Aeronautics | Γνωρίστε την υποομάδα Structural

Μπορεί για τη δημιουργία ενός αεροσκάφους να είναι σημαντική η αεροδυναμική μελέτη του, όμως εξίσου σημαντική είναι και η κατασκευή του. Το ρόλο αυτό στην ομάδα μας αναλαμβάνει η  υποομάδα “Structural”, δηλαδή των κατασκευαστών μηχανικών.
Πιο συγκεκριμένα, μία από τις βασικές αρμοδιότητές της είναι η σχεδίαση και μελέτη του λεγόμενου “airframe”, δηλαδή των δομικών στοιχείων που συνιστούν το σκελετό του αεροπλάνου. Ακόμα ένα σημείο κλειδί για τη σωστή σχεδίαση ενός αεροσκάφους είναι ο καθορισμός των υλικών από τα οποία θα κατασκευαστεί, καθώς και οι μέθοδοι και οι τεχνικές που θα χρησιμοποιηθούν. Εξαιρετικά σημαντική είναι επίσης η σωστή προσέγγιση του βάρους της κατασκευής, το οποίο έχει μεγάλη σημασία στην ευστάθεια του αεροπλάνου. Οι παραπάνω λόγοι καθιστούν την υποομάδα των κατασκευαστών ζωτικής σημασίας για την ολοκλήρωση της μελέτης και της υλοποίησης ενός αεροσκάφους.
Η δράση της υποομάδας αρχίζει από το τέλος του πρώτου σταδίου της σχεδίασης που εκπονείται κυρίως από τους αεροδυναμιστές, δηλαδή το Conceptual Design. Σε αυτό το σημείο και ακριβώς πριν την έναρξη του επόμενου σταδίου, δηλαδή του Preliminary Design, οι κατασκευαστές αρχίζουν να σχεδιάζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τη γεωμετρία που προέκυψε από τη μελέτη των αεροδυναμιστών. Αυτό πραγματοποιείται σε λογισμικό σχεδίασης σε υπολογιστή με τα λεγόμενα προγράμματα “CAD” (Computer Aided Design).Με αυτά έχουμε τη δυνατότητα να σχεδιάζουμε κάθε μορφής γεωμετρία με λεπτομέρεια, προσεγγίζοντας επίσης σημαντικές ιδιότητες με ακρίβεια, όπως το βάρος του αεροσκάφους, η θέση του κέντρου βάρους του και οι ροπές αδράνειάς του.
Σε αυτό το σημείο αξίζει να αναφέρουμε ότι η προσέγγιση των ανωτέρω ιδιοτήτων είναι ιδιαίτερα σημαντική για τους υπολογισμούς των υπόλοιπων υποομάδων. Τα μεγέθη αυτά έχουν μεγάλη επίδραση στη δυναμική συμπεριφορά του αεροσκάφους και η ακριβής επίγνωσή τους είναι ένας κύριος στόχος. Προκειμένου να το πετύχουμε αυτό, πραγματοποιείται μια διαρκής αλληλεπίδραση μεταξύ των αεροδυναμιστών και των κατασκευαστών, κατά την οποία ανταλλάσσονται δεδομένα. Η υποομάδα μας υπολογίζει με μεγαλύτερη ακρίβεια το βάρος και τη θέση του κέντρου βάρους του αεροσκάφους και δίνει τα αποτελέσματα στους αεροδυναμιστές. Εκείνοι με τη σειρά τους τα χρησιμοποιούν προκειμένου να κάνουν βελτιώσεις κι έπειτα μας επιστρέφουν διορθώσεις για τις διαστάσεις της κατασκευής. Έτσι το αεροπλάνο και οι ιδιότητές του συνεχώς βελτιστοποιούνται.
Ακόμα ένα σημαντικό στοιχείο της φάσης του Preliminary Design είναι η επιλογή των δομικών στοιχείων που συνιστούν την κατασκευή του αεροπλάνου. Με βάση γνωστές δυνάμεις που φορτίζουν την κατασκευή μας, όπως η άντωση (Lift), υπολογίζουμε τις απαραίτητες διαστάσεις και τα υλικά των επιμέρους στοιχείων του «σκελετού», προκειμένου να είναι στιβαρός και να αντέχει στις καταπονήσεις.
Ένα πρόσφατο και πολύ σημαντικό επίτευγμα της υποομάδας είναι η χρήση σύνθετων υλικών στην κατασκευή μας. Τα σύνθετα υλικά αποτελούν ένα συνδυασμό υφασμάτων ενίσχυσης (π.χ. Carbon Fiber – Ανθρακόνημα, Fiberglass – Υαλόνημα) και ρητινών. Τα υφάσματα εμποτίζονται με κατάλληλη ρητίνη («κόλλα») κι έπειτα «ψήνονται» και σκληραίνουν. Το αποτέλεσμα είναι ένα υλικό ιδιαίτερα ελαφρύ αλλά ταυτόχρονα πολύ ανθεκτικό. Αυτός ο συνδυασμός ιδιοτήτων είναι επιθυμητός στην κατασκευή αεροσκαφών, αφού θέλουμε να είναι πολύ ελαφρά και ταυτόχρονα ικανά να αντέξουν τις δυνάμεις που δέχονται στην πτήση.
Πλησιάζοντας προς το τέλος της μελέτης ενός αεροσκάφους, μπαίνουμε στο στάδιο του Detailed Design. Σε αυτή τη φάση σταματούν να πραγματοποιούνται μεγάλες αλλαγές στις διαστάσεις του, ενώ οι περισσότερες αποφάσεις σχετικά με την κατασκευή του έχουν ήδη παρθεί. Μένει μόνο να γίνει η σχεδίαση επιμέρους στοιχείων, όπως για παράδειγμα συνδέσεων διαφόρων εξαρτημάτων, καλωδίωσης και άλλων λεπτομερειών.
Έπειτα, μένει μόνο να κατασκευαστεί το αεροπλάνο που σχεδιάστηκε, χρησιμοποιώντας τα υλικά και τις μεθόδους που επιλέξαμε. Η κατασκευή ίσως είναι και το πιο σημαντικό στάδιο, αφού πρέπει η γεωμετρία και οι διαστάσεις που σχεδιάστηκαν να υλοποιηθούν με τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια. Οποιαδήποτε λάθη συμβούν στη φάση αυτή, μπορεί αργότερα να αποβούν καταστροφικά κατά τη διάρκεια της πτήσης!
Συνοψίζοντας, ο ρόλος της υποομάδας των κατασκευαστών είναι ιδιαίτερα σημαντικός για την υλοποίηση ενός αεροπλάνου και την ολοκλήρωση της αποστολής του. Αυτοί είναι που ουσιαστικά μεταφέρουν τις ιδέες και τα σχέδια από το χαρτί και τον υπολογιστή στην πραγματικότητα. Ωστόσο, καμία υποομάδα δεν λειτουργεί ανεξάρτητα από τις υπόλοιπες, αφού η συνεργασία και η ομαδικότητα είναι αυτά τα στοιχεία που οδηγούν σε πραγματικά επιτυχημένα και όμορφα αεροπλάνα!