תכנון מכשירי ריצוף גבוהים בסביבה עירונית ונמל התעופה חסרת רגישות

מכשירים בעלי מעלית גבוהה מטוסים כגון flaps, סלאטים, כנפיים מלוטשות הם היסוד להשגת המעלית המוגברת הנדרשת במהלך ההמראה והנחתה. עם זאת, אותם מכשירים הם תורמים משמעותיים לרעש מסגרת אוויר, גורם שהופך קריטי כמו פעולות מטוסים להתרחב לסביבות עירוניות רגישות רעש, שדות תעופה לאכוף נהלי רעש קפדניים יותר.

רעש ממכשירי התעלות: מכניזם והשפעות

רעשי הרמפה גבוהים נובעים ממספר מקורות אוויריים ייחודיים.המנגנונים הדומיננטיים כוללים שכבות גבול סוערות על פני משטחים מעופפים, מערבולת מזחלות וחוד החנית, ותנודות לחץ לא יציבות הפער בין האגף לבין מכשירים פרוסים. מקורות אלה מייצרים רעש פס רחב השולט לעתים קרובות רעש מסגרת האוויר הכולל במהלך הגישה והנחיתה, במיוחד כמו רעש היה מופחת באמצעות עיצובים מודרניים.

מקורות אוויריים בפירוט

(ב) ⁇ :0) רעש: 1 (FLT:1) הפער בין המשטח המוביל לבין הזרוע הראשית יוצר שדה זרימה מורכב. מבני טורטטקס קוהרנטי ושכבות הרהר הבלתי יציבות מקרינים רעש על פני טווח תדר רחב.
(ב) [15] רעש צדדי: [13] הקצוות החשופים של צפיות פרוסות מייצרים טורטים עזים אשר אינטראקציה עם פני השטח השבריריים והזרימה שמסביב, וכתוצאה מכך מרכיבים חזקים אלים רחבים.
(ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

הכחשה ולחצים קהילתיים

תקנות רעש כגון אלה של ארגון התעופה הבינלאומי (ICAO) פרק 14 ומינהל התעופה הפדרלי של ארה"ב (FAA) שלב 5 הפחיתו בהדרגה את רמות הרעש המותרות. שדות התעופה באזורים מיושבים בצפיפות כמו לונדון הית'רו, אמסטרדם Schiphol, ו- לוס אנג'לס International כופים ושערי רעש המשפיעים ישירות על פעילות התעופה למרכזי התרחבות לעתים קרובות על רעש, מה שהופך את הצורך הקלושט:

אסטרטגיות עיצוב עבור Noise Reduction

מהנדסים פיתחו מגוון של טכניקות פאסיביות ופעילות כדי להפחית רעש ממכשירי הרמת גבוהה ללא היערכות בטיחות או גמישות תפעולית.אסטרטגיות אלה מכוונות את תכונות הזרימה הספציפיות שיוצרות קול.

טכניקות פאסיביות: גיאומטריה, חומרים, וטיפולים על פני השטח

(ב) ⁇ :0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0Side-edgeשינויים:FLT:1) הוספת גדרות קטנות, כנפיים, או קצוות ⁇ כדי לצוף הקצוות צד משבש את היווצרות של מערבות חזק. חלק מהעיצובים משתמשים בחזקות מברשת או בדפוסי כתפיים כדי לפזר את הפגיעות ולהקטין לרעש כללי.
(ב) טיפולים:0 (Surface Treatment: FLT:1 מיקרו-צמחוובים (riblets), דימנים, או ציפויים ⁇ החלים על משטחים מזחלות וחיתוך יכול להפחית את זעזוע העור וכתוצאה מכך, הרעש שנוצר על ידי שכבות גבול סוערות.
(FLT:0)Slat cove ממלא:FLT:1; משטח concave aft של קצה מוביל קצה הוא מקור רעש גדול.מלא קו זה עם לוח פריך או קבוע יריד חלקה את זרימת האוויר וחיסול הטון הגרדוני.

טכניקות יעילות: בקרת זרימה וביטול רעש

(FLT:0)Blown flapaps:FLT:1 Directing אוויר מדמם מן המנוע לתוך פער ה-Fap ממריץ את שכבת הגבול, צמצום ההפרדה ואת התנודות הלחץ הבלתי יציבים וכתוצאה מכך, גישה זו יכולה לשפר גם להרים וגם לרעש נמוך יותר, אם כי עם עונש בביצועים של מנוע.
(FLT:0)Plasma Actuators: FLT:1 ; Dielectric Barrier פלזמה פועל פלזמה דיאלקטרי להציב על לוחות או סדקים יכול לשנות את הזרם המקומי על ידי גרימת כוח גוף קרוב משפחה.
(FLT:0) ביטול רעש קולקטיבי: FLT:1 Arrays של דוברי קול זעירים או מיקרו-ג'ט יכול לייצר צליל אנטי-phase כדי לבטל רכיבי רעש מסוימים. בעוד מאתגר ליישם בטיסה, טכנולוגיה זו מבטיחה למקד את פליטות פולשניות חד פעמיות מחוד החנית.

Balancing Performance and Acoustics: Key Challenges

כל אסטרטגיה לירידה ברעש מגיעה עם עסקאות.האתגר העיקרי הוא שמירה על ביצועי המעלית הגבוהים הנדרשים לטיסה מהירה בטוחה בזמן צמצום רעש.שיטות בקרה רעש יעילות רבות מרמות את המעלית או להגדיל את הגרור, צריכת הדלק ומורכבות המערכת.

דחיפות אווירודינמית לעומת Noise Reduction

(המילוי של סלאט, למשל, מקטין רעש אך מוסיף משקל ומורכבות מכנית.שינויים חד-צדדיים יכולים להגדיל את גרר על ידי שינוי מבנה ה-vortex, פוטנציאל להפחית את יעילות המעלית המקסימלית.מערכות בקרת זרימה אקטיבית דורשות כוח, מדממות אוויר, או קלט הידראולי המשפיע על יעילות כלי טיס כוללת.מהנדסים חייבים לנהל אופטימיזציה רב-אובייקטיביים אשר מחשיבים רעש, מרומם, מרומם, מרומם, , משקל ובאותו זמן.

טרנדים וירידה במשקל

מכשירים מרימה גבוהה חייבים לעמוד בעומסים האירודינמיים של ההמראה וההנחתה, כמו גם עייפות ממחזורי פריסה חוזרים. integrating רעש תכונות - כגון משטחים ⁇ או ממריצים מוטבעים - אסור להתפשר על שלמות מבנית או להוביל לתחזוקה מופרזת.חומרים Composite מציעים פתרונות מסוימים: הם יכולים להיות מעוצבים לצורות מורכבות ועשויים לכלול שכבות לחות לספוג רטט, הסמכה של חומרים לחידושים עבור חומרים מהירים או לקצב בטיחות לטווח ארוך.

חידושים וכיוונים עתידיים

דחיפה למכשירי הרמת גבוהים שקטים יותר היא מחקר לכלים מתקדמים, מבני ממורמרים, ומושגים חדשים של אקטוציה.

אופטימיזציה ואופטימיזציה

דינמיקת נוזל Computational (CFD) בשילוב עם פותרים אווירואקטיים מאפשר למהנדסים לחזות רעש מתצורה גבוהה של מעליות להרים לפני אימון רוח או בדיקות טיסה. High-Fidelity גדול eddySee סימולציה (les) יכול ללכוד את תכונות זרימה לא יציבות אחראי על רעש, המאפשר מחקרים parametric של גודל, אפילה, ומבנה פני השטח של סימולציות אלה עם אלגוריתמים איטיים, כולל ירידה של זמן, ירידה מהירה, תוך כדי ירידה מהירה יותר.

מכשירים ממורפטיביים והתאמה

מורטינג הקצוות המובילים ונקודות שביל שיכולים לשנות צורה ברציפות, במקום לפרוס סלאטים דיסקרטיים ו flaps דיסקרטיות, להציע את הפוטנציאל לביצועים אופטימליים בכל שלב הטיסה ללא פערים רועשים או קצוות צדדיים.מושגים כמו האף הגמיש או קצה השבילים ההסתגלות יכולים להתאים את קווי מתאר האנירודינמיקה האידיאליים, הפחתת מקור המחקר כולו הוא מתמשך לפתח מורפיום קלים, ולפעולת קשה.

פלאסמה Actuators ו- Flow control

אקטוטורים פלזמה נשארים טכנולוגיה פעילה מבטיחה לירידה ברעש.העדר חלקים נעים ויכולת להגיב במיקרו-שניות להפוך אותם אטרקטיביים לדיכוי זרמים לא יציבים.מחקרים האחרונים על תצורה של רוח גבוהה הראו כי פועלי פלזמה להציב אסטרטגית פלזמה מופחתים רעש מתפתל עד 6DB עם זאת, מקיפים את המכשירים האלה לייצור מלא ולהבטיח שהם פועלים באופן עקבי בתנאי שביתה, באופן משמעותי, הם מתחמי ברקים.

מסקנה

תכנון מכשירים גבוהים לסביבות עירוניות רגישות לרעש ושדה התעופה הוא שדה מתפתח במהירות הדורש שילוב הוליסטי של אווירודינמיקה, אווירואקדיטיקה, חומרים ומערכות בקרה.זיכומים גיאומטריים - כגון מילוי סלאט וטיפולים צדדיים - כבר הטמיעו על ייצור מטוסים, מתן סימולציות רעש מבטיחות גבוהות יותר, אך דורשות פיתוח מהיר יותר של מערכות הגנה על פני השטח, יכולות להימשך גם על פני השטח.