در این مقاله نحوه محاسبات بارگذاری و طراحی سازه کامپوزیتی شناور کمکی هواپیمای دوزیست L8 مطرح شده است. بارهای وارد بر شناور کمکی این هواپیما بر اساس آیین نامه JAR-23 محاسبه می شود و بر مبنای بارگذاری به دست آمده، چیدمان اجزای سازه ای آن انجام شده است. در نهایت با تحلیل شناور کمکی در نرم افزار المان محدود آباکوس استحکام آن در برابر بارهای بحرانی بررسی شده است.

بال یک شناور پرنده  علاوه بر فشارهای آیرودینامیک تحت نیروهای ترکیبی هیدوردینامیک از طرف اسکی( ناشی از نشست و برخاست روی دریا) نیز می باشد. در حالت نشست نامتقارن، گشتاور خمشی اعمالی به اسپارهای بال یکی از مهمترین حالت های بارگذاری در طراحی سازه اسپار بال می باشد. در بال کامپوزیتی، بحرانی ترین بخش آن، اتصال فلنج به جان اسپار می باشد. در مدل سازی المان محدود بال کامپوزیتی واقعی که از تعدادی اسپار، ریب و اعضای دیگر تشکیل شده اند، اتصال فلنج به جان اسپار، به صورت ساده و بدون مدل سازی جزییات اتصال انجام می شود. در شبیه سازی تیر ساده، از تعداد شبکه و گره خیلی کمتری نسبت به شبیه سازی کامل استفاده می شود و نحوه اتصال فلنج به جان تیر مدل سازی نمی شود، لذا می بایست استحکام المان اتصال دهنده و نحوه طراحی و محاسبه رفتار آن مشخص شود. در این تحقیق، تحلیل اجزاء محدود اسپارهای بال یک شناور پرنده با سطح مقطعI با هندسه های متفاوت تحت انواع بارگذاری (مطابق استاندارد) برای حالت های مختلف عملکردی، انجام می شود. پس از آن بر اساس نتایج حاصل از تحلیل عددی، قواعد و دستورالعمل های کلی و ساده طراحی در خصوص نحوه اتصال فلنج به جان این اسپارها ارائه می شود. در پایان جهت صحه گذاری نتایج المان محدود،  ساخت و آزمون یک نمونه تجربی نیز انجام گردیده است که مقایسه نتایج نشان دهنده تطابق بسیار خوبی می باشد.

امواج آکوستیکی ناشی از کارکرد موتور و بقیه تجهیزات داخلی شناور، در صورت عبور از بدنه کامپوزیتی، موجب تشخیص شناور توسط مین های دریایی به ویژه مین های آکوستیکی می شود. در نتیجه کنترل و کاهش میزان صوت عبوری از بدنه شناور در مناطق عملیاتی مین گذاری شده، اهمیت حیاتی دارد. در این تحقیق با توجه به اهمیت عبور امواج آکوستیکی از بدنه شناورهای خاص، میزان عبور امواج آکوستیکی از مواد مختلف کامپوزیتی با ساختارهای لایه ای و ساندویچی در آب به صورت های تئوری و تجربی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. برای انجام آزمون ها، پنج عدد صفحه کامپوزیتی ساخته شده و پس از قراردادن آن ها در آب، میزان عبور امواج آکوستیکی از هر صفحه در دو بازه ی فرکانسی مختلف به صورت مجزا اندازه گیری شده است. نمونه ی اول پانل ساندویچی با هسته ی فوم پی وی سی و پوسته هایی مرکب از الیاف شیشه و کربن، نمونه ی دوم دارای ساختار لایه ای شامل چند لایه الیاف شیشه، نمونه ی سوم مانند نمونه ی دوم اما با تعداد لایه های بیشتر، نمونه ی چهارم پانل ساندویچی با هسته ی چوب بالسا و پوسته هایی شامل الیاف شیشه و نمونه ی آخر مانند نمونه ی چهارم اما با هسته ی فوم پی وی سی انتخاب شده است. در پایان نتایج مربوط به صفحه ها به صورت نمودار بیان شده و مقایسه های موردنیاز و کاربردی بین نتایج تجربی و محاسبات تئوری صورت گرفته است. نمونه های اول و آخر قابلیت جذب بیشتری نسبت به نمونه های دیگر دارند حتی نمونه ی اول که دارای الیاف کربن است، قابلیت آن کمی بهتر از نمونه ی آخر می باشد. قابل توجه است که نتایج به دست آمده نقش مهمی در انتخاب مواد کامپوزیتی و طراحی مناسب بدنه ی شناور کامپوزیتی دارد.

لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.