أثر ارتفاع مستوى الرفع جهاز قياس جغرافي في مادة الدراجة الأيرودينامية خلال ظروف الحصة

أساسيات الأجهزة العالية الارتداد

وتُنشر أجهزة رفع عالية من الأسطح الهوائية القابلة للتحرك أثناء الإقلاع والهبوط لزيادة معامل رفعها الأقصى ()C_{) وماكس} ) وتشمل هذه الأجهزة الرئيسية المميزة مثل النوافذ المتناثرية وأجهزة الاسترخاء السطحية المتناثرة.

وقد يكون لطائرة نقل حديثة نموذجية عدة أجزاء من السلالم وأطقم من نوعين أو ثلاثة لوحات متحركة لكل جناح، ويُستحسن أن يكون كل عنصر طوله، وتوزيعه من قبل الكامبر، وشكله المتأصل في مراحله الدنيا، ولكن يجب أيضا أن يقلل من تدخله في تدفق الهواء النظيف إلى أدنى حد، كما أن التفاعل بين الجهاز المنتشر وتوزيع ضغط الجناح أثناء الرحلة البحرية عامل ثانوي ولكن حاسم في الكفاءة.

آليات التنقية في كروز تسببها أجهزة عالية الرفع

وعندما تُسحب أجهزة رفع عالية، تأتي مساهمات الجروح الرئيسية من ثلاثة مصادر: جرّ الوصل، وسحب التداخل، وسحب التسرب، وتنشأ جرات من الاحتكاك الجلدي وسحب الضغط على سطح الجهاز، وتزيد أي خطوة أو فجوة أو سوء تعطل من الاضطراب المحلي، ويمكن أن تُسمّخ طبقة الحدود، وتُثير الاحتكاك الجلدي، وتُحدث الوصلات بين الجهاز والهيكل المتاخم للجرف، مثل الختم.

وخلال الرحلة البحرية التي جرت في ماش 0.78 إلى 0.85 بالنسبة للخطوط الجوية الضيقة النموذجية، فإن عدد رينولدز مرتفع، بل وحتى العيوب الأرضية الصغيرة يمكن أن تنتج زيادات ملحوظة في الجر، فعلى سبيل المثال، يمكن أن تزيد خطوة واحدة على حافة من الرصيف بنسبة 1 إلى 2 في المائة في معامل رفع السفن السياحية، وعلى امتداد رحلة طويلة، يترجم ذلك إلى عقوبات كبيرة على حرق الوقود.

Profile Drag of Stowed Devices

إن سحب جهاز رفع عال مقلّد هو أساساً مجموع جرّة الاحتكاك الجلدي وأي جرة ضغط ناجمة عن فصل التدفق المحلي، أما بالنسبة لجهاز محصن تماماً، فإن احتكاك الجلد يهيمن على ذلك، غير أن التسامح في التصنيع، والارتداء بمرور الوقت، والحاجة المتأصلة إلى آليات المفرزة كثيراً ما تُحدث خطوات أو ثغرات صغيرة.() وقد أظهرت ديناميات السائل المحسوبية أن ارتفاعاً بنسبة 0.5 في المائة في القاع.

Interference Drag at Junctions

The junction between a high lift tool and the main wing element is a traditionalal interference location. Slat tracks, for instance, protrude into the flow between the slat and the wing. Their cross-sectional shape and positioning relative to the air stream affect local pressure field. Modern designs use streamlined fairings and sealings to reduce interference, but every fairing itself adds wetted area and possible separation

Leakage and Cavity Drag

وعندما تسحب الرصفات والثباتات، يجب إغلاق المكافآت التي تأوي الآليات، كما أن الثغرات الصغيرة في الحافة التي تقطعها الصفوف أو الحاجز بين الذباب والجناح الرئيسي يمكن أن تخلق تدفقات تسرب، وقد تشكل هذه التدفقات دواما طفيليا تزيد من جرها، وتستبدل قياسات الفقمات المطاطية أو الختم المعدني بمدة.

البارامترات الأرضية الرئيسية وآثارها على درويس

وينظم التفاعل بين قياسات أجهزة رفع عالية وسحب الرحلات البحرية عدة بارامترات، وتتوسع القائمة التالية في العوامل التي لوحظت أصلا، مما يزيد من التفاصيل والسياق من البحوث الحديثة المتعلقة بالهيرودينامية.

Chord Length

ويؤثر طول الطين المقطع أو المزلاج المستخرج مقارنة بقطع الجناح الرئيسي على سرعة التدفق المحلي، إذ تزيد الشوردة الطويلة من المنطقة المبتلة، مما يزيد من احتكاك الجلد، والأهم من ذلك أن نسبة الشوردة تؤثر على درجة الضغط قرب الطرف الرئيسي، التي يمكن أن تؤدي إلى الانتقال المبكر إلى الاضطرابات.

Camber and Contour

ويجب أن يطابق توزيع أجهزة رفع عالية مجهزة بالكمبيوتر بدقة أكبر قدر ممكن، وأي غلطة في المطاط تؤدي إلى إحداث فرق فعال في الهجوم، مما يؤدي إلى اختلال التوازن في المصعد والسحب المستحث، وعلى سبيل المثال، فإن الكمش الذي يحتفظ بكاميرا إيجابية طفيفة عندما يعاد سحبها سينتج لحظة صغيرة من الأنف إلى أسفل، ويزيد من الجرعات المستحثة.

غنم الشحوم (التحدي)

إن زاوية الضبط التي ترمز إلى الجهاز بالنسبة للجناح عندما يتراجع تماماً، هي مواصفات حرجة، بل إن انحراف بسيط لبقايا يبلغ 0.5 درجة يمكن أن يزيد من الجر بمقدار 2-3 نتيجة للتغيرات في التداول المحلي والصدمات على الهواء الفوق الحرج، وتستعمل الطائرات الحديثة محركات دقيقة ونظم تغذية مؤثرة لضمان تذبذبية المقاعد الآلية مع الجناح 350.

Gap and Overhang

أما بالنسبة للتشكيلات التي تُستخدم فيها المنافذ أو الرصفات، فإن الفجوة بين الجهاز والعنصر الرئيسي في الجناحين تهدف إلى التعجيل بالتدفق وضغط طبقة الحدود أثناء النشر، غير أنه عندما تُزرع، فإن أي فجوة متبقية تشكل مصدرا للتسرب، وتمتد كفاءة الطحالب فوق حافة الرؤوس عندما تُسحب قاعدة القاذورات إلى أدنى حد ممكن.

سماء السطح وخطواته

وتتحكم عمليات التسامح في التأشيرات في خطى التلامذة والفجوة في الواجهات، وتمتد مستويات خطوتها المقبول عادة إلى 0.1 إلى 0.3 ملم بالنسبة للخطوط الجوية الحالية، غير أن استخدام المسابقات الهوائية في أجسامها الأصلية قد يزيد من حدها، كما أن بعض الخطوط الجوية نفذت برامج للحد من الجر أثناء الخدمة ترصد التذبذب السريع وسلامة الختم، كما أن استخدام المعارض الهوائية فوق الخلايا المجهرية المعرضة قد أصبح معياريا(2).

تصادم عصا إدج

وينبغي أن تكون حافة الارتطام أو النسر المتراجعة حادة بقدر ما تكون عملية للتقليل من جر القاعدة، غير أن متطلبات الهيكل والاختلال كثيرا ما تُجبر على سميك محدود، ويُحدث السحب بسبب مقياس سماكة الحافة المتطايرة مع مربع نسبة السميك إلى الكور، أما بالنسبة للبوينج 787، فإن الحواف المشتعلة تُشكل بواسطة جهاز تسجيل يقل عن 0.5 في المائة.

استراتيجيات التصاميم والتصويب

ويواجه المهندسون مقايضة أساسية: يجب أن تولد أجهزة رفع عالية زيادة كبيرة في السرعة المنخفضة، ومع ذلك تنتج حدا أدنى من السحب عند التطهير، وهذا يتطلب تحقيق أقصى قدر من التعددية الأبعاد يوازن بين المطالب المتضاربة، وتمضي عملية التصميم الهوائي عادة إلى ثلاث مراحل: التصميم المفاهيمي باستخدام الأساليب التجريبية، وتصميم مفصل باستخدام الديوكسينات الفلورية، والتحقق من ذلك عن طريق اختبارات النفق الريحية واختبارات الجوية.

الديناميات الفولطية الحاسوبية في الاستخدام الأمثل

وتتيح أدوات الـ CFD الحديثة للمهندسين تقييم آلاف التغيرات الجيولوجية في نفق ريح رقمي، كما أن الطريقة المشتركة ] [الجبهة] قوية بشكل خاص لتحقيق الاستخدام الأمثل لأجهزة رفع عالية لأنها تفسر بفعالية حساسية الجر إلى التغيرات المحلية، فعلى سبيل المثال، استخدمت دراسة أجرتها شركة DLR (مركز الفضاء الجوي الألماني) نسبة مئوية من التخفيضات غير المباشرة في النقل المشترك

External link: External link:]DLR report on high lift tool optimization using adjoint methods] (PDF).

اختبار النفق الفائز

وعلى الرغم من التقدم المحرز في مجال مكافحة الديوكسينات الريحية، لا يزال اختبار النفق الريح ضروريا للتحقق من حدوث زيادات في الجرعات بأرقام كاملة، وقد استخدمت أرقام ريح عالية من طراز Reynolds، مثل المرفق الوطني للمرور العابر في لانغلي، في تحفيز ظروف الطيران بالتشابه شبه الكمالي، واستخدمت البيانات المستمدة من هذه الاختبارات لتنقيح معارض المسار السريع البالغ عددها 300 في عدد الجر 777.

External link:NASA Langley’s National Transonic Facility].

التخصيب الأمثل المتعدد الأطقم

ومن أجل معالجة المفاضلة بين الأداء العالي الرفع والسحب في الرحلات السياحية، يستخدم المصممون الخوارزميات الجينية والتفاؤل القائم على البديل، وهذه الأساليب تولد جبهات من طراز باريتو تصور أفضل مزيج ممكن، فعلى سبيل المثال، فإن دراسة حديثة عن جناح الطائرات الإقليمية مع فاولر تغازل على النحو الأمثل سواء في شكل مضغة وخردة.

Constraintsical

فالوزن الهيكلي، وتعقيد المصباح، وتكاليف التصنيع، والموثوقية يفرض قيودا على التصميم الجغرافي - وقد يؤدي وضعف كبير جدا، وكميات حادة، إلى انخفاض جر الرحلات البحرية، ولكن يكون ضعيفا هيكليا أو مكلفا، وبالتالي، فإن التصميم النهائي يمثل في كثير من الأحيان حلا وسطا يسترشد بقواعد التصميم التجريبي والدروس المستفادة من البرامج السابقة، وقد صمم نظام A380 الخاص بالقطع، على سبيل المثال، بتشكيل مركبي ذي أنف مركبي يخفض نسبيا.

المفاهيم المسبقة والاتجاهات المستقبلية

ويواصل الباحثون استكشاف مفاهيم جديدة يمكن أن تقلل أو تلغي حتى عقوبة سحب أجهزة رفع عالية أثناء الرحلة البحرية، وتشمل هذه المفاهيم هياكل للمورفين، ومراقبة التدفق النشطة، والثغرات التكيّفية.

الأجهزة العالية الرفع

ويتغير شكل أجهزة الارتحال باستمرار بدلا من الانتشار من قياس ثابت، ويمكن أن تنتقل حافة الارتفاع من شكل رطب عالي الكثافة إلى شكل نظيف وخفيض من الدراجات دون أي ثغرات أو خطوات، وقد أظهر مشروع " هيكل الطائرات الذكية الذكية " في أوروبا أنف درووبينغ الذي لم يكشف عن ارتفاع كبير في مستوى التدفق.

الرقابة على تدفق المركبات

وبدلا من نقل الأسطح، تستخدم مراقبة التدفق النشط طائرات صغيرة أو طائرات اصطناعية لتأخير فصل التدفق أو إعادة تنشيط طبقات الحدود، وإذا نجحت هذه النظم في ذلك، فإنها يمكن أن تقلل من الحجم المطلوب أو التعقيد اللازمين لأجهزة الرفع الآلية العالية، كما يمكن استخدامها في الرحلات البحرية لغلق الثغرات بدون طاقة عن طريق إدخال كمية صغيرة من الهواء في مسار التسرب.

External link: thenbsp;NASA ecoDemonstrator program overview].

بحار آباء

ويمكن أن تؤدي الفقمات التصحيحية التي تُصنع من محاور الذاكرة أو الهياكل المشتعلة بطريقة عملية إلى سد الثغرات تماماً أثناء الرحلات السياحية وفتحها أثناء النشر، وقد تم اختبار هذه النظم في ظروف مختبرية وتظهر إمكانية القضاء عملياً على جر التسرب، وما زال التحدي قائماً على الموثوقية والاعتماد على استخدام الطائرات في فترة طويلة.

أمثلة على استخدام الهندسة على الوجه الأمثل

وتوضح عدة طائرات من طراز " عالم حقيقي " مدى الاهتمام الدقيق بمستوى قياسات أجهزة رفع عالية التي تدفع أرباحا في كفاءة الرحلات البحرية، وقد صممت طائرات بوينغ 787 الحلملينر بشكل " كامبر " فريد من نوعه، يتغير مع زاوية النشر؛ وعندما يتراجع، فإن السطح العلوي النحيل يقترب من التدفق مع الجناح، مما يقلل إلى أدنى حد من الدرجة.

وقد استحدثت شركة إيربوس أ 330نيو تصميما جديدا للجنحة مع تنظيم معارض لتتبع المطاط على الوجه الأمثل تم إعادة تشكيلها باستخدام شركة CFD. وقد أسهم الانخفاض الناتج عن ذلك في حدوث تحسن في حروق الوقود بنسبة 14 في المائة على السفينة A330ceo، وفي قطاع الطائرات النفاثة التجارية، تستخدم مجموعة غلاف المجرى العالمي مجموعة ال650 نظاما عالي الرفع مع كوخوم يقلل من جر السفن السياحية بثلاثة من عمليات السحب غير المزروعة.

خاتمة

ويؤثر قياس نوعية أجهزة رفع عالية تأثيرا مباشرا ويمكن قياسه على جر الطائرات الهوائية أثناء الرحلة البحرية، كما أن البارامترات مثل طول الكريسف، والزاوية، والثغرات، والخطوات، وسلاسة سطح الطائرات، تسهم جميعها في ميزانية سحب الطائرات عموما، ومن خلال استخدام أساليب المطاردة المتقدمة للطائرات، والاختبارات العالية الارتفاع التي يُجرى بها عدد من الرؤوس، والتفاؤل بكيفية المتعددة الأبعاد، فإن شركات صناعة الرفع الحديثة قد حققت تخفيضات ملحوظة.