航空機の折り返しの設計は航空輸送のコーナーストーンであり、より安全な離陸、より制御された着陸および有効なクルーズ性能を可能にします。 台無しに蝶番を付けられた表面からコンピュータ制御、定形追跡の端に、折り返しシステムは動力を与えられた飛行の最も早い日以来劇的に進化しました。 この記事では、エンジニアリングの課題を調べ、近代的な折り返しを定義する技術が克服し、進化するというトレースを追跡します。

初期のフラットのデザイン

航空の先駆的な年では、翼は単純で、固定された表面でした。着陸するために、パイロットはエンジンの電力を削減し、多くの場合、スタイルに境界線を向けた攻撃の角度を増加させました。低速で持ち上げる装置の必要性は、1920年代に致命的な着陸事故のシリーズが明らかになった。最初の折り返しは、基本的にはフラプス: レールエッジの簡単なヒンジセクションは、これらの上昇が増加し、それらを増加させました。

1930年代までに、エンジニアは、上面が固定されたまま、羽の下面が下方に抱いた羽の下面が下方に広がる[を分割しました。この設計は、ピッチングの瞬間に変化が少なく、より高ドラッグで生産され、ダグラスDC-3などの早期輸送に人気があります。しかし、割込み式の限られたリフトの減少の背後にある急流分離。これらの初期システムは、手動でケーブルや配管の引き継ぎを操作し、作業を再開することを検討しました。

ミッド・センター・ブレイクスルー: スロットとフローラー・フラプス

ワールド・ウォーIIは、高揚程デバイスの開発を加速しました。エンジニアは、翼と折り返しの間、羽根の下から高エネルギーの気流が折り返しの上部の上部に向けられ、分離を遅らせ、最大リフト係数を飛躍的に増加させることによって、その認識をしました。この洞察は、に上昇しました。

シングル、ダブル、トリプルスロットルフラップ

単一スロットされた折り返しは空気が高圧下面から低圧の上部の表面に渡ることを可能にする小さいギャップを特色にします、境界層を再高めます。航空機がより低いままにするために必要なより重いおよびアプローチの速度を増加させるにつれて、設計者は複数のスロットを加えました。ボーイング727からMcDonの係数のDouglas DCに多くのエアラインダーで見られる二重および三重によって細長かった折り返しは、それ以上の成功のメカニズムを増加させます。これらのメカニズムは、各々の上昇のメカニズムを増加させます。

トレードオフは機械的複雑性であり、重量を追加します。 作動リンク、トラック、およびシールは、フラッタを避け、数千サイクル以上の信頼性を確保するために慎重に設計する必要があります。

フラッドフラプス: 翼を拡張する

1930年代にハーラン・D・フフローラーが特許を取得したFowler flapは、後方と下方を同時に動かし、翼面積とカムバーの両方を増加させます。 この拡張機能は、リフトの上昇に優しい増加をもたらします。 フラップは、ジェット輸送翼の主力になりました。 現代の変化には、FLOWER flapsが含まれており、FLOWER FLOWERは、FLOWER FLOWER PATを組み合わせて、FLOWER PAT-FLOWER PAT-FRE-F-FRE-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F

フライラの折り返しの機械設計はintricateです:曲げられたトラック、キャリッジおよびねじジャッキは精密な直線を維持している間空気圧の負荷に抗しなければなりません。早い油圧力は電気モーターおよびデジタル コントローラーと後で補いました。

リードエッジデバイス: ラットとクルーガーフラプス

高リフトシステムは、リードエッジのデバイスなしで不完全です。 ]Slatsは、前方および通常は少し下方に伸びる可動面であり、上部の面に高エネルギーの空気を誘導するスロットを作成して、大幅に階段角度を増加させます。 クルーガーフラプス、下面からヒンジされ、よりシンプルで非操作性です。 それらは、構造の限界を回転させるボードで使用されます(A)。 ボーダーは、Afruegerは、Auginsを制限します。

現代のフラット技術

現代的な航空機はフル オートマチックの飛行制御システムに折り返しを統合します。パイロットは折り返しのレバーの位置を選び、飛行制御コンピュータは圧力か不変なstallを防ぐための空気速度、高度および構成を監察します。一度支配される油圧アクチュエーターは]によってますますます取り替えられます:減らされた重量および維持のためのelectromechanicalのアクチュエーター]。高度の複合体の使用は---ポリマーがトラックおよび強さを維持している間、ポリマーはおよび強さを増強します。

フライバイワイヤーとフラッドスケジューリング

Airbus A350やボーイング787などのフライバイワイヤー(FBW)航空機では、フラップの展開スケジュールはソフトウェア定義です。 コンピュータは、現在の飛行条件に最適な拡張角度を決定し、ガスト中の負荷軽減のために必要であれば、非対称的な展開を可能にします。 フラップトラックのセンサーをロードして、システムに戻って構造限界を超えるのを防ぐことができます。 このインテリジェンスは、疲労負荷を軽減し、条件が発生したときにより積極的なリフトスケジュールを許可します。

高リフトシステム統合

現代のデザインは、高リフトシステムとして翼全体を処理します。 折り返し、スラッツ、アレンロンドロップ、スピルアスケジュールは、[フラッドコントロールユニット(FCU)を介して調整されます。 例えば、テイクオフの間に、スラッツは、まず、必要なリフト係数を達成するために拡張します。 着陸では、ダウンシールのドラッグとリフトの限界までの範囲と多回転するフラップの拡張機能が、および最大回転角度の低減とリフトの低減効果が向上します。

素材・製造

折り返しの皮はモノリシックのカーボン繊維から、部品数を減らし、腐食傾向があるリベットの穴を除去する頻繁に組み立てられます。アルミニウム リチウム合金は好ましい重量および疲労の特性のためのトラック ビームのために使用されます。付加的な製造業(3Dの印刷)は空気の一流の装置のための複雑なダクトの部品を作り出すために始まります。これらの物質的な革新は折り返しが引き込み、クルーズのドラッグを減らすときより精巧にきれいであるようにします。

フラット・デザインにおける未来のトレンド

航空機技術者は、従来のヒンジされたフラップを外して、飛行条件にリアルタイムで適応させる概念に押し出しています。 2つの主要な方向性ドミネンテ:]の形成翼と]のアクティブ制御面。

適応性のあるトレイルエッジ(ATE)

NASAの先進航空輸送技術(AATT)プロジェクトでは、離散した欠陥ギャップなしで、カムバーを継続的に変更する柔軟な追跡エッジを実証しています。これらは、形状記憶合金や電動モーターによって作動する、コンプライアンス構造を使用します。ギャップを排除することにより、ATEはあらゆる飛行フェーズに最適なカムバーを提供しながら、ドラッグ&ノイズを削減します。この技術は、次世代の単一航空機で評価されています。

分散フラットの作動およびスマートな皮

未来の折り返しは、ローカル幾何学を調節できるマイクロ アクチュエータの配列と埋め込まれるかもしれない効果的に「スマート」表面を作成するかもしれません。皮で埋め込まれるセンサーは圧力配分および流れの分離を測定します。神経ネットワークは付けられた流れを維持し、上昇を高め、そしてドラッグを減らすためにこのデータおよび命令の小さいローカル 偏向を処理します。そのようなシステムは複数の移動パネルの複雑さなしで超高度の上昇の係数を可能にすることによって短い着陸の間隔を割り当てることができます。

分散型電気推進(DEP)との統合

NASA X-57 Maxwell などの電気航空機の設計、フラプス、拡張リフト上の空気を吹く翼マウントプロペラを使用してください。完全な DEP 構成では、プロペラのスリップストリームが必要なリフトの増強を提供するため、フル ラップが戻って、またはさらに排除される可能性があります。ただし、認定の課題は残っており、ハイブリッドアーキテクチャはバックアップのより小さい折り返しを保持する可能性があります。

AI・健康モニタリング

フラットシステムは、既にアクチュエータの負荷、位置の偏差、振動の署名を追跡する健康管理ユニットによって監視されています。将来のシステムは、AIを使用して、起こり、メンテナンスを計画的に実行する前に、故障を予測します。これは、現在のより一般的なシステム機能障害の1つである、飛行批判的欠陥の頻度を減らすことができます。

コンテンツ

シンプルな木製のヒンジから自称構造まで、フラップのデザインの進化は、航空技術のより広いマーチを映し出します。各世代のフラプスはより安全で効率的な航空機を配信しました。より短い時間に続く滑走路を、より経済的に飛ぶためのより重いペイロード。材料と制御システムが進歩し続け、将来のフラプスはパイロットや乗客にますますます透明になり、飛行の複雑なバレエの重要な役割を静かに果たします。