הקשר בין המעלית, דרדר וצריכת הדלק בתעופה מסחרית

ההשוואה האירודינמית: Lift vs. Drag Breakdown

(ב) כל מטוס בעל משקל יציב, רמת הטיסה פועלת תחת איזון מדויק של ארבעה כוחות: להרים שווה משקל, ודחף שווה לגרור.רמפה נוצר על ידי הלחץ שונה שנוצר על ידי צורת האוויר של הזרוע, על פי העיקרון של ברנולי, זרימת האוויר המואצת על פני השטח העליון לייצר לחץ נמוך יותר, בעוד זרימת האוויר האטית מתחת ללחצים גבוהים יותר, ומייצרת כוח עליון.

עבור מפעילי צי, משוואה המעלית מדגיש נקודת מנף מיידית: כי משקולות מעליות עם הכיכר של מהירות האוויר, עלייה קטנה במהירות ההפלגה דורש עלייה משמעותית יותר במעלית ולכן, גרר - אלא אם כן פיצוי על ידי גובה צפיפות נמוכה יותר או מגובה גבוה יותר של צריכת דלק (כלומר, חברות תעופה לטוס נפח דלק מאך בתוך להקה צרה (בדרך כלל 0.85) שבו המסחר בין מהירות נמוכה יותר לבין נפח טיסה נמוך יותר של 0.80 מ"ג') לעומת 4 ק"מ"מ"מ"מ -0 דקות נסיעה של דלק באופן יעיל של פחות מ"מ -0.

Decomposing Drag: Parasite, Induced, and Wave

(הופנה מהדף ⁇ ) הוא ההתנגדות האירודינמית המתנגדת לדחף של מטוסים תת-קולוניים, גרר מסווג לשלושה מרכיבים עיקריים:0Parasite גרור 1LT 1LT כולל את הצורה של גרר (הרכיב חוצה-מחלקה של המטוס) לגרור חיכוך עור (החומרים המהירים) מעל פני השטח המהירים (מצטברים) של 100,000 דולר) וגרם על ידי עלייה חדה של גרורה של זעזועים (Flow- 15,000) בפח) של גרורהירידה של גרורהמטרהמטרהמטרה) נמוך מעל פני השטח התחתון של 15,000 טון).

ביצועים: L / D Ratio ו טווח Breguet טווח Equation

(ההיעילות האנרגדינמית של מסגרת אווירית היא כפייתה:0) יחס רכילה (L/D) ל- L/D (L) גבוה יותר L/D, כלומר הזרוע מייצרת יותר מעליות ליחידת גרר, הדורש פחות דחף ופחות דלק לכדי טווח דלק שלילי (LVR) מגובה את יחס ה-L/D המקסימלי בין 18 ל- 20 ל-F) ל- 20.

כדי להפוך את הבטון הזה: לשקול A330-300 פועל מגזר של 6,000-נוטי-מילי.אם משקלו הריק של המטוס מופחת על ידי 1,000 ק"ג באמצעות תאים תאיים קלים וטעינה דלק מייעל, משוואה Breguet צופה חיסכון דלק של כ-500 עד 600 ק"ג על פני הטיסה, כי הירידה במשקל נמשכת מנטילת דלק לנחת, תוכנית להפחתה ריקה על ידי 3,000 ק"ג על פני 30 ק"ג, 000 טון, אפילו על פני שטח של צריכת דלק מינימלי של פחות מ-2,000 טון (רק) ל-2,000 טון (רק) עד 30 ק"מ, 000 טון) עד 30 ק"מ, 000 טון, 000 $ בשנה, 000 $ בשנה, 000 $, 000 $, 000 $, 000 $, 000 $, 000 $, 000, 000, 000, 000 בשנה, 000 $, 000 $, 000, 000, 000 $, 000 $, 000 $, כי ירידה במשקל נמשך עד $ בשנה, 000 $ להפחתה במשקל נמשך עד $ ל- 000 $ למנת להפחית את צריכת דלק למנת להפחית את צריכת דלק למנת להפחית את צריכת דלק למנת להפחית את צריכת דלק למנת למנת להפחית את צריכת דלק חד- 000 $ למנת ל- 000

טווח מקסימלי לעומת סיום מקסימלי

(הפעלת מהירות ה- L/D של חברת התעופה המקסימלית (המגזר המרבי של חיל האוויר) אך לא בהכרח הטווח המקסימלי של כלי רכב, טווח מקסימלי מתרחש במהירות גבוהה במקצת - בדרך כלל המהירות שבה המוצר של L/D ולעומת צריכת דלק מסוימת ממקסימה את המהירות של ניהול הדלק (FLT-Flastic) אך ורק ב-1,0imum Cruise (MRC) פועל לעתים קרובות ב-FLT2FR2:

הקשר הישיר בין דרג ודלק זרימה

בשיוט, דחף המנוע חייב בדיוק את הגרור הכולל של כוח גרר, ולכן, כל עלייה משמעותית בדלק באופן ישיר כדי לשמור על מהירות.צריכת דלק מנוע ג'ט נמדדת על ידי FLT:0Thrust Specific Fuel Contion (TSFC) מחזירה את טווח הדלק הפגום לכאורה ב- 0.000 ליטר דלק נוזלי ל- 0 ליטר של דלק נוזלי למשך שעה (lb/lbf-hr).

דוגמה אמיתית לעולם: חברת תעופה אירופית גדולה זיהתה עלייה של 0.5% בגרור עקב 0.1 מ"מ של קצה השביל של איילונים על צי A320 שלה, תיקון הפערים האלה באמצעות תוכנית תחזוקה מתוכננת עולה $50,000 על פני הצי, אך נכנע יותר מ -2 מיליון דולר בחיסכון דלק שנתי.

אופטימיזציה של טיסה Envelope: Altitude, Weight, and Speed

אסטרטגיות שלב-Climb ואופטימיות

כמטוס מטפס ודחיסות אוויר יורדת, קצבת הטפיל נופלת בחדות.כדי לשמור על המעלית, המהירות האווירית האמיתית חייבת להגדיל (מספר גבוה יותר מאך), אשר בתחילה משפר את L/D. עם זאת, גובה אופטימלי מחוספס על ידי הצורך למנוע מזנון מאך במהירויות גבוהות של טבלאות אוויריות ועמודי בקרה במהירויות נמוכות יותר של מטוסי FMS-FMS:0Optimum AltitudeFLT, לעתים קרובות, ירידה במשקל של 2,000 רגל ודלקים, אך ורק בטמפרטורה גבוהה יותר.

במסלולים הצפון-אטלנטיים הממוקדים ביותר, חברות התעופה משתמשות כעת ב-0Dynamic A Air Rerouting (DAR)FLT:1 כדי לבקש גבהים אופטימליים ומסילות בזמן אמת, בהתבסס על תחזית רוח מעודכנת.מחקר שנערך על ידי IATA מצא כי מטוסים שקיבלו בהצלחה אישורים של זמן קצר בנקודה האופטימלית לחסוך בממוצע 2.5% על פני טיסות טרנסטיות בהשוואה ל-ACT יעיל יותר, עם הסתברות גבוהה פחות מ-C עם הסתברות גבוהה יותר של נתונים, עם הסתברות נמוכה יותר של הסתברות גבוהה יותר של הסתברות גבוהה יותר של חסכונית של הסתברות גבוהה יותר של הסתברות גבוהה יותר של הסתברות גבוהה יותר של הסתברות גבוהה יותר של הסתברות גבוהה יותר של הסתברות גבוהה יותר של הסתברות גבוהה יותר של הסתברות גבוהה יותר של .

פינת Coffin Corner ו- Mach Trade-offs

החלון התפעולי הצר בגובה גבוה ידוע כחלון:0coffin CornerFeloph1 (בגבול זה, שולי בין מהירות דוכני המהירות הנמוכה (1.3 VigFLT:2SFLT 3:2SFLT 3: 3) ומגבלת מזנון מהיר מספיק של מאך (מ-FLT:4MOFLT: 5) מהתמוטטות של פעילות קרובה מדי למזנון הגבול יכול לקבל מקסימום ירידה של כוח נזיפה וירידה של המטוס באופן ישיר על ידי מטענים ספציפיים.

משקל ריק Battleground

כל קילוגרם של משקל ריק על מסגרת אוויר דורש תוספת מעלית לתמיכה, אשר מגביר את גרר מושרה יתר על כן, המסה המבנית הנדרשת כדי לתמוך כי משקל מוסיף גרורת 10,000. Airlines ויצרנים רדפו באופן אגרסיבי את הירידה במשקל באמצעות השימוש של FLT:0 Carbon-Fiber-reinforces, אפילו יותר מ 10 ק"מ של צינורות דלק מטבוליים, לעומת 10% מנפחים של צינורות מים מקוטבים, לעומת 50% מצריכת דלק מנפחים מנפחים מנפחים מגובה באופן ישיר.

מקרה בולט: נושאת מטוסים אמריקאית החליפה את כל המושבים של 737-800 שלה עם מודל אולטרה אור במשקל 8 ק"ג למושב במקום 12 ק"ג, חיסכון של כמעט 400 ק"ג מטוסים.על פני צי של 200 מטוסים, זה מתורגם לקיבולת עומס שכר עולה שווה ל-4 נוסעים נוספים לטיסה, או חיסכון דלק של 1.5 מיליון דולר בשנה בדלק מטוס $ / גל.

תיק טכנולוגיה: חיתוך דראגי באמצעות עיצוב

מכשירים של Wingtip: Mitigating Induced Drag

ניתן להפחית את ה-Reduced גרור באמצעות הפצת המעלית של הזרוע ביעילות רבה יותר בקצה. Winglets ומכשירים אחרים של כנף ביעילות להגדיל את יחס FLT:0 (aspectratedFLT:1 של הזרוע מבלי להוסיף משקל מבני פרופורציונלי זמין לכידת על ידי מטוסי 737NG, כרישים על משפחת A320neo, ו- «Ryk על 787 ו-777».

עבור מפעילי צי, ההחלטה רטרופיט על מטוסים ישנים יותר תלויה בחיים הכלכליים הנותרים של מסגרת האוויר ואת אורך המגזר טס. a רטרוfit על מגזרי ממוצע של 737-800 טיסה של 1,500 מיילים ימיים יכול להניב חיסכון של 3–4% ותקופת תשלום של 2–3 שנים.עבור 757-200 מסלולים טרנסטלטיים, רטרופיטים הוכחו כבר למעלה מ -100,000 מטוסים, כמו מטוסי בואינג לשנה.

חיכוך עור מהווה חלק משמעותי של גרר טפיל על חברת תעופה מודרנית. שכבת גבול סוערת יוצרת הרבה יותר חיכוך עור גבוה יותר מאשר מהנדסי לליטר:0Hybrid Laminar Flow Control (HLFC)S)FLT:1, אשר משתמש בדלקת עור או micro-perforations על קצה המוביל כדי לייצב את שכבת הגבול ועיכוב מעבר לדלקתיים גבוהה על ידי מפעילי שטח של נאס"א (R) אפילו על ידי סרג'רמים קטנים של פחמן-NA-ידי צינורות מתכתב"א) יכולים להפחית את קווי מתכתבטווחים קטנים של פחמן (R) ב-אווירהמים קטנים).

סרטי Riblet, כגון 3M's AeroShark, נבדקו על מספר חברות תעופה כולל לופטהנזה וכל Nippon Airways. אלה מורכבים משקעים מיקרוסקופיים התואמים עם זרימת האוויר, צמצום חיכוך העור בכ-1% כאשר הם מוחלים על אזורי מפתח כמו בטן פתיבית ותאולים מדי שנה.הסרט מוסיף משקל מינימלי (כ 10 ק"ג עבור גוף רחב) והוא מתוכנן ל-3-5 שנים האחרונות, בעוד שחיסכון קטן יכול לחסוך על פני מטוס גדול, בעוד ששווה ערך ל-75 שנים.

Airfoils Super Critical Airfoils ו-High Aspect Ratios

הפיתוח של ההרחבה:0 , AirfoilsveFLT:1 (של נאס"א) מאפשר למטוסים מסחריים לטוס במספרים גבוהים יותר של מאך עם פחות גל. אלה Airfoils תכונה משטח עליון שטוח יותר ולהגדיל את aft camber, אשר מעכב היווצרות ולהפחית את האינטומציה שלה.

האגף של Airbus A350 כולל סומבר משתנה, המאפשר ל flaps ו ailerons להסתגל באופן אוטומטי במהלך השייט כדי לשמור על צורה אופטימלית עבור המשקל הנוכחי ואת מספר מאך. זה FLT:0continententating סומונים אדפטיים (FLT:1) המערכת משפרת את הביצועים של הזרוע לאורך כל המעטפת הטיסה, ומספק חיסכון נוסף 1–2% על כנף קבועה.

מצוינות תפעולית: אימוץ יעילות בשירות

אופטימיזציה בזמן אמת

מערכות תכנון הטיסה של היום ממנפות נתונים מסיביים, כולל מודלים רוח עליון, תחזיות טמפרטורה, וחיל האוויר תעבורה תעבורה (ATFM) חריצים. Airlines לנצל את FLT:0ACARS (Aircraft Communications address) ודיווח מערכת) מיפוי 1 כדי להגביר את מודלי הרוח המתוקנים במהלך הטיסה, ומאפשרת FMS ליישר את מספר האופטימימאט זה יכול למזער את רמת דלק גמישה (R) כמו סוללת דלק סטנדרטית דלק (Rate) ב-Nateways).

כמה מפעילי צי כבר לפרוס את נתוני הביצועים של מטוס:0 (פלטפורמות ניתוחיות מובילות) ,(FLT:1) כי מאות פרמטרים בולטים ביותר - נתוני ביצועי מטוסים, מזג אוויר AIM, הגבלות ATC ואפילו זמני חילוף מתחרים - כדי להמליץ על תוכניות טיסה לפני משיכת יישומים.לדוגמה, אם מצב רוח ראש צפוי לחזק את האוקיינוס האטלנטי, המערכת עשויה להמליץ על מספר איטי יותר מאך עד להורדת דלקים עד ל-B לעתים קרובות יותר, עם צריכת דלק משולבת (0.5 אחוזים) עם צריכת דלק (בטווח דלק).

פעילות מתמשכת ועלייה

יבואות צעד-הכנסה דורשות מגזרי רמה בגובה נמוך, שבו כוויות דלק גבוהות יותר באופן דרמטי בשל הגדלת פעילות ה- L/D.FLT:0Continent Descent Operations (CDO)evolveFLT:1 מאפשרות למטוס לרדת מגובה השייט לסף המהיר עם מנועים ביציאה רציפה, הימנעות מרמות דלק-hungry-offf:2APTA 3A יכול למזער את רמת הדלק המודרנית באופן פעיל (F-F-FD) באופן פעיל, באופן פעיל, באופן פעיל, כמו גם ב-FSD-FSD-FD.

שדות תעופה שמילאים נהלי ניווט מבוססי ביצועים (PBN), כגון גישות ניווט (RNP), מאפשרים למטוס לטוס פרופילים ממוטבים אפילו במרחב האווירי המתפתל.החיסכון לטיסה הם בדרך כלל 100-300 ק"ג של דלק להגעה, בהתאם לשדה התעופה ולסוג המטוסים.עבור צי המפעיל 500 כניסות יומיות למרכז מרכזי, המתורגמים ל-50-150 טון של דלק בשנה -2 משאיות ל-C, כדי לאפשר ל-CO לעתים קרובות ל- 150 טון של דלק ל-2 C.

מנועים ומשטרי תחזוקה של חיל האוויר

(ב) מסגרת אוויר נקייה ומנוע חיוניים לשמירה על ביצועים אווירודינמיקה מוסמכים.(FLT:0 על מנוע כביסה מנועים מנועים מ-FLT:1 מסירים מצטברות מלהבים דחוסים, שחזור יעילות זרימת אוויר וצמצום TSFC על ידי עד 1%.Routine Airframes מסירים את שערי החרקים, עפר, ומישות מחוץ לצנרת אוויריתות אווירית (Falage) ו-R.2Routine Airframe.

מנוע ההפעלה המוביל שוטף כל 500 עד 1000 שעות טיסה בהתאם לסביבת ההפעלה.מנוע כביסה מבוצע בדרך כלל באמצעות מערכת מבוססת קרקע אשר מזרקת פתרון מרתיע ואחריו שטיפה בעוד המנוע הוא מנוע.העלויות ללחיצת כביסה נמצאת מתחת ל-2,000 דולר, וחיסכון הדלק על פני כדורעף טיפוסי של גרוטאין-מנועי יכול לשחזר את העלות בתוך 50-100 שעות טיסה באופן דומה, שטיפת אוויר בתדר של כל 6 חודשים, 000, 000, 000, 000, 000 קבוע, 000, 000, 000, 000 זמן קצר יותר, 000, 000, 000 קבוע, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 קבוע, 000, 000 מאומץ על פני שטח, 000, 000, 000, 000, 000, 000 קבוע, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 זמן קצר יותר מאומץ על פני שטח, 000, 000, 000 כדי לשמור על פני השטח של לחץ על פני שטח קבוע, 000 קבוע, 000 קבוע, 000, 000 000, 000 אגן על פני שטח קבוע, 000 000 000 000 000, 000, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 כדי לשמור על פני שטח כדי לשמור על

משקל ומאזן אופטימיזציה

לטעון את המטוס עם מרכז כוח הכבידה (CG) נוסף גניבת משקל נוסף מפחית את כוח הזנב הנדרש, הורדת גרור.מערכות תכנון עומס מודרני להשתמש FLT:0Optimized Takeoff WeightFLT:1 כדי לקבוע את עומס הדלק המדויק הנדרש, צמצום קרון של דלק מיותר (פרקטיקה המכונה אופטימיזציה לדלק).

כדי ליישם אופטימיזציה CG, בקרים לטעון להשתמש אלגוריתם מתוחכם מחשב את נפח הדלק המדויק ואת חלוקת המטען הדרושים כדי להשיג את CG אופטימלי תוך שמירה על מגבלות טעינה ודרישות דלק תפעוליות מינימליות.התהליך כרוך לעתים קרובות לשאת פחות דלק במיכל המרכז ועוד בטנקים כנף, או הבלטת מים כאשר יש צורך. עבור 777-300ER להפעיל טיסה 12 שעות, 22% מעבורת CG יכול להפחית את צריכת הדלק של כ -15 ק"ג' ל -15 ק"ג'ל בשנה.

חשבונאות כלכלית וסביבתית

ההשפעה הכספית של יעילות אווירודינמית היא מוגברת על פני צי.עבור מטוס רחב גוף המכסה 500,000 מיילים ימיים בשנה, ירידה של 1% בטווח אוויר מסוים (SAR) חוסכת כ-90 טון של דלק ו-285 טון של CO2 מדי שנה. , 000 צמיגים חדשים של עלויות מסחר אלקטרוניות כגון: 300 מחסנים חשמליים ו-50 מחסנים רחבים, חיסכון של מיליוני דולרים ו- 285 טון של פחמן מסוג C2Femmits) יש לעתים קרובות מעל פני מחזורי של 2, 000 של מטוסים חדשים של מטוסים חדשים של פחמן C2F2F2F1.

לדוגמה, החלפת 767-300ER בת 25 עם 787-9 חדש מפחיתה את שריפת הדלק למושב בכ-25-30%.בתוואי של 7,000-nautical-mile כמו ניוארק לפרנקפורט, ה-787 שורף כ-15,000 ק"ג פחות דלק לטיסה.ב-32 דולר לדלק סילון, המתורגם ליותר מ-5,000 דולר ל- 300 טיסות בשנה, חיסכון שנתי של 54.5 מיליון דולר בשנה, בעוד שחלף הוא חיסכון מהיר.

כיוונים עתידיים באירודינמיקה

Transonic Trus-Braced Wing (TTBW)

בואינג ונאס"א מפתחים במשותף את הרעיון של FLT:0 (Transonic Trus-Braced Wing (TTBW)FLT:1 תחת תוכנית המחקר של מטוסים ירוקים סובטוניים (SUGAR) תצורה זו משתמשת דק, אולטרה גבוה-גבוה-aspect-ratio (מעל 12:1), על ידי עוקץ מבני כדי להפחית את הגל המושרה והדרמטית של הדור הבא של נאס"ל, בהשוואה ל-F2A, לעומת 25D2A, הוא מסוגל להגיע לדלק החזק של חברת דלק יחיד (R) אשר עשוי להשיג יותר, כולל ה-B3D2A) אשר עשוי להגיע להפחתה של דגם הפחתת דלק יחיד (יותר של דגם ה-B3D2D2D2D2A) של דגם הפחתת דלק יחיד (יותר מ-A) של דגם ה-NA) של 2D2D2D2D2D2D2D) של דגם הפחתת דלק יחיד (יותר מ-NA-R.

העיצוב של TTBW מציג אתגרים תפעוליים ייחודיים עבור מפעילי צי: הזרוע הגבוהה-הספקטית-רציו דורשת שערים וקווי מוניות ארוכים יותר, והמבנה העקרוני מוסיף משקל שיש להוריד על ידי רווחי היעילות.עם זאת, הפוטנציאל להפחתה של 30% בשריפת דלק יכול להפוך את הכלכלה של פעילות קצר-ליום-למטר-אול, אשר מהווה את רוב פליטות התעופה הגלובליות, כמו גם לבחון את ה-FSTFST:

חגורת כנפיים (BWB) ו- Novel Configurations

ה-FLT:0 [BWBWBirve]FLT [1] ממזג את הפתיל והאגף לתוך משטח הרמת יחיד, המפיץ מעל לכל מסגרת האוויר והפחתה משמעותית של שטח רטוב והתערבות של Airbus.com של MAVERIC של נוגדנים ומחקרים מארגונים כמו MIT מראה כי BWBWBBBBBB יכול להשיג יחס של 25–30, המציע שיפורי של שירות מאוחר יותר, לעומת 20Bchange, ללא שיפורי דלק, עם זאת, עם זאת, ללא שיפורי לחץ אוויר, או שיפורי חירום, או שיפורי, ופעולות של 20BWR.

עבור מתכננים צי, BWB מייצג שינוי רדיקלי לינה נוסעים וטעינה מטען.הבקתה שטוחה רחב מאפשר סידורי ישיבה גמישים אבל דורש גישות חדשות למיקום גלי, גישה lavatory, ו שקופיות חירום.החוזה יהיה כנראה ממוקם בגוף המרכז, פוטנציאל הדורש ציוד טיפול מיכל חדש.למרות אלה, יעילות הדלק הם משכנעים כך כמה חברות תעופה גדולות השתתפו מחקרים אפשריים על ידי צינורות מוצלחות.

בקרת זרימה פעילה ומבנה משכנתא

טכנולוגיות בקרה Active Flow, באמצעות קרינת מטוס סילון סינתטי (FLT:0) ו-micro-electro-mechanical, מבטיח לתפעל את שכבת הגבול בזמן אמת כדי למנוע הפרדה, להפחית ולשפר את המעלית.2 מעבורת חומרים חשמליים-FLT 3, אשר יכול לשנות בדיקות סומב ופיתול בזמן טיסה, לאפשר לאגף לפעול בכל שלב של טכנולוגיות הפעלה אופטימליות של 25% כדי להפחית את צריכת הדלק הנוכחית - בעוד שעדיין לא תוכל להתחיל את רמת התחנות הכוח של 25% - כמו גם כן, כדי להפחית את רמת התחנות הכוח הנוכחית -2.

מורטינג פורצת דרך, למשל, ניתן להתאים באופן רציף כדי לשמור על סומב אופטימלי כמו שריפת דלק ומשקל יורד, ביעילות נותן למטוס כנף משתנה ללא המורכבות והמשקל של מערכות מכניות.תוכנית Sky 2 נקייה אירופית נוסה על קצה דלק מורפיום כי ניתוק להגדיל במהלך ההמראה וההמראה וההפלגה עבור אלה הם צפויים לעשור הבא של צריכת דלק מתקדמת, כדי להפחית את רמות הדלק המוביל שלהם על פני סוגים אחרים של עלויות.