יעילותו של כלי טיס מודרניים מעוצבת עמוקות על ידי עיצוב ופריסת מכשירים של דרוג גבוה, במיוחד במהלך השלבים המהירים הקריטיים של השתלטות, גישה ונחתה.משטחים אוויריים אלה - בעיקר מפלים וסדקים - בעיצוב מסגרת הסבון של הזרוע ואזור יעיל כדי לייצר את המעלית הנוספת הנדרשת במהירויות נמוכות יותר.

מימון של מכשירים High Lift

מכשירים גבוהים הם מערכות מכניות אשר מגבירות את יעילות המעלית המקסימלית (CirFLT:0L,maxigFLT:1) של כנף, המאפשרות מטוס לטוס בבטחה במהירויות נמוכות יותר. הם בדרך כלל פרוסים במהלך ההמראה והנחתה, ואת לוח הזמנים הגיאומטריה והפריסה שלהם הם אופטימיזציה בזהירות כדי לאזן את השיפור עם גרור.

עקרונות המעלית והדרדר

(הפנייה) נוצרה על ידי הבדל הלחץ בין פני השטח העליון והנמוך יותר של כנפיים סובוזיות מסתמכות על סומב וזווית של התקפה כדי לייצר את הלחץ הזה ⁇ . . . . . . ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

סוגים של High Lift מכשירים

מטוסים מודרניים תחבורה מעסיקים מגוון של תצורה גבוהה של מרתחת, כל אחד עם מאפיינים אווירודינמיקה נפרדים.

  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) מכשירים מתקדמים: FLT:1 זחלים, קרוגר flaps, ו-Surpeinging-Sams המוביל הקצוות. Slats נפוצים יותר על מטוסים סחף ומספקים התרחבות משמעותית על ידי חידוש שכבת הגבול.
  • (ב) ,0) ,2 ,5 ; ; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

לכל סוג יש תפקיד ספציפי במערכת הרמה הכוללת.לדוגמה, Airbus A380 משתמש בזחלים ובפלים מעוטים, בעוד הבואינג 787 משתמש בזחלים מורכבים מתקדמים ו-Fowler flaps עם חריצים אופטימיזציה כדי להפחית את גרר.

השפעות אווירודינמיקה על יעילות דלק

יעילות הדלק בכל שלב הטיסה נקבעת על ידי צריכת הדלק הספציפית (SFC) של המנועים והדחף הנדרש, אשר בתורו תלוי בגרורת המטוס.התקני הרמת גבוהה להגדיל את גרר, אבל הם הכרחיים כדי לעמוד בביצועים של ההמראה וההנחתה.האתגר הוא למזער את עונש הגרור מבלי להקריב את המעלית הנדרשת לבטיחות.

דרגויג'ר ופרסיטי

כאשר מכשירים גבוהים מרומם הם פרוסים, הזרוע פועלת ביחס היבט נמוך יותר וסומר יעיל יותר, אשר מגביר את גרר מושרה.בנוסף, מנגנונים חשופים פערים במסלול המפלים ירידות ונקודות סלאט hing לתרום לגרור parasitic. עבור מטוס טיפוסי, פריסת סדקים וסדקים יכול להגדיל את סך הכל על ידי גורם של 2 ק"ג לתצורה נקייה.

סחר בין המעלית לבין דרדר

יעילות האווירודינמית של מערכת הרמת גבוהה מאופיינת לעתים קרובות על ידי יחס המעלית המקסימלי לשבריר במהלך הפריסה.עיצוב מודרני עיצובים עבור תצורה המספקת CIRFLT הנדרשת:0L,maxigture ServerLT:1 עם המינימום האפשרי לגרור.

השפעה על פני שלב הטיסה

ההשפעה של מכשירים עתירי גבוה על יעילות הדלק משתנה באופן משמעותי על ידי שלב הטיסה.כל שלב לכפות דרישות אווירודינמיקה ותפעוליות שונות, הדורשות לוח זמנים של פריסה מותאמת.

Takeoff

במהלך ההמראה, המטוס מאיץ ממנוחה למהירויות הסיבוב (Virph:0)RRIRLT:1LT) ולאחר מכן מטפס לגובה בטוח.התקני הרמת גבוהה פרוסים להגדרה חלקית (בדרך כלל 5°-15 מעלות עבור צנרת גבוהה, ו-Sateats המורחבת) כדי לייצר מספיק מעל לסיבוב מוקדם תוך שמירה על עומס דלק מופרז, כי הוא מקבל יותר ויותר גבוה של צריכת דלק גבוה יותר, על ידי הגבלת זמן גבוהה יותר של צריכת דלק.

לטפס ולשוט

לאחר ההמראה, מכשירים גבוהים מרוחים כאשר המטוס מאיץ לטפס במהירות.בתצורה נקייה, לאגף יש יחס היבט גבוה וגרור נמוך, המאפשר עלייה יעילה בגובה השייט. במהלך השייט, מכשירים עתירי גבוה ממושכים לחלוטין.עם זאת, העיצוב של הקצוות המובילים והבילים של הזרוע - עם סולמות, מתפתלים, ומדליקים - אפילו מצמצם את הנפיחות גבוהה של צינורות, כאשר הם מקטיילים את היישרים של היישרים של היישרים, בעיקר על ידי מחסנים של היישרות.

ירידה וגישה

במהלך הירידה, מכשירים גבוהים עשויים להיות פרוסים חלקית עבור בקרת מהירות ולשמור על גלות יציבה של Airbus, על גישה, flaps ו pats הם מורחבים בהדרגה להגדרה נחיתה (לעתים קרובות 30°-40 מעלות צלזיוס, מצעים מלאים) תצורה זו מייצרת גלאומטריה גבוהה, אשר יש צורך לטבול את הגישה ולהקטין את המהירות ללא אנרגיה מופרזת.

נחיתה

בגישה הסופית ובנחיה, מכשירים גבוהים מופרסים במלואם.בעוד שגרור גבוה, הדאגה העיקרית היא בטיחות ושליטה ולא יעילות דלק.עם זאת, יעילות שלב הנחיתה משפיעה באופן עקיף על שריפת הדלק הכוללת מכיוון שמערכת הרמת גבוהה מעוצבת גרועה עשויה לדרוש דחיפה מופרזת לשמירה על יציבות דלק גלישת משקל, עלייה במשקל הגדל לתרחישים של גישה מתקדמת או מפספסת.

טכניקות אופטימיזציה מודרניות

כדי למזער את עונש יעילות הדלק של מכשירים גבוהים, יצרני מטוסים מעסיקים מגוון של כלים מתקדמים וטכנולוגיות.

Fluid Dynamics (CFD)

(CFD הפך הכרחי בעיצוב מערכת הרמת גבוהה. סימולציות נאמנות לפתור משוואות Navier-Stokes כדי לחזות להרים ולגרור עם דיוק גבוה, המאפשר למהנדסים לייעל עמדות פיאט, פערים, וזווית ללא בדיקות רוח יקרות.לדוגמה, Airbus andבואינג CFD כדי להעריך אלפי תצורה רציפה עבור כנף מסוימת, זיהוי עיצובים כי להפחית על ידי 5- 10 מינוף ו-Flyd אסטרטגיות נמוך יותר (Fertain)

מגוון רחב של גיאומטריה ומערכות הסתגלות

במקום לוחות זמנים קבועים של פריסה, מטוסים מודרניים משלבים מכשירים גיאומטריה משתנה גבוה כי להסתגל בזמן אמת על בסיס מהירות אוויר, משקל, ותנאים אטמוספריים.FLT:0adaptive שבילים פורצים דרך פיזור מהיר של טט 1 מושג משתמש מבנים מורפיו כדי לשנות את הסימולטור ברציפות במהלך הטיסה, צמצום במהלך השייט והתאמה יעילה של המעלית במהלך תוכנית האוויר המתקדם של נאס"א יש להתאים את קצבת מוקדם של 35% לגי חשמל.

חומרים וייצור

המשקל והיעילות המבנית של מערכות הרמת גבוהות הם קריטיים.חומרי Composite, כגון פולימר פולימר פחמן-פיבר-רסן (CFRP), משמשים כיום נרחב עבור flaps, סלאטים ואפילו רכיבי הפעלה.בואינג 787 ו- Airbus A350 משתמשים במבנים מורכבים שמצמצמצמצמצמצמצמיחים משקל של 20-30% בהשוואה ל-אלומיניום.

דוגמאות לתעשייה

שתי דוגמאות בולטות מראות כיצד אווירודינמיקה של מכשיר הרמת גבוהה משפיעה ישירות על יעילות הדלק.

בואינג 787 Dreamliner

ה-787 כולל כנף מורכבת מתקדמת עם יחס היבט גבוה וגירסת גיאומטריה משתנה ו flaps.מערכת הרימה גבוהה שלה משתמשת תזמון מיקרו-מעבד נשלט המייעל את ה-Fapapap ופריסת סלאט עבור כל שלב טיסה.העיצוב של האגף כולל FLT:0smooth-slotted-sFLT:1), אשר מספק גבוה תוך צמצום גבוה בעוד צמצום גבוה על פי גרורת בשלב ה-75, במיוחד ל-75 של צריכת דלק גבוה, בהשוואה ל-75 ליטרים משמעותיים יותר, בהשוואה ל-75 ליטרים של צריכת דלקים בלחץ גבוה יותר, בהשוואה ל-75 של צריכת דלק מוקדם יותר, בהשוואה ל-75 ליטרים של צריכת דלקים מוקדם יותר, בהשוואה ל-75 ליטריביים של צריכת דלק נמוך יותר, בהשוואה ל-75 ליטרים משמעותיים של צריכת דלק גבוה יותר, בהשוואה ל-75 ליטרים של צריכת דלק נמוך יותר, בהשוואה ל-75 ליטרים מוקדם יותר, בהשוואה ל-75 ליטרים קצרים יותר, בהשוואה ל-75 ליטרים של צריכת דלקים קצרים יותר, בהשוואה ל-75 ליטרים משמעותיים של צריכת דלק גבוה יותר, בהשוואה ל-75 ליטרים של צריכת דלק גבוה יותר, בהשוואה ל-75 ליטרים מתקדמים יותר, בהשוואה

Airbus A350 XWB

הזרוע של A350, שנבנה גם מ-CRP, משלבת מערכת מאוד מטובעת מאוד גבוהה של מערכת הרימה שלה ושלדבנים מתוכננים עם מיקוד על צמצום הרעש וגרור בו זמנית. A350 משתמש בהסדר כפול מלוטש על כנף המטוס ואפקטים מלוטשים פשוטים על גבי תחנת הרכבת התחתית, המותאמים להפצת המעלית יעילה.

כיוונים עתידיים

במבט קדימה, שיפורים נוספים באירודינמיקה של מכשיר הרמת גבוהה צפויים מטכנולוגיות מתפתחות.

כנפיים משוריינות

כנפיים מורסות שמשנות צורה חלקה ללא סטיות וקטטים יכולים לחסל את עונשי הגרור של פערים, מסלולים, ירידות. מחקר במוסדות כמו MIT ו- DLR הוא חקר עור גמיש ופעולה פנימית כדי לשנות סומב ופיתול. כנפיים כאלה יכולות לייעל את חלוקת המעלית במהלך ההמראה, לטפס, נחיתה, פוטנציאל להפחית את צריכת הדלק על ידי 10-12% על טיסה טיפוסית.

Active Flow Control

בקרת זרימה פעילה (AFC) משתמשת במטוסים קטנים של אוויר או מטוסים סינתטיים כדי למריץ את שכבת הגבול ולעכב הפרדה ללא מעברים נעים. AFC יכול להחליף או להגדיל את המכשירים הרפסים גבוהים, להפחית מורכבות מכנית וגרור.נאס"א בדקה את AFC במטוסי תעופה של מפרץ הזרם, להפגין ביצועים של מעלית שוות ערך עם גרור נמוך יותר.

שילוב עם Propulsion

הדור הבא של מטוסים, כולל עיצובים היברידיים חשמליים ופומבינים עם שכבת גבול (BLI), ידרוש מערכות הרמתיות גבוהות שעובדות באופן סינרגטי עם מערכת ההנעה. לדוגמה, הפיצות הנעה חשמלית (DEP) יכולה לספק התרחבות ישירה, צמצום הצורך בתחנות דלק ושפלות.

מסקנה

האירודינמיקה של מכשירים גבוהים עדיין מנוף קריטי לשיפור יעילות הדלק של מטוסים.מהמראה מתגלגל עד קצה מגע אחרון, רפידות וסדקים השפעה על גרר, להרים, דרישות דחף, ובסופו של דבר צריכת דלק. על ידי מינוף סימולציה מתקדמת, גיאומטריה משתנה, חומרים קלים, וטכנולוגיות בקרה חדשניות זרימה, ממשיכים לחדד מערכות אלה כדי לענות על הדרישות הכפולות של בטיחות וקיימות.