Table of Contents
إنّ التقاطع بين جناح الطائرة وجهازها المُعدّل، والذي يُشار إليه عادةً بجذر الجناح، هو أحد أكثر المناطق تعقيداً وهشاشة هيكلية من الطاقات الهوائية،
The Aerodynamics of the Wing-Fuselage Junction
فيزياء التدفق عند الجذر الجانح تهيمن على تفاعل طبقة حدودية متميزة: واحدة تنمو على طول النسيج والأخرى تتطور على سطح الجناح، بينما يقترب الهواء من القاطع، طبقة الحد الأقصى للدخان، التي كثيرا ما تكون سميكة ومعطلة للزخم، منطقة الضغط العالي التي أنشأها الجناح السفلي.
وقد تكون ظروف دوامة هذا الفرسان هائلة؛ وعلى متن طائرة تجارية كبيرة، يمكن أن يكون جوهر الدردشة الجذرية عدة أقدام في القامة، وقد يكون حجم هذه الدارة مباشرة مع سميك وزخم طبقة الحدود التي يمكن أن تنفجر، ويواجه تحد كبير في التصميم الانتقالي لطبقة الحدود على نحو أكبر من مستوى الذراع، وإذا كان التفاعل بين التدفق والعلامة الأولى هو الطول 85.
وعلاوة على ذلك، فإن درجة الضغط عند الطرف الرئيسي للجذر شديدة الحساسية إزاء نطاق الارتفاع المحلي، إذ أن وجود حد كبير في الجذور يؤدي إلى ارتفاع حاد في مستوى الضغط، مما أدى إلى تدني الضغط السلبي وفصل التدفق الفوري، وقد يؤدي إلى حدوث هجوم على المانفورات العالية التدفق إلى حدوث هجوم كبير على المحركات المتحركة.
A Taxonomy of Wing Root Architectures
"الرائحة المُتَعَبَّلة"
ويتميز الجذر المكبوت أو الحاد للجنحة بتداخل متمايز وحاد بين الجناح والنسيج، وكثيرا ما يكون هذا التصميم مدفوعا بساطة هيكلية وسهولة التصنيع، وهو ينطوي على تحول مباشر في الطائرة الهيكلية، ويقلل إلى أدنى حد من تعقيد الهيكل المتحرك للجنحة، وقد اعتمد المقاتلون الطائرون في وقت مبكر، والعديد من طائرات الطيران العامة هذا التصميم في البداية.
إن محارب النجوم من طراز F-104 مثال بارز على التحديات التي يشكلها الجذر المكبوت، إذ أن جناحها المنخفض جداً وجهازها الخاص بالمشقة قد خلقا مفترقاً متجذراً بدرجة عالية لفصل الطائرات عن طريق الصدمة في رحلات عابرة، ولا يزال الحل بالنسبة للعديد من الطائرات هو تغيير تركيبة الهندسة المستمدة بالكامل، بل إضافة أجهزة ذاتية هوائية مثل السياج أو المولدات الحرارية.
"الفروش" و "الروط" المملوء
إن السحب الشديد للمشتركين الحادين والمصابين بالهيروديناميكيين في الثلاثينات و1940 قد استصدروا استخدام طبقة الـ
ومن الناحية الهيكلية، كثيرا ما يكون الملوِّث غير الهيكلي، مما يزيد من وزنه دون المساهمة في مسار الحمل، وهذه عقوبة محددة يجب أن تُدرج في ميزانية الوزن، كما أن البعوض الأساسي في منطقة هافيللاند، وهو أحد أكثر الطائرات كفاءة في الحرب العالمية الثانية، كان له جذور حادة جميلة حيث تم إدماج الجناح والنسيج كمجموعة من مجموعات الخشب المحتوية على حزمة واحدة.
"الرائحة السائلة"
الجذر المختلط يمثل تحولاً في تصميمات الهوائية بدلاً من اجتماعين مختلفين في بحر معروف، الجذر المُوجّه للجناح مُصمّم كسطح مُحَنّم ومُنْطِع يُمْثِّلُ الجناحَ في النسيجِ على مسافة كبيرة، هذا التصميم يُزيل منطقة التدخل بالكامل،
ومن منظور الهوائيات، يزيل الاختلاط الزاوية الحادة، مما يسمح بدمج حقول الضغط في الجناح والبخار تدريجيا، مما يحول دون تكوين دوامة قوية ومركزة في مجال الخيول، وينشر بدلا من ذلك دوامة في منطقة أوسع، وينتج عن ذلك توسيع كبير في نطاق الحزمة الرادارية بين زاويتي الزلاب قبل أن يُعمد إلى حد أدنى بكثير من الإجهاد الناتج عن الرحلة البحرية.
The Blended Wing Body (BWB)
إن مفهوم هيئة التكوين المتطورة يدمج إلى أقصى حد منطقي له، ولا يوجد في هيئة BWB أي أساس مختلف للجنحة لأنه لا يوجد أي ازدهار بالمعنى التقليدي، فالطائرة كلها هيئة رفع، وتصبح المركبة الرئيسية، وهذا الشكل، الذي يتجلى في مفهومي الركب X-48 والمفاهيم العسكرية الحالية، يتيح نسبة غير متماثلة من التصاميم الهوائية إلى أعلى بكثير
فيزياء التدخل الأيرودينامي
(دراغ) و(روت فورتكس)
The horseshoe vortex formed at the root is a major source of induced drag. While the trailing vortex at the tip is often highlighted in textbooks, the root vortex equally real and contributes directly to the overall downwash on the wing. The strength of the root-vortex lifting at the root.
Interference Drag and Local Flow Separation
"القاعدة الـ "ويتكومب هي أساساً درس في التصميم الجذري لرحلة الطيران العالية السرعة "في سرعة الـ "ماتش 0.7 إلى 1.2
ولم تصل شركة كونفير F-102 دلتا داغر إلى ماتش 1 إلا بعد تطبيق قاعدة المنطقة بأثر رجعي بإعادة هيكلة التطهير على جذر الجناح، ولا تزال الطائرات الحديثة مثل منطقة بوينغ 747 تظهر وجود هذا النوع من النفايات المسببة للارتفاع المفاجئ في مجال الوقود.
التقارب الهيكلي والهوائي
وتركيز كل هذه الرفعات، والرسومات التي يولدها الجناح على الهيكل الجذري قبل نقله إلى النسيج، كما أن تصميمات الجناح المركب - سواء كانت تستخدم التلويث المفصّل، أو هيكلاً أحادياً من خلال التصاميم، أو ما يترتب على ذلك من آثار عميقة على الوزن والثقوب.
التحليل الحاسوبي والتجريبي لرواسب الرواسب
دور الديناميات الفولطية الحاسوبية
إن التصميم الجذري المتحرك مستحيل دون وجود مكامن حاسبية عالية الجودة، ومع ذلك فإن تبسيط التدفق في إطار التقاطع بين الأجنحة أمر صعب للغاية لأنه يتطلب حل طبقات الحدود المعقدة والثلاثية الأبعاد والهيكلات الطبقية.
اختبار النفقة الفائزة وبث المشاهدة
ورغم قوة الديوكسينات الحديثة، لا تزال الأنفاق الريحية ضرورية للتحقق من التصميمات الجذرية، ويمكن قياسات توازن القوة أن تحدد بدقة جر التدخل عن طريق مقارنة سحب التشكيل الكامل إلى مجموع جر عناصر الجناح المعزول ومكونات الصنع، كما أن تقنيات التخييم الضوئي للتدفق حرجة لفهم الطبيعة النوعية للتدفق.
التصميم الأمثل والاتجاهات الحديثة
الرووت المؤهلة والمؤنثة
ونظرا لأن الشكل الأمثل للرحلة البحرية يختلف في كثير من الأحيان عن الشكل الأمثل للمناورات التي ترتفع أو ترتفع فيها مستوياتها، فإن الهياكل التكييفية توفر مسارا قاهرا للأمام، ويحقق الباحثون في آليات متوافقة يمكن أن تغير نطاق العجلات أو التمزق في الطوابق الأمامية، ولا يزال الجذر الذي يُحد من التدخل في جميع مظروف الرحلات الجوية، مما يوفر فوائد هيكلية من حيث الكم الهائل من حيث الكميات البحثية.
الرقابة على تدفق المركبات
(أ) أن يكون التحكم في الموجات الاصطناعية بمثابة فصل (الضرب) على الجذر دون الاعتماد على حل وسط مؤثر في الهندسة، لا يمكن أن يكون مثالياً إلا في نقطة تصميم واحدة، ويحتاج أشعة الطائرات الاصطناعية أو فتحات العزل/الغطاء الثابتة التي توضع بالضبط في ممر التعبئة الجناح إلى تضخم خطي، وتأخير الفصل، وتعطيل تكوين محرك الخيل
المواد وصنع المواد من أجل المواد المعقدة
التحول إلى الجذور المختلطة للأجنحة والتشكيلات المعقدة قد تحدّى بشكل أساسي من النُهج التقليدية للتصنيع، حيث أن تحديد الأسطح المُحَلَّمة بشكل سلس والتي تدمج بين الأجنحة والأدخنة بشكل مثالي،
خاتمة
إن تصميم الجذر الجناحي هو عملية تتوافق مع الظروف، وتتطلب توازنا دقيقا بين الكفاءة الهيكلية والأداء الهوائي والقابلية للتصنيع، ومن الجذور المزروعة للطائرات المبكرة إلى المزروعات المتجذرة للمقاتلين الحديثين ومفاهيم الجسم الثوري المختلط، فإن تطور الجذر الجنحي يروي قصة التقدم في الطيران.