الأنظمة الالكترونيه للطائرات ..كيف تعمل بالتفصيل

من طرف **STAR** 2010-12-14, 12:39 pm

بداية سوف نتحدث عن فكرة الطائرات والطيران ومبدأ عملها

الطائرات
تعتمد الطائرات في الطيران على قوة رفع الهواء للاجنحة ويتناسب حجم الاجنحة مع وزن الطائرة والمهمات الموكلة بها وتعتمد الطائرات على المحركات في تحقيق القوة التي يضرب بها الهواء على الاجنحة

الاجنحة
هناك نوعان اساسيان من اجنحة الطائرات وهي
الثابتة كما في طائرات النقل والطائرات العسكرية المقاتلة وتعتمد الاحدث منها على محركات نفاثة على الاغلب
المتحركة وهي كما نشاهده في طائرات النقل المروحية (الهليكوبتر ) كما في طائرات المراقبة للشرطة والطائرات الزراعية وغيرها من الانواع العسكري

المحركات
تعتمد اغلب الطائرات وحسب الحجم والمهام على محركات الدفع التي تستفيد منها الطائرة في تحقيق سرعة الدفع وهناك انواع منها النفاثة اي التي تعتمد على النظام التوربيني النفاث للخلف وبالتالي رد فعل الطائرة سيكون للامام او يحرك مراوح رفاسة كبيرة تتولى توليد قوة الدفع
للخلف فتنسحب الطائرة بسرعة للامام

الرفع
يصطدم الهواء بسرعة عالية بالاجنحة والتي تكون متراجعة للخلف قليلا" مما يقسم قوة الاصطدام الهوائي الى محصلة رفع للاعلى عالية وقوية واخرى للخلف قليلة وذلك نتيجة الزاوية التي يركب بها الجناح على جسم الطائرة
اما الطائرات ذات الاجنحة المتحركة الهليكوبتر فتتحرك الجنحة بقوة المحرك بشكل دوراني وتكون الاجنحة اي الريش الكبيرة الرفاسة ذات زاوية يمكن التحكم بها وبالتالي بتغيير هذه الزاوية تتغير اتجاهات القوى المصطدمة بها فنحصل على الرفع للاعلى او للاسفل او التوقف في الهواء او الامام او الخلف

الاقلاع
تقلع الطائرات ذات الاجنحة الثابتة بزيادة سرعة الاندفاع للامام فترتفع قوة الهواء المصطدم بالاجنحة فتؤدي الى رفع الطائرة في الهواء
اما الطائرات الهليكوبتر فبنفس المبدأ تتحرك الاجنحة الرفاسة بسرعة عالية وبزاوية رفع فتتولد قوة الرفع من الهواء المصطدم بها فترفع الطائرة في الهواء

الهبوط
تهبط الطائرات بتقليل قوة الاندفاع الامامي وتقل سرعة اصطدام الهواء بالاجنحة فتقل قوة الرفع وتنخفض الطائرة بتاثير وزنها وقوة الجذب الارضي لكتلة الطائرة

المدارج
تحتاج النفاثة منها لمسار للاقلاع والهبوط تستفيد منه في الوصول لسرعة الاقلاع وتخميد سرعة الهبوط وتختلف اطوالها حسب الطائرات التي تستقبلها الحجم والوزن الاجمالي
اما الهليكوبتر فتحتاج الى نقطة اقلاع وهبوط ضمن مساحة مفتوحة

المطارات والسيطرة
تتولى ادارة المطارات وعن طريق انظمة رادار الكترونية متطورة تنظيم عمليات الاقلاع والهبوط المتكرر على نفس المدارج منعا" للتصادم وتتولى تنظيم المرور الجوي في المسارات ضمن الاجواء التي تتحكم بها واستلام الطائرات الداخلة للاجواء ووضعها في المسار المناسب من حيث الاتجاه والسرعة والارتفاع المقرر وكذلك تودع الطائرات المغادرة للاجواء وتسلمها الى اقرب محطات مراقبة مجاورة
والغاية وجود مراقبة دائمة على اتجاه وارتفاع وسرعة الطائرات في مسارات الطيران المحلية والدولية لضمان السلامة وسرعة التحديد والوصول في الحوادث

انظمة الطيار الاّلي
الفكرة والغاية
ان الغاية هي تحقيق عملية طيران الية مسيطر عليها وفق معطيات ثابتة تستمر المنظومة بالحفاظ على الطائرة في ضمن مسارها او وفق معطيات متغيرة اّنيا" تقوم منظومة حاسوب ملحقة بانتاج اشارات التحكم المطلوبة من الطيار الاّلي للاستمرار بالطائرة ضمن مسار المتغيرات الجديدة في خط الرحلة ....؟

المكونات
تتكون منظومات الطيار الاّلي من اكثر انواع المعدات الالكترونية دقة وتطورا"

الأنظمة الالكترونيه للطائرات1:-متحسسات الزوايا الاّنية لحركة اسطح التحكم بالطائرة مثل الروافع والجنيحات واسطح الاتزان

الأنظمة الالكترونيه للطائرات2:-اشارات من منظومات الافق الاصطناعي عن وضع الطائرة الحالي في الجو من حيث زوايا الميل حول المحور الطولي(على طول جسم الطائرة ) وزوايا التموج حول المحور العرضي للطائرة(على طول الاجنحة)وكذلك اشارات الاتجاه الفعلي للطائرة اي الزوايا حول المحور الرأسي ...؟

الأنظمة الالكترونيه للطائرات3-اشارات عن زوايا حركة وحدات السرفو موتور والموقع الاّني لها من حيث ماطورات المحاور الثلاثة الطولي والعرضي والرأسي مع المعززات الهيدروليكية الملحقة بها.

الأنظمة الالكترونيه للطائرات4:-اشارات من وحدات حاسوب الرحلة عن الزوايا المقررة حسب البرنامج المدخل للرحلة وعددنقاط التحويل والدوران

الأنظمة الالكترونيه للطائرات5:-وحدات المقارنة والتحكم التي تستلم الاشارات الاّنية والمقررة وتقارن بينها وتنتج اشارة الاوامر النهائية من ناتج الجمع الجبري للاشارات

الأنظمة الالكترونيه للطائرات6:-وحدات مكبرات الاشارات والسيطرة على السيرفو موتورات ذات القدرة العالية

الأنظمة الالكترونيه للطائرات7:-وحدات السيرفوموتور لاسطح القيادة الرئيسية من روافع وجنيحات واسطح اتزان

الأنظمة الالكترونيه للطائرات8:-وحدات حساب السرعة والارتفاع الحالية والمقررة وانتاج اشارات التحكم المستقلة لها

الأنظمة الالكترونيه للطائرات9:- لوحة السيطرة والتحكم بالطيار الاّلي وتوجد امام الطيار وفيها مفاتيح ومصابيح الدلالة عن كل العمليات التي ينفذها الطيار الاّلي

مبدأ العمل
يعتمد على المقارنة بين الوضع الاّني اي الحالي والوضع المطلوب اي المقرر والناتج الجبري لفرق الاشارات يتحول الى اشارة تحكم ترسل الى سطح القيادة المناسب عن طريق وحدات السيرفو موتور ويتم مراقبة العمل من خلال مراقبة اشارة وضع الطائرة في الجو اي الافق الاصطناعي وتتناقص اشارة التحكم تدريجيا" مع اقتراب الطائرة من الوضع المطلوب لتناقص حاصل الفرق الجبري بين الحالي والمقرر
وعندما تصل زاوية الطائرة الى الوضع المطلوب يصبح الحاصل الجبري بين الاشارات الحالية والمقررة يساوي صفرا" لذا تعود اسطح القيادة الى الوضع الحيادي ويراقب الطيار الاّلي اذا ظهرت اي انحرافات نتيجة لمؤثرات جوية خارجية فيقوم بعملية الحساب للتصحيح وتنفيذه
ان عملية التحكم التي تحدثنا عنها هي مثال لنظام سيطرة مغلق من نوع (السيطرة النسبية التكاملية التفاضلية ) المعروف لدى متخصصي الالكترونيك
pid control system

مثال عملي
نفرض طائرة تسير ضمن زاوية الاتجاه 90 درجة وتطلب البرنامج المقرر للرحلة التجاه الجديد 150 درجة
تقوم وحدة الحساب ةالمنطق بحساب الفرق بين الاتجاهين
150-90=60درجة الفرق
ترسل القيمة الى وحدات الحساب للجنيحات التي تحسب زاوية الجنيحات الحالية والزاوية المطلوبة وترسل الفرق الى وحدات مكبرات الاشارة للتحكم بالسرفو موتور
وعندما تبدأ الجنيحات بالحركة تتناقص تدريجيا اشارة التحكم حتى تصفر
ونتيجة لحركة الجنيحات تبدأ الطائرة بالميلان حول المحور الطولي لها وبسبب الميلان وتغير مركبات مركز ثقل الوزن تدور الطائرة بالتجاه المشابه لزاوية الميلان واثناء الدوران تتزايد اشارة زاوية الاتجاه وتتناقص اشارة الفرق بين التجاه الحالي والمطلوب وحتى تصل الطائرة الى 150درجة المطلوبة تصبح اشارة السيطرة صفرا لذلك تعود الطائرة الى زاوية الميلان صفر وتحافظ على زاوية الاتجاه الجديدة