آشنایی با Canard

دم هواپیما وظیفه ایجاد تعادل و پایداری طولی و عرضی هواپیما را دارد و شامل سکان عمودی و سکان افقی است.

یک هواپیما برای پروازی امن باید حول محورهایش تعادل داشته باشد، معنی این حرف آن است که برآیند کلیه نیروهایی که به هواپیما وارد می‌شود نباید حول مرکز جرم آن، گشتاور ایجاد کند. بدون وجود سکان افقی، تنها با یک ترکیب خاصی از سرعت و مرکز جرم هواپیما، تعادل هواپیما حفظ می‌شود. سکان افقی یک نیروی متعادل‌کننده اعمال می‌کند که باعث می‌شود در صورت تغییر محل مرکز جرم و تغییر سرعت، هواپیما همچنان بتواند تعادل خود را حفظ کند. از آنجایی که دم افقی در فاصله نسبتا زیادی از مرکز جرم قرار دارد، می‌تواند گشتاور بزرگی در مرکز جرم ایجاد کند. چنانچه هواپیمایی بال داشته باشد ولی فاقد دم باشد، از نظر جانبی متعادل است اما از نظر طولی ناپایدار خواهد بود؛ یعنی هر اغتشاشی که تمایل به بالا بردن دماغه هواپیما داشته باشد، یک گشتاور بالا برنده دماغه ایجاد می‌کند که آن خود تمایل به بیشتر بالا بردن دماغه خواهد داشت. با اضافه کردن دم به انتهای هواپیما، دم یک گشتاور پایین آورنده دماغه ایجاد می‌کند؛ لذا خاصیت نامتعادل‌کنندگی بال از بین می‌رود و هواپیما از نظر طولی متعادل می‌شود.

اما دم افقی نصب شده در جلوی بدنه چیست؟

کانارد یا پیش‌بال در صنعت هوانوردی به بالچه‌های کوچکی گفته می‌شود که جلوتر از بال اصلی هواپیما و در دو طرف دماغه نصب می‌شوند. کاناردها ممکن است به‌طور ثابت یا قابل برداشتن یا به صورت متحرک نصب شده باشند.

کانارد نوعی سکان افقی محسوب می‌شوند که به تعادل آیرودینامیکی هواپیما کمک کرده و در تنظیم و تصحیح مسیر جریان هوای ورودی به داخل موتور و زیر بال موثر است و باعث بالا بردن قدرت عملیاتی هواپیما در مانورها و پروازهای مختلف می‌شود.

کانارد باعث افزایش مانورپذیری و چابکی، برد هواپیما، افزایش نیروی برا (لیفت)، جلوگیری از واماندگی بال و در نتیجه افزایش کارایی هواپیما می‌شود.

کانارد در هواپیماهای مختلفی استفاده می‌شود اما در هواپیماهای بال دلتا رایج‌تر است و در هواپیماهای بال‌مثلثی بدون دم، وجود کانارد ضروری است. هواپیماهای نظامی بسیار سریع، پرتوان و مدرن همچون جنگنده‌های اروپایی ساب ۳۹ گریپن، ساب ۳۷ ویگن، داسو رافال، یوروفایتر و خانواده هواپیماهای سوخو 30 روسیه از کانارد برای بهبود مانورپذیری و پایداری خود استفاده می‌کنند. در میان بمب‌افکن‌ها نیز، B1 لنسر آمریکایی و بمب افکن روسی توپولف ۱۶۰ از نمونه‌های شاخص هواپیماهای کانارد هستند.

ناگفته نماند که ترکیب بال دلتا و کانارد باعث می‌شود تا هواپیما از توانایی نشست و برخاست بالایی برخوردار باشند. هنگام فرود، کاناردها با چرخیدن به سمت جلو دماغه هواپیما و در نتیجه چرخ جلو را به پایین فشار داده و کارایی ترمز هواپیما را بالا می‌برند. همچنین بعد از فرود از کاناردها به عنوان سطوح کاهنده سرعت برای کاهش مسافت ترمز استفاده می‌شود.

از کانارد در هواپیماهای مسافربری نیز استفاده شده است، مهم‌ترین هواپیمای مسافربری مجهز به کانارد توپولف Tu144 بود که وجه تمایز اصلی آن با کنکورد وجود دو بالچه در اطراف دماغه هواپیما بود.
 

کنترل کانارد هواپیما

کنترل کاناردهای متحرک مکانیزم پیچیده‌ای دارد و اگر در زمان نامناسب تغییر حالت پیدا کنند به راحتی باعث استال موتور هواپیما می‌شوند به همین دلیل در بیشتر مواقع کاناردها به وسیله کامپیوتر مرکزی کنترل می‌شوند، البته خلبان می‌تواند در صورت نیاز به صورت دستی این کار را انجام دهد.
نحوه کنترل و تغییر حالت کانارد دقیقا مانند کنترل سکان افقی انتهای هواپیما می‌باشد.

معایب کانارد هواپیما

استفاده از کانارد روی کاغذ فوق العاده مفید و آسان است اما در واقع طراحی کانارد پیچیدگی‌های بسیار زیادی را به پروژه اضافه می‌کند که باعث افزایش هزینه طراحی و تعمیرونگهداری آن می شود. همچنین کانارد باعث افزایش سطح مقطع راداری هواپیما می‌شود که در جنگند‌های امروز یک عامل منفی به حساب می‌آید.