أدوات المستخدم

أدوات الموقع


ai

الجيروسكوب

أو جهاز الافق الاصطناعي (Artificial Horizon) Artificial Horizon وهو آلة تقوم على إظهار وضعية الطائرة أثناء الطيران. فخلال الطيران المستقيم وعمليتي الاقلاع والهبوط ، يتعين على الطيار ان تكون لديه صورة واضحة حول وضعية الطائرة ، سواء كان ذلك في حالة التسلق أو الميلان أو اثناء الطيران المستقيم أو الانزلاق . ولتحقيق ذلك يتعين على الطيار الاستعانة بخط الأفق في معرفة هذه الوضعية.

هناك أربع قوى تؤثر بشكل مباشر على الطائرة اثناء طيرانها ، وهي :
1- !!الشد:!! وتتم عملية الشد الى الأمام بواسطة المحرك.
2- !!المقاومة:!! وهي عملية رد الفعل الناشيء عن عملية الشد إلى الأمام ، ومقاومة الهواء لجسم الطائرة.
3- !!الرفع:!! ويحدث حين اندفاع الجناح في الهواء.
4- !!الجاذبية أو الوزن:!! كلنا يعلم ما للجاذبية من دور في سقوط الأشياء إلى الأسفل إضافة لوزن الطائرة من تأثير ايضا ، لذلك فمن الطبيعي ان هذا العامل الرابع هو عكس لعملية الرفع ، كما أنه كلما زاد وزن الطائرة كلما كانت الحاجة اكبر الى شد أقوى لينتج الرفع المطلوب.
force نستنتج من كل ذلك ، انه في حالة الطيران المستوي نجد أن الشد يساوي المقاومة ، والرفع يساوي الوزن ، ولضمان اداء عمليات الاقلاع والهبوط والطيران المستوي والميلان والانزلاق ، يستعين الطيار نهارا بخط الأفق في تحديد وضعية الطائرة ، اما إذا اختلف الأمر وكان الطيران ليلا وخصوصا في الليالي الحالكة ، فإنه لا يمكن للطيار في هذه الحالة من تحديد وضعية الطائرة بشكل دقيق.
لمعالجة نقص الرؤية ليلا فقد ظهر جهاز يقوم بمساعدة الطيار في معرفة وضعية الطائرة خلال حالات طيرانها المختلف وبشكل دقيق ، ليمثل ذلك للطيار أفقأ صناعيا من خلال لوحة العرض يطابق تماما الأفق الطبيعي. ولا يقتصر استعمال هذا الجهاز في الطائرات فقط ، بل يتم استعمله في المركبات الفضائية المأهولة وغير المأهولة. وتعتمد وسيلة عمل هذا الجهاز على الطريقة المعروفة بالجيروسكوب.
ومن أهمية وجود جيروسكوب صناعي يقوم على تعريف الطيار بمؤشر الأفق حيث يعتبر أحد العدادات الأساسية للطائرات فهو يبين الوضعية الصحيحة للطائرة وكذلك من خلالها يتم تقدير طاقة المحرك المراد تأمينها لاستمرار الطائرة محافظة على تلك الوضعية. ولا يكتفى فقط بمعرفة وضع الطائرة من الجيروسكوب فقط بل لابد من مقارنة تلك القراءة التي يزودها مؤشر الأفق مع العدادات الأخرى للطائرة، مثل عداد قراءة الارتفاع وعدادات قراءة السرعة وكذلك بقية عدادات المحرك.

الأفق الصناعي

Artificial Horizon أو Attitude Indicator
ان أهم أداة جيرو تستخدم لتحديد وضع الطيران هي مؤشر الوضعية ، الذي يوجد في أهم موقع أمام الطيار مباشرة ، حيث يظهر له العلاقة بين وضع الجناح ومقدمة الطائرة بالنسبة لخط أفق الأرض. Artificial Horizon هذا العنصر الحساس في مؤشر الوضعية يتألف من دولاب جيرونحاسي يدور بسرعة حوالى 15ألف دورة في الدقيقة عندما يكون في حالة العمل ، ومن خلال سلسلة من المحاور الارتكازية والحلقات ذات المحورين ، يحافظ الجيرو الذي يلف ذاتيا على موضعه في الفضاء، بينما تتحرك علبة الجهاز المربوطة الى لوحة العرض مع الطائرة.
عندما تنعطف الطائرة يظهر هذا واضحا على مؤشر الوضعية من خلال إظهار العلاقة بين أجنحة الطائرة وأفق الطبيعي. ويشير الدليل الصغير الواقع في أعلى القرص المدرج الداخلي للجهاز الى زاوية الانعطاف.
وفي حال هبوط مقدمة الطائرة ، يتحرك وجه الطائرة الصغيرة المرسوم على القرص الداخلي تحت خط الأفق ، أي انه عندما تكون الطائرة الصغيرة تحت خط الأفق فإن هذا يعني ان الطائرة تهبط . وبالمقابل عندما تكون الطائرة الصغيرة فوق خط الأفق فهذا يعني ان الطائرة ترتفع. Artificial Horizon ويشير هذا الجهاز أيضا الى الانعطاف والارتفاع في نفس الوقت . فعندما تكون الطائرة منعطفة الى اليسار، فإننا نشاهد الجناح الأيسر يقع تحت خط الأفق كما يقع مركز الطائرة الصغيرة فوق الخط ، اما اذا كان مركز الطائرة الصغيرة أسفل الخط فهذا يعني هبوطا مع انعطاف الى اليسار.
يتمتع الجهاز بحرية دوران في حدود 360 درجة ، مع ارتفاع وهبوط للمقدمة والمؤخرة حتى 85 درجة . وعندما تزيد الدرجة عن 85 ، يقوم الجيرو بالقفز واستعادة التوازن . وهو يشير دائما الى العلاقة الصحيحة بين الطائرة والأفق.
كانت أجهزة الجيرو القديمة تنقلب عندما تزداد عن 100 درجة في الانعطاف أو 70 درجة ارتفاع أو انخفاض ، وعندما يحدث ذلك ، كان خط الأفق يتحرك في وضع غير نظامي الى ، اليمين أو الى اليسار من وجه الجهاز وتقوم “ آلية اعتدال ” ذاتية بمواجهة نزعة الجيرو الى الحركة البدارية (رسم شكل مخروطي حول المحور العمودي) فتحافظ على الجيرو على وضعية عمودية في جميع الاحوال ، أي ان لجهاز يؤدي دور البندول ولكن مع فارق أساسي هو أنه لا يتحرك مع تغيير وضعية الطائرة.
يعمل الجهاز المذكور بواسطة ضخ الهواء الى داخل علبة الجهاز، مما يسمح بدوران الدوارات بسرعة كبيرة ، كما يوجد بالمقابل فتحات سمح بخروج الهواء من الغرفة. ويؤدي نقص الضغط في الارتفاعات العالية الى انخفاض سرعة الدوار التي تؤثر بدورها على استقرار الجيروسكوب ، ويعتبر هذا عيبا من العيوب الرئيسية للجهاز. ولكي يتم التغلب على هذا العيب وللحصول على جهاز ذي اداء متقدم ، صمم جهاز جيروسكوبي يعمل على التيار الكهربائي للطائرة.

الجيروسكوبي الكهربائي

يصنع هذا الجهاز من نفس العناصر الأساسية للجيروسكوب الهوائي ، باستثناء ان الجيروسكوب العمودي هو محرك ذو قفص سنجابي ( مؤلف من دوارة وعضو ساكن ) . ان احد المتطلبات الهامة لأي جيروسكوب هو تركيز كتلة الدوار أقرب ما يمكن الى الحافة مما يسبب قدرا أقص من القصور الذاتي . ولا يشكل هذا اية صعوبة عندما يتعلق الأمر بدوارات معدنية مجسمة ، ولكن عند استخدام المحركات الكهربائية في الجيروسكوب يجب القيام ببعض التغييرات في التصميم الأساسي لكي نصل الى النتيجة المطلوبة . ففي المحرك الحثي Induction Motor يوجد دوار يتحرك داخل العضو الساكن ، ولكن لكي يصنع دوار صغير لدرجة تمكننا من إدخاله في الفراغ المتوفر، يعني ان كتلة الدوار والقصور الذاتي سيكونان صغيرين جدا . ولكن إذا صممنا الدوارة ومحاملها بشكل يجعلها تدور خارج العضو الساكن نتمكن من ابعاد كتلة الدوار عن المركز ، بحيث نزيد شعاع الجيرو والقصور الذاتي . وهذا الاسلوب لا يستخدم فقط في (الأفق الصناعي) بل في جميع الاجهزة والأنظمة التي تستلزم جيروسكوب كهربائي .

عندما يمرر التيار الكهربائي يتشكل حقل مغناطيسي يتحرك دائريا في العضو الساكن في الجيروسكوب ، ويقطع القضبان التي تشكل قفص السنجاب في الدوار مما يخلق تيارا في داخله . هذا التيار الكهربائي ينتج حقولا مغناطيسية حول القضبان التى تتفاعل مع الحقل المتحرك دائريا للعضو الساكن ، وتسبب تحرك الدوار بسرعة 20 ألف الى 23 ألف دورة في الدقيقة . وتحسبا لأي طاريء ، تم وضع مؤشر يبين أي انقطاع في التيار الكهربائي .

أنظمة نصب الأفق الصناعي

ان الجيروسكوب العمودي للأفق الصناعي يمكن أن ينجرف نتيجة احتكاك الاتجاه الزاوي، أو دوران الأرض وحركة الطائرة حول سطح الأرض ، اذا يجب تأمين أداة لضبط النصب والمحافظة على الدوارة في الوضعية العمودية . والأنظمة المستعملة تعتمد على تصميم خاص للأفق الصناعي ، ولكنها جميعا من النوع المدرك للجاذبية ، وتقع في فئتين اساسيتين ميكانيكية أو كهربائية . ان جهاز مبين الوضعية ( جهاز الأفق الصناعي ) من الاجهزة الهامة التي لا يستغني عنها الطيار وتعزز ثقته بنفسه ، إضافة الى معرفته الدائمة والمستمرة لوضعية الطائرة التي يقودها .

ai.txt · آخر تعديل: 2016/09/07 01:22 (تحرير خارجي)