آلات دقیق و نشانگر های هواپیما

نویسنده : سینا شکیب 

آیا تابه حال به این موضوع فکر کرده اید که چگونه خلبانان از وضعیت هواپیما در پرواز مطلع میشوند؟

امروزه هواپیما ها از انواع آلات دقیق به منظور هدایت ایمن تر خودشان استفاده میکنند. آلات دقیق یک علم است و شناخت تحهیزاتی از قبیل حسگر ها،کنترل کننده ها،نمایش دهنده ها و انتخاب مناسب ترین تجهیزات از وظایف مهندسان آلات دقیق می باشد. آلات دقیق هواپیما نشانگر هایی در کابین خلبان است که اطلاعات گوناگونی را در مورد پرواز به ما نشان می دهد.

تاریخچه:

در سال1937 نیروی هوایی سلطنتی بریتانیا از شش آلات دقیق اصلی که برای نصب روی تقریبا تمام هواپیما های خود برگزید. چیزی که سپس هم در تولید کنندگان هواپیماهای تجاری و هم تولید کنندگان هواپیما های عمومی برای دهه ها پذیرفته شد. هرچند که در سال 1929 برای اولین بار پروازی انجام شد که در آن با استفاده از آلات دقیق های نصب شده سه عمل Take off،پرواز و لندینگ صورت گرفت.ترتیب و چیدمانی که بعد ها به نام سیکس پک نام گرفت و از اولین انواع آلات دقیق مورد استفاده بود .آلات دقیق هایی که عبارتست از:

1-سرعت نما

Air speed indicator

2-ارتفاع سنج

Altimeter

3-نشاندهنده میزان اوج و فرود

Vertical speed indicator

4-نشاندهنده وضعیت هواپیما

Attitude indicator

5-نشاندهنده جهت هواپیما

Heading indicator

6-نشاندهنده میزان دور زدن هواپیما

Turn and bank indicator

آلات دقیق بر حسب نوع کارشان به سه دسته کلی تقسیم میشوند که عبارتند از:

1-آلات دقیق های موتور و سیستم های وابسته به آن

Power plant and its related system instruments

2-آلات دقیق های پروازی و ناوبری

Flight and navigational instruments

3-آلات دقیق های سیستم

System instrument

آلات دقیق هایی موتور اطلاعاتی در رابطه با کارکرد موتور را نشان میدهد مثل:

دور موتور در دقیقه

RPM Revolution per minute

قدرت موتور

SHP Shaft horse power

و سیستم های وابسته که کارکرد سیستم های جانبی موتور را نشان میدهد مثل:

نشان دهنده فشار روغن

Engine oil pressure indicator

نشاندهنده فشار سوخت

Ignition system fuel pressure

آلات دقیق های پروازی اطلاعاتی از قبیل:

سرعتair speed

ارتفاعaltitude

وضعیتattitude

جهتheading

و آلات دقیق های ناوبری اطلاعاتی از قبیل:

فاصلهdistance

موقعیت هواپیما نسبت به فرودگاهposition

را در اختیار خلبان میگذارد.

آلات دقیق سیستم چگونگی کارکرد سیستم های مختلف از قبیل:

سیستم هیدرولیک

Hydraulic system

سیستم تهویه مطبوع

Air conditioning system

سیستم الکتریک

Electrical system

را در اختیار خلبان میگذارد.

اما آلات دقیق ها از نظر ساختمان داخلی به چهار گروه اصلی تقسیم میشوند که عبارتست از:

1-آلات دقیق های نوع فشاری

Pressure type instruments

2-آلات دقیق های نوع مکانیکی

Mechanical instruments

3-آلات دقیق های نوع جایرویی

Gyroscopic type instruments

4-آلات دقیق های الکتریکی و الکترونیکی

Electrical and electronical instruments

آلات دقیق های پروازی:

آلات دقیق های گروه اصلی پرواز که در تمام هواپیما ها عمومیت داشته و در پرواز های پرواز بدون دید(IFR)و پرواز با دید(VFR)استفاده میشوند عبارتند از:

1-نشاندهنده میزان دور زدن هواپیما

Turn and bank indicator

2-نشاندهنده میزان اوج و فرود هواپیما

Vertical speed indicator

3-وضعیت نما

Attitude indicator

4-جهت نما

Heading indicator

5-ارتفاع سنج

Altimeter

6-سرعت نما

Air speed

7-قطب نمای مغناطیسی

Magnetic compass

اما حداقل آلات دقیق مورد نیاز برای یک پرواز VFR عبارتند از:

سرعت نما

Air speed indicator

ارتفاع سنج

Altimeter

قطب نما

Compass

طبقه بندی ساختمان آلات دقیق های پروازی:

1-آلات دقیق هایی که با فشار هوا کار میکنندAir pressure indicators:

سرعت نما

Air speed indicator

ارتفاع سنج

Altimeter

نشاندهنده میزان اوج و فرود هواپیما

Vertical speed indicator

این سه نشاندهنده از طریق دو سیستم Static port و Pitot tube  تغذیه میشوند. سرعت نما با اختلاف فشارPitot  و Static  کار میکند و دو نشاندهنده ارتفاع سنج و میزان اوج و فرود با فشار Static کار میکنند.

2-آلات دقیق هایی که با سیستم Gyro کار میکنند عبارتند از:

وضعیت نما

Attitude indicator

جهت نما

Heading indicator

چرخش نما:

Turn coordinator

جایروسکوپ بوسیله Suction pumpیا Vacuum pump بکار افتاده و پایدار میماند و تا زمانی که کار میکنندجایرو پایدار میماند و بمحض خاموش شدن یا از کار افتادن نشاندهنده Off flag میگردد و غیر قابل استفاده خواهد بود.

3-آلات دقیق های مغناطیسیMagnetic compass gage:

این نشاندهنده جهت هواپیما را نسبت به شمال مغناطیسی نشان میدهد.و آزاد از کلیه سیستم های برقی،جایرویی و مکانیکی و فشار هوا می باشد.

نحوه کارکرد آلات دقیق های نوع فشاری:

1-آلات دقیق هایی که از لوله خمیده بوردون استفاده می کنند

Bordon tube instruments

آلات دقیق هایی که برای اندازه گیری فشار های نسبتا زیاد در سیستم های مختلف مثل سیستم هیدرولیک

Hydraulic system

فشار روغن موتور

Engine oil pressure

فشار اکسیژن

Oxygen pressure

بکار میروند از لوله خمیده بوردون استفاده می کنند.

لوله فلزی بوردون از فلزاتی از قبیل:برنج،برنز،مس ساخته شده و سطح مقطع بیضی یا مستطیلی دارند. وقتی مایعی با فشار وارد آن شود؛باعث باز شدن لوله بوردون شده و در نتیجه باعث حرکت اتصالات چرخ دندهsector gear و برآمدگی نوک تیزsquare gear و حرکت عقربه برروی صفحه نشاندهنده می شود. این آلات دقیق ها ساختمانی محکم دارند و نیاز کمتری به تعمیر و نگهداری دارند.

نشاندهنده فشار روغن:

Oil pressure gage:

روغن برای روغن کاری قسمت های متحرک موتور بوسیله پمپ روغن(oil pump) از مخزن روغن با فشار کشیده شده و وارد سوپاپ اطمینان(pressure relief valve) برای کنترل فشار می شود و سپس به سمت موتور جریان می یابد.سر راه نشاندهنده فشار روغن قرار دارد که قبل از آن سوراخ ریزی به نام restrictor (محدود کمتر) قرار دارد که نوسانات فشار را گرفته تا عقربه نشاندهنده لرزشی نداشته باشد. صفحه نشاندهنده بر حسب پوند بر اینچ مربع مندرج شده است.

نشاندهنده وضعیت موتور

Engine gage unit

این نشاندهنده کاملترین نشاندهنده بوردونی است و شامل سه نشاندهنده مربوط به موتور میباشد.

1-فشار نمای روغن

Oil pressure gage

2-فشار نمای سوخت

Fuel pressure gage

3-نشاندهنده درجه حرارت موتور

Oil temperature gage

که هرکدام از این نشاندهنده ها دارای یک لوله بوردون می باشند.

بعضی از این نوع نشاندهنده ها برای درجه حرارت روغن از سیستم الکترونیکی و برای فشار نما ها از لوله بوردون استفاده می کنند.که در این مورد عضو حساس درجه حرارت ممکن است یک مقاومت باشد که با تغییر درجه حرارت تغییر می کند. در این صورت مکانیزم نشاندهنده درجه حرارت یک پل وتسون(whetstone) یا نسبت سنج ratio meter خواهد بود.

درجه بندی های مربوط به فشار:

Pressure indications:

اغلب دو نوع درجه بندی بر حسب PSI بر روی فشار نماها دیده می شود که عبارتند از:

1-PSI gage :که فشار را بر حسب PSI و نسبت به فشار محیط نشان می دهد.

2- PSI absolute: که فشار را بر حسب PSI و نسبت به فشار مطلق نشان می دهد.فشار متعارفی اتمسفر14.7PSI و 29/92in/hgاست.

آلات دقیق های دیافراگمی و بلوزی

Diaphragm and bellows instruments:

فشارنما هایی که برای فشار های کم بکار می روند معمولا عضو حساسشان دیافراگم یا بلوز است و در بعضی از فشار نماها از هر دو آنها استفاده می شود. مثل سرعت نما.

دیافراگم از دو صفحه فلزی کنگره دار بهم چسبیده تشکیل شده و فضای داخلی آن دارای یک مجرا برای ورود سریال تحت فشار می باشد. طرف دیگر آن مسدود بوده و از طریق اتصلات مکانیکی از قبیل Rocking shaft_میله رابط و چرخ دنده،حرکت دیافراگم را به حرکت چرخشی تبدیل می نماید.و باعث بحرکت در آمدن عقربه نشاندهنده و نشاندادن فشار می  شود. بلوز نیز ساختار فانوسی دارد و به همین منوال عمل میکند.