وتعتمد هندسة الطائرات الحديثة على خيارات تصميمية لا حصر لها تحدد بشكل جماعي الأداء والكفاءة والأثر البيئي، ومن بين هذه الخيارات، فإن شكل المحرك ناسيل يبرز كعامل حاسم يؤثر على كل من السلوكيات الهوائية وتوليد الضوضاء، ويسمح النانجلات بأن تكون مجرد مساكن وقائية، وهي عناصر تُحتضن بعناية وتتحكم في التدفق الجوي حول محطة توليد الطاقة، وتخفض أهداف البرمجيات.

The Fundamentals of Engine Nacelle Design

ما هو مهندس ناسيل؟

المحرك ناسيل هو الضميمة المبسطة التي تسكن محرك الطائرات و جبالها و أنظمة مرتبطة بها مثل المروح و المضغ و المضخة و الزراعة و الاضطرابات

ثورة ناسيل شابيس التاريخية

وشهدت الطائرات المتجهة إلى طائرات محركات متنقلة ذات شكل أسطواني مركب نسبياً مثبتة على ألوان، ومع تزايد فهمها لسحب وضوضاء الهواء، بدأ المصممون يصقلون أشكال ناسيل، وشهدت الستينات والسبعينات استحداث ناسيلات ذات فتحات مبسطة بدرجة أكبر، وزادت من سرعة التصاميم في الزهرية.

الأداء الأيرودينامي والتشكيلات

خفض الدراجات وتدريملين

الهدف الرئيسي من تصميم الناتشيل هو تقليل السحب إلى أدنى حد، وينشأ السحب من اختلافات الضغط والاحتكاك بين سطح ناسيل والهواء المحيط، ويمكن أن تؤدي الناتيل ذات الشكل الجيد إلى خفض كل من جر الحرق في الجلد (بإبقاء تدفق حراري على أكبر قدر ممكن) وضغط السحب (بتجنب فصل التدفق)

دنيا الفولطية الحاسوبية في تصميم ناسيل

تطور الناتيل الحديثة يعتمد بشدة على محاكاة الـ "سي إف دي" لتقييم الأداء الهوائي عبر مجموعة من ظروف التشغيل

إدارة التدفق الجوي والتشكيل الفورتيكي

وبالإضافة إلى ذلك، فإن شكل ناسيل يؤثر على تكوين وقوام المحركات التي تُنقَف من سطح ناسيل، ويمكن لهذه الطلقات أن تتفاعل مع مكوناتها في المجرى (مثل المزلاجات أو النسيج) وأن تزيد من السحب أو تسبب حمولات هيكلية ضارة، مثلاً، فإن تصاميم تدفق البيلو/جناح ونات بعد الجسم هي مناطق يُعاد فيها توليد الفول.

خفض الضوضاء من خلال شركة ناسيل الهندسية

مصادر الأنياب المحركية

ولا توجد لدى المنظمة مصدران رئيسيان: المروحة والضغط (الضوضاء الأمامية) وعادم الطائرات (الضوضاء الضوضاء) وتشمل الضوضاء ذات النطاق العريض والعناصر النقالة الناتجة عن تفاعل لوحات الدوار مع الهياكل المحيطة، وتنشأ الضوضاء الناجمة عن الخلط المضطرب بين غازات العادم العالية السرعة والهواء الملموس، وتؤدي ناسيل دورا في كلا الآليتين:

Acoustic Liners and Chevron Nozzles

و من أكثر الملامح فعالية في مجال تقليل الضوضاء التي تم إدخالها في الناكسات الحديثة هو السارق الصوتي الذي يُحدث ضوضاء عالية السعة وهى تُحدّد من الضوضاء التسارعية

دور شركة نسيل جيميتري في مجال البروغات الصوتية

كما أن هذه الحركة التي تُستخدم في المناطق المحيطة، وهي توفر على سبيل المثال مجالاً أكثر سطحاً للعلاج الصوتي، وتسمح بتنشيط موجات الصوت كحد أقصى قبل الخروج، كما أن شكل الشفاه المُلتوي يؤثر على الاتجاهية في ضوضاء المروحة المُشعة الأمامية، كما أن الضوضاء المُصَمَّلة على الموجات الصوتية يمكن أن تُعاد إلى الظهور أو إلى أسفل.

The Design Trade-Off: Aerodynamics vs. Acoustics

التحديات في تحقيق الحد الأمثل

إن تصميم ناسيلات تزيد في الوقت نفسه من كفاءة الملاحة الجوية وتخفف من الضوضاء، هو أمر ينطوي على تحديات متأصلة، إذ أن العديد من السمات التي تقلل من الجر - مثل شفاه حادة، أو نصف قطري، أو أقل من ذلك يمكن أن تزيد من الضوضاء التي تُستخدم في إطارها الطائرات المتحركة - أو تقلل من فعالية أجهزة الصمامات الصوتية - غير المتجانسة - يمكن أن تزيد من الاختلاط.

النهج المتكاملة للتصميم

ويتبع تطور النكهة الحديثة بصورة متزايدة نهجا شاملا حيث يتم معالجة الاحتياجات من الطاقة الهوائية والصوتية والهيكلية والحرارية منذ البداية، وعلى سبيل المثال، فإن الناسيل من أجل محرك رول - رويس - أولترافان يتضمن مواد مركبة متقدمة لخفض الوزن وتصميما مدمجا بدرجة عالية مع خطوط قابلة للتكرار ونماذج متغيرة للبرمجيات.

التكنولوجيات المتقدمة والتوجيهات المستقبلية

مراقبة النواحي النشطة

ويمكن أن تشمل التدابير السلبية مثل أجهزة التخاطب والزهور حدودها العملية؛ وقد تدمج النكتيلات المقبلة نظما نشطة لمراقبة الضوضاء، وتستخدم هذه النظم أجهزة ميكروفون ومتحدثين ومراقبين في الوقت الحقيقي لتوليد إشارات مضادة للنوات تلغي مكونات كلية محددة، وتُجرى في إطار قناة ناسيل، ويمكن للشركة الوطنية أن تستهدف أجهزة التحكم في الرحلات الجوية دون أن تتأثر.

Morphing Nacelles and Adaptive Shapes

وثمة مفهوم جديد آخر هو هيكل الأنفاق الناسيلي القادر على تغيير قياسه الجيودي أثناء الرحلة إلى ظروف تشغيل مختلفة، مثلاً، وهو عبارة عن مدخل يتسع أثناء الإقلاع بحيث يلتقط مزيداً من الهواء بسرعة منخفضة، ولكن العقود أثناء الرحلة البحرية للحد من الجر، ويمكن أن ينطوي المورفين على جلد مرن أو على لوحات انكماش أو سبائكة شكلية، مما يتيح لتصميم الأنفاق النانفي وحده التكيف مع ذلك.

استدامة الطيران والابتكارات في ناسيل

"الدفع نحو وقود الطائرات المستدامة، وقود الهيدروجين، والطائرات الهجينة الكهربائية" "يخلق متطلبات جديدة لتصميمات "ناسيل

خاتمة

إن شكل المحرك الناتيكي هو جانب بسيط من تصميم الطائرات، له آثار عميقة على الأداء الهوائي وتخفيض الضوضاء، من خلال تشكيل دقيق للمركبات، والآلات، والمهندسين، يمكن أن يقللوا من جرّه عدة نقاط مئوية، وأن يخفضوا مستويات الضوضاء بواسطة علامات متعددة، ويحتاج التفاعل بين تبسيط الهواء ومعالجة الضوضاء إلى تحليلات متطورة