כלי רכב חשמליים ונוף אווירי (eVTOL) מייצגים שינוי פרדיגמטי בניידות אוויר עירונית, מבטיח תחבורה שקטה, ללא פליטה כי לעקוף רשתות כביש מחוספסות.בלב של יכולתן הוא יעילות אווירית - היכולת למקסם טווח, סיבולת, ותשלום עומס תוך צמצום צריכת האנרגיה המגבילה את פני השטח.

תפקיד ה-Flaps ב- Airdynamics

(הופנה מהדף פלופס היה מרכיב מרכזי של אווירודינמיקה קבועה מאז ימי התעופה המוקדמים של התעופה.התפקיד העיקרי שלהם הוא לשנות את הסומבר של הזרוע ו / או אורך כורדי, ובכך לשנות את המאפיינים המעלית והגרור בזווית נתונה של התקפה. במהלך ההמראה והנחתה, כאשר המטוס פועל במהירות נמוכה יחסית, מהירויות מפולות נועדו להגדיל את המעלית המקסימלית (Freave:0FIRD2 מאפשר מהירויות איטיות, 1FIRD2, איטיות, איטיות).

בכלי רכב אלקטרוניים, התפקיד של ה-Faps הוא יותר מנוקד כי מטוסים אלה פועלים במשטרי טיסה מרובים: מרחף, מעבר (מהירות נמוכה קדימה טיסה), והפלגה. במהלך מרחף, כנפיים לעתים קרובות לייצר מעט או לא מעלית - הרוטורים או המדחף לספק את כל דחף אנכית, עם זאת, כמו המעברים לרכב קדימה, כנפיים להתחיל לייצר מעלית, ו flaps יכול לשמש כדי למנוע את המעבר הקצר הזה, בדרך כלל, כי הם מפעילים יותר, כי הם מפעילים את המעברים קצרים יותר, כי הם בדרך כלל, כי הם בדרך כלל, כי הם מפעילים את המהירות הקלה יותר, כי הם בדרך כלל, כי הם מפעילים את המעברים, כי הם בדרך כלל, כי הם מהירים יותר, כי הם מהירים יותר, כי הם בדרך כלל, כי הם מפעילים את המעברים, כי הם מהירים יותר, כי הם מהירים יותר, כי הם בדרך כלל, כי הם מהירים יותר, כדי למנוע את המעברים, בדרך כלל, כדי למנוע את המעברים קצר יותר, כי הם בדרך כלל, כי הם מופעלים, כדי למנוע את המעברים, כי הם בדרך כלל, עבור תחבורה מהירה יותר, כי הם מופעלים, כי הם בדרך כלל, כי הם מופעלים, כי הם מופעלים, כי הם בדרך כלל,

כיצד פלאפס משנה את המעלית ודרדר

כדי להבין את הסדקים ב eVTOLs, יש לבחון מחדש את המנגנונים האנאירודינמיקה הבסיסית. A כנף מייצרת מעלית עקב הבדלים בלחץ בין משטחים העליונים והנמוכים שלה. Flaps להגדיל את הסום היעיל של הזרוע, אשר משמר את חלוקת הלחץ מעלה את יעילות המעלית עבור זווית התקפה מסוימת של התקפה.

עבור eVTOLs, שלב המעבר הוא קריטי במיוחד. במהלך המעבר, המטוס חייב לעבור ממעלית אנכית (דחף רוטטור) להרים יליד כנף. פלמפס יכול להיות מתוכנן לפרוס באופן מצטבר, משנה את המעלית שנוצר על ידי הכנפיים כדי להתאים את שולי הפחתת דחף רוטטור.זה מפחית את הכוח הנדרש מן המנועים ומרחיב את טווח הטיסה.

סוגי Flap והיישומים שלהם ב- eVTOL

קיימות מספר תצורה של צנרת, כל אחת עם מאפיינים אווירודינמיקה ומכניים נפרדים.הבחירה של סוג ה-Fap עבור eVTOL תלויה במשימה העיצובית של הרכב, טעינת כנף ואדריכלות מערכת הבקרה.

תגית: Flaps

אלה הם הטיפות הפשוטות ביותר, המורכבות מקטע מתפתל של קצה השביל המסובב מטה.החלים הפשוטים מגבירים את ה-Sams, ובמידה פחותה, כאשר הם פשוטים וקלים מבחינה מכנית וקלים, הם מייצרים עלייה משמעותית בגרור עבור עלייה משמעותית במעלית נתונה.עבור eVTOLs, פחמות קלות עשויים לשמש על קטן יותר, כלי רכב איטיים ונמוכים משקל נמוך הם פחות , עם זאת יעילות יחסית.

תגית: Flaps

flaps מקושטים יש פער בין ה-Fap והאגף כאשר הוא פרוס. פער זה מאפשר אוויר באנרגיה גבוהה מן פני השטח התחתון לדמם על פני השטח העליון של ה-Fap, הממריץ את שכבת הגבול ועיכוב הפרדה זרימה.התוצאה היא חסכונית מעלית גבוהה יותר עם פחות גרר בהשוואה לדאגות מזחלות מלוטשות נפוצים על מטוסים תעופה כללי רבים ומותאמים ל- eVTO כדי למנוע מרעש עירוני.

פולר פלאפס

flaps Fowler להרחיב הן כלפי מטה והן מאחור, להגדיל הן את אזור סומב והן את האגף. פעולה כפולה זו מספקת עלייה משמעותית במעלית ללא חמור עונש גורר. powlers משמשים לעתים קרובות על חברות תעופה מסחריות והן מתאימים היטב עבור eVTOLs כי צריך להרים גבוה במהלך מעבר מהיר נמוך נחיתה תוך שמירה על סיכות יעילה של Fowlers (Fowlers), אבל תכונות הפעלה עצמאיות, או קווי תחזוקה, אבל יכול להיות מתפצלות).

Droop Flaps (Krueger Flaps)

במקום לשנות את קצה השביל, צפיות מובילות לסובב למטה מן הקצה המוביל של כנף. אלה יעילים להגדיל את זווית הדוכנים של הזרוע של התקפה ושיפור מעליות גבוהות של התקפה.עבור eVTOLs, drooping הקצוות המובילים יכול לעזור במהלך שלב המעבר המהיר נמוך על ידי שמירה על זרימת האוויר המצורפת לאגף. הם לעתים קרובות עם שבילים פורצים עבור אפקט סטריפסטי עבור אפקט סטרגסט.

הסתגלות ומשורר פלפס

מעבר ל flaps מכני קונבנציונלי, החוקרים מפתחים מבנים הסתגלותיים אשר משנים צורה ברציפות.אלה יכולים להיעשות מסגסוגת בצורת-זיכרון, חומרים אדזואלקטריים, או מתרכובות גמישות. papive flaps מאפשרות שליטה חלקה, משתנה ללא נקודות hing דיסקרטי, צמצום עונשי גרור ורעש. בעוד הם עדיין ניסיוניים, הם מחזיקים הבטחה ל הדור הבא של eVTOL דורשות כי בכל רמות אופטימליות בשלב.

אתגרים ספציפיים עבור עיצוב EVTOL Flap

עיצוב טיפות עבור eVTOLs כרוך התאמות מסחר כי שונה מאלה במטוסים קונבנציונליים. ניידות אוויר עירוני לכפות מגבלות ייחודיות על משקל, רעש, אינטגרציה שליטה ואמינות.

משקל-offs

כל קילוגרם נוסף ל- eVTOL באופן ישיר מפחית תשלום או טווח. מערכות ההפעלה Flap - כולל מנועים, קישורים, מסלולים, משטחים ובקרת - להוסיף משקל משמעותי.מעצבים חייבים לאזן בזהירות את היתרון האווירודידי של flaps מתוחכמות נגד עונש המסה.עבור תוספת טיפוסית של 4-enger eVTO עם משקל מקסימלי של סביב 2,500 ק"ג, מערכת ה-F עשויה להיות במשקל של כמה קלף, אבל חומרים פחמן-F במהירות נמוכה לחלוטין, אבל מ-Fal, אבל ירידה של פחות מ-Fan.

שילוב עם מערכות מניעה ובקרה

eVTOLs הם מכונות משולבות מאוד שבו משטחים אווירודינמיקה ומערכות הנעה חייבים לעבוד בקונצרט. Flap פריס זוויות יש צורך להיות מתואמות עם דחף המנוע, רוטטור הטיה (אם רלוונטי), וחוקי בקרת טיסה.לדוגמה, במהלך המעבר, לוח הזמנים של הפלפל הוא לעתים קרובות precomputed או מותאם באינטרנט כדי למזער צריכת אנרגיה.זה דורש מנטים חזקים ופונקסטרונרים, בנוסף, הם לעתים קרובות סימולציה מורכבת או לוכדים אלה הם לעתים קרובות לוכדים.

אתגר נוסף הוא הרתעה כישלון.אם פקקים או נתקע, מערכת בקרת הטיסה חייבת להיות מסוגלת לפצות באמצעות משטחים אחרים ודחף וקטורטורים. Redundant Actuators ואלגוריתמים חכמים הקצאת שליטה מועסקים בדרך כלל. מינהל התעופה הפדרלי (FAA) וסוכנות בטיחות התעופה של האיחוד האירופי (EASA) מפתחים תקני הסמכה עבור מערכות בקרת טיסה של EVTOL, אשר יחייבו דרישות מחמירות על הפעלת אמינות.

רעש וסביבה עירונית

EVTOLs עירוני חייב לפעול בתוך מגבלות רעש כדי לקבל קבלה פומבית. Flaps, במיוחד אלה עם פערים או חריצים, יכול ליצור רעש אווירודינמי נוסף מזעזועים ושכבות Shear. powler flapways ידועים מקורות רעש גבוה ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ יש צורך לעצב את הקצוות, להוסיף משקעים או ⁇ sbs, או להשתמש חומרים כדי להפחית רעש עיר , יש יתרון apive , יש יתרון , יש השפעה , יש יתרון זה עיגולים , יש עיגולים , יש , 000 זה , יש , 000 , יש רצפה .

התקדמות ב-Smart and Fitive Flaps

ההתפתחויות האחרונות בחומרים חכמים ומערכות בקרה מאפשרות לפציפים להגיב באופן אוטונומי לתנאי טיסה.לדוגמה, מערכת משיכה עם חיישנים משובצים יכולה לזהות התפלגות לחץ מקומית ולהתאים את זווית הדה שלה בזמן אמת כדי לשמור על הפצה אופטימלית של המעלית.זה נקרא לפעמים "סום פעיל" או "לחולת שבילים חולפים" של נאס"א יש לחקור טכנולוגיות כאלה עבור יישומים אלקטרונייםLTO.

אחד מבטיח מושג הוא השימוש של סגסוגת בצורת-זיכרון (SMA) actuators אשר שינוי צורה כאשר מחומם מבחינה חשמלית. SMAs יכול להחליף מנועים הידראוליים או חשמליים, לחסוך משקל ומאפשר הפעלה מבוזר לאורך כל הזמן. זה מאפשר טוויסט משתנה או סומב על פני האגף, ולא רק הצצה אחידה. מחקר על ידי אוניברסיטת מישיגן הראה כי eVLTO מצויד עם S-MA-upacting פחות כדי שיפור של 5%.

דרך נוספת היא השימוש של ממריצים נוזליים - מטוסים סינתטיים או מיקרו-blowing / חנק - כדי לחקות את ההשפעה של סדקים ללא משטחים נעים. בעוד לא ממש flaps במובן מכני, אלה התקנים פעיל בקרת זרימה יכול להשיג שיפורים דומים עם עונשים נמוכים מאוד.הם גם לחסל מורכבות מכנית להפחית רעש.

מגמות עתידיות: כנפיים משוריינות ומעבר

לטווח ארוך, ההבחנה בין להקות וכנפיים עלולה להיעלם.מושגים של כנף Morphing שואפים לשנות את צורת הכנפיים כולה ברציפות, ומאפשרת מבנה אחד להיות יעיל בכל משטרי הטיסה.דוגמאות כוללות כנפיים מחוספסות (מתפתחות על ידי נאס"א ומעבדת מחקר חיל האוויר) וכניעה דמוית עטלף כמו כנפיים.

עם זאת, כנפיים מורפיום מציבות אתגרים הנדסיים עצומים: הם דורשים עור גמיש שיכול לעמוד עומסים אווירודינמיקה, מנגנוני הפעלה עמידים, וההסמכה לחיים עייפות. eVTOLs לטווח הקרוב כנראה ישתמשו תערובת של דליפים קונבנציונליים ואלמנטים מתקדמים הסתגלות.כפי שדחיסות אנרגיה סוללות משתפרת ומנועים הופכים יעילים יותר, הפרימה על חיסכון במשקל עשויה להשתנות, מערכות נרחבות יותר קיימא.

מגמה נוספת היא השימוש תאומים דיגיטליים ולמידה מכונה כדי להתאים את לוח הזמנים של זמן אמת נתונים אווירודינמיים מחיישנים על הסיפון יכול להאכיל רשת עצבית החיזוי זווית ה-Fap האופטימלית עבור כל מצב טיסה, חשבונאות עבור רוחות, טמפרטורה והשפלה של רכב.זה שליטה הסתגלות יכול להאריך טווח על ידי 5 עד 10%, רווח משמעותי בשוק הניידות העירוני שבו הם קצרים אך רבים.

מסקנה

פלפס הם לא רק נספחים על כנפיים eVTOL; הם חלק בלתי נפרד כדי להשיג את יעילות האירודינמי הנדרשת אופטימיזציה המסחריתVTO על ידי מתן להרים גבוה במהלך טיסה מהירה נמוכה, חלק המעבר ממרח ועד השייט, ו minimizing גרור כאשר לא צריך, flaps לעזור eVTOs מבוזרת לסחוט את התועלת המקסימלית של אנרגיה מוגבלת סוללות שלהם.