जेट इंजन नेसेल्स पर ड्रैग को कम करने में वायुगतिकीय आकार की भूमिका

जेट इंजन नेकेल्स ध्यान से इंजीनियर संरचनाएं हैं जो चारों ओर और घर के विमान इंजन हैं। केवल कवर से अधिक, वे महत्वपूर्ण वायुगतिकीय घटक हैं जो इंजन में प्रवेश करने वाले वायु प्रवाह को आकार देते हैं और विंग या धड़ पर बहती हवा के साथ बातचीत करते हैं। एक नौसेल का प्राथमिक कार्य इंजन को सुव्यवस्थित करना है, ड्रैग को कम करना और प्रणोदन दक्षता को अधिकतम करना है। दशकों से अधिक पुनरावृत्तित्मक डिजाइन, वायुगतिकीय आकार देने से नाकेले के विकास का एक कोनेस्टोन बन गया है, सीधे ईंधन की खपत, शोर और समग्र विमान प्रदर्शन को प्रभावित किया गया है। यह समझना कि कैसे इन आकारों को कम करने के लिए ड्रैग आवश्यक है।

जेट इंजन नेसेल्स पर ड्रैग की भौतिकी

ड्रैग वायुगतिकीय बल है जो विमान की आगे की गति का विरोध करता है। नैकेल्स के लिए, ड्रैग कई स्रोतों से उत्पन्न होता है। पैरासिटिक ड्रैग में त्वचा घर्षण (सतह खुरदरापन और वायु चिपचिपाहट) शामिल है और आकार के कारण दबाव अंतर (आकार के कारण) खींचें। ]इंटरफेरेंस ड्रैग तब होता है जब नैकेल सीधे विंग या पाइलोन की तुलना में अधिक मात्रा में वृद्धि करता है। Wave drag ट्रांसोनिक गति (लगभग Mach 0.85-e विमान को कम करने के लिए अधिकतम गति प्रदान करता है।

The scent of the scent of the suffaling.

एक ठेठ nacelle खींचें टूटने लगभग 40-50% त्वचा घर्षण, 20-30% फार्म खींचें (विशेष रूप से aft शरीर और निकास से), 10-20% हस्तक्षेप pylon और विंग जंक्शन से खींचें, और शेष spillage ड्रैग (जब इनलेट एयरफ्लो इंजन की मांग से अधिक है) और उच्च गति पर लहर खींचें। Aerodynamic आकार मुख्य रूप से लक्ष्य फार्म और लहर खींचें, लेकिन सावधान समोच्च भी हस्तक्षेप को कम कर देता है।

नाकेले वायुगतिकीय विकास

प्रारंभिक जेट इंजन (जैसे कि डे हैविललैंड भूत) को विंग-माउंटेड नेकेल्स में रखा गया था जो सुव्यवस्थित ट्यूबों से थोड़ा अधिक थे। 1960s (Pratt & Whitney JT9D, General Electric CF6) में उच्च बाईपास टर्बोफैंस की शुरूआत ने बहुत बड़े नाकेल व्यास लाए थे। इसके लिए गंभीर वायुगतिकीय शोधन की आवश्यकता थी: इनलेट होंठ को टेकऑफ़ पर उच्च प्रवाह को संभालने की जरूरत थी, नाकेल एफ्ट बॉडी (बोट पूंछ) को अलगाव को कम करने की अनुमति थी, और पाइलोन को आसानी से एकीकृत करना पड़ा। 1980s ने GEBEL को आकार देने वाले GEBEL को कम करने की क्षमता वाली क्षमता वाली है।

कुंजी वायुगतिकीय डिजाइन सुविधाएँ

Inlet Lip and Cowl Contour

इनलेट होंठ का आकार उच्च प्रवाह की स्थिति (टेकऑफ़, चढ़ाई) और क्रूज के बीच एक समझौता है। एक तेज होंठ क्रूज पर खींचें को कम कर देता है लेकिन उच्च कोण के हमले या क्रॉसवाइंड ऑपरेशन के दौरान अलगाव को प्रवाहित कर सकता है। आधुनिक नेकेल्स एक सूक्ष्म वक्रता का उपयोग करते हैं - जिसे सुपरएलिप्स या बायकोनवेक्स प्रोफाइल द्वारा परिभाषित किया जाता है - ताकि उड़ान के लिफाफे में संलग्न प्रवाह को बनाए रखा जा सके। cowl आगे अनुभाग में आम तौर पर 1.1-1.2 के आसपास एक संकुचन अनुपात (हाल में गले) होता है; बहुत अधिक बढ़ जाती है ड्रैग, बहुत कम चोटों की एकरूपता। व्यावसायिक आकार में परिवर्तनीय ज्यामिति को अनुकूलित किया गया है [FLT] लेकिन मानक मानक में मानक का पता लगाया गया है।

नाकेल फॉरेबॉडी और सेंटरबॉडी

नाकेले (लिप से अधिकतम व्यास तक) का आगे का हिस्सा आसानी से प्रवाह को तेज करता है। आकार को अक्सर विंग के पास स्थानीय प्रवाह कोणों के साथ संरेखित करने के लिए "डूप" अक्ष का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया है। केंद्रबॉडी अनुभाग (फैंसी मामले के आसपास) आम तौर पर बेलनाकार है लेकिन इसमें मामूली टेपर हो सकता है। भूतल लहराती को सीमा की गड़बड़ी से बचने के लिए कम से कम किया जाता है। कुछ नाकेल्स में शामिल हैं Vertex जनरेटर ] या ]strakes ]]]] pylon के पास अलगाव को देरी करने के लिए।

नाव पूंछ और Aft शरीर

नासेल का aft अनुभाग - नाव पूंछ - शरीर के ड्रैग के बाद कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। चूंकि नासेल निकास नोजल तक नीचे टेंडर करता है, प्रवाह संलग्न होना चाहिए। एक आदर्श नाव पूंछ में 7-10 डिग्री का आधा कोण होता है; खड़ी कोण अलग होने और उच्च रूप खींचें का कारण बनता है। आधुनिक नासेल्स एक ] का उपयोग करते हैं, लेकिन केवल निकास के साथ हवा को बढ़ावा देने वाले किनारों पर थोड़ा कम नहीं होते हैं।

निकास नोजल और प्लग

निकास नोजल आकार आंतरिक प्रदर्शन (थ्रस्ट) और बाहरी खींचें दोनों को प्रभावित करता है। सुपरसोनिक क्रूज के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक अभिसरण-विभाज्य नोजल वाणिज्यिक सबसोनिक विमान पर विशिष्ट नहीं है, लेकिन एक convergent नोजल सावधानीपूर्वक समोच्च प्लग (सेंटरबॉडी) ड्रैग को कम करता है। प्लग का आकार-ऑफ-एक पैराबोलिक या ओगिव वक्र-स्ट्रीम कोर प्रवाह को बढ़ाता है और एनुलर निकास से बेस ड्रैग को कम करता है। कुछ नेकेल्स एक ]] forced मिश्रण नोजल [[FLT: 3]]]] का उपयोग करते हैं जो प्रशंसक और कोर जेट को दूसरे जेट को कम करने के लिए धाराओं को जोड़ती है।

Pylon एकीकरण और Aft Fairings

पंख को नैसेल से जोड़ने वाला पाइलोन हस्तक्षेप ड्रैग का एक प्रमुख स्रोत है। यहां वायुगतिकीय आकार देने में pylon प्रमुख-edge fairings जो उच्च गति पर सदमे की बातचीत को कम करता है, ]trailing-edge serrations]]]] जागने को कम करने के लिए, और ध्वनिक उपचार] कि प्रवाह नियंत्रण उपकरणों के रूप में डबल. कुछ डिजाइन एक ]blended pylon-nacelle fillet] पर स्वयं को सुचारू बनाने के लिए।

नैसेल डिजाइन में कम्प्यूटेशनल फ्लूइड डायनेमिक्स

आधुनिक नेकेल को आकार देने के बिना असंभव होगा। डिजाइनर हजारों उम्मीदवार आकार के आसपास के प्रवाह को अनुकरण करने के लिए रेनॉल्ड्स-और्जित नवियर-स्टोक्स (RANS) सॉलर्स का उपयोग करते हैं। इनलेट होंठ त्रिज्या, समोच्च वक्रता, नाव पूंछ कोण, और पाइलोन स्वीप जैसे पैरामीटर्स को अदला-बदली विधियों या आनुवंशिक एल्गोरिदम का उपयोग करके अनुकूलित किया जाता है। उच्च-विश्वविद्यालय बड़े-डी सिमुलेशन (LE) शोर और अलगाव भविष्यवाणियों के लिए अशांति विवरण को हल करता है। बोइंग और एयरबस ने मालिकाना नेकेल डिजाइन टूल विकसित किया है जो संरचनात्मक और ध्वनिक विश्लेषण के साथ CFD को एकीकृत करता है।

सामग्री और विनिर्माण नवाचार

वायुगतिकीय आकार देने ज्यामिति तक सीमित नहीं है - सामग्री उन आकृतियों को सक्षम करती है जो ड्रैग को कम करती हैं। Composite सामग्री (कार्बन-फाइबर प्रबलित बहुलक) कम सीम के साथ जटिल डबल-कुर्वेचर नेसेल पैनल के निर्माण की अनुमति देते हैं, जो turbulent त्वचा घर्षण को कम करते हैं। चिकना समग्र सतहें धातु के नैसेल्स के rivets और जोड़ों से भी बचती हैं, जो स्थानीय रूप से जुड़े अलगाव को कम कर सकती हैं। ] - हनीकोम्ब बैकिंग के साथ छिद्रित पैनल - त्वचा के लिए उपयुक्त संरचनात्मक संरचनात्मक संरचनात्मक संरचनात्मक संरचनात्मक संरचनात्मक रूप को बनाए रखने के लिए आकार का आकार का आकार दिया जा सकता है।

ईंधन दक्षता और उत्सर्जन पर प्रभाव

अनुकूलित वायुगतिकीय आकार देने का संचयी प्रभाव काफी हद तक है। उद्योग अनुमानों के अनुसार, उन्नत नासेल डिजाइन पिछली पीढ़ियों के सापेक्ष 1.5-3% समग्र विमान ड्रैग कमी में योगदान करते हैं। बोइंग 787 जैसे आधुनिक व्यापक लोगों के लिए, जो विमान के जीवनकाल में गैलन की उड़ान प्रति लगभग 1-2% की ईंधन बचत में अनुवाद करता है। कम ड्रैग कम जोर वाली सेटिंग्स को कम करने, इंजन के जीवन में सुधार करने और नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त, सुव्यवस्थित नासेल्स जागृति को कम करते हैं, जो भविष्य की दक्षता लाभ के लिए खोज की जा रही संरचना उड़ान अवधारणाओं में विमानों को पीछे लाने का लाभ उठाते हैं।

भविष्य निर्देश

A LT-FLT: A LT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-F-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-F-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-FLT-F

निष्कर्ष

जेट इंजन की वायुगतिकीय आकार देने वाली नेल एक ऐसी शिल्प है जो भौतिकी, संगणन और भौतिक विज्ञान को मिश्रित करती है। नाव पूंछ के सटीक टेपर के लिए इनलेट होंठ के सूक्ष्म वक्रता से, हर समोच्च विमान की समग्र दक्षता में योगदान देता है। चल रहे अनुसंधान उभरते प्रणोदन प्रौद्योगिकियों के साथ अधिक परिष्कृत अनुकूली डिजाइन और तंग एकीकरण का वादा करता है। निर्माताओं, एयरलाइनों और पर्यावरण के लिए, ये छोटे ज्यामिति परिवर्तन बाहरी लाभ उत्पन्न करते हैं - कम खींचें, कम ईंधन की खपत, और ग्रह पर एक हल्का पदचिह्न। एक साधारण आवास के बाद नासेल, वायुयानकीय इंजीनियरिंग की कार्यक्षमता के प्रदर्शन को प्रदर्शित कर दिया गया है।