Pushing Boundaries: The Evolution of Aileron Control in Beled Wing Body Aircraft

הופעתה של תצורה של תצורת כנף לנד (BWB) מסמן שינוי פרדיגמטי בעיצוב מטוסים, שבו הפריסה המסורתית של הצינור-הwing מעניקה דרך לצורה חלקה, גוף המרוממת הממזגת את המזג והאגף לתוך משטח אווירודינמי אחד.גיאומטריה זו מספקת רווחים משמעותיים ביחס להרים-ל-ל-דראגום, יעילות דלק, נפח תא, מה שהופך אותו מועמד מבטיח עבור הדור הבא והתנועה הצבאית, אך באופן מסורתי, את היתרונות של שליטה עמוקה מאוד, עם זאת, עם זאת, את היתרונות של זרם עמוק של זרם רחב מאוד, ואפקטים של זרם רחב של זרם רחב של זרם רחב של זרם רחב מאוד, ואפקטים של זרם רחב של זרם רחב של זרם הדם, ואפקטים, עם זאת, ואפקטים של זרם רחב של זרם רחב של זרם רחב של זרם רחב של זרם-שלמה, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, המאפשרת-שלמה, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, תכונות של זרם רחב מאוד, של זרם רחב מאוד, של זרם רחב מאוד, אפקט של זרם רחב מאוד, של שליטה עמוקה של זרם רחב מאוד, של זרם רחב מאוד, אפקט של זרם רחב של

איילונים ב BWB אינם לוחות פשוט יותר על כנף מלוטשת, הם חייבים להיות מוטבע בתוך מבנה הנושא גם עומסים ולחצים מכווצים, תוך אינטראקציה עם תבניות אוויר תלת-ממדיות מאוד כי שינוי עם מצב טיסה.הפיתוח של אסטרטגיות שילוב אדרון חדשניות אינו רק פעילות במיקום על פני השטח; הוא מאפשר ליבה של מסלולים מתקדמים, עיצוב פתרונות מתקדמים, עיצובים עתידיים, עיצובים של מערכות מחקר BWBWalron.

יסודות של שליטה Aileron ואת BWB Disconnect

כיצד איילונים עובדים ב- Conventional Aircraft

במטוס קונבנציונלי, איילונים הם משטחים שליטה מתפתלים על החלק מחוץ ללוח של קצה המסלול של כל כנף.הם פועלים באופן שונה: אחד איילון דהפלקט מעלה למעלה בזמן השני נע למטה.הטווח המלוטש מטה מגביר את השבר ואת זווית ההתקפה על הזרוע הזאת, מייצר עלייה מקומית; עלייה מוגברת מוגברת מוגברת מוגברת; upward-defward aile מנקה לרגע זה מהפך את הזרועות.

למה BWB מעצב את ה-Mold

הפריסה המבנית והאירודינמיקה של BWB הופכת את הגישה הקונבנציונלית לא מספיקה מסיבות רבות:

  • (FLT:0) ,Reduced Outboard lever זרוע: ibph:1 ; ב BWBWB, החלקים החיצוניים של כנף לעתים קרובות יש יותר מברז הדרגתי ועשויים להשתלב לתוך הגוף המרכז ללא שורש כנף ברור.הטווח החוצות הזמין עבור מיקום איילון הוא קצר יחסית לגודל המטוס הכולל, הגבלת הזרוע הרגע הדרושה לסמכות רול נאותה.
  • (FLT:0) מגבלות שילוב של חלקיקים: FLT:1 תיבת הכנפיים ב BWB נושאת עומסים מכוונים גבוהים ולעתים קרובות בתים דלק, ציוד נחיתה, וגזרות צניחה של תא.חיתוך גדול, מכווץ איילון גדול, יכניס ריכוזים ועונשי משקל בלתי מתקבלים על הדעת במבנה שכבר מותאם למינימום מסה.
  • (FLT:0) חלקים של חיל האוויר: FLT:1 BWB כנפיים פנימיות בדרך כלל יש יחס עובי אל---chord (לעתים 15-20%) להכיל נפח תא ועומסים פנימיים מסורתיים על חלקים עבים אלה עומדים בפני שכבת גבול חמורה ושכבות גרועות, במיוחד במהירויות נמוכות.
  • (FLT:0) אינטראקציות אווירודינמיקה בלתי יציבות: FIRLT:1) פני השטח העליון המתמשך של BWB יכולים ליצור מבנים הלם מורכבים במהירויות טרנזיות ונקודות חזקות מערבות. Anileron de השתקפות באזור אחד יכול להפיץ אפקטים על פני כל התוכנית, הפיכה מתגלגל עם המגרש ו- Yaw בדרכים שלא נראו במטוסים קונבנציונליים.

אתגרים אלה דורשים חשיבה מחודשת של עיצוב איילון ולא רק סקאלה של טכנולוגיות קיימות.

דרישות עיצוב ומטרות ביצועים עבור BWB Ailerons

לפני חקירת גישות שילוב חדשניות, יש צורך להגדיר מה מערכת איילון חייבת להשיג במחקרי BWB., כגון אלה על ידי פרויקט התעופה אחראי לסביבה של נאס"א, לציין את שיעור רול של 15-20 מעלות לשנייה עבור BWB מסחרי במהלך גישה ותנאים מתקדמים, עם שיעורים נמוכים יותר מקובלים במערכת הבקרה.

  • (FLT:0) סמכות מלאה במהירויות נמוכות: FLT:1 תצורה גבוהה של מרתול (חטיפות, לוחות) חייבת להישאר תואמת עם פעולת איילון כדי לשמור על השליטה בנחיה ובמראה.
  • (FLT:0)Fail-Safe Redundancy: ההרחבה 1 (במטוס חסר זנב, אובדן תפקוד איילון עלול להוביל ליציאה קטסטרופלית; מספר נתיבי הפעלה עצמאיים הם חיוניים.
  • (ב) ענישה גוררת מינימלית בעמדה נייטרלית: FIRLT:1 כל פערים, צעדים או מנגנונים חשופים יש למזער כדי להימנע מצמצום היתרון האירודינמי של BWB.
  • (FLT:0) אינטגרציה עם הגדלת יציבות: ⁇ 1 (כיוון עיצובים BWB יכולים להיות בלתי יציבים מטבעם ב המגרש (ולפעמים yaw), הפורונים עשויים להיות צריכים לתפקד כחלק ממערכת של מערכת חוט-על-ידי-חוט אשר משלבת את רול, סט, ו- Yaw קלטות דרך משטחים מבוזרים.

מפגשים אלה דורשים מושגים שילוב חדשים היוצאים מן האסיפות של מטוס מודולרי, מבריונות של מטוסים קונבנציונליים.

אדריכלות חדשנית Aileron

« « « « לנדור ו-Mophing Ailerons

אחת הגישות האינטואיטיביות ביותר היא להטמיע בצורה חלקה את הבלוט לתוך העור המבני של הזרוע, חיסול הפער hinge וצעד שגורם לגרור טפילטיק.לתוך ailerons להשתמש בעורים מורכבים שיכולים לשנות צורה כאשר פועל, מעבר של זרם אווירי חלק (מפרק) כדי להשיג משטח שליטה פגום ללא הפסקות.

עם זאת, הגדלת איילונים דורש ניהול תרמי ועייפות זהיר כי העור גמיש חייב לסבול מיליוני מחזורי דה השתקפות ללא סדקים. מחקר לתוך עורי אלסטומרי התחזק עם רשתות פחמן ננוtube מראה הבטחה עבור עמידות מספקת, אבל הטכנולוגיה נותרה ב- TRL גבוה (רמת קראנס של טכנולוגיה) 4-5 עבור יישומי BWB.

ראשי תיבות של: The Mid-Span control Surfaces

מכיוון שקצה החתירה של BWB עשוי להיות תפוס חלקית על ידי flaps או מנוע exhaust nozzles (במושגים מופצים מבוזרים), כמה מעצבים חקרו הצבת איילונים על הקצה המוביל או באמצע הזמן. ailes פועל על ידי שינוי המסלולים היעילים של כנף ליד החזית, יצירת רגע מתגלגל באמצעות לחץ חוזר ולא שינוי ישיר על פני השטח כי הם יכולים לספק התקפי חום משופרים מספיקים על פני השטח של כוח עליון, אשר עלולים להוביל יותר, כי הם עלולים יותר ממושכים יותר, כי הוא לחץ גבוה יותר, כי הם עלולים להוביל התקפה על פני השטח של התקפי ריקוד העליון של ריקוד העליון של ריקוד העורף העליון של ריקודי ריקודי ריקוד העליון של ריקוד העורף העליון של ריקודי מגן העורף העליון של ריקוד העליון של ריקודי נשימה, אשר עלולים להוביל יותר, אשר עלולים להוביל יותר, כי הוא מסוגל לספק לחץ על פני השטח של ריקודי לחץ על פני השטח העליון של רקטות מוקדם יותר, אשר עלולים להוביל יותר, כי הוא מסוגל לספק לחץ על פני השטח העליון של רקטות מוקדם יותר של רקטות במהירות גבוהה יותר של רקטות מוקדם יותר, אשר עלולים להוביל התקפה על פני השטח של רקטות מוקדם יותר, כי הוא מסוגל לספק את הבזק מופעלת לחץ על פני השטח מופעלת לחץ על פני

מכשירים באורך בינוני – לפעמים נקראים "משטחי שליטה משוחדים" – הם לוחות ממוקמים בערך 40-60% אקורד על פני השטח העליון.הם פועלים כמו ספוילרים אבל עם יכולת הן כלפי מעלה והן כלפי מטה, על ידי מעבר לתוך זרימת האוויר, הם יוצרים ירידה בלחץ כי דקר את הגבול באופן מקומי ומפחית את המעלית בצד אחד, ברגע מגלגלים אלה ממוקמים על החלק עבה של מעבורת, יש צורך לגרור את האינטגרציה רגילה יותר מאשר לגרור את השבר, עדיף על פני השטח, הוא מסוגל להיות יותר מאשר לגרור באופן משמעותי, יותר מאשר לגרור את השבר רגיל, הוא מסוגל יותר מאשר לגרור את התערובת רגילה, יותר מאשר לגרור את השבר בינוני, הוא מסוגל יותר מאשר לגרור את השבר, יותר מאשר לגרור את השבר, יותר מאשר לגרור את השבר בינוני, הוא מסוגל יותר מאשר לגרור באופן משמעותי.

מערכות הפעלה דיסטריוט ובקרת Multi-Functional

במקום להסתמך על כמה גדול, דיסקרטי Ailerons, עיצובים חדשניים BWB מעסיקים מגוון של משטחים קטנים מבוזרים לאורך קצה השביל - לפעמים כמו 20-30 לוחות בודדים.כל פאנל פועל באופן עצמאי על ידי אלקטרומכאי קטן או פועל הידראולי (או על ידי חומרים חכמים כגון מחסניות אדזואלקטריות).

  • (ב) נפילה ללא עונש משקל: כישלון של פאנל אחד מביא לאובדן קטן של סמכות, והפאנלים הנותרים יכולים לשנות את התגמול.
  • (FLT:0) גירוד הקלה: FLT:1 התגובה המהירה של מעשים מבוזרים יכול למנוע תנודות המעלית המקומיות, צמצום עייפות מבנית ושיפור איכות הנסיעה.
  • (FLT:0) אופטימיזציה של הragmat:FLT:1 ניתן להשתמש על פני השטח של הבקרה כ"כרטיסיה ימית" עבור כל הזרוע, התאמת סומבר המקומי כדי למזער את גרר המושרה במהלך השייט.

דוגמה בולטת לכך היא מושג Airbus-sponsored "eXtremely Distributed Aileron System" (XDAS) אשר בדק סידור 24panel על מודל תת-ממדי BWBWB. תוצאות מנהרה הרוח הראו שיפור של 15% בסמכות שליטה על פני שני-panel ailerons באותו שטח כולל, עם פחות הפרדה ו-hysteresis, עם ספירת הבקרה הנוכחית של מערכות בקרה, במיוחד עבור בקרת אבטחה.

Active Flow Control (AFC) עבור רול ללא מעברים

אולי היציאה הקיצונית ביותר מ ailerons המסורתית היא השימוש של שליטה פעילה זרימה - מהירויות סילון סינתטי, ction, או פלזמה actuators - כדי לשנות את מחזור סביב כנף וליצור רגעים רול על ידי פריסת מערך רחב של פועלים על פני השטח העליון, מהנדסים יכולים לגרום לירידה נטו של פרויקט BWB ללא כל שליטה פיזית על פני השטח של המשקף את היתרון של AFC נמוך, ומפחיתים את רמות תחזוקה נמוכה של מנועים, רק על ידי הגבלת משקל נמוך.

עם זאת, AFC עבור שליטה רול פרצופים משמעותיים ביצועים מתפתלים בלחץ דינמי גבוה (מעבר מהירויות גישה אופייניות), והאפקט הוא לא ליניארי רגיש לזווית של התקפה זווית גורפת. יתר על כן, השינוי בין "AFC על" ו "AFC כבוי" עלול לגרום לתגובות מתגלגלות פתאומיות שקשה לווסת עם חוקי בקרה קונבנציונליים.

עיצוב ואופטימיזציה של שילוב Aileron

האינטראקציות המורכבות בין גיאומטריה של איילון, הפריסה מבנית וביצועים אווירודינמיים ב- BWB מחייבות סימולציות חישוביות של XWBS (MDO) ומסגרות של דינמיקה של נוזל חישובי (CFD), ניתוח אלמנט סופי (FEA), ומודלי מערכת בקרה ספציפיים כדי לחקור את המרחב העיצובי העצום באוניברסיטת סטנפורד, בשיתוף פעולה עם בואינג, אופטימיזציה מבוססת אופטימיזציה המבוססת על ידי אופטימיזציה אשר נוצרה במקביל ל- 108%, תוך כדי לקבוע את דרישות הפעלה דומות, תוך כדי למינימום של קו השדרה, תוך כדי צמצום משקל משולב.

CFD לא יציב הוא חשוב במיוחד עבור BWB ailerons כי הזרם האופטי מעל צומת גוף כנף יכול לעכב או להאיץ את תחילת של הפרדה. אדדי ⁇ (les) ו Detached Eddy Simulation (DES) גילה כי Aileron דה יכול לגרום אלגוריתם הפיכה סימטרית לשפוך מן הטיפים, אשר הופך את הכיוון של שליטה בפועל מודלים אלה חייב להיות סימולציה של ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של מודלים של ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של ניתוח זה חייב להיות אלגוריתם של ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של ניתוח זה חייב להיות אלגוריתם של ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של ניתוח האלגוריתם של ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של ניתוח הפחתת על ידי ניתוח זה חייב כדי להפחית את ההשפעות של ניתוח האלגוריתם של ניתוח הפחתת על ידי ניתוח הפחתת השפעה על ידי ניתוח הפחתת השפעה על ידי ניתוח נתונים של שליטה מודלים של ניתוח הפחתת השפעה על ידי ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של ניתוח יעיל של ניתוח האלגוריתם של ניתוח האלגוריתם של ניתוח האלגוריתם של ניתוח נתונים.

מחקרים וניסויים

נאס"א X-48B ו- X-48C Flight Tests

מחקר הטיסה הנרחב ביותר על שילוב BWB איילון מגיע מסדרת X-48, שנבנה על ידי בואינג ונבדק על ידי נאס"א מ-2007 עד 2013. X-48B הציגה איילונים מפוצלים על חלקי כנף ה- X-48, כל אחד מהם מורכב משני לוחות תזמון עצמאיים (upper ולמטה) שניתן למזער את קצב הבקרה ה-Creams-Ricronically כדי לייצר את ה-e כמו גם את "הפרש של מושג כפול" 3 מעלות צלזיוס" בתנאי תיקון נמוך יותר, אך ורקורדו של שליטה על פני השטח, אך ורק לאחר מכן, למרות ש-Rird, למרות ש-Rirdrontexrexitrexitrexitexitortexitortrexitrexitexitortexitortexitortexitortexitol-R) שיכולהספקו של הטייסת של הטייסת, אשר ניתן ל-Rate, אך ניתן למזערי של הטייסת של הטייסת של הטייסת של דגם של הטייסת של הטייסת של הטייסת של הטייסת של דגם של דגם של דגם של דגם של דגם ה-R2, כולל שיפור של דגם ה-R2,

מחקר אירופי על איילונים חכמים עבור BWB

תוכנית השמיים הנקיים של הוועדה האירופית מימן את פרויקט "בנייני מטוסים חכמים חכמים חכמים" (SARISTU) אשר בדק חלק גוף משולב עם ailerons משולב.The Demontrator השתמש עור מורכב גמיש מתחזק עם סדרה של נוסחאות אדזואלקטריות לאורך קצה השביל, מסוגל לנפץ + / 10 מעלות בתדרים עד 5 הרץ בדיקות רוח מוכחות על ידי זרם חשמלי אטרקטיבי של זרם חשמלי (L7%) אשר הציגהספקי תיבות של כוח דחף פעיל של BRic) אשר הראה גם על ידי זרם חשמליות פעיל של זרם חשמליות (R) אשר הראה גם כן, 000 רחב של זרם חשמליות (R) אשר הראה גם על ידי זרם חשמלי) אשר הראה גם על ידי זרם חשמליות של זרם חשמליות קבוע של זרם חשמלי) אשר עשוי לייצר זרם חשמליות (Ric) של זרם חשמליות של זרם חשמליות של זרם חשמליות של זרם חשמליות של זרם חשמליות (Ric) של זרם חשמליות) עם יכולת גרורת של זרם חשמליות (Roln) אשר עשוי לייצר זרם חשמליות של זרם חשמליות של זרם חשמליות (Ric) של זרם חשמליות (RVD7D7D7 מעלות צלזיוס) אשר עשוי גם על ידי זרם חשמליות (Ric) אשר

אתגרים וכיוונים עתידיים

ייצור והסמכת ה Hurdles

שילוב מערכות חלל חדשניות לייצור BWB נשאר אתגר עצום.רבים מהמושגים המתוארים כאן מסתמכים על חומרים מתקדמים ( ⁇ זיכרון שטוף, מסובכים גמישים, קרמיקה אדזואלקטרית) שעדיין לא אושרו על משטחי בקרת הטיסה העיקריים.תהליכי הייצור עבור הטמעת פועלים בתוך פאנל עור גדול, מעוקל דורש סובלנות חוזרת כי חלל הנוכחי עשוי להיות מוכן למסגרות הפעלה של קבוצות SABV נוספות, אך ורק עבור מתקנים מיוחדים של אימונים.

שילוב עם Propulsion and Thermal Management

מושגים BWB רבים משלבים הנעה חשמלית מבוזרת (DEP) עם מעריצים המוטבעים לאורך קצה השביל. בתצורה כזו, איילונים חייבים להיות מעורבים עם דוקטרקט בתותחים, בהרים המנוע, וחילופי חום.הקרבה של זרמי ממצה חמים לעור אדן גמישה של פרוטונים יכול לגרום לנטייה נאותה, אלא אם כן, השבר יכול להשפיע על הזווית של תנועה משולבת של לחץ, אך לא ניתן לשנות את האינטראקציות אוויריות של מערכת של מערכת משולבת, אלא אם כן, אך לא מחוברות של מערכת של מערכת של מערכת בקרה סגורה, אלא שינוי חום, אלא שינוי חום, אלא שינוי חום, אלא אם כן, אלא אם כן, אלא שינוי חום של אינטראקציה עם מערכת של אינטראקציה עם מערכת של מערכת של מערכת הפעלה סגורה.

חוקי בקרה הסתגלות ומימוש בזמן אמת

הדינמיקה הלא ליניארית של מורפיום או מופצות מחייבת אלגוריתמים של שליטה שיכולים להסתגל לתנאי טיסה ולהפעלה של בריאות. גישות שליטה מבוססות מודל, כגון הסתה לא לינארית (INDI), הראו הבטחה בטיפול בחוסר הוודאות של מבנים גמישים.חוקרים באוניברסיטת דלפט הראו בקר שעקבו אפילו כאשר 20% מ- 40-actuator 8 לא הצליחו להסתגל לתקני הידרוגניציה (Dirware) ו-Dyware) תואמים את התקני מחקר קפדניים (Dicware) של .

מבט קדימה: הדרך מפגין אל הצי

טכניקות שילוב של איילון חדשניות שנדונו כאן אינן רק תרגילים אקדמיים; הן מפותחות באופן פעיל על ידי נאס"א, בואינג, Airbus, ומספר גדל והולך של סטארט-אפים המתמקדים במטוסי גוף מקובצים המשולבים, אבן הדרך הגדולה הבאה תגיע ככל הנראה מ- X-57 מקסוול או מפגינים אחרים של טיסה ירוקה, המשלבים צורה מסוימת של מערכת חלל מבוזרת.

ככל שכלים חישוביים משתפרים וחומרים מתבגרים, ה-BWB, המורכב והביצועים האירודינמיים יעברו לטובת פתרונות אדרון משולבים יותר. החזון לטווח ארוך הוא BWB המשתמש במערך של מאות מיקרו-קטטורים שנבנו ל"עור חכם" גמיש, המסוגל לבצע תמרונים של רול עדינים תוך דיכוי פעיל של גורים, רעש, ומבנה כזה יכול להיות נקי יותר מאשר לשלוט על ידי אקטיביים, להוכיח את זה יכול בסופו של דבר יעיל יותר מאשר להיות יעיל יותר מאשר היום, להוכיח את זה יכול בסופו של דבר יעיל יותר מאשר להיות יעיל יותר מאשר פעילות גופנית יעילה יותר מאשר היום, כי הוא מסוגל לבצע תמרונים מנקה, אשר בסופו של דבר יעיל יותר מאשר אקטיבית של דבר יעיל יותר מאשר אקטיבית של כלי אקטיבית של דבר יעיל יותר מאשר אקטיבית של דבר יעיל יותר מאשר אקטיבית של דבר יעיל יותר מאשר אקטיבית של דבר, אשר יכול בסופו של דבר יעיל יותר מאשר אקטיבית של כלי אקטיבית של כלי אקטיבית של כלי אקטיבית של כלי אקטיבית של כלי אקטיבית של כלי אקטיבית של כלי אקטיבית, אשר יכול בסופו של דבר זה יכול בסופו של דבר יעיל יותר מאשר אקטיבית, להוכיח את זה יכול בסופו של

לקריאה נוספת על מחקר מתמשך, ראה פרויקט ACTE של נאס"א 1Felo ופרויקט FLT:2SARISTU ב DLRFLT 3 סקירה של אתגרים שליטה BWB זמין ב-FLT:4Boeing's X-48B FactFalph:5.