عامر الدرابسة يكتب:القوانين الأساسية لتصميم الطائرات
جهينة نيوز -القوانين الأساسية لتصميم الطائرات
بقلم المهندس والباحث الجامعي عامر الدرابسه
قضايا اجتذاب الانتظام التي لم يتم استخدامها سابقًا في هذا المجال لمهام التصميم الفني للطيران التي تقع عند تقاطع المشاكل الرئيسية للعلوم الحديثة والتكنولوجيا والفلسفة والمجالات الجديدة للعلوم ، والتي تشمل ، على سبيل المثال ، التآزر ، وما إلى ذلك. يقترح التصميم المفاهيمي. الطائرات المدنية وطائرات النقل مع تمثيل لقوانين التصميم الأساسية السبعة: 1. ترتبط الأفكار أو النفس بتشكيل الأفكار ، بالإضافة إلى تصور أشكال وهياكل الكائن المصمم. 2. قانون المقارنات. 3. قانون الاهتزاز. 4. قانون الأضداد. 5. قانون الدورات والإيقاعات. 6. قانون السبب والنتيجة. 7. قانون التصميم والإبداع. تم اقتراح نهج لتشكيل هرمية جديدة لمعايير التصميم على أساس تحليل وتوليف هذه القوانين. يتم النظر في مشكلة التكوين والتكوين الهيكلي لمشروع مساحة الطاقة ، مما يسمح بتحديد شبكة خطوط الطاقة وأنواع الطاقة الأولية والهياكل البلورية للعناصر. يتم عرض قوانين التصميم الأساسية السبعة ووصفها بعدد من الأمثلة. يتم وصف مساحة التصميم باستخدام مخطط شجرة الحياة ، مقسمة إلى عشرة مجالات للعوالم ، وتشكل أربعة مستويات من التجلي: أفكار التصميم ؛ تنفيذ الأفكار (عملية التفكير) ؛ الإشعاع (بما في ذلك العواطف والمشاعر) ؛ العمل (التنفيذ) ، وكذلك تقسيم كل من هذه المجالات إلى مستويات فرعية. تظهر إمكانية حساب مستويات الطاقة المنفصلة واستخدامها لوصف المنتجات التي يتم تصميمها وتوصيفها ، فضلاً عن الميل إلى استبدال الخيارات التقليدية بخيارات متكاملة ومختلطة ومتحولة.
لا يعالج المصمم عادةً القوانين الأساسية لهندسة هندسة الطائرات ، محاولًا حل العديد من المشاكل مع المتطلبات والقواعد المتضاربة المختلفة التي تم وضعها على أساس الإحصائيات ، بالإضافة إلى الخبرة الغنية للتطورات السابقة والتصنيع والتشغيل. هيكل الطيران. في مجال الطيران ، تشمل هذه المتطلبات: الديناميكا الهوائية والتكنولوجيا والمتانة والموثوقية وعمر الخدمة ، والتشغيل ، والتحسين ، والبيئة ، وغيرها. على الرغم من الموثوقية والتحقق الكافيين من النهج الحديث القائم على القوانين النظرية والتجريبية ، وكذلك القوانين التجريبية البحتة ، فإنه من المستحيل فهم حقائق تعميق طبيعة القوانين وتطبيق مناهج وحلول جديدة. في عملية التصميم.
في تصميم الطائرات الحديثة ، يسعى المطور إلى ضمان أقصى قدر من الكفاءة الديناميكية الهوائية لسطح التحميل ، مع وجود الحد الأدنى من الكتلة التي يمكن أن تستوعب كمية كبيرة من الوقود ، ووجود مورد محدد مسبقًا بسيط ، أي مصنوع صناعيًا ، وما إلى ذلك. أهداف المشروع عادة ما تكون متعددة المعايير ، ولكن كلها تقريبًا المعايير متناقضة ، لأن فن المصممين هو القدرة على إيجاد حلول وسط ، مما يعقد تنفيذ أهداف المشروع. من الناحية العملية ، يتم تحديد مشاكل معينة في تصميم التكنولوجيا باستخدام تسلسل هرمي لمعايير المثالية وعدد من الطرق الأخرى ، على وجه الخصوص ، استخدام الخبرة السابقة في شكل بيانات إحصائية على النموذج الأولي. ندرس آفاق التطوير والتغيرات المتوقعة في خصائص الطيران الرئيسية والمعلمات النسبية لهذا النوع من الطائرات في السنوات القادمة. لهذا الغرض ، وفقًا للجداول الإحصائية ، يتم إنشاء رسوم بيانية ديناميكية وثابتة لسلسلة قديمة من معلمات النموذج الأولي المهمة ، ويتم البحث عن وظائف اتجاهها لتقدير أخطاء التقريب والقيم المتوقعة. تُظهر ممارسة تصميم النظم التقنية المعقدة أنه من الأهمية بمكان لفعالية النظام وقابليته المستقبلية في مرحلة التصميم ، وعلى وجه الخصوص ، في المرحلة الأولية - اختيار المفهوم واختيار المعلمات الرئيسية ، وأن هذه المرحلة يمكن أن تستغرق ما يصل إلى 50-70٪ من نجاح المشروع. نمذجة هذه المرحلة مع الأخذ بعين الاعتبار التغيرات الحتمية في ظروف السوق ، بما في ذلك ظهور أنظمة جديدة ، والتغيرات في الأولويات والخدمات اللوجستية ، والتكنولوجيات الجديدة ، والمواد والمعدات والأنظمة وغيرها الكثير. مع الموثوقية الكافية ، يكاد يكون هذا مستحيلاً.
لذلك ، ظهر التصميم المفاهيمي المزعوم. غالبًا ما يتم تقييم مستوى التصميم المفاهيمي للطائرة المدنية وطائرة النقل من خلال الكمال الشامل والديناميكي الهوائي ، بما في ذلك المؤشرات الاقتصادية مثل تكلفة النقل وتكلفة ساعات طيران أفراد الطيران والمتطلبات البيئية للضوضاء والانبعاثات.
في عملية بناء التقدم العلمي والتكنولوجي ، يجري البحث عن حلول تقنية جديدة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الاستخدام الواسع النطاق لطرق وأدوات أنظمة CAD باستخدام الحجم ثلاثي الأبعاد والتخطيط الشامل للطائرة وفقًا لمبادئ تقنية CALS. جوهر تكنولوجيا CALS هو مساحة معلومات واحدة (SIS). يتم إنشاء معلومات SIS وتحويلها وتخزينها ونقلها من جانب إلى آخر باستخدام البرنامج. تتضمن هذه الأدوات التصميم بمساعدة الكمبيوتر وهندسة العمليات (CAD / CAM / CAE). التفاعل مع بعضها البعض في مساحة معلومات واحدة هو أساس أساليب CALS الحديثة. لكن هذا يثير مشكلة الشكل الهيكلي وتصميم الفضاء والطاقة.
الهدف من هذه المقالة هو إثبات إمكانية تطبيق القوانين الأساسية للتصميم بالفعل في مرحلة التصميم الأولي ووضع استراتيجيات لاستخدام هذه القوانين الأساسية من نوع جديد ، استنادًا إلى نهج غير تقليدي للمفهوم الأساسي ، والذي ظهر عند تقاطع مجالات علمية جديدة للعلوم (التآزر) والفن والفلسفة والتصميم الطائرات ، فضلا عن نماذج تخصيص الفضاء لتصميم الطائرات.
تصميم أي أنظمة طبيعية وتقنية معقدة ، مثل الطائرات والوسائل التقنية الأخرى: السيارات والسفن ، وكذلك الاتصالات الفنية والعامة - بفضل تطبيق بعض القوانين العالمية الموجودة في مختلف مجالات العلوم والفلسفة والفن ، والتي تعكس القوانين الأساسية للطبيعة والفيزيائية والجوانب الرياضية لإنشاء طائرة ، وكذلك العملية الإبداعية للعقل البشري. طور مؤلف المقالة عددًا من الطرق الفيزيائية والرياضية لحل مشاكل ميكانيكا الاستمرارية ، والتي تسمح للمرء بإثبات بعض المجالات المشتركة للتفاعل والتواصل مع مجال واحد ، وكذلك لإظهار الاحتمالية. يشير الكمي إلى وجود طبقات منفصلة حول الطبقات المجهرية.
من الميزات الجديدة المهمة في هذه المقالة مفهوم استخدام ليس فقط بعض المعايير المعممة ، ولكن أيضًا القوانين العالمية ، والتي يتم اشتقاق المعايير منها وتفسيرها. هناك سبعة قوانين تصميم أساسية ، وفقًا لعدد القوانين الطبيعية الأساسية المطبقة في هذه المجالات.
هذه هي القوانين: 1. ذهنيًا أو عقليًا ، مرتبطًا بتكوين فكرة ، بالإضافة إلى تصور أشكال وهياكل الكائن المقترح. 2. قانون المقارنات. 3. قانون الاهتزاز. 4. قانون الأضداد. 5. قانون الدورات والإيقاعات. 6. قانون السبب والنتيجة. 7. قانون التصميم والإبداع.
مساحة التصميم هي الحجم المادي الذي تتم فيه عملية الإبداع والتصميم. إن فكرة التفكير في مساحة التصميم ليست جديدة ، ولكنها في بعض الحالات أكثر ارتباطًا بقضايا التصميم المؤتمت بحتة. على سبيل المثال ، يوفر الرسم التخطيطي المفاهيمي لمنهجية التصميم من أعلى إلى أسفل هيكلًا إداريًا متعدد المستويات ، بما في ذلك هيكل يشبه الشجرة للكتل الفردية ، وتوزيع مساحة النموذج ، والهندسة لنموذج التجميع الرئيسي ، والواجهة ، والواجهات ، وحركات عناصر المنتج المختلفة ، بالإضافة إلى إنشاء تخطيط افتراضي للمنتجات المصممة لصياغة الأساس المفاهيمي للمنتج المصمم . ينتمي تصميم المساحة في هذه الحالة إلى فئة الظاهرية ويوجد في مجال المعلومات لنظام الكمبيوتر.
نتيجة للدراسة ، تم النظر في استخدام مفاهيم جديدة في عملية تصميم تكنولوجيا مؤيدة للطيران: في وقت سابق لم يتم تطبيق سبعة قوانين من نوع جديد في هذا المجال. هذه القوانين عالمية بطبيعتها ويمكن أن تكون مفيدة أيضًا في مجالات أخرى من الإبداع والإبداع ، من إنشاء الأجهزة التقنية لتصميم الأسرة والمجتمع. بالإضافة إلى ذلك ، تم اقتراح مخطط لهيكلة هيكل شجرة الحياة ، والذي ينفذ مراحل تطوير فكرة ومفهوم من الفكرة إلى تنفيذها المادي. يتوفر أيضًا كتخطيط لتوزيع المساحات ، مع مراعاة عامل توزيع الطاقة. ستؤدي دراسة إمكانية تطبيق قوانين عالم البيانات لتصميم منتجات طيران معينة إلى تحسين الجانب المادي لفهم ليس فقط التصميم ، ولكن أيضًا تصنيع منتجات الطيران وتشغيلها.
تابعو جهينة نيوز على 
