بالصور .. 25 طالب من جامعة الملك سعود تمكنوا من “صنع طائرة”

صراحة – الرياض : أكثر من خمسة وعشرين طالب من طلبة الهندسة أكملوا مشروع تخرجهم المتمثل في تصميم وتصنيع أنموذج لطائرة صغيرة براكب واحد في معهد التصنيع المتقدم. حيث نجح الأنموذج الذي تم تصميمه وتصنيعه في عمليات الإقلاع والهبوط المتعددة التي أجريت عليه خلال الأسبوع الماضي.

وحسب أ.د عبدالرحمن الأحمري – عميد معهد التصنيع المتقدم فإن المشروع يهدف إلى تنمية القدرات الابداعية لدي الطلاب وتدريبهم من خلال تطبيق منهجية التصنيع الرقمي والتعامل مع منتجات معقدة  وفتح آفاق جديدة لنقل المعرفة والتقنية لتقنيات أخرى مهمة.

في الأسطر التالية نلقي الضوء على هذا الموضوع:

ويستطرد الأحمري قائلاً :تم تنفيذ تصميم وتصنيع أنموذج هذه الطائرة كأحد المنتجات التي يعمل عليها المعهد من خلال عدد من المراحل والتي شارك فيها عدد من طلبة مشروعات التخرج. وتتمثل هذه المراحل في بناء الأنموذج الرقمي للطائرة والتحليل الهندسى للطائرة وتحليل الديناميكية الهوائية و تصنيع نماذج هيكل الطائرة و تصنيع وتجميع القوالب الالياف الكربونية.

وتم خلال هذه المراحل القيام بعدد من المهام التصميمة بمساعدة الحاسوب وبإستخدام البرامج الموجودة في قسم التصميم بمعهد التصنيع المتقدم ومن أبرز المهام التي تمت دراسة مكونات الطائرة و تحليل هندسة العوامل البشرية على التصاميم المقترحة وبناء الأسطح على برامج ثلاثية الأبعاد وإجراء الإختبارات الخاصة بالشكل على الحاسوب ومحاكاة الشكل النهائي، كما تم أستخدام ماكنة روتكس كمحرك للطائرة حيث يتميز بقوته وسمعته القوية في هذا المجال ، كما تم أيضا التحليل الهندسى للطائرة والتي تعد خطوة هامة من خطوات التصميم لضمان سلامة الطيار. حيث تم القيام بنوعين رئيسيين من التحليل تحليل هيكل الطائرة والهدف منه التأكد من سلامة وصلابة هيكل الطائرة وصلاحيته أثناء الطيران الطبيعى أو الهبوط والإقلاع. وتحليل الديناميكية الهوائية هو علم فهم حركة الهواء حول كائن، واستخدمت ديناميات الموائع الحسابية وتجارب محاكاة نفق الرياح لتوفير بيانات موثوقة لتقييم دقة المحاكاة .

مراحل التصنيع:

وعن مراحل التصنيع يقول د. سعيد درويش- وكيل معهد التصنيع المتقدم للشؤون الفنية : بعد الانتهاء من التصميم و تكوين المجسم ثلاثي الابعاد للطائرة يتم تكوين مجموعة من الملفات يختص كلا منها بجزء من الاجزاء المكونة للجسم حيث يتم عمل مجموعة من التعديلات الفنية في الجزء من زيادة في الاسطح عند اطراف الجزء و كذلك إضافة مجموعة من الاسطح اللازمة عند إجراء عملية التجميع و كذلك إغلاق الفتحات الداخلية الموجودة في داخل حدود الجزء و كذلك إضافة مجموعة من نقاط الاصل ذات الموقع المحدد. و كل ما سبق للمساعدة في اجراء عملية تكوين برامج التشغيل للأنموذج على ماكينة التحكم الرقمي CNC وكذلك للمساعدة في عملية التجميع عن طريق وضع مادة لاصقة عند الاسطح المخصصة للتجميع و بعد إجراء هذه التعديلات الفنية يستخدم الجزء المعدل لإتمام عمليتان و هما :

الاولى: خاصة بالاستعانة بالجزء المعدل في تكوين الجسم الخام الذى سيتم إجراء عملية التشغيل عليه و الذى سيراعى فيه أن يكون ذو حجم اكبر من الجزء في كل الاتجاهات والمناطق بحوالى 20 مم في كل اتجاه و يتم استخدام ماده ال RAKU  لإنتاج الجسم المادي و ذلك عن طريق لصق مجموعة من البلاطات التي تم تحديد شكلها و حدودها الخارجية ثم يتم لصقهم بمادة من مواد الراتنجات و علية يكون الجسم المادي جاهز للتركيب على الماكينة ال CNC و جاهز لإجراء عمليات التشغيل عليه للحصول على الأنموذج.

الثانية: و التي تتم بواسطة برامج التصنيع باستخدام بالحاسب CAD/CAM حيث يتم إجراء مجموعة من العمليات الفنية على الجزء من تكوين لبرامج تشغيل يراعى فيها التدرج بدءا من التشغيل المبدئي إلى التشغيل النهائي للأسطح و كذلك عمل برامج مخصصه لحفر حدود الجزء الخارجية و كذلك حدود الفتحات الداخلية بكافة انواعها و يتم تحويل هذه العمليات إلى برامج G-Code حتى يمكن تنفيذها على الماكينة. و يسمى الجزء بعد تشغيله على الماكينة بالأنموذج و هو يأخذ شكل الجزء المطلوب تصنيعه تماما.

تجميع المحرك:

يتم استخدام الانموذج في تصنيع قالب من مادة الفيبرجلاس و ذلك عن طريق وضع طبقات من مادة الفيبرجلاس على الانموذج و كذلك خليط من الراتنجات بواسطة فرشاه بين كل طبقة و التي تليها حتى تأخذ طبقات الفيبرجلاس نفس شكل الاسطح المكونة للأنموذج. و تترك طبقات وخليط الراتنجات حتى تجف ثم يتم الفصل بين الانموذج و القالب ثم يستخدم القالب في صناعة الاجزاء المكونة لجسم الطائرة و يستخدم في ذلك مادة الكربون فايبر لما لهذه المادة من مواصفات عالية و يتم ذلك بأسلوب هندسي مشابه تماما لطريقة صنع القالب لكن مع مراعاة ان تكون طبقات الكربون فايبر لابد ان تكون طبقتان فقط حتى نحصل على جزء خفيف الوزن و بعد ان يجف الجزء داخل القالب يتم إخراجه من القالب و إجراء عملية تهذيب و قطع للزيادات الموجودة في الحدود الخارجية و كذلك قطع للفتحات داخل حدود الجزء.

يتم تجميع الاجزاء عند أسطح التجميع عن طريق وضع ماده لاصقه مخصصه لذلك يراعى فيها ان تكون مخصصة للمنتجات التي ستتعرض لاهتزازات عالية كما هو في الطائرة ثم يتم تجميع كل الهياكل المعدنية و التي سيتم تركيبها في الطائرة كل هيكل على حدة بالاستعانة بشبلونات بسيطة لتنفيذ ذلك ثم تجمع هذه الهياكل مع الطائرة كلا في مكانه المحدد و تثبيتها في مكانها عن طريق الربط بالمسامير و خلافه من وسائل الربط.

يتم تجميع المحرك قبل تركيبه في جسم الطائرة و إجراء التعديلات المطلوبة عليه و بعد الانتهاء من تلك التعديلات يركب المحرك في مكانة بالجسم ثم يتم تركيب كافة الوصلات الكهربائية و الميكانيكية من مقدمة الطائرة إلى مؤخرة الطائرة و هي على سبيل المثال خطوط الزيت و خطوط الإمداد بالوقود من الخزان إلى المحرك و الاسلاك الكهربائية من وحدة التحكم للمحرك إلى وحدة الكونترول الموجودة على مقدمة الطائرة.

إختبارات السلامة:

بعد الانتهاء من عمليات التصميم والتصنيع للطائرة الأنموذج بمعهد التصنيع المتقدم بجامعة الملك سعود والتي شارك في تصميمها وتصنيعها وإختباراتها عدد  من الطلاب من خلال مشروعات تخرجهم، تمت الاستعانة بطيار محترف ومهندس سلامة لإجراء اختبارات السلامة المطلوبة على الطائرة والقيام بتجارب الطيران المطلوبة. حيث تمت خلال الفترة (17-7-1435هـ إلى 25-7-1435هـ) إجراء اختبارات السلامة على الطائرة والتأكد من المواصفات المطلوبة. أثبتت التجارب الناجحة التي تمت على الطائرة الأنموذج أن عمليات التصميم والتصنيع والتجميع تمت بشكل صحيح وبناءا على الحسابات المتوقعة والاختبارات التي أجريت على النماذج الرقمية للطائرة.  وسوف يتم العمل المستقبلي على تطوير بعض الأجزاء واستخدام مواد أخرى في التصنيع.

أن مشروع الطائرة الشراعية الخفيفة يعد بحد ذاته إنجاز في مستوى مشروعات التخرج حيث أن العائد المعرفي على الطلاب سوف ينعكس وبلاشك بمشيئة الله على حياتهم المستقبلية فتعلمهم على برامج التصميم الحديثة المتوفرة بالمعهد على سبيل المثال سوف يفتح لهم الأفق للخوض في منتجات أخرى مستقبلا عند إنضمامهم للقطاع الخاص أوالحكومي. ولا يفوتني في هذه المناسبة أن أتقدم بالشكر لهيئة الطيران المدني وجهودهم المشكورة حيث قاموا  بزيارتهم للمعهد والقيام بالفحص الأولي للطائرة كما أن خبيرهم المهندس محمد رشاد أبدى إعجابه بالمعهد وبالتقنيات المستخدمة.