המונחים: Rethinking the Airframe

במשך עשרות שנים, התצורה הקונבנציונלית של הצינור והwing נשלטת על ידי תעופה מסחרית.בעוד מוכחת ואמינה, עיצוב זה מתקרב למגבלות אווירודינמיות בסיסיות ומבניות.מרדף אחר יעילות דלק גדולה יותר, צמצום פליטות, וקיבולת הנוסעים מוגברת עוררה מחקר לתצורה חלופית.בין המבטיחים ביותר הוא גוף כנף היברידית (HWB) כמו גם אתגרים הנדסיים מסורתיים וכנפיים נפרדים, HWB חלקלקטים, ופותחפוכים חדשים, אך מציגים את האתגרים של התפתחותיים חדשים.

המושג אינו חדש לחלוטין; עיצובי כנף מעופפת של שנות ה-40 והמפציץ של B-2 רוח מפגינים את האפשרות של כל מטוס בעל גוף מרומם.עם זאת, HWB שונים על ידי שילוב גוף מרכזי נפרד אשר תורם גם להרים, בדומה למיזוג שטוח, רחב, אשר עובר חלק לתוך הכנפיים האחרונות, חומרים, נוזל חישובי, ודינמיקה טיסה יש שליטה, בואינג התחדשות משולבת, ומוכרת עבור מטוסי קרבה, נאס"א.

היתרונות העיקריים של גוף הכנפיים

היתרונות העיקריים של HWB נובעים מהאינטגרציה האירודינמית והמבנית שלה.יתרונות אלה הופכים אותו למועמד משכנע עבור יישומים מסחריים וצבאיים כאחד.

1.התייעלות האווירודינמית

הצורה החלקה, המתמזגת של HWB מפחיתה משמעותית את הגרור בהשוואה לתכנון צינור קונבנציונלי וwing.במטוס מסורתי, הפתיל, כנפיים, וזינוק יוצרים הפרעה בצומת שלהם. HWB מבטל את הממשקים החדים האלה, ומאפשר אוויר לזרום ישירות יותר נקי מעל כל הפרויקט.

2. צריכת דלק נמוכה משמעותית ופליטות

שיפור יעילות האירודינמיות מפחית ישירות את צריכת הדלק.מחקרים של נאס"א ושותפים בתעשייה מציעים כי HWB יכול להשיג ירידה של 50% בשריפת דלק למושב בהשוואה למטוסי 737-class, עם ירידה דומה בפליטת CO2. בשילוב עם FLT:0sustainable דלק (SAF)FLT:1 או מניעת מימן, HWB יכול לגשת ל-zero-פחמיצינור, בנוסף להורדת דרישות דלק.

3.הגדלת יכולת הנוסעים והרכבגו

גוף רחב, שטוח של HWB מציע יכולת רבת נפח מאשר פתיחת צייליאנית של אורך דומה.זה מאפשר תצורה של מושבים כפולים על מטוס קצר לטווח בינוני, פוטנציאל מצטבר יותר נוסעים לאורך יחידת מושגים להציע פריסות ישיבה של 8-10 דונם, לעומת 6 מבשלות טיפוסית צינור צר, מספק גם שטח נקי יותר של ניקוי קצר, ונקימה, כמו גם עבור צינורות ללא פגע, 000, 000 ליטרים פשוטים יותר עבור צינורות שטוחים.

4.שיפור יעילות ה-Structural והפחתה במשקל

בתצורה מובנת, מבנה הכנפיים והמרכזן עובדים יחד כדי לשאת עומסים.המרכז העמוק פועל כקופסא מבנית, צמצום רגעים מכווצים בשורש הזרוע.זה מאפשר מבנה ראשוני בהיר יותר בהשוואה למזג אוויר נפרד ואגף. חומרים מורכבים מתקדמים, כגון אלה המשמשים ב-בואינג 787 ו-A350, יכול להיות מותאם לגיאומטריה חלקה של הנוסע, עוד יותר להפחית את משקל השבר של פסולת טהורה ולהפחית את הגרסאות נמוכות יותר של דלק היברידיות (ב).

טביעת רגל התחתונה

המנועים על HWB הם בדרך כלל על פני השטח העליון, מעל הפתיחת הפטפט. מיקום זה מגן על הרעש שנוצר על ידי המאוורר והמטוסים מפלט מן הקרקע, המשקפת אותו למעלה.בנוסף, משטח גדול, מתמשך הרציף עוזר להפיץ את ההתעוררות, צמצום הרעש האופייני מ-ftip vortices. Noise הוא קהילה רגולטורית קריטית, ואת HW מציע יתרון דומה על ידי 10BN יכול להפחית את הרעש האפשרי על ידי נפח דומה של 10B יכול להפחית את ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה- 15BN יכול להפחית את הרעש האופייני ל-ידי חומרת של פעולות דומות.

שיפור ההתמוטטות והבטיחות

המבנה המשולב של HWB יכול להיות מתוכנן לספוג השפעות של תאונת דרכים ביעילות רבה יותר.המרכז העמוק מציע אזור חלל גדול יותר והגנה על הדיירים טוב יותר בנחת קשה.הגוף הרחב גם משפר את היציבות בנחיתות מים.יתר על כן, אזור ההרמה הגדול מספק יכולת נצפית טבעית יותר במקרה של אובדן חשמל. בעוד שכל העיצובים נבדקים בקפידה, הגיאומטריה של HWB מציגה הזדמנויות ייחודיות לשיפורי בטיחות פסיבית.

עיצוב ואתגרים תפעוליים

אותם תכונות שהופכות את HWB אטרקטיבי גם ליצור מכשולים עצומים.התגברות על אתגרים אלה ידרוש פריצות דרך בהנדסה, ייצור, הסמכה.

1. מורכבות מבנית ואירוליסטית

הגיאומטריה המשולבת מציגה נתיבי עומס מורכבים והתנהגות אווירולקטית.בניגוד לאגף קונבנציונלי שכפיפות ופיתולים בנפרד מהמזג, המבנה של HWB חייב להיות מתוכנן כישות יחידה וגמישה. מצבי פלוטר, סטיות, עומסי גרוטציה ועומסי גיל משפיעים על כל מערכת האוויר, הדורש שיטות ניתוח מתקדמות ומערכות בקרה אקטיבית.

(FLT:0) חידושים של מגנט:1 הוא קריטי.פחמן-מחדש-הפולימרים (CFRP) מציעים יחסים בעלי עוצמה גבוהה למשקל, אך תכונות אנזוטרופיות שלהם מסבך ניתוח מתח.מפרקים היברידיים מתכת-קופואביים נדרשים לחבר את הלחץ הלא-מחזורי לאגף החיצוני.

2.26 קוטג' ושיקום חירום

לחץ על תערובות לא-סינליות הוא קשה משמעותית מאשר אחד צילינדרי להפיץ מתחים של היפופ באופן שווה, בעוד שצורה שטוחה או אלפטית מתפתחת מתחים גבוהים יותר.מרכז HWBbody, בעצם עזיבה שטוחה של פלאנט, דורש מסגרת כבדה או כריכים מורכבים כדי לעמוד בלחץ השונה בגובה של 90 שניות, כלומר, כלומר, מעבר לתא פנימי, בדרך כלל, הוא נמוך יותר מגובה Ccrece.

3. יכולת ושליטה

HWB חסר את הזרוע הארוכה של מטוס קונבנציונלי, אשר בדרך כלל מספק יציבות שדה ושליטה. כי המרכז מייצר גם מעלית, מרכז כוח הכבידה של המטוס חייב להיות מנוהל בקפידה.בתצורה נטולת זנב או כמעט ללא זנב, HWB מסתמכ על רמות שליטה גבוהות יותר (כולל מחסנים) וייתכן כי משטחים קטנים של שליטה נמוכה, במיוחד על פני השטח של ייצוב, כלומר, הוא יכול להיות מסוגל להגדיל את הסיכון של ייצוב של מהירויות גבוהות יותר של ייצוב של ייצוב של ייצוב של ייצוב של ייצוב של ריצוף גבוה יותר;

4.ייצור ואסיפה

בניית מבנה גדול, חלק, מורכב הרבה יותר מאשר cylindrical glyclage חביות וכנפיים ישר. HWB רכיבים דורשים תבניות גדולות, יקרות ו ⁇ רכב.התחילה של מרכזי מתקני אספקה לא-FLT:0advvated , כגון סיבים אוטומטיים (AFP) וסיבים מסחריים נוספים צריכים להיות מתואמים מאוד את הסוללות של ציוד הייצור (Ricial) ו-Rine) כדי להגדיל את עלויות ייצור נמוכות יותר.

5. תחזוקה וספקטיות

המבנה המשולב הופך רכיבים רבים שקשה לגשת לבדיקה שגרתית ולתיקון. Wiring,קווים הידראוליים ומיזוג אוויר דוקטרקטים יש לעבור דרך גוף מרכז עמוק, הדורש כיאות ופאנלים הניתנים להחלפה.עם זאת, פתיחת לוחות אלה משבשים את פני השטח האירודינמיים, אך ורק אם כן ניתן לשלב את התקני התחזוקה הרדודים של ה-HDRF, אלא את עלויות התחזוקה ה-HF התקני הדלק התקני ה-R.

6.הסמכות וגדרות השיקום

הסטנדרטים הנוכחיים של ערך האוויר (FAR Part 25, CS-25) נכתבו סביב כלי טיס של צינורות וwing.הפריסה הבלתי קונבנציונלית של HWB מעלה שאלות רבות: מה מהווה "סיפון טיסה" אם אין לאף מסורתי?כיצד בדיקות עיתונות שבוצעו על ידי מערכת לא-סיינדור של מערכות ניהול (Creditation Center) ו-HValators (המרכז לזיכרון) של ה-HV) יהיו דרישות לבדיקות של ה-RV, כמו סימולטורים (F) של ה-A) ו-A) של ה-A) ו-A) לבדיקות קבועות, האם הן דרישות לבדיקות של ה-AVFVFV, האם הן דרישות לבדיקות סימולטורים, למשל, האם הן תכונות הפעלה, אך הן תכונות של ה-A) של ה-ACTFV, האם הן בעלות דרישות סימולטורים, אם הן בעלות דרישות לבדיקות קבועות, לדוגמה, אורכת סימולציות לבדיקות קבועות, אורכת סימולציות לבדיקות קבועות של מערכת הפעלה, לדוגמה, לדוגמה, האם הן דרישות לבדיקות של מערכת ההפעלה של מערכת הפעלה, האם הן דרישות לבדיקות של מערכת ההפעלה של מערכת הפעלה, לדוגמה, אם הן דרישות לבדיקות של מערכת ההפעלה

מחקר ופרוטיפים

התקדמות משמעותית נעשתה במחקר HWB.נאס"א התעופה אחראית לסביבה (ERA) פיתחה את סדרת X-48 של מטוס ה- HWB לא מאויש, טסה בין 2007 ל-2013 ל- X-48B ו- X-48C הפגינו יציבות במהירויות נמוכות ואימות חוקי בקרת טיסה של מטוסי ה-HBOS-RUSB3 (המטוסים של חברת Bauhaus Luftfahrt) ו-MIT הציעו את "NB-NBD"מתקני מטוסי ה-N3"N3"מדגם ה-H3"מ-NWD"מ-N3"NWD"NWD" של נאס"מ-R"מ-NWD335) עבור מטוסי ה-RHSHSHFD335) עבור מטוסי ה-RHDC"מדגם ה-RHDC"מדגם ה-R335) ו-R.

בשנת 2020, Airbus הודיעה על "MAVERIC" (Model Aircraft for אימות וניסוי של רובוסט Innovative Controls) שרטוט - מטוס HWB קטן שנועד לחקור מושגי אווירודינמיקה ושליטה.ה-FLT:0 Airbus ZEROeFLT:1 כולל גרסה משולבת של גוף, המציין את ה-HWB'samsra's יכול גם להתאים את הטנקים הסיניים ל-Cregogenic).

יישומים פוטנציאליים ו-Outlook עתידיים

היישומים הטובים ביותר של HWB הם בטווח הבינוני-לגדול המגזר לטווח ארוך (200-400+ מושבים) ואווירה צבאית.עבור מסלולים מסחריים רב-שנתיים, HWB יכול להפחית באופן משמעותי את עלויות ה-מושב בזמן עמידה במטרות סביבתיות. מפעילי Cargo מעריכים את היכולת לטעון מכולות בגדלים שונים לתוך גז גדול, ללא שינוי.

עם זאת, לטווח קצר (2030-2035) הכניסה לשירות אינה צפויה בשל ההורידים המתוארים.יותר זמניים מציאותיים מצביעים על מטוס מסחרי HWB הראשון ב-2040, בתנאי שתוכניות ההבשלה הטכנולוגית ממשיכות.יש להשתמש בגישה של צעד חכם: ראשית, מטוס מטען HWB צבאי (כמו ה- C-17 המוצע) כדי להוכיח את הרעיון, ואז מטען מסחרי, ולבסוף אמצעי מניעה דיגיטלית, כמו למשל, ייצור מסובייקט.

איחוד כלכלי וסביבתי

היתרונות המשכנעים של HWB - במיוחד יעילות דלק ורעש - מזרים עם מטרות קיימות.גם עם עלויות פיתוח וייצור ראשוניות גבוהות יותר, חיסכון החיים בדלק ותחזוקה (אם בעיות גישה נפתרות) יכול להפוך את עלויות HWB-יעילות. Airlines דורשים מטוס צר חדש עם 20-30% יעילות דלק טובה יותר עד 2035; HWB יכול לעלות על מטרה זו, לחץ גובר כדי להגביר את הפחתת תצורה של פחמן או תצורה של פחמן עשוי לכפות יעילות חריפה יותר של פחמן, כמו CW2.

מסקנה

מטוס היברידי של גוף מייצג שינוי פרדיגמטי בעיצוב מסגרת אוויר, שיפור צעד מבטיח יעילות אווירודינמי, צריכת דלק, יכולת נוסעים והפחתה רעש.היתרונות ברורים ונתמכת היטב על ידי מחקר.עם זאת הדרך ל-HWB מוסמך, מוכן לשוק, חסימת היטב על ידי יעילות מבנית, יציבות, ייצור, תחזוקה, ואתגרים רגולטוריים.כל מכשול מתמשך במחקר, תשתיות, שיתוף פעולה ויצרנים לטווח ארוך, כמו גם את HB לטווח ארוך, יכול להיות מוחלף, אבל לא יכול להיות פעיל, אלא לטווח ארוך, כמו גם פיתוח תעשייתי ארוך, אבל זה יכול להיות פעיל, כמו גם פיתוח אווירי אקלים, אבל זה יכול להיות ארוך, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם פיתוח אווירי אקלים, כמו גם כן, כמו גם פיתוח תעשייתי משמעותי, כמו גם זמן ארוך של התפתחות, כמו גם, כמו גם זמן ארוך של התעשייה, כמו גם, כמו גם פיתוח, כמו גם, כמו גם זמן ארוך של התעשייה, כמו גם, כמו גם פיתוח, כמו גם, צמיחה לטווח ארוך של צמיחה לטווח ארוך של צמיחה לטווח ארוך, צמיחה לטווח ארוך של צמיחה, כמו גם, כמו גם, כמו גם, כמו גם, כמו גם, כמו גם, כמו גם, כמו גם, פיתוח, פיתוח, כמו גם, פיתוח