מבוא ל-Wing Surface Porosity in Experimental Aerodynamics

ההקדמה המכוונת של הנפיחות לתוך משטחים של כנף מייצגת אבולוציה מתוחכמת של שליטה בשכבת הגבול, מעבר למגבלות אוויריות חלק מסורתיות לנצל את ההכנות המונדסות. על ידי שילוב של מנגנונים מיקרוסקופיים, חריצים, או מדיה מחוסמת, החוקרים מאפשרים העברת המונים בין פני השטח בלחץ גבוה יותר לבין פני השטח העליון בלחץ נמוך, או בין זרמים פנימיים ומולקולאריכים של תאים אלה, כמו גם לחץ דם גבוה יותר, כמו גם על פני השטח של תאים דרמטי, כמו גם על פני השטח של תאים דרמטיים בטווח הארוך, ואפקטים גבוהים יותר, כמו גם על פני השטח התחתון של תאים דרמטיים, כמו גם על פני השטח התחתון של כדור הארץ, כמו גם על פני השטח התחתון של תאים.

ההתקדמות האחרונה במיקרו-מניפולינג - כולל קידוח לייזר, תחריט כימי, וייצור תוספים - יש פתח דפוסים נקבוביות בלתי אפשריים בעבר לייצר.יכולות אלה, בשילוב עם דינמיקות גבוהה של נוזל חישובי (CFD), לאפשר לחוקרים לחקור חללים פרמטרים על פני קוטר, הפצה, וגיאומטריה פנימית.

המונחים: Wing Surface Porosity

הנפיחות של פני השטח של כנף מתייחסת לנוכחות המונדסת של חורים, חריצים, או מדיה ⁇ על פני משטח הרמת, המאפשר זרימת אוויר פסיבית או פעילה דרך העור.בצורות פסיביות, הלחץ הטבעי שונה על פני הדחף האגף זורם מהצד הלחץ בצד ההונאה, בעוד מערכות פעיל להשתמש משאבות פנימיות או חריצים כדי להסדיר פלוקס המוני.

הרעיון יצא ממחקר שכבת הגבולות בשנות ה-40 והחזרה מחדש עם הופעת קידוח לייזר, גירוד כימי וייצור תוספים. כנפיים ניסיוניות מודרניות מעסיקות לעתים קרובות עורי טיטניום מחוספסים, פלדת אלחלד מחודדת, או לוחות מורכבים מיקרו-דוריים ששומרים על שלמות מבנית תוך מתן יכולת זרימה מדויקת של תנוחות אווירית ⁇ מקומית על פני הבועות הבועות הקדמיות ומאפשרים למתח, או למתח, למתח, למוללכות, או למול בועות, ללא מורכבות, או לשחיקה מכנית, או בועות, או בועות, או בועות, ללא מורכבות, או בועות, או בועות מתפתלות מכנית, ללא מורכבות.

משטחים פוריים אינטראקציה עם זרימת האוויר ברמה הבסיסית של תת-קרקעית מולקווס.כאשר האוויר מדמם דרך הנקבוביות, הוא מזרק או מסיר מסה משכבת הגבול, משנה ישירות את פרופיל המהירות ואת עוצמת ההפרעות. מנגנון זה שונה מגנרטורים טורטטקס או riblets כי הוא משנה שימור המוני בקיר ולא רק להפיץ מחדש את התנופה.

פרדוקס פיזיקלי מפתח Governing Porous Flow

מספר דארסי, המוגדר כיחס של חוסר יכולת לכיכר של אורך אופייני, מספק מדד חסר ממד של כמה נוזל בקלות עובר דרך המדיום ה ⁇ .עבור עורים נוספים, קשקשים של יכולת עם הכיכר של קוטר פואר ושבריר השטח הפתוח הוא מערכה ניסיונית ב-FLT:0Stanford UniversityFLT:1 הראו כי מספר דרמטי בין 10 לגרורת גבול מוגבלת זה הופך לזרימה מוגבלת;

עקרונות אווירודינמיקה: מעלית ודרדר

מעלית על כנף נוצרת בעיקר על ידי הבדל הלחץ בין פני השטח התחתון והעליון, המשולב על האזור המתוכנן.בתאוריה חלקה אווירי, להרים עלייה ליניארית עם זווית התקפה עד הזרמת הפרדה ליד שביל או גורם קצה מוביל דוכנים.גרור מספר רכיבים: חיכוך עור מלחץ על הקיר, לחץ או צורה נשלטת מהתפלגות הלחץ סביב האוויר (במיוחד כאשר זרימה נפרדת), עם טווח גלטרמי (גרורתי) קשורה למהירויות גלטראומטיות) עם גלימה (Rol-D) הופך למהירויות גלטראומטיות (Rol-D) הוא גורם נזקיגלות (RrephD) הוא זרם בין גלימה (Rird) הוא ממהירות גלימה (Rretragrantfrac) הוא מטווח השדרה (Rretragrantfrac) הוא ממרחק בין גלימה) עם גלימה (Rrephed) עם גלימה (Rol) הופך לגרורת) עם גלימה (Rird) עם גלימה עם גלימה (RirD) הוא מלחץ זרם של לחץ על גבי הקיר, לחץ על גבי גלימה (Rretragrantextragrantexd) הופך לגרורת) הוא זרם בין גלימה (R

משטחים ניסיוניים מאתגרים את הסחר הקלאסי בין מעלית לגרור.כל מכשיר שעיכובים דוכנים ושומר על זרימה מחוברת בזווית גבוהה יותר של התקפה יכול להגדיל את יעילות המעלית המקסימלית, אך לעתים קרובות בעלות של חיכוך עור מוגבר או גרור.משטחים פורוס מציגים מורכבות נוספת: הם יכולים להפחית את צורת הגרור על ידי מניעת או לאחר הפרידה, תוך שינוי חיכוך עור עקב שינוי חום קרוב וגרורת לחץ דם נדרש כדי לחץ גבוה.

כיצד פיזור חום וזרימה נספח

המנגנון האירודינמי של נקבוביות מתפתל על שיווי משקל לחץ והזרקת המונים.על משטח הרמת קונבנציונלי, ההבדל הלחץ בין משטחים נמוכים וגבוהים מייצר מעלית.כאשר נקבובים קטנים מחברים את שני הצדדים האלה, חלק מהאוויר בלחץ גבוה מן פני השטח התחתון מדמם אל פני השטח העליון, צמצום הלחץ ומשתולפים את הניחות הלחץ השליליים.

בחלק הקדמי של האווירפוי, נקבוביות מבוקרת יכולה לפעול כשכבת גבול מבוזרת אם תא פנימי גורם זרימה מאוחרת מן פני השטח לתוך הנקבוביות.ההת מסירת נוזל אנרגיה נמוכה קרוב לקיר, דקר את שכבת הגבול ועיכוב המעבר מן ה- laminar לזרימה סוערת, או למנוע בועות רוח רבות.

צבע רגיש ללחץ ודימוי חלקיקים המדידות על מודלים כנף ⁇ מגלה כי חלוקת הלחץ פני השטח הופכת יותר לרמה כמו ליד קצה שביל כאשר דימום פסיבי פעיל.השיא ההנפקה ליד הקצה המוביל מופחתת למדי, מעט מורידה את המעלית התיאורטית בזווית נתונה, אבל זרימה מחוברת יותר מאפשרת להגיע זוויות גבוהות יותר לפני דוכנים, בסופו של דבר להגדיל את שיא ההיקף המקסימלי של סחר יעיל זה הוא מרכזי עבור פודיום ספציפי.

שינוי בשכבה דרך Transpiration

האינטראקציה בין מטוסי קרב המושרה לשכבת הגבול ניתן לתאר באמצעות מהירות הניתוב.כאשר מהירות ההפניה מופנה החוצה (החלשה), היא מוסיפה תנופה לאזור הסמוך לקיר, אך גם מעמיסת את שכבת הגבול, עלולה להגביר את החיכוך בעור (התחילה), היא מדקה את שכבת הגבול ומפחיתה את החיכוך, אך דורשת מקור אנרגיה ב-Falverse Technology:0th-Flastication Definated Definated Definance, אשר ניתן לגרור דפוס בקרה מלכותי של שליטה ב-Flasticance).

ראיות ניסיוניות על שיפור

חקירות מנהרה רוח של NACA 0012 ו- transonic Airfoils מותאם אישית עם עור טיטניום מחוספס לייזר תיעד שינויים משמעותיים עקומות להרים.ניסוי נציג באוניברסיטת סאות'המפטון בדק קטע כנף דו-ממדי עם 3% פתוח-area porosity מבוזר מ 40% עד 90% chord. תוצאות הצביעו על עלייה של 12% ב-Coefficient מקסימלי ועיכוב של זווית דואט על ידי בערך 4 מעלות בהשוואה לבועה רופפת, אך ורק עם ירידה חדה של דפוס פתאומית של ירידה חדה, לעומת ירידה חדה, לעומת ירידה חדה של התנהגות הדרגתית, לעומת ירידה חדה, לעומת ירידה חדה יותר מאשר ירידה חדה של ירידה חדה של ירידה חדה יותר מאשר ירידה חדה של 40% עד 90%.

ניסויים אחרונים יותר באוניברסיטת בראונשיגפל:0 (Technical University of BrownschweigFLT:1 השתמש ב- Multi-row ⁇ u ליד הקצה המוביל על מספר נמוך של אוויר פול (Re = 100,000) תצורת ⁇ השיגה בועה מקסימלית של 1.45 בהשוואה ל-1.12 עבור הבסיס, ובמקביל להפחית את זווית של 2 מעלות צלזיוס גבוה כי ניתן להפעיל בועות מהירות גבוהה במיוחד עבור כלי רכב סגסוגת גבוהה יותר.

עיכוב הפרדה זרימה ו Stall

הפרדה זרימה מתרחשת כאשר שכבת הגבול חסרה אנרגיה קינטית מספיק כדי להתגבר על הלחץ השלילי ⁇ על החלק הפטפט של האוויר פוץ. דימום פורי מציג מומנטום נוסף באמצעות שתי אפקטים משלימים. הראשון, הזרם ההמוני דרך הנקבוביות יוצר מטוסים מקומיים אשר מחדש את דימום הדמים המפרידים באופן משמעותי את נוזל הדמדומים המשויך.שני, משטח ה ⁇ משנה את הלחץ עצמו על ידי צמצום השכבה הבין-מדומים, אשר מופעלת, לחץ הדם הפעילה, הוא לחץ הדם, אשר מנקה באופן משמעותי, אשר מנקה, הוא לחץ הדם, הוא לחץ הדם הדחף חזק יותר, אשר מנקה, הוא לחץ הדם הני, הוא לחץ הדם הני, אשר הוא לחץ הדם הני, אשר הוא חזק יותר, אשר גורם יותר, הוא לחץ הדם הני, אשר מנקה, הוא חזק יותר, כי הוא חזק יותר, כי הוא לחץ הדם הדימום, הוא לחץ הדם הניאקשן, אשר גורם עמוק יותר, אשר מנקה מחדש על פני השטח עובר על פני השטח עובר על פני השטח של נוזל הדמיה פעיל יותר, הוא לחץ הדם הניאקשן, הוא לחץ הדם המשונה באופן משמעותי, הוא לחץ הדם הני, הוא לחץ הדם הדימום, הוא לחץ הדם הניטרנטימינלי,

במספרים נמוכים של מל"טים קטנים (50,000 עד 200,000), בועות הפרדה למינים שולטים בהתנהגות דוכני. הניסויים ב-FLT:0NASA Langley Research Center of FillFLT:1 עם מספר רב של ⁇ מובילי ⁇ הוכיחו כי נקבוביות פסיבית יכולה לדכא לחלוטין את הבועה על פני השטח העליון, מה שממיר דוכנים דוכנים חדים לתוך אובדן חלק.

ההרחבה Lift-to-Drag Ratio Optimization

בעוד שעלייה מקסימלית היא ערעור, המדד המעשי ביותר לביצועי מטוסים נותר היחס להרים-ל-דעום. הטיפולים הפוריים חייבים להיות מכוונים לשיפור L/D בטווח הזווית המבצעית של ה-FLT. במחקר בולט שפורסם ב-FLT:0(AIAA JournalFLT:1), החוקרים השתמשו באלגוריתם גנטי כדי להתאים את ההפצה של כנף טראנסית (Ricial) של דגם ה-DSuptoross) גבוה יותר מאשר ירידה במשקל ה-D2, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, עלייה משמעותית של ה-DDDD ירידה של ה-D, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת עלייה של ה-D העליון של ה-D (LD-D-D) של ה-D (LD) של ה-D) של ה-D (LD) של ה-D) של ה-D) של ה-D) ב-D-D.

ניכוי מנגנונים וסחר-offs

ההשפעה של הפורוזיות על גרור מוחלט היא מורכבת ועצמאית המשטר.במהירויות נמוכות וזווית מתונה, נקבוביות פסיבית יכולה להפחית את הלחץ על ידי קידום זרימה מחוברת וצמצום מדידות כוח האורן רוח על כנף מלבנית (AR=4 ב- Re=500,000 הצביעו על ירידה של 15% בתנאי טרום-stall בהשוואה לאגף מוצק, בעיקר בשל ירידה חלקית של חיכוך, עם גרורתי, עם חום, עם עלייה חלקית.

חיכוך עור עולה כי ההנצחות משבשות את תת-קרקעית ה- מולקולת ה- מוליכים ויוצרות מערבות סגולות ממושכות את המעבר המומנטום ליד הקיר.מדידות ישירות באמצעות חיישני פילים הראו כי החיכוך המקומי יעיל מאחורי שורה של פושרים יכול לעלות על ידי 20–40% ביחס למשטח חלק.לכן, מהנדסים חייבים לאזן את החיסכון בצורת נגד עונש החיכוך ריינולדס.

השפעה של Pore Geometry and Distribution

גיאומטריה פורה - מד, צורה, ספיגה וזווית - מהווה השפעה מסדרה ראשונה על גרר. clindrical חורים קידוח רגיל אל פני השטח הם פשוט ביותר לייצר אבל ליצור מטוסי סילון חזקים מחוץ לזרימה שממערבים בכבדות עם שכבת הגבול החיצוני, הגדלת התגברות של חורים קיננטיים או חריצים מעוצבים יכולים לדמם ישירות זרימת טנגנטינלית, ממזגים אותו בצורה חלקה יותר מאשר ל-160 ליטרים של שפעת אווירית (F) באופן פחות מהרגיל.

חלוקה כורדית גם משנה. ריכוזיות ליד קצה הדרך בעיקר משפיעה על התאוששות הלחץ ועל עובי מתעורר, המציעה הפחתה משמעותית של גרגרי צורה עם השפעה חיכוך עור מוגבל כי מהירויות זרימה מקומיות נמוכות יותר. פודוזיות מוביל, לעומת זאת, יעיל יותר עבור עיכוב ובקרת בועות לב אבל עשוי להגדיל את הסחף עקב מעבר מוקדם.

גל גל ניכוי על מהירות טרנסטונית

במספרים טרנסטוניים מעל 0.7, גלי הלם מופיעים על פני השטח העליון, יצירת גל גרר דרך דור אנטרופיה. משטחים פורוסיים יכולים להחליש את ההלם על ידי דימום זרימה במעלה הזרם של הרגל ההלם, ביעילות מזרז את הלחץ על פני מרחק ארוך יותר. Wind בדיקות על אוויר קריטי על רצועה 5% ממוקם ב 60% chord הראה ירידה 12% גל ב- mach8 בהשוואה לסף אינטנסיבי יותר כדי להפחית את הפחתת הזעזועים.

חומרים וטכניקות ייצור עבור כנפיים פוריות

התרגום של מושגי כנף ⁇ ממודלים של מנהרה רוח לחומרה בעלת יכולת טיסה הדורשת חומרים המשלבים את יכולת ההשתלה עם יחסי כוח-על-מנת-על-מנת-משקל גבוהים ועמידות סביבתית. לייזר micro-drilling על 0.5-1 מ"מ, הפך לסטנדרט עבור כנפיים מחקר מהירות גבוהה, המאפשרת לחורים קטנים כמו 50-100 מיקרומטר עם ספיגה של 500 מיקרומטר, התשואות פתוחות בין סגסוגת לייזר, לבין מודלים פנימיים של חלבון, תוך שימוש ב-3%, לבין חלבון-חמצני פעיל, או במולקולות, 000 ליטרים פנימיים, 000 ליטרים, 000-חמצני, 000 ליטרים, 000 ליטרים של חלבון, ללא סגסוגת לייזרים, 000 ליטרים, 000-חמצני, 000 ליטרים, 000-חמצני, 000-8%, 000-חמצני, 000 ליטרים, 000-חמצני, 000-חמצני, 000-חמצני, 000-לומיים, ללא שימוש ב-מדבקות, 000-פולגיעת לייזר, 000-מדבקות של חלבון, 000-קיקי דלקות של חלבון יעיל של חלבון, 000-פחמיציבית, 000-מדבקות, 000-מדבקות, 000-פולגבגדילה בתוך

כנפיים של חורים מציגות אתגרים ייחודיים כי קידוח באמצעות סיבים פחמן יכול לפשרה המשכיות סיבים להוביל לדמדנציה. מחקר לתוך כימות היברידיות ארוגות עם שילובים טרום-פורמנטליים או ממות מתכתיים מחוספסים במשותף לתוך הערימה המורכבת הוא מתמשך.

יישומים אמיתיים ומטוסים ניסיוניים

בעוד אימוץ מסחרי בקנה מידה גדול נשאר בשלב המחקר, כנפיים ⁇ כבר נבדקו על כמה פלטפורמות ניסיוניות.תוכנית כנף Super Critical של נאס"א F-8 משולבת דימום משטח שליטה הפרדה המושרה בהלם, להוכיח כי נקבוביות פעילה יכול לשפר באופן משמעותי את שולי המזנון הטרנסטוניים. רחפנים קטנים ניסויים עם כנפיים ניילון מחובר 3D כולל נקבוביות גבוהה כדי להשיג מעליות גבוהה ללא פני השטח נעים, להפגין קתות קבועות כדי להפחית את זרימת האוויר בלחץ גבוה, 000 איטי יותר, 000 איטי של שבץ, 000.

בתחום של אווירודינמיקה מהירה, הרעיון של זעזועים שליטה הוצעה עבור כנפיים הזרמה בעתיד laminar זרם. על ידי מתן כמות קטנה של אוויר לעבור דרך העור לפני ההלם, את ההלם ניתן לחלחל לתוך סדרה של גלי דחיסה חלשים יותר, צמצום גל של האיחוד האירופי מ מימן בדיקות רוח של ⁇ ם כאלה על פני השטח הנוכחים של 5%: ⁇ Fonicericericernmedance in aricial in ariciallydance in aration in a ⁇ tially in a 1.

שילוב מבני וכושר טעינה

לצורך יישום מעשי, עורי כנף חייב לשאת עומסים אווירודינמיים ללא עיוות יתר.מחקרים ניסיוניים ב-FLT:0Imperial College London FigFLT:1 הראו כי בניית כריך עם גיליון חיצוני ⁇ הקשור לליבת דבש יכולה לשמור על נוקשות תוך מתן דאגה מספקת, כמו חדר plenum, חלוקת דם עם דרישות טיפול לטווח ארוך כגון מחזורי לחץ, 000, 000, 000 בדיקות שירות כוונון, 000.

אתגרים ודרכים מחקר עתידיות

למרות תוצאות ניסיוניות מבטיחות, יש להתגבר על כמה מכשולים לפני מעבר כנפיים ⁇ מטוסים תפעוליים. חיי עייפות סטרקטיבית הוא דאגה עיקרית: ריכוזי מתח סביב pores יכול להפחית עמידות מתחת לעומס מחזורי. אנליזה אלמנט פיניט מצביע על כך שנפיחות וכיוון חייבים להיות מתוכנן בזהירות עם שבילים עומס, ושיטות בדיקה לא הרסניות נדרשים כדי לזהות צמיחה בשירות Icreic הוא אתגר נוסף חסום אלקטרוליטי.

ייצור חוזר על פני לוחות כנף גדולים ואת העלות המשויכת נשאר מחסומים לאימוץ.מחקר עתידי כנראה להתמקד מבנים ביומטיים ⁇ בהשראת נוצות ציפורים או עור כריש, אשר להשיג יתרונות רב תפקודיים ללא מורכבות מכנית. אופטימיזציה רב תחומית כי זוגות אווירודינמיקה, מבנים, וייצור יהיה חיוני למצוא תצורה מעשית, קידוד ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

תוצאות של Modeling Advances

השימוש בשיטות גבול טבוליות וסימולציות לקטוצ'ה בולצמן אפשר לחוקרים לפתור זרימה באמצעות פוגרומים בודדים במספרים ריאליים ריינולדס. סימולציות אלה מראות כי לשפוך בלתי יציב מכל פצע יכול אינטראקציה עם poreing pores השכנה לייצר מבנים מורכבים coherents.טכניקות למידה מכונות מוחלות כדי לחזות התפלגות אופטימלית בתנאי טיסה, צמצום הצורך עבור אופטימיזציה של צינורות parametricים (FD) בהשוואה למקרים של עיצוב אחידים (FDVertross) במקרים של עיצוב ⁇ ) ב-FD.

מסקנה

נפיחות משטח ניסיוני מהווה גישה עוצמתית וניתוק לשליטה בזרימה אווירודינמית.על ידי מניפולציה של שדה הלחץ ומומנטום ליד הקיר באמצעות מיקרו-תנאים מהונדסים בקפידה, החוקרים הוכיחו רווחים בלתי ניתנים למדידה במעלית, עיכוב, וגרור ירידה על פני השטח בטווח של ריינולדס ומספרי מאך הבסיס כרוכה איזון עדין בין לחץ גרורתי ועונשי עור, בעוד שעדיין עומדים בפני פתרונות סביבתיים פעילים.