بادپر (گلایدر) نوع رایج هواپیمای بی‌موتور است. هواپیمای بی‌موتور را باید پیش از شروع پرواز با ابزاری جدا از آن به ارتفاعی مناسب رساند و پس از آن هواپیما می‌تواند با استفاده از نیروی گرانش و جریان‌های هوائی پرواز کند.

هواپیماهای نظامی

اصطلاح هواپیمای نظامی طیف وسیعی از هواپیماها را، از هواپیمای مدل گرفته تا بزرگ‌ترین هواپیمای جهان، در بر دارد. بسیاری از این هواپیماها فقط در اختیار ارتش‌ها و نیروهای هوائی کشورها است ولی بعضی از هواپیماهای نظامی با تغییر دادن هواپیماهای غیرنظامی به کارهای گمارده می‌شوند. جنگنده‌ها و هواپیماهای ترابری نظامی دو دسته شناخته شده‌تر هواپیمای نظامی هستند.

  هواپیماهای غیرنظامی

انرژی خورشیدی نیروی محرکه این هواپیما را تأمین می‌کند.

انرژی خورشیدی نیروی محرکه این هواپیما را تأمین می‌کند.

هواپیماهای غیرنظامی نیز گستره وسیعی دارند و برای جابجائی مسافر یا بار و نیز تفریح و پژوهش و خدمات به‌کار می‌روند. استفاده نظامی از هواپیمای غیرنظامی برپایه قانون‌های بین‌المللی ممنوع است ولی گاه کشورها مخفیانه چنین می‌کنند.

برخی از هواپیماهای نظامی قدیمی با تغییراتی برای تفریح و پژوهش به هواپیمای غیرنظامی تبدیل شده‌اند.

  تاریخ هواپیما

مخترع هواپیما به معنی امروزی را برادران رایت می‌دانند ولی با توجه به کوشش‌های هم‌زمان دیگران، برخی این نکته را قبول ندارند.

به‌هرحال کوشش برای پرواز سابقه‌ای بسیار دورتر از کار برادران رایت دارد. ذکر وسیله پروازی که با استفاده از چند پرنده ساخته شده در اساطیر ملل مختلف شاید اولین کوشش بشر برای طراحی هواپیما به‌شمار رود. مواردی که افرادی با بستن بال یا پارچه به‌خود برای پرواز از بلندی به پائین پریده‌اند نیز در تاریخ آمده‌است.

لئوناردو داوینچی نابغه ایتالیائی طرح‌های زیادی برای وسائل پرنده (مثلاً هلیکوپتر)از خود به‌جا گذاشته‌است.

اوتو لیلینتال آلمانی را اولین کسی می‌دانند که توانست با بستن بال به خود پروازی کوتاه را انجام دهد ولی چهل سال قبل از او سر جرج کی‌لی انگلیسی همین کار را با یک هواپیمای بی‌موتور ساخت خودش کرده بود.

در اواخر قرن نوزدهم و اوائل قرن بیستم کوشش برای ساخت هواپیمائی که قابل کنترل باشد (یعنی به خواست خلبان به چپ و راست و پائین و بالا برود) در فرانسه و آمریکا شدت گرفت. اولین پرواز کنترل شده به نام برادران رایت ثبت است.

انواع هواپیما

تاریخچه

در هفدهم دسامبر ۱۹۰۳، دو برادر از ایالت اهایو (آمریکا) ماشین ابداعی خود را به پرواز در آوردند. «برادران رایت» پس از تدارک و پیش بینی تمامی تمهیدات لازم برای انجام پروازی سهل و ایمن ، روز ۱۴ دسامبر ۱۹۰۳ را برای اولین پرواز آزمایشی هواپیمای ابداعی خود انتخاب کردند که متأسفانه اولین اقدام آنها هرگز موفقیت آمیز نبود. اما سرانجام آنها موفق شدند که در روز ۱۷ دسامبر ، یعنی تنها سه روز بعد ، هواپیمای یک موتوره خود را برای چهار مرتبه در آسمان به پرواز در آورند و نام خود را برای همیشه در صدر فهرست پرندگان انسان نما به ثبت رسانند.

آنها در سال ۱۹۰۱ با اضافه کردن یک سکان افقی ، یا به عبارت بهتر «بالابر» ، در جلوی هواپیما موفق شدند تعادل طولی (یا جلو به عقب) هواپیما را حفظ کنند. یک سال بعد ، آنها یک سکان عمودی نیز برای تعبیه در پشت هواپیما ابداع کردند تا به کمک آن بتوانند هواپیما را به سمت جناحین متمایل سازند و به عبارتی آنرا در ارتفاع لازم به پرواز درآورند. بدین ترتیب ، آنها موفق شدند تعادل هواپیما را در هر سه بعد اصلی (شامل طول ، عرض و ارتفاع) حفظ کنند و اسباب کنترلی لازم را در طرح اصلی هواپیما بگنجانند.

برای تأمین نیروی پیشران هواپیما نیز آنها از یک موتور گازوئیلی ۴ سیلندر معمولی با قدرت ۱۲ اسب بخار استفاده کردند که البته برای کاهش وزن آن از عنصر آلومینیوم در ساخت کارتل آن سود بردند. برادران رایت برای انجام پروازهای آزمایشی خور ناحیه Outer Banks در ایالت کارولینای شمالی ، کمی آن سوتر از خطوط آهن حمل و نقل زمینی و همچنین کمی دورتر از کشتیهای پهلو گرفته در ساحل را که نقطه باد خیز بسیار مناسبی بود، انتخاب کردند. هواپیمای دوباله آنها از روی یک ریل پرتاب چوبی به مسافت حدود ۶۰ فوت (بیش از ۱۸ متر) و در جهت مخالف بادی به سرعت بیش از ۲۰ مایل در ساعت (بیش از ۳۲ کیلومتر در ساعت) به هوا بر می‌خاست.



تصویر




در اولین آزمایش ، ویلبر مسافتی در حدود ۱۲۰ فوت را در مدت زمانی در حدود ۱۲ ثانیه طی کرد. در آخرین و طولانیترین پرواز نیز که بوسیله ویلبر انجام شد مسافتی در حدود ۸۵۲ فوت در ۵۹ ثانیه طی شد. حوالی ظهر آن روز ، یکی از معدود شاهدان این پروازها که جوانی به نام «جانی مور» بود پس از دیدن موفقیت برادران رایت ، در حالی که از خوشحالی در پوست خود نمی‌گنجید، شروع به دویدن در کنار ساحل کرد و فریاد زد: «آنها بالاخره موفق شدند، آنها بالاخره موفق شدند، چقدر خوب شد که آنها بالاخره پرواز کردند.»

«ویلبر رایت» که عمر کوتاه تری داشت در ۳۰ مه ۱۹۱۲ در اثر ابتلا به بیماری تیفوئید در سن چهل و پنج سالگی درگذشت و برادرش «ارویل» در ۳۰ ژانویه ۱۹۴۸ در سن هفتاد و شش سالگی بدرود حیات گفت.

تقسیم بندی انواع وسائل پرنده

در اولین قدم کلیه وسائل پرنده ساخته دست بشر را به دو دسته کلی تقسیم بندی می‌نمایند:


  • هواپیماها (Aircraft): وسائل پرنده جوی (اتمسفر)
  • فضاپیماها (Spacecraft): وسائل پرنده غیر جوی
برای تقسیم بندی هواپیما (Aircraft) ، جنبه‌های مختلف هواپیما را می‌توان در نظر گرفت. از نظر سرعت ، هواپیماها را می‌توان به چهار نوع زیر تقسیم بندی کرد:


  1. هواپیماهای مادون صوت ( Subsonic Aircraft (0 < M < 0.7
  2. هواپیماهای صوتی (Transonic Aircraft (0.7 < M < 1.2
  3. هواپیماهای مافوق صوت (Supersonic Aircraft (1 < M < 5
  4. هواپیماهای ماورای صوت ( Hypersonic Aircraft (5 < M
تفاوت این هواپیماها در اختلاف سرعتشان با سرعت صوت است. M عدد ماخ هواپیماست که می‌تواند با آن سرعت پرواز کند. عدد ماخ یک هواپیما عبارت است از نسبت سرعت هواپیما به سرعت صوت در ارتفاعی که هواپیما در آن ارتفاع پرواز می‌کند. بسته به نوع هواپیما از نظر سرعت ، قوانین حاکم بر آن متفاوت خواهد بود.



تصویر




 

 

 


 

 

انواع هواپیما از نظر نوع بال

از نظر نوع بال ، بطور کلی دو نوع هواپیما وجود دارد:


  1. هواپیماهای با بال ثابت (Fixed wing Aircraft)
  2. هواپیماهای با بال چرخنده (Rotary wing Aircraft)
نوع اول هواپیما و به نوع دوم هلیکوپتر یا چرخبال نام دارد. هواپیما‌ها عموما‌ دارای بال ثابت هستند و در طول پرواز بال نمی‌چرخد. ولی هلیکوپتر ، هواپیمائی است که بالش در حال پرواز به دور یک محور می‌چرخد.

انواع هواپیما از نظر دارا بودن

سرنشین

از نظر دارا بودن سرنشین ، هواپیماها به دو گونه کلی تقسیم می‌گردند:


  1. هواپیماهای با سرنشین (Manned Aircraft)
  2. هواپیماهای بدون سرنشین (Unmanned Aircraft)
هواپیماهای بدون سرنشین شامل موشک هدایت شونده ( Missile ) ، موشک هدایت نشونده ( Rocket ) ، هواپیماهای کنترل از راه دور ( RPV یا Remote Piloted Vehicle ) و غیره می‌باشند.



تصویر




انواع هواپیما از نظر چگالی

از نظر جرم حجمی هواپیماها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:


  • هواپیماهای سنگینتر از آزمایشهای مربوط به هوا (Heavier than Air Aircraft)
  • هواپیماهای سبک‌تر از آزمایش‌های مربوط به هوا (Lighter than Air Aircraft)
نوع دوم شامل بالن (Balloon) ، کشتی هوائی (Air ship) و مانند اینهاست.

انواع هواپیمای مانوری

از نظر قدرت مانوری ، هواپیماها به چهار نوع مختلف تقسیم می‌کردند:


  • هواپیماهای غیر مانوری (Normal (Non - Aerobatic) Aircraft)
  • هواپیماهای نیمه مانوری (Utility (Semi - Aerobatic) Aircraft)
  • هواپیماهای مانوری (Aerobatic Aircraft)
  • هواپیماهای بسیار مانوری (High Maneuverability Aircraft)
از جنبه‌های دیگر از قبیل وزن ، نوع برخاستن ، قدرت مخفی شدن از دید رادار (Stealth) ، موتور و ... نیز هواپیماها به انواع مختلف تقسیم بندی می‌شوند.

انواع هواپیمای نظامی 

                       (Military Aircraft)

  1. هواپیمای بمب افکن
  2. هواپیمای رهگیر
  3. هواپیمای جنگنده
  4. هواپیمای شکاری
  5. هواپیمای حمل و نقل نظامی
  6. هواپیمای شناسایی و جاسوسی
  7. هواپیمای مخفی از دید رادار (استیلت)
  8. هواپیمای سوخت رسان
  9. هواپیمای پشتیبانی نزدیک
  10. هواپیمای گشت
  11. هواپیمای آموزشی نظامی
  12. هواپیمای ضد زیر دریایی
  13. هواپیمای هشدار سریع
  14. هواپیمای فرماندهی هوایی
  15. هواپیمای مخابراتی
  16. هواپیمای سیبل (هدف)
  17. هواپیمای ضد شورش
  18. هواپیمای دیده بانی
  19. هواپیمای مراقبت دریایی
  20. هواپیمای آزمایشی
  21. هواپیمای ضد کشتی
  22. هواپیمای ضد تانک
  23. هواپیمای دفاع هوایی

انواع هواپیما از نظر مکانیزم پرواز

انواع هواپیماها از نظر نوع موتور  

      (Power Plant)

  • موتور پیستون پراپ:

    پراپ مخفف کلمه پروپلر (Propeller) و به معنی پروانه (ملخ) هواپیما می‌باشد. در اینگونه موتورها نیروی پیشران (Propulsion) توسط پروانه تولید می‌شود که پروانه نیز بوسیله موتور پیستونی می‌چرخد. محدودیت استفاده از این موتورها وزن آنهاست، زیرا درصورتی که نیروی زیادی از این موتور‌ها بخواهیم باید موتورهایی با وزن بسیار زیاد طراحی گردند.

  • موتور توربو پراپ (پراپ جت یا توربو ملخی):

    در این موتورها نیز نیروی اصلی توسط پروانه تولید می‌شود ولی چرخش پروانه توسط موتور جت صورت می‌گیرد. هواپیمای ایران 140 ( An - 140) نیز از این گونه موتورها بهره می‌گیرد.

  • موتور توربو جت:

    به زبان ساده این موتورها آزمایشهای مربوط به هوا را از ورودی (Intake) به داخل کشیده و پس آنکه انرژی زیادی به آزمایشهای مربوط به هوا داده شد آنرا با سرعت زیاده از انتهای موتور خارج می‌کند و تغییر سرعت قابل توجه در ورودی و خروجی موجب حرکت هواپیما می‌گردد.

  • موتور توربو فن:

    ساختمان اینگونه موتورها همان ساختمان موتورهای توربوجت است، با این تفاوت که این موتورها دارای قطر بزرگتری هستند و همه هوای ورودی از داخل موتور عبور نمی‌کند. بلکه مقداری آزمایشهای مربوط به هوا از اطراف بدنه موتور و در داخل یک پوسته حرکت می‌کند.

  • موتور توربو شفت:

    این موتورها در هلیکوپتر‌ها کاربرد دارند و شباهت زیادی به موتورهای توربو پراپ دارند.
  • موتورهای رم جت:

    این موتور‌ها در سرعتهای بسیار زیاد کاربرد دارند و دارای هیچ عضو چرخنده‌ای نمی‌باشند (برخلاف کلیه موتورهای دیگر).

اتفاقات مهم در تاریخ پرواز




*1500 طراحی یک وسیله پرنده توسط لئوناردو داوینچی
*1783 اولین پرواز انسان توسط یک وسیله سبکتر از آزمایش‌های مربوط به هوا ﴿بالن هوای گرم برادران فرانسوی mongolfier﴾
*1903 7 دسامبر - پرواز برادران رایت با اولین هواپیمای موتور دار جهان
*1939 پرواز اولین هواپیما با موتور جت ﴿heinkel he-178)
*1947 چوک ییگر (chuck yeager) سرعت صوت را بوسیله اولین هواپیمای مافوق صوت جهان شکست.
*1961 یوری گاگارین ، اولین انسان در فضا
*1969 نیل آرمسترانگ ، اولین انسان بر روی ماه
*1970 ورود بوئینگ 747 به آسمان ﴿اولین جامبو جت جهان ﴾
*1976 ورود کنکورد ﴿ اولین هواپیمای مسافربری مافوق صوت جهان ﴾
*1981 قرار دادن اولین شاتل فضایی جهان توسط امریکا در فضا

منبع:  http://daneshnameh.roshd.ir