ההשפעה של עיצוב Flap על מהירות מטוסים וצריכת דלק ב Jets צבאי

עיצוב Flap ב Jets

מטוסים צבאיים הם בין המטוסים המתקדמים ביותר אי פעם מונדסים, שילוב מהירות קיצונית, תמרון גבוה, דרישות יעילות דלק קפדניות.אחד תת-מערכת המפתח המשפיעה ישירות על הפרמטרים ביצועים אלה הוא מערכת האגף. Flaps הם משטחים אווירודינמיים הנעשים על קצה הדליקה של כלי-החלופה (ולפעמים קצה המוביל) של כנפיים.

מימון מטוסים פלאפס ואירודינמיקה

כדי להבין את ההשפעה של עיצוב פליפה על מהירות וצריכת דלק, יש צורך לבחון תחילה עקרונות אווירודינמיים בסיסיים. A כנף מייצרת מעלית על ידי פיזור זרימת האוויר כלפי מטה, כמות המעלית היא פרופורציה לכיכר המהירות, אזור כנף, ואת הרציף coefficient (CLT:0LFLT:1), בדרך כלל להגדיל את המעלית המקסימלית על ידי הגדלת פרופיל מהיר ולהגדיל את הדחף גבוה (במיוחד עם לחץ אוויריבית גבוהה).

פלמס גם משפיע על זווית ההתקפה של הזרוע על דוכנים.עם היפוצים המורחבת, הזרוע יכולה להשיג זווית גבוהה יותר של התקפה לפני דוכנים, אשר משפר את הבטיחות במהלך טיסה איטית. עבור מטוסים סופר-סטוניים, גיאומטריה דלה חייב להיות תואם גם עם משטרי זרימה טרטוניים סופר-סטוניים, שבו היווצרות הלם יכול לשנות באופן דרסטי את ההתפלגות הלחץ.

סוגים של עיצובים Flap

קיימות תצורה של מספר צורות של סטיות, כל אחת מהן מציעה יתרונות אווירודינמיקה ומבניים נפרדים.הבאים הם הסוגים הנפוצים ביותר שנמצאו על מטוסים צבאיים:

תגית: Flaps

לוחות קבועים הם לוחות פשוט כי לסובב למטה מן קצה השביל. הם להגדיל סומב ומרים אבל גם ליצור גרר משמעותי, במיוחד בסטיות גדולות. בשל המורכבות הנמוכה שלהם משקל קל משקל, flaps פשוט משמשים לפעמים על מאמנים צבאיים קטנים או מבוגרים יותר.עם זאת, יחסם הרמפה-לעוטה שלהם במהלך הרחבה הופך אותם פחות מתאימים עבור ביצועים גבוהים הדורשים עונש מינימלי עבור יעילות דלק.

תגית: Flaps

חלפים מרופדים כוללים פער בין ה-Fap והאגף כאשר הם פרוסים אוויר באנרגיה גבוהה מלמטה הכנפיים זורם דרך חריץ זה וממריץ את שכבת הגבול על פני השטח העליון של ה-Fap, מעכב הפרדה ומאפשרים מזהמים גבוהים יותר מאשר קשקשים פשוטים. עיצוב זה משפר את המעלית ללא עלייה גדולה, מה שהופך אותו מועיל עבור מטוסים המבוססים על נושאת כי צריך זוויתיות תלולה ומהירויות נמוכות יותר כמו פלקון 16.

פולר פלאפס

פלילר מתמזגת כלפי מטה עם תרגום אחורי, ביעילות להגדיל את אזור הכנפיים ואת אקורד.זה מייצר עלייה משמעותית במעלית עם עונש גור מתון יחסית.כאשר מאריך, Fowler flaps לייעל את הזרוע עבור טיסה מהירה יעילה במהירות גבוהה. הם משמשים נרחב על מטוס תחבורה וגם על כמה מטוסים צבאיים גדולים יותר כמו C-17master III.

קרוגר פלאפס

חליפת קרוגר הם מכשירים מובילים מתקדמים שמקדים את האגף, מגבירים את השכבות ועיכוב הפרדת זרימת האוויר בזווית גבוהה של התקפה.הם משמשים לעתים קרובות בשילוב עם flaps חדשניים פורצים כדי לספק יכולת מרוממת מאוזנת במהירויות נמוכות.F/A-18 Super Hornet מעסיקה את קרוגפסים על כנפיו המובילות כדי להשיג את המרצפות הדרושות עבור צינורות להתאוששות.

צוק איתן ופאלפרונים

בעוד לא רק "חריצים" במובן המסורתי, סלאטים מובילים ו flaperons (מצטבר משטחים aileron / flap) מבצעים פונקציות דומות. Slats להרחיב את הקצה המוביל כדי לשפר את המאפיינים דוכנים, בעוד flaperons יכול droop סימטרי לפעול כמו flaps ו aסימטרי עבור שליטה.

השפעה על עיצוב Flap על מהירות מטוסים

מהירות היא פרמטר קריטי עבור מטוסים צבאיים, בין אם ליירוט, עליונות אווירית, או בריחה מאיומים. עיצוב פיפט משפיע על מהירות בשני משטרים עיקריים: טיסה מהירה ומהירות גבוהה.

ביצועים נמוכים

במהלך ההמראה והנחיה, הטיפות מורחבות לייצר מעלית גבוהה במהירות אווירית נמוכה.העיצוב של מערכת ה-Fap קובע את המהירות המינימלית שבה המטוס יכול בבטחה להיות באוויר או לגעת למטה.מערכת מרופדת היטב יכול להפחית את מהירות הגישה על ידי מספר קשרים, אשר לא רק משפר את הבטיחות אלא גם מפחית את אורך המסלול הנדרש.עבור מטוסים מבוססי נושאת, זה חיוני, עם זאת, קיבולת גבוהה, עד כדי כך של מהירות של מטוסי סילון, באופן בלתי נמנע, יש צורך להפחית את הלחץ על ידי יותר, באופן בלתי נמנע, כך, עם מהירות גבוהה יותר, עם מנועים, כך, באופן בלתי נמנע, עד כדי כך, עם מהירות גבוהה יותר, יש צורך להפחית את מהירות גבוהה יותר, עם מנועים יותר, עם מהירות לחץ גבוה יותר, עם מהירות גבוהה יותר מאשר דחף חזק יותר, עם מנועים לחץ גבוה יותר מאשר דחף חזק יותר, עם מהירות גבוהה יותר, עם מנועים, עם מהירות לחץ גבוה יותר, עם מנועים עם מהירות גבוהה יותר, עם מומנטום, עם מהירות גבוהה יותר, 000.

טיסה מהירה וסופרוזיונית

ברגע שמטוסים צבאיים חוזרים לצמצום הגרור והמהירות העליונה.במהירויות תת-קולוניות וסופרוזיות גבוהות, נוכחותם של אפילו פרוטות קטנות או פערים יכולה ליצור עונשים מושרה הלם, ולכן, מערכות ה-Fapap חייבות להיות מתוכננות לשכב נגד הזרוע כאשר מאריך מחדש את הממשק בין ה-Fap והמבנה חייב להיות חלק דינמי כדי למנוע את הגבול התחתון ו-Fapreekrefrefth של ה-Freekrefresh, כדי למזגוריד, לדוגמה, כדי ל-Frempremprempremp2, כדי ל-Fresh החלקהחלקהחלקה-Freekrempreekreekreples-Freekreekreatives-Ferremp2.

במהירויות transonic (Mach 0.8-1.2), חלוקת לחץ הזרוע משתנה באופן משמעותי. Flaps כי הם פרוסים אפילו מעט (עבור trim או תמרון) יכול לגרום גלי הלם אשר מגבירים את גרור. המודרנית-by-wire מערכות באופן אוטומטי להגביל את הדה במספרים גבוהים של מאך כדי למנוע עומס מבני וגרור יתר.זה תזמון אוטומטי מבטיח כי המטוס יכול להשיג את המהירות המקסימלית שלו במידת הצורך, בין אם ב dash כדי ליירט למטרה או לברוח טיל.

השפעה על צריכת הדלק

צריכת הדלק קשורה ישירות לזרימת דלק המנוע ויעילות האווירודינמית.עבור כל הגדרה נתונה, גרר גבוה יותר פירושו זרימת דלק גבוהה יותר כדי לשמור על מהירות. עיצוב Flap משפיע על צריכת הדלק בעיקר באמצעות עונש הגרור שנגרמו במהלך שתי התצורה המורחבת והממושכת.

תהלוכת ה-Rovert Flaps

במהלך ההמראה והטיפוס, הטיפות בדרך כלל מוגדרות לזווית מעוותת בינונית (למשל, 10-20 מעלות) לספק מעלית נוספת ללא גרור יתר.עם זאת, הגרור המושרה מ-Fapapup מוסיף בערך 15-30% לגרור הכולל של המטוס במהלך הטיפוס הראשוני.זה מגביר את שריפת הדלק לקילומטרים בטווח הקצר, עונש זה מקובל, אבל עבור שביתה לטווח ארוך, למעט משימות לחץ ארוך, לאחר מכן, הוא מאריך זמן רב.

דרגו ב Cruise

בשלב השייט, הטיפות ממושכות לחלוטין את העיצוב של מערכת ה-Fap עדיין חשוב כי כל אי סדירות משטח או דליפת אוויר דרך צירי עף יכול להגדיל את החיכוך.מטוסים צבאיים משתמשים במסילות חטיפה חתומות הדוקות ו ירידים כדי להפחית את הגרורות הטפיליות.

פרופיל ודלק יעילות

הדרך שבה לוח זמנים טייס פריסת עף משפיע גם על צריכת הדלק.לדוגמה, באמצעות תחנת נפילה גבוהה יותר עבור נחיתה (למשל, 30 מעלות לעומת 20 מעלות) מגבירה את גרר ועשויה לדרוש גישה תלולה יותר, אבל זה יכול להפחית דחף המנוע הנדרש כדי לשמור על glideslope, ובכך להפחית את שריפת הדלק באזור הטרמינל.

דרישות עבור אופטימיזציה של Flap Systems

מהנדסים מתמודדים עם קבוצה של עצירות מסחר בעת תכנון סדקים למטוסים צבאיים.הגורמים הבאים הם בין החשובים ביותר:

כוח חומרי ומשקל

פלמים חייבים לעמוד עומסי אווירודינמיקה שיכולים לעלות על 2-3 פעמים העומס סטטי במהלך תמרונים גבוהים.חומרים כגון ⁇ אלומיניום, טיטניום, ותרכובות פחמן-פי הם נפוצים. flaps Lighter להפחית את משקל המטוס הכולל, אשר משפר את יעילות הדלק ומאפשר יכולת עומס טובה יותר.עם זאת, מבנים קלים חייבים להיות נוקשים מספיק כדי למנוע שטף - רזודה מסוכנת שיכולה להתרחש מהירויות גבוהות יותר, ולכן דורשות.

מהירות ספיגה וגמישות

החיתולים צבאיים חייבים לפרוס במהירות – לעתים קרובות בתוך כמה שניות – כדי לאפשר שינויים בתצורה מהירה במהלך תמרוני לחימה או חירום. מערכות הפעלה טווח של גלילים הידראוליים ועד למבצעים אלקטרו-מכאניים (EMAs) מערכות הידרוקוליים לספק צפיפות כוח גבוהה אך דורשות צנרת מורכבת והם פגיעים להילחם בנזקים.EMA להפחית את התחזוקה אך יש לתכנן עבור שיעורי עומס גבוה; יעילות היא קצבה; תפקוד חטוף שעלול לגרור באופן דרסטי, עלול לגרור באופן משמעותי, עלול לגרור באופן דרסטי, וסיכון, לגרור את הפיילוט, וסיכון, עלול לגרור באופן דרסטי, ולהפחית את הפיילוט, עלול לגרור באופן דרסטי, אך עלול לגרור נזק.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

מעבר לפרופיל הדה-הבנה הבסיסי, מהנדסים עובדים כדי להפחית את הגרור הטפילי על ידי ביטול פערים, באמצעות ירידות על מסלולים מפלים, ולהבטיח מעברים חלק בין העור השברירי. חלק מהעיצובים משלבים חותםים בלתי ניתן לנפח את הפער בין ה-Fap לבין הזרוע כאשר מאריך, הפחתת מהירויות סופרוזיוניות, האזור ליד קו ה-Haping יכול לייצר הלם אם לא כראוי; F-C הוא הסתגלות (D) הוא מייעל לטבולית (מתאים למהירויות על ידי חומר הגלולות (DC).

טיסות לHigh-Speed Flight and Stealth

לוחמי הדור החמישי כמו F-22 ו-F-35 דורשים סדקים שאינם מתפשרים על קצהים, פערים גדולים או השתקפות של צירי ה-FFF יכולים להגדיל את שטח החצוצרה של המכ"ם במטוסים אלה, הקצוות הם מחוסנים או מכוסים בחומרי מכ"ם-אבבן.בנוסף, החיספים חייבים לשמור על צורתם והיערכות גבוהה (בשל חימום קינטית במהירויות סופר-מדומים) ללא מהירויות ניהוליות קריטיות.

אינטגרציה עם חוקי בקרת טיסה-על-ידי-Wire

מטוסים צבאיים מודרניים משתמשים במערכות בקרת טיסה דיגיטליות אשר באופן אוטומטי להתאים הגדרות של איפור לביצועים אופטימליים.חוקי הבקרה לוח זמנים סטיות סטה כפונקציה של מספר מאך, זווית התקפה, ומשקל. לדוגמה, במהלך תור גבוה, המערכת עשויה להוריד באופן סימטרי את שני הפלפרונים כדי להגדיל את מהירות הדוכן, מתן ביצועים טובים יותר של הטייס לאכוף מגבלות מבניות כדי למנוע מגבלות עומס מקסימליות של המטוס.

טכנולוגיות מתקדמות ומגמות עתידיות

כאשר התעופה הצבאית דוחפת למהירויות גבוהות יותר ויעילות רבה יותר, החוקרים מפתחים מושגים חדשים שיכולים להחליף משטחים מותאמים לנטייה קונבנציונלית.חלק מהטכנולוגיות המבטיחות ביותר כוללות:

הסתגלות ומשורר פלפס

שינוי בצורתם של מורטים בטיסה באמצעות חומרים חכמים (למשל, סגסוגת זיכרון, סגסוגת אדזואלקטרית) או מנגנונים תואמים.במקום דיסקרטי, מלוטש, פלחים מתפתלים, את כל קצה הדרך יכול להיות מוקרן בצורה חלקה, חלקה אופטימיזציה של נאס"א ל-15 נקודות תורפה פעילות עבור כל מצב טיסה.ה של פרויקטי מחקר מתקדם של Aero Research Project (DARPA) מממנת לחקור כאלה "חמאס-APT" כדי לשמור על מהירות נמוכה יותר של מערכות גרורהחליפקודדת) כמו הפחתה מוקדמת של הפחתה מוגבלת של תאים.

המונחים: Camber Constant Flaps

במערכת של מזחלת משתנה, פני השטח העליון והנמוכים של קצה השביל גמישים, ופועלים פנימיים משנים את הריצוף הכלורד-wise. גישה זו מאפשרת לאגף לשמור על זרימת לבנדר על חלק גדול יותר של פני השטח, צמצום חיכוך גרר.עבור מטוסי קרב צבאיים שמעבירים זמן ארוכים בשייט סופר-סטוני (למשל, מטוס מהיר בעתיד), שביתה משתנה יכול להיות מופחת באופן משמעותי, עם זאת, לחץ כבד, עם זאת, עלול להיות בעל משקל כזה.

עיצובים של Flap / Aileron

עיצובי קרב עתידיים עשויים לחסל את הטיפות נפרדות ואת איילונים לחלוטין, במקום זאת באמצעות משטח אחד של פורצי דרך המסוגלים הן סימטריות והן סימטריות של ה- X-59 QueSST (השדים העל-קוליים של נאס"א) משתמשים בעיצוב כזה עבור ייצובו האופקי, אם כי לא עבור מטוסים קרביים, זה יקטין קווי hing ו-Daprephicre, שיפור פערים, ו-reicolrererererererererereative, כדי להשיג יותר, כדי לשלוט על-reicer פיזור, ו-cotholreative, ו-reative, כדי להשיג יעילות משולבת יותר.

תוצאות חיפוש של Jet Flap Systems

בחינת דוגמאות בעולם האמיתי ממחישה כיצד אפשרויות עיצוב צנרת משפיעות על מדדי ביצועים.

F-16 - פלקון

ה-F-16 משתמש במערכת של פליפה חדשנית שמורכבת מפלטים מעוטים.כאשר בשילוב עם הטיפות המובילות (שמהווים חלק ממערכת בקרת הטיסה האוטומטית), ה-F-16 משיג טיפול מהיר מצוין עבור עיצוב דלה-wing.הפלים מתוכננים על ידי מחשב בקרת הטיסה כדי לפרוס בזוויות ספציפיות של התקפה ומספרים.

F-22 Raptor

F-22 משתמש ב flaperons על קצה השבילים ואת ה flaps חדשניים על שני כנפיים וייצוב אופקיים.משטחים אלה משולבים בצורה חלקה לתוך מסגרת האוויר כדי לשמר את ה-Faperons יכול לפעול כמו flaps במהלך ההמראה והנחיה, והם גם לבצע שליטה מתגלגלת בהילוך גבוה של F-22 הם מאוד מתוחכם; במהלך טיסה סופרוני, הם חסומים יותר כדי למנוע את המשחק 2-22 חסר צורך על ידי משחק נמוך יותר מ"מ"ל.

F-35 ברקיע II

F-35 כולל שילוב של flaperons ו flaps חדשניים אשר נועדו הן ביצועים גבוהים וגניבה. F-35B גרסה כולל מאוורר מעלית ונוכל אחורי כי לסובב, אבל הכנפיים שלה הם חיוניים לייצור מספיק להרים במהלך ניכויים קצרים ונחיתות אנכיות.ה flaperons לרדת 42 מעלות במהלך הגישה, ומובילה את הטיפות כנפיים כדי להגדיל את מהירות גבוהה יחסית, עם ירידה במשקל 35 דקות קצר יחסית.

B-2 Spirit (Stealth Bomber)

למרות שלא לוחם, מפציצי B-2 משתמשים בקצה "sawtooth" ייחודי עם מספר רב של אלבונים שפועלים כמו flaps, מעליות, ו ailerons. משטחים אלה עשויים מחומרים מורכבים והם נועדו לשמור על צורת הרדאר המתגברת באופן נרחב תוך מתן יעילות הדלק הנדרשת וסמכות רול.

מפתח גורמים משפיעים על מהירות וצריכת דלק

• (FLT:0)Flap הקלד ותוכנית פריסה: FLT:1 Fowler מספק מעליות גבוהה עם גרור נמוך אבל להוסיף משקל; flaps מלוטשים מציעים פשרה טובה עבור לוחמים; Croeger flaps לשפר את המעלית במהירות נמוכה על הקצה המוביל.
• (FLT:0Dragduction at Cruise:FLT:1hil Reverse flap design חייב למזער פערים, להתקפי ירכיים, והפסקת פני השטח כדי להימנע מהעלאת המטענים הגדלים של דלק.
• (FLT:0) cceleration and Top Speed:cioFLT:1 בעוד שפלים ממושכות במהלך טיסה מהירה, יכולת מערכת ה-Fap להישאר נפוחה וחוקי הבקרה המונעים פריסה לא רצויה ב-High Mach משפיעים ישירות על מהירות מקסימלית.
• (FLT:0) המגבלות המבניות והמבניות: FLT:1 פלמים על מטוסים סופר-קוליים חייבים לעמוד בטמפרטורות גבוהות; חומרים כמו טיטניום ומניעים מתקדמים, אך הם מוסיפים עלות ומשקל.
• (ב) שיקולים:0 (ב) ,1 ,FLT:1, יש לטפל בפערים ובפרצים כדי להפחית את חתימת המכ"ם, אשר יכול להיות סותר עם אופטימיזציה אווירודינמית.
• (FLT:0) שילוב אלחוטי:FIRLT:1 תזמון אוטומטי של flaps משפר ביצועים ללא עומס עבודה הטייסים, אבל התוכנה חייבת להיות מכוונת בזהירות כדי למנוע גרור מוגזם.

התייחסות חיצונית לקריאה נוספת

עבור הקוראים המעוניינים בפרטים טכניים יותר, המשאבים הבאים מספקים מידע סמכותי על אווירודינמיקה של רופפים ועיצוב סילון צבאי:

• מרכז המחקר גלן (NASA Glenn Research Center - High Lift SystemsearphsFLT 1
• מערכות F-35 Lightning II Lite Air Control System of Control System of 1
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• תאגיד התעופה העתידי (FLT:0) RAND Corporation - Future High-Speed Air Vehicles: Flap and Morphing Wing TechnologiessigtureFLT 1

אזכורים אלה מכסים הן עקרונות אווירודינמיקה בסיסיים והן את החידושים האחרונים בעיצוב רפה עבור יישומים צבאיים.

מסקנה

מערכת ה-Fap של מטוס צבאי היא מרכיב מונדס מאוד המשפיע ישירות על מהירות וצריכת דלק לאורך המעטפה הטיסה.מבחירה של סוג ה-Fap (סביר, מלוטש, פולר, קרוגר, או flaperon) לבחירה של חומרים, הפעלה, וטיסה של מהירויות דלק גבוהות יותר, כל החלטה עיצובית כרוכה במאזן, משקל, ועלות בעוד שפלים חיוניים לכדי יעילות גבוהה יותר, כגון תפעולית דלק, כמו גם על ידי פיתוח יעיל יותר, יעילות גבוהה יותר, והשגת יכולת גבוהה יותר של יעילות גבוהה יותר, וקידום של ייצור דלק, כמו גם של יעילות גבוהה יותר, כמו גם של יעילות גבוהה יותר, וקידום של יעילות גבוהה יותר של יעילות גבוהה יותר של ייצור דלק, והשגת יכולת ניהולית דלק, וקידום, וקידום, יעילה יותר, כמו גם של יעילות גבוהה יותר, כמו גם של יעילות גבוהה יותר, יעילה יותר, יעילה יותר, יעילה יותר, יעילה יותר, כמו גם של מערכת יעילה יותר, מערכת הפעלה מהירה של מערכת יעילה יותר, יעילה יותר של מערכת יעילה יותר, מערכת הפעלה מהירה של מערכת הפעלה מהירה של מערכת יעילה יותר, וקידום, וקידום של מערכת הפעלה מהירה של מערכת הפעלה מהירה של מערכת הפעלה מהירה של מערכת הפעלה מהירה של מערכת יעילה יותר, ו