כיצד מכשירים להרים גבוה משפיעים על הפצת כלי טיס ואינטגרליות סטרקטיבית

מכשירים גבוהים מעלים הם בין תת-מערכת הקריטית ביותר על כנף מטוסים מודרנית.הם מאפשרים פעולות מהירות בטוחה ויעילות במהלך ההמראה והנחתה על ידי הגדלת דרמטי של ה-Finants המקסימלי של כנף מטוסים מודרני.עם זאת, פריסת מכשירים אלה לא מגיעה ללא השלכות על מסגרת האוויר.האירודינמיקה שינויים הם מציגים באופן משמעותי את ההפצה של המעלית, ומצנחנים רגעים מעבר לאגף, אשר פונים לאחור את עומסי המבני ומאחוריהם יש צורך להבטיח את כלי הרכב הבין-ידי המבניים, ומאחוריהם, ומאחוריהם, יש צורך, שמירה על פני התחנות המבנית של כלי-ידי האגף חיוני, ותחזוקת כלי-ידי האגף האגף, יש צורך, בין האגף האגף, כדי להבטיח את השינויים התחזוקה, ולהגדיל את כלי-מבנים היעיל בין האגף האגף האגף האגף, לבין כלי-הספקדינים, לבין כלי-מבנים היעיל בין התחנות המבניים, יש צורך, לבין כלי-מבנים, לבין כלי-ידי התחזוקה של כלי-ידי התחנות התחזוקה של כלי-ידי התחנות התחנות, יש צורך, יש צורך, שמירה על-ידי התחנות התחנות התחנות התחנות התחנות התחנות התחנות

מימון של High Lift Device Aerodynamics

כדי להעריך כיצד מכשירים להרים גבוה משפיעים על שלמות מבנית, יש קודם כל לתפוס את עקרונות האירודינמיקה בעבודה. A כנף מייצרת מעלית על ידי מאיץ אוויר על פני השטח העליון שלה, יצירת לחץ שונה.המעלית המקסימלית כנף יכול לייצר מוגבל על ידי שכבת גבול הפרדה - עלייה של מכשירים המעלית גבוהה עיכוב על ידי הפעלת שכבת הגבול ולהגדיל את השחפת ו / או אקורד.

לוחות מובילים ומזלטים מאפשרים אוויר אנרגיה גבוהה מלמטה האגף לזרום מעל פני השטח העליון, עיכוב הפרדה לזוויות גבוהות יותר של התקפה. שבילים פסגות מגבירות את הסומבר, במקרה של flaps Fowler, להאריך את ה- chord, להגביר את המעלית וגרור. השילוב של מכשירים אלה יכול כמעט להכפיל את ה-Fowlers המקסימלי.

כאשר הם פורסים, מכשירים אלה מייצרים התפלגות להרים לא אחיד לאורך כל הזמן.החלקים החוצות והיציאה של ה-Fap ו-Sleat לתרום אחרת, ואת נוכחות הפערים (למשל, בין ה-F לבין הזרוע הראשית) יוצרים שיאי לחץ מקומיים.עומסים האירודינמיים המקומיים הללו הם הנהגים העיקריים של הכוחות המבניים שנדון.

סוגים של מכשירי ריצוף גבוהים וחתימות המטען שלהם

שבילים - Edge Flaps

פלמים הם המכשיר הנפוץ ביותר להרים גבוה.הפשוטים הם דלה, הגדלת השכבות.חלק flaps נפרד מן השטח התחתון, יצירת אזור רכי גבוה. paps מלוטש משלב פער בין ה- flapap והאגף הראשי, ומאפשר אוויר גבוה לזרום מעל פני השטח העליון של ה-Fowleraps, שיפור.

מנקודת מבט של חלוקת עומס, פריסת הטיפות משנה את מרכז הטפטים להרים ולעתים קרובות בתוך הסיפון או מחוץ ללוח בהתאם להסדר ה-Fap. המסלול המפלי של ה-Fup ומבני תמיכה חייב להעביר עומסים אוויריים מרוכזים לתוך הקופסה, יצירת מתפתל מקומי ו-Shear מדגיש כי שונה מהמצב הנקי.

מכשירים מובילים-Edge

לוחות מובילים הם משטחים מזיזים המשתרעים קדימה מן הספא הקדמי של הכנפיים.הם יוצרים מזל שמזרז את זרימת האוויר על פני השטח העליון של הזרוע.בכמה עיצובים, קרוגר flaps עובר קדימה מן פני השטח התחתון, המשרת פונקציה דומה. Slats להגדיל את יכולת ה- זווית של מתקפת אבל גם להוסיף רגעים של חת פני האף.

העומסים על מסלולים סלאט ומבצעים הם משמעותיים כי סלאטים פועלים בתנאים עתירי דינמי גבוה במהלך ההמראה והמשך. הפסגה האירודינמיקה ליד הקצה המוביל הוא מוגבר כאשר סלאטים פרוסים, להגדיל את הכוח המקומי במעלה על הזחל עצמו.כוח זה חייב להיות מועבר דרך מסלולים, רולרים, ופועלים לתוך הזרועות של הכנפיים, לעתים קרובות יוצר רגעים מתקדמים במבנה הראשי.

מערכות משולבות

על מטוסים גדולים תחבורה, מערכות להרים גבוהות משולבים מאוד.לדוגמה, בואינג 737 משתמשת לוחות מתקדמים ומכשולים חד-צדדיים חד-פעמיים, בעוד Airbus A320 תכונות מזחלות מובילות עם flats כפול-slotted flaps.העיצובים מתקדמים ביותר, כגון אלה על הבואינג 787, להשתמש בכל רחבי מובל מובילי קצה ומשתנה-concon-con-con-coning-cons-con-con-con-con-coning-cons-con-con-in-con-con-cons-con-con-con-con-con-in-in-con-con-in-con-in-in-in-up-in-con-con-up-up-in-up-in-in-in-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-con-con-up-up-up-up-up-up-up-up-con-up-up-up-up-up-up-con-up-up-up-up-con-con-up-up-up-up-up-up-in-in-in-in-

השפעה על Wing Load Distribution

הפצה: Spanwise Lift

בתצורה נקייה, התפלגות מעלית אלפטית היא אידיאלית עבור minimizing גרור המושרה.כאשר מכשירים מרימה גבוהה פרוסים, חלוקת המעלית הופכת באופן ייחודי לא אלילי.פלפס בדרך כלל להגדיל יותר על אזור הגולף מאשר מחוץ ללוח, בעוד סלאטים מוסיפים להרים לאורך הקצה המוביל.זה חלוקה מחדש משנה את הכוח העצום ואת הרגע ההפוך לאורך זמן הכנף.

לדוגמה, אם ה-Fap מייצר ספייק גדול מעליות ליד שורש הזרוע, הרגע השבורה של הכנפיים גדל באופן יחסי. verse, אם החלק של ה-Fעף החוצה מייצר מעלית גבוהה, קצה כנף גדל, מדגיש את ההחזקה של האגף ואת תיבת האגף החוצה. מעצבים חייבים להבטיח כי אף תנאי לא עולה על המגבלות המבניות לכל שלב טיסה.

המונחים: loading Distribution

פריסת הטיפות גם משנה את מרכז הלחץ חטוף לאורך ה אקורד.זה מגביר את הרגע החניכה הפונה של האף, שחייב להיות מאוזן על ידי הזנב האופקי או על ידי שליטה על פני השטח השתקפות.עבור מבנה הזרוע, משמרת הפט מגבירה את הלפיד על ציר אלסטי של הזרוע, הוספת עומסים torsional.

בדומה, סלאטים משנים את מרכז הלחץ קדימה באופן מקומי ליד הקצה המוביל, ויוצרים רגע האף על הטבלה עצמה.מערכת ההפעלה של הזחלות חייבת להיות חזקה מספיק כדי לעמוד ברגעים האלה, אשר יכול להשתנות במהירות במהלך פריסה או התחדשות.

פסגות לחץ מקומיות ופאנל עור

מכשירים מעלים גבוהים מציגים פערים וצעדים על פני השטח של הכנפיים (למשל, בין הזרוע הראשית לבין ה-Freap, או בין ה-Selt לבין הקצה המוביל הקבוע) הפסקות אלה יוצרות שיאי לחץ מקומיים, במיוחד על פני השטח העליון של ה-Freap ועל פני השטח התחתון של ה-Selt.עומסים האלה הם תלת-ממדיים מאוד ויכולים להוביל ללחץ גבוה בלוחות עור ליד קווי ה-הההההההההההההההכבישים והמסלולים.

מיקומים קריטיים שומניים מתפתחים לעתים קרובות בשוליים של חתך אלה, בחורים מהירים, ובפרקים משועבדים או קשורים. מהנדסים משתמשים בניתוח יסוד סופי (FEA) כדי לעצב את הלחצים המקומיים האלה ולהבטיח שחיי העיצוב עולים על חיי השירות הנדרשים של המטוס.

השפעות על אינטגרליות סטרקטיבית

רגעים גדולים יותר של כוחות Shear

ההשפעה המבנית הישירה ביותר של פריסת מכשירים מרימה גבוהה היא העלייה ברגע ההפוך שורש כנף. במהלך קופה מקסימלית או ללכת-סביב, המעלית כנף יכולה להיות גבוהה 20-40% מאשר בתצורה נקייה באותו זמן אוויר.מעלה נוספת זו מגבירה את כוח הרהר האנכי לאורך אורך האגף ואת הרגע השברירי בבסיס.

כוחות Shear מבוצעים בעיקר על ידי אתרי Shear (האינטרנט של הספאר) כאשר flaps פרוסים, את השינויים בהפצה כוח הרהר, לעתים קרובות להגדיל את שיא הרדאר ליד תחנות המסלול flap. אלה עומסים מרוכזים דורשים חיזוק מקומי - כגון מכפילים אינטרנטיים עבים או נוקשות נוספות - כדי למנוע samsamling או crippling באינטרנט.

טעינות וכנפיים Twist

כאמור, שינוי הפטפט של מרכז הלחץ מגביר את הרגע השלילי על הזרוע.תיבת ההצתה של הזרוע חייב לעמוד בפני הדחף הזה כדי לשמור על התפנית האירודינמית הרצויה.הפוך מוגזם יכול להפחית את היעילות של מכשירי המעלית הגבוהים עצמם, יצירת לולאה משוב שלילי. לדוגמה, אם הזרועות מתפתלות מתחת לכדי מומנט המוגדל, זווית האפקטיבי של התקפת העצורים, ואולי אפילו מקטין את השבר.

לכן, עיצוב סטרקטיאל חייב להיות חזק מספיק כדי להגביל את התפנית לרמה מקובלת הן תחת עומסים סטטיים ודינמיים. דרישה זו לעתים קרובות מניעה את הבחירה של חומרים (למשל, פחמן-פיבר המורכב או סגסוגת אלומיניום גבוהה סטריאנט) ואת הפריסה של מבנה ספאר-ריב.

עומסים מרוכזים ב Actuator ו- Track Attachments

מכשירים מרימה גבוהה מועברים על ידי מחוללי הידראולי או חשמליים, נתמך על ידי מסלולים, רולרים, ומדריכי רכבות. רכיבים אלה משדרים כוחות גדולים, מרוכזים במבנה כנף.כל אחד מפוספס ופעולת זחל, לעקוב אחר beam, ואת ההחזקה הוגנת חייב להיות מתוכנן לעמוד בפני מגבלות בתוספת גורם בטיחות.

עקרונות עיצוב לא בטוחים מועסקים: אם נתיב עומס אחד נכשל (למשל, מתווך מקודק), הנתיבים הנותרים עדיין חייבים לשאת את העומס ללא כשל קטסטרופלי.

עייפות ופגיעה בסובלנות

הפריסה החוזרת ונשנות ושיקום של מכשירים מעל חיי המטוס מייצרים עומסים מחזוריים.כל מחזור טיסה כולל Takeoff (הדקים פרוסים) ו הנחיתה (שוב שוב מפוספס), כמו גם תמרונים מדי פעם ללכת. המחזורים האלה גורמים עייפות במבנה הזרוע, במיוחד בנקודות המצורפות, חורים מהירים, ובחוד החתך.

ניתוח סובלנות נזק מניח כי פגמים ראשוניים (למשל, סדקים קטנים) עשויים להתקיים. מרווחי Inspection נקבעים כך שכל סדק יכול להיות מזוהה לפני שהוא גדל לגודל קריטי.מבנים של מכשיר המעלית גבוהה מעוצבים לעתים קרובות עם מספר מסלולי עומס ותכונות עצירה (למשל, מכפילים או נוקשות) כדי להאט את הצמיחה.

אפשרויות ושיקולי עיצוב

מבנה מתכתי

מכשירים מסורתיים להרים גבוה על מטוסים ישנים עשויים מ 2000 או 7000 series אלומיניום ⁇ . אלה מספקים יחס כוח טוב למשקל, אבל רגישים קורוזיה ועייפות. ⁇ טיפול חום כמו 7075-T6 משמשים עבור מסלולים flap ו- נפיחות תמיכה זרוע בגלל כוח גבוהה שלהם.עם זאת, הם דורשים הגנה זהירה, במיוחד רטוב בסביבה של קצה מוביל.

מבנה משותף

מטוסים מודרניים, כגון בואינג 787 ו- Airbus A350, משתמשים בפולימר פולימר רב עוצמה פחמן (CFRP) עבור רכיבים רבים של מעליות גבוהה. Composites מציעים נוקשות גבוהה, עמידות מעולה וחיסכון במשקל.עם זאת, הם מציגים אתגרים חדשים: הם רגישים יותר כדי להשפיע על נזק (למשל, ממכשירי שירות ברד או קרקע), וכישלונותיהם שונים ממתכות (למשל, לחץ מתכת).

מערכות הפעלה

הפועלים עצמם (hydraulic או אלקטרו-מכאניים) נועדו לייצר את הכוחות הדרושים כדי להעביר את המכשירים נגד עומסים אווירודינמיים.ממשק המבני בין המתאטור לבין הזרוע חייב להכיל גם עומסים סטטיים ודינמיים, כולל עומסי צהבת (אם הטור נכשל).מערכות המודרניות משלבות תכונות מטשטשות כדי למנוע את האגף במקרה של ריבק.

תחזוקה והערכה לאינטגרליות סטרקטיבית

מכיוון שמכשירי הרים גבוהים הם קריטיים לבטיחות הטיסה, הם כפופים לתוכניות בדיקה קפדניות.בדיקות חזותיות לבדוק סדקים, קורוזיה, מזרזים רופפת, ומסילות מחוקים (NDT) שיטות - כגון סאונד, אדני הנוכחי, צבע-perant - משמשים לזיהוי פגמים מוסתרים ברשת ספארי, אקטוטור, לוחות עור ופאנלים.

המפעילים חייבים גם לפקח על פריסה אסימטרית, אשר יכול לכפות עומסים מעוותים חמורים על הזרוע.במקרה של סימטריה סלאט או שבריר, מערכות בקרת טיסה מגבילות באופן אוטומטי את מהירות האוויר או ליישם קלטות בקרה תיקון כדי להפחית עומסים.תחזוקה ידניים לרשום מרווחי בדיקה ספציפיים המבוססים על מחזורי טיסה או שעות טיסה, ורווחים אלה מותאמים על בסיס ניסיון בשירות.

מגמות ומגמות עתידיות

מהנדסים אוויריים ממשיכים לשפר את יעילות מערכת המעלית הגבוהה באמצעות עיצובים אווירודינמיים מתקדמים – כגון מדרדרים מובילים ונקודות מפנה הסתגלות – אשר יכולות לשנות צורה ברציפות ולא פריסת דליקות וסדקים.מערכות אלה מבטיחות התפלגות עומסים חלקה יותר והפחתה במשקל, אך הם מציבים דרישות גדולות יותר בתכנון המבני לאמינות ולנזק.

מערכות Fly-by-wire עכשיו לנהל באופן פעיל את חלוקת עומס המעלית גבוהה על ידי פריסת סימטרית או באמצעות פונקציות ניקוי עומס.לדוגמה, במהלך מעבר, המחשב בקרת הטיסה יכול להפריך באופן שונה את הצנרת לצמצום הרגע השכיון השורשי תוך שמירה על סך הכל.עומס פעיל זה מרחיב את חיי העייפות ומאפשר מבנים קלים יותר של כנף.

מסקנה

מכשירים גבוהים להרים הם פלא של אווירודינמיקה והנדסת מבנים.הם מאפשרים טיסה מהירה בטוחה על ידי הגדלת המעלית, אבל הם משנים עמוק את חלוקת עומס כנף. הגדלת רגעים, עומסים רסאליים, וכוחות מרוכזים בנקודות החזקות חייב כולם להיות מנוהל באמצעות עיצוב קפדני, חומרים חזקים, תחזוקה קפדנית. כמו מטוסים להמשיך להתפתח עם מבנים מורכבים ובקרת פעילות פעילה, סינרגיה בין מעליות גבוהה ואירודינמיקה תישאר מעורב של כל אחד מהם עקרונות בטיחותיים, או פיתוח יעיל של כלי רכב יעיל.

מקור:0 (ב) מקורות נוספים:

• (ב) כרך ראשון (בתרגום חופשי:0FAA Airplane Flying Handbook - Chapter on High Speed Flight and High Lift Devices)
• דו"ח נאס"א: Aerodynamics of High Lift SystemsphsFLT
• כרך ראשון (ב) 770:0) ,26 מעלות צלזיוס
• (ב) ◄ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇