טיסה מהירה גבוהה מציגה אתגרים אווירודינמיים ייחודיים הדורשים תשומת לב קפדנית לתכנון פני השטח של כנף ושליטה.בין הרכיבים המשפיעים ביותר אך לעתים קרובות להתעלם מהם הם flaps - משטחים אלה, אשר, כאשר אופטימיזציה למשטרים סופר-סוניים או טרנסטוניים, יכול לשנות דרמטית את המעלית, גרר ויציבות הטייסים בדרך כלל מקשרים עם הילוך נמוך ונחיתות, במהלך תצורה גבוהה של מטוסי תחבורה, כמו גם עבור לוחצים קריטיים קריטיים של מטוסים.

הפיזיקה של אווירודינמיקה גבוהה ואינטראקציה Flap

(במהירויות תת-קרקעיות גבוהות, טרנסטוניות וסופר-סוניות, שינויי זרימת האוויר באופן דרמטי בהשוואה למשטרים מהירים יחסית.אפקטים של דחיסות גבוהה שולטים: ככל שהאוויר מאיץ על פני משטחים מעוקלים, מספרי מאך מקומיים עשויים לעלות על המהירות של זרם חופשי, מה שמוביל להיווצרות של גלי הלם מוקדמים (הלם) מעוררים ⁇ לחץ חד-פעמי שיכול לגרום לשכבה גבול, גל, ואפילו לזרום בהסתברות של שפעת מהירה (F) עם שינוי יעיל של שפעת, או שינוי זעזועים (FD2D) עם זעזועים (אונדפסת משקל).

מטוסים מהירים מודרניים חייבים לאזן דרישות מתחרות: הצורך להרים גבוה במהלך ההמראה והנחתה (החקירה של פריסות גדולות של צנרת) מול הצורך של צמצום גור במהלך השייט (לעתים קרובות הדורשים החלמה או מינימלית של פיזור מזהמים) היחסים בין גאומטריה מפלה ומיקום גל הלם הוא אזור ראשוני של מחקר.

סוגי Flap ו-High-Speed Performance Characteristics

ירידות קבועות ב High Mach Numbers

סטיות פשוטות הן התצורה הפשוטה ביותר: חלק מתפתל של קצה שביל המסובב מטה.בטיס מהירה גבוהה, הסגירה העיקרית שלהם היא השינוי הפתאומי בסמבר, אשר יכול ליצור שיא שבץ ליד hinge. זה מאיץ את זרימת האוויר המקומית מעבר למספר המכריע של מאך, לעתים קרובות גורם גל הלם בצד המוביל של ה-Frefs, אשר מפריד את הגבול המהיר ומייצר לעתים קרובות מהירויות גבוהות יותר של פחמן, או ירידה, ממהירויות קטנדרווניות, הוא לעתים קרובות, כדי להפחית את הפחתת יעילות קטנה יותר.

תגית: Flaps

שילוב של מזל - פער מתוכנן בקפידה בין הזרוע לבין הטיפ - מאפשר אוויר רב עוצמה מן פני השטח התחתון כדי לזרז את שכבת הגבול על פני השטח העליון של האפר.במהירויות גבוהות, החיסרון הזה עוזר לעכב הפרדה מושרה הלם או למזער את החריצים (FLT:0F-22F-22 רפלקציה בדיוק להשתמש בדינמיקה מטבולית) לצמצום של גלימות על מנת למזער את לוח הזמנים של הגלם (FDirdustonic) לצמצום הגרורת הגרורות.

פולר פלאפס

(החליפים) מרחיבים הן את אחורי והן כלפי מטה, מגדילים באופן משמעותי את האזור היעיל של הזרוע ואת העיסוי. במהירויות גבוהות, הסיומת האחורית משנה את גניבת מרכז האווירודינמיקה, אשר יכול לשנות יציבות ארוכת טווח של הזרם, אך ה-Asord הנוסף מספק זרוע זמן ארוכה יותר למערכת ההלם, לעתים קרובות מאפשר למטוס לפעול בקופה גבוהה יותר לפני שגרור את המסחר-Flower הוא רק לאחר ה- 0.8Flower האופטימלי הוא עלייה במשקל.

פיצול Flaps

פיצול flaps deflect רק את פני השטח התחתון, משאיר את פני השטח העליון ללא שינוי. עיצוב זה יוצר גבוה גרור עם עלייה מתונה מעלים, מה שהופך אותם מתאימים לדהרה מהירה או לגרור מודציה במהלך טיסה סופרוזית ולא שיפור טהור של מעליות. כמה מושגים עסקיים סופר-סוניים משלבים פיחות מפוצלים כמו בלמים אוויר המספקים גם רגע חת האף מועילה כדי למנוע טריגראם.

מעבר לאמנה: מוביל-Edge Flaps ו- Slats

בעוד שפלים פורצי דרך מקבלים את תשומת הלב, מכשירים מובילים כגון קצוות מובילים דפוק או קרוג flaps הם חשובים באותה מידה באירודינמיקה מהירה גבוהה. בזווית גבוהה של התקפה, לוחות מובילים מתקדמים מעכבים את זרימת הזרמת הזרמת הפרידה על החלק הקדמי של כנף, שמירה על זרימה מחוברת על מערכת ה-Flasting-Flasting-Flasting כוללת את האפקט הסינריסטי המוביל בין שיקולים ו-Fapizing אחד: חייב להיות משולב של מערכת ההפעלה 1-Fapate כוללת של 1-Flasting מלאה של מערכת ההפעלה: Fapizing אחד: Fapizing אחד של מערכת ההפעלה: FLT-Flasting כוללת של 1-35-Flasting כל הדרך של מערכת ההפעלה.

אפשרויות ל Transonic and Supersonic Flap Systems

הפרדה מופחתת

האויב העיקרי של ביצועים מהירים הוא הפרדה מושרה הלם.מעצבים משתמשים בכמה אסטרטגיות: אופטימיזציה של זווית הדלפק ליישר עם כיוון זרימה מקומי, שילוב מנגנון מרמה משתנה שמשנה את צורת האוויר ברציפות, והפעלה של טכנולוגיות עור מורפיום (השאיפה היא לשמור על מערכת הלם חלש ולא זעזועים חזקים.

Flap Hinge ו-Gap Fairings

ירכיים ו פערים בלתי רצויים הם מקורות עיקריים של גרור לא רצוי במהירויות גבוהות.כל מילימטר של פער חשוף יכול ליצור תא מערב או זעזוע מקומי. מהנדסים אוויריים מעצבים כעת FLT:0 מילימטרים מפוסקים 1 עם חותמות גמישות כי לסגור את הפער במהלך ההפלגה ו הנחיתה.

חומרים ו-Thermal Constraints

(הופנה מהדף טמפרטורות קיצוניות - במיוחד ליד מאך 2 ומעלה.טיפי אלומיניום ארעי סובלים מתרכך תרמי; ⁇ טיטניום או מתרכובות פחמן-פיבר נדרשים.הנוקשות המבנית חייבת גם לעמוד בפני עומסים אווירודינמיים שעולים עם הכיכר של מספר מאך:0 ההתרחבות המוארמית של ניהול:1FLT הופך קריטי: התאמה בין תפקודים לטמפרטורה גבוהה יותר או מרוקנת יותר.

השפעה על סוללת Lift-to-Drag Ratio ודלק יעילות

(ה) מידת היעילות האווירודינמית של מטוס מהיר היא היחס להרים-ל-דראג.פלפס יש השפעה כפולה: הם יכולים להגדיל את הזווית של התקפה נתונה (הפחתת גרירה המושרה) אך בדרך כלל להגדיל את קצב הגלים וגרור.

(ב) למשל, קונקורד (ש שהשתמש בחוד החנית וההתפלות המאוחרות) השיגה הפלגה:0LigFLT:1/FLT:2DigtureFLT 3 של כ-7.4 ב- Mach 2.0 - ראוי לציון עבור תעבורה סופר-רוסית, אך רק בגלל ש-Ogivalta del Wing ו- Variable Wavedowsapated Wavesupdation Index to Modern F-Ficance for SuperFDance to the SuperFDFDLT Values: 4.

אינטגרציה של Flap Scheduling and Flight Control

ניתוח מהיר של פיזור לא יכול להיות להשאיר את זהויות פריסה קבועות.מערכות זבוב מודרנית-על-ידי-חוט ליישם את תזמון FLT:0 ;0 תזמון תזמון תזמון מהיר (FLT:1) - שולחן מבט אשר מצווה השתקפות אופטימלית המבוססת על מספר מאך, לחץ דינמי, זווית התקפה, ומשקל. במהלך האצה טרנסטונית מאך ל-1.2, לוח הזמנים של ה-F עשוי בהדרגה לנטרט את המסלולים על פני 5 מעלות כדי למנוע את ה-FD לאחור כדי למנוע את ה-FDPSDPSDPSDPSDPSDVerFDVate באופן הדרגתי, תוך כדי למנוע את ה-FD לאחור כדי להגביר את ה-FD.

שילוב מערכות ה-Fap עם מחשב בקרת הטיסה מאפשר גם עבור פיזור:0 ⁇ Active לטעון AlleviationFLT:1 [בטיסה מהירה, מחסנים ניתן להפליג במהירות במהירות כדי לשפוך עומסי גור, צמצום הלחץ מבני ומאפשר מבנים קלים יותר.הבואינג 777X משתמשת בטכניקה זו, עם ה-Fackpstipstipsics ובקרת פעילה על ידי צמצום של 10% לתנאי דלק מסוימים.

שיטות פרוצדורות משולבות וניסוייות בעיצוב Flap

אופטימיזציה של טיפות עבור טיסה מהירה גבוהה דורש שילוב של דינמיקות גבוהה של נוזל חישוביות ומבחן מנהרה רוח. Steady-state Reynolds-averated Navier-Stokes (RANS) משמשים בדרך כלל כדי לזהות מיקומים ואזורים הפרדה.עם זאת, אפקטים לא יציבים - כגון מזנון על תחילת או transonic flutter של flap עצמו - דרישה מתקדמת יותר כמו סימולציה של מאות LTs (Fed) על מודלים של דגימות גיאוריד (D) על ידי מהנדסים במהירות על ידי סימולציות).

"האתגר של עיצוב מהיר של צנרת אינו רק מחזק אותם מספיק; הוא הופך אותם חכמים מספיק להסתגל לשדה הזרימה המשתנה כל הזמן", מציין ד"ר אמילי קרטר, חוקר בכיר בנאס"א לנגלי. "מושגים מורפיים שיכולים להשתנות סומב ועובי בזמן אמת הם הגבול הבא".

מנהרות רוח המסוגלות מהירויות פסוניות וסופרניות (Mach 0.8–3.0) חיוניות לאימות תחזיות CFD.מודלים עם מספר רב של לחץ על פני השטח המפחיתים את כוח ההלם ואת מעבר שכבת הגבול.מהירות גבוהה שין צילום ללכוד תבניות גל הלם, ומאפשר למהנדסים לראות כמה התאמות קלות משמרות את עמדות הרגל ההלם.

מחקרים ב High-Speed Flap Innovation

לוקהיד SR-71 Blackbird

ה- SR-71 המופעל ב- Mach3.2, משטר שבו הטיפות הקונבנציונליות יחוו עומס תרמי ואירודינמיקה קיצוני.העיצוב שלו הופיע ב-FLT ייחודי:0 (0) מוביל מוביל מוביל מוביל הצצה 1) שהיה חלק ממערכת צריכת הגיאומטריה המשתנה. בעוד שלא היה מתפתל במסלולים מתקדמים במובן המסורתי, פני השטח המובילים המופעלים כשליטה ורמות, הן לשילוב של מערכת הגדלה, נשאר צמוד לחיקוי.

תגיות Supersonic Transports

נאס"א X-59 QueSST ופרויקטים אזרחיים כמו Overture של בום טכנולוגיה הם revisiting עיצוב פלישה עבור טיסה סופר-קולית נמוכה.המטוסים האלה מעסיקים FLT:0thin, כנפיים סחף מאוד (FLT:1 עם רק מהירויות מינימליות של משיכת-על, להסתמך במקום על טכניקות הונאה משתנות ובקרת הלם פעיל.

דרישות עתידיות: שליטה על זרימה פעילה וזרימה

הדור הבא של מטוסים מהירים ינטוש את הטיפות המנופלות לגמרי לטובת ה-FLT:0conformal מורפי משטחים מעל פני השטח של מעלה 1 (באמצעות סגסוגת זיכרון צורה או נוסחאות pneumatic, שביל הזרוע של כנף יכול לשנות באופן חלקה מסמנת ללא פערים או hing.

בקרת זרימה פעילה - באמצעות מיקרו-jets, פלזמה פועל, או סילון סינתטי - offers Another Path. מכשירים אלה ניתן לרכוב על פני השטח של ה-F כדי להזריק כמויות קטנות של מומנטום אשר שומרים את שכבת הגבול המצורפת אפילו באמצעות גלי הלם חזקים.על ידי שליטה פעילה במיקום הרגל ההלם, מערכות אלה יכולים ביעילות לבטל את ההשפעות השליליות של פריסת ה-F, ומאפשרות מטוסים להשתמש בפלסטיק ללא האצה.

המטרה הסופית היא ההרחבה:0 אגף האגף האדיב של 1 [=0] החושת לחץ מקומי ומתאים את הגיאומטריה המפופפת שלו על פני תקופה של מילימטרים, הרמת מרומם וגרור בכל רגע של טיסה.

מסקנה

עיצוב Flap הוא הרבה יותר מאשר במהירות נמוכה לאחר מחשבה - זה מאפשר קריטי של יעילות אווירודינמית במהירות גבוהה. מן הפיזיקה העדין של אינטראקציה גל הלם לאלגוריתמים מורכבים של מערכות תזמון על-ידי-חוט, כל היבט של גיאומטריה מהירה של פליפה ואסטרטגיה פריסה חייב להיות מותאם בקפידה למשטר הטיסה.