- کم کردن اثرات نیروی اینرسی
در اثر غلتشهای هواپیما، نیروهای اینرسی غلتشی ایجاد میشوند، وجود این نیروها باعث خسارت به بال میشوند. وجود تیرکهای طولی مناسب مانع انتقال نیرو به سازه می شود.
- مقاومت در برابر ممانهای خمشی و پیچشی
تیرکهای طولی تحت ممانهای خمشی و پیچشی قرار دارند که قدرت تحمل این ممانها را دارا میباشد. تغییر مکان سطوح کنترلی مانند شهپر و الویتور باعث انتقال بارهای پیچشی به تیرکهای طولی می شود که در مقابل ایجاد شدن این نیروها از خود مقاومت نشان میدهد.
۲-۳-۲- تیغه یا دندههای عرضی[۳۵]
دندههای عرضی، شکل آیرودینامیکی مناسب برای تولید نیروی برآ توسط بال را ایجاد می کند. این دندهها به شکل ایرفویل طراحی شده اند و با قرار گرفتن در پوشش پوستهای بال، شکل مشخصی از بال به وجود می آید. دندههای عرضی به صورت زاویهدار و یا به صورت عمود، به تیرکهای طولی متصل میشوند و سختی بال را افزایش می دهند. در هواپیماهای تجاری، معمولا دندههای عرضی با زوایای مختلف از ریشه تا نوک بال، در طول بال قرار میگیرند.
دندههای عرضی معمولا از سازه خرپایی[۳۶] و یا از ورقههایی با سوراخهای مدور به منظور کاهش وزن سازه ساخته شده اند. دندهها توسط پرچ، پیچ یا چسب به پوسته بال متصل میشوند.
دندههای عرضی بین لبه حمله بال و لبه فرار بال کشیده شده اند و در واقع باعث ایجاد شکل دوکی برای مقطع بال میشوند و در نهایت توسط پوسته پوشش داده میشوند. این دندهها بار را از پوسته و اجزای تقویتکننده به تیرکهای طولی منتقل می کنند. همچنین این دندهها در سطوح کنترلی نیز مورد استفاده قرار میگیرند.
۲-۳-۳- اجزای طولی تقویت کننده[۳۷]
اجزای طولی تقویت کننده در بدنه، بال و سطوح مجموعه دم که به سازه شکل داده و پوسته روی آن نصب می شود، وجود دارد. این اجزا که در بدنه، قابها[۳۸] و در بال، دندههای عرضی را به یکدیگر متصل می کنند، قادر به تحمل بارهای کششی و فشاری هستند و از چروکیدگی پوسته جلوگیری می کنند. این اجزا قادر به تحمل بارهای خمشی کوچک هستند همچنین با توجه به شکل و مساحت مقطع آنها استحکام خمشی آنها ناچیز است.
۲-۳-۴- اجزای تقویت کننده و استحکام بخش[۳۹]
اجزای تقویت کننده ای که به منظور تحمل نیروهای عمود بر سطح به سازه متصل میشوند.
۲-۳-۵- پوسته بال
پوسته به عنوان پوشش بال به منظور تحمل بخشی از بارهای حین پرواز و زمینی وارده به هواپیما میباشد. مانند تمام پوستههای نازک، این عضو جهت تحمل بار روی سطح خودش و همچنین انتقال دادن نیروها به اجزای دیگر استفاده می شود.این اجزا قادر به تحمل بارهای کششی، فشاری و برشی هستند البته تقویت آنها توسط ساپورتهای جانبی مورد نیاز است. پوستههای نازک استفاده شده در هواپیما تنها در فواصل بسیار کوتاه قادر به حفظ و انتقال فشار عمود بر سطح هستند.
۲-۴- پارامترهای هندسی بال
۲-۴-۱- نسبت منظری[۴۰]
نسبت منظری نسبت بین مربع طول بال به مساحت آن است.
(۲-۱)
b): طول بال ، S: مساحت بال (
نسبت منظری زیادتر به معنای طول بیشتر بال است و نسبت منظری کمتر به معنای طول کمتر بال است. نسبت منظری بزرگتر، بیشتر در گلایدرها یا هواپیماهای دوربرد استفاده می شود، در حالیکه نسبت منظری کوچکتر بیشتر در جنگندهها که طول بال نسبت به هواپیماهای جت کوچکتر است. بال با نسبت منظری بزرگتر نیروی پسای کمتری نسبت به بال با نسبت منظری کوچکتر دارد. هواپیمای تجاری معمولا نسبت منظری بین ۷ تا ۹ دارند.
۲-۴-۲- نسبت مخروطی[۴۱]
نسبت مخروط شوندگی نسبت وتر نوک بال به وتر ریشه بال تعریف می شود.
(۲-۲)
نسبت مخروطی عددی بین صفر و یک میباشد. به ازای نسبت مخروطی یک وتر ریشه و نوک بال برابر است و بال مستطیل شکل است و در نسبت مخروطی صفر وتر نوک بال صفر است و بال مثلثی میباشد.