경계 층 분리 및 드래그에 Aileron Geometry의 영향

Ailerons는 항공기의 롤 축을 관리하는 데 책임있는 1 차 비행 제어 표면입니다. 은행 및 도킹의 기능 동안, 아일론 기하학 사이 하위 인터플레이 및 주변 기류의 특정으로 경계 층은 뿐만 아니라 제어 효과뿐만 아니라 기하학적 드래그를 의미. 이 문서는 아일론 모양, 크기 및 오염 경계 층 분리 및 전체 항공 공학 드래그의 상세한 엔지니어링 분석을 제공, 및 설계 전략을 제공합니다.

통제 표면에 경계 층 물리학의 기초

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경계 층 별거 기계장치

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중요한 Aileron Geometric 모수는 경계 층 Behavior를 Affecting

엔지니어는 aileron에 경계 층을 제어하는 여러 기하학적 변수를 조작합니다. 다음 매개 변수는 가장 영향력있는 것:

Chord 길이와 그 무역 떨어져

힌트 라인에서 힌지 선을 지나는 가장자리에 측정되는 아일론의 chord 길이는 경계 층이 여행해야 하는 거리를 결정합니다. 더 긴 초 아일론은 더 중대한 회전 권위를 제공하고 또한 더 높은 피부 발동 끌기 지도하는 드러낸 표면 지역을 증가합니다. 더 긴 chord는 경계 층을 더 두껍게 하고 분리하기 위하여 더 긴 초 층을, 특히 큰 편향도 각에 줍니다. 긴 초 디자인에 mitigate 별거에, texpe 발전기 또는 reshape를 통합할지도 모릅니다.

종횡비와 경간 흐름

아일론의 측면 비율 (면적에 의해 분할되는 경간) 끝 자궁 및 경간 압력 자궁화에 영향을 미칩니다. 높 종횡비 아일론 (긴 좁은) 뿌리 근처의 부착 흐름을 효과적으로 유지하고 있지만, 그들의 팁은 강한 교차로로로로 때문에 이전 분리에 달려 있습니다. 낮은 종횡비 아일론 (짧고 부비)는 끊임없이 3 차원 효과를 트리거하는 지배적 인 3 차원 효과에서 고통하지만, 그들은 종종 더 적은 양의 영역으로 인해 사망 할 때 종종 더 작은 영역에서 생산됩니다.

리드 및 트레일 에지 모양

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표면 윤곽과 캠버

Ailerons는 편평한 판이 아닙니다; 그들은 그들의 표면을 따라 압력 배급에 영향을 미치는 간격 배급 그리고 아ero 탄성 강선이 있습니다. Camber (그의 정도는 뜻깊은 선)는 0 상승 각 및 불리한 윤활제의 심각성을 좌우합니다. 위장 아일론은 표면 압력이 더 점차적으로 건설하기 때문에 대칭 하나 보다는 더 높은 편향에 붙어 있던 교류를 유지할 수 있습니다. 게다가, 가늘게 한 계획형 (근에서 뿌리는 기울기)는 끝을 바꾸기 위하여 기울기 위하여 기울기 위하여 기울기 위하여.

Drag 부품의 분리된 유량의 영향

아일론에 드래그는 피부 마찰 드래그 및 형태 (압력) 드래그의 1 차적으로 구성됩니다. 분리 된 흐름은 극적으로 분리 된 압력 드래그를 증가하여 분리 지점 뒤에 저압 지역을 형성합니다. 이것은 형태 드래그로 알려져 있으며 큰 편향도 각도에서 총 드래그의 대부분을 나타냅니다. 또한, 분리 종종 불안정, 극한 케이스에 구조적 피로 또는 flutter를 일으킬 수있는 변동력으로 선도합니다.

압력 드래그 대 마찰 드래그

경계 층이 붙어있을 때, 아일론에 압력 배급은 상대적으로 균형을 잡습니다; 끌기 형벌은 피부 마찰에서 옵니다. 일단 별거가 생기면, 다운스트림 측에 압력은 두드러지게, 그물 힘 반대 동의를 창조합니다. 압력 끌기의 규모는 5-10배 완전히 분리된 아일론에 피부 마찰 끌기 보다는 더 높을 수 있습니다. 이것은 왜 항공기 디자이너가 목록에 maneuvers 도중 효율성을 유지하기 위하여 별거를 방지하는지 입니다.

Wing Surface를 사용한 방해 드래그

아일론은 고립에서 작동하지 않습니다. 그것의 기하학은 또한 인접한 날개 단면도에 교류에 영향을 미칩니다. 아일론 기하학이 초기 별거를 일으키는 경우에, 분리되는 모직은 날개의 길거리 가장자리에 방해할 수 있고, 날개 선회전 조합의 전반적인 끌기를 증가합니다. 갭 효력은 날개 사이 구멍 및 아일론 경첩 선 또한 경계 층 발달을 수정합니다. Properly 디자인한 간격은 경계 층과 지연 별거를 격려할 수 있습니다, 그러나 그들은 복잡하게 무게를 추가하고 복잡한 무게를 추가합니다.

Aileron Geometry에 최적화 전략

Aerodynamicists는 분리를 최소화하고 아일론을 드래그하는 여러 디자인 관행을 고용합니다.

변하기 쉬운 캠버 및 Morphing 표면

이 시스템은 진정한 진정한 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의 스타일의

Vortex 발전기 및 유량 제어 장치

아일론의 주요 가장자리 근처에 위치한 작은 밴 또는 탭은 표면 근처의 느린 이동 흐름과 높은 습기 외부 흐름을 섞어서 경계 층을 energize 할 수 있습니다. 이 vortex 발전기 지연 분리, 날카로운 드래그 상승없이 높은 편향 각도를 허용. 그러나, 그들은 필요로하지 않을 때 파라시틱 드래그를 추가, 그래서 철회 가능한 수동 버전은 때때로 사용. 마찬가지로, 공기 (합성 또는 플라이 인더스트리를 통해 활성 유량 제어 또는 지역 층을 반향할 수 있습니다).

Computational Fluid Dynamics (CFD) 최적화

Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) 및 Large Eddy Simulation (LES)와 같은 현대 높은 수준의 CFD 코드로 엔지니어는 아일론 모양을 신속하게 결정할 수 있습니다. 비행 봉투를 통해 롤링 순간 효율과 드래그 페널티를 결합하는 비용 기능을 최적화하면 최소 분리로 모양을 형성 할 수 있습니다. 예를 들어, 기하학 연구는 팁에서 0.5 °의 약간의 트위가 날개를 분리하여 몇 개 줄을 줄이면서 분리 할 수 있습니다.

Aileron Geometry Design의 사례 연구

보잉 787 드림 라이너 아일론의 디자인은 현대 관행을 설명합니다. 그들은 분리를 방지하기 위해 편향도 각도를 제한하는 subtly 캠버드 트레일 인 및 능동적 비행선 제어와 함께 고휘도 계획형을 특징으로합니다. 대조적으로 Airbus A380은 고속에 부착 된 저속층을 유지하면서 고하 단계 동안 무부하 에어 에어론 구성을 고용합니다. SR22는 저속에 부착 된 저속층을 유지하면서 고속으로 제작 된 고속 항공기를 사용하여 평면을 사용하여 평면을 제공합니다. SR22는 고속으로 제작 된 평면을 사용하여 고속으로 제작됩니다.

미래 동향: 경계 층 Ingestion 및 분산 통제

항공기는 윙 바디와 스 테일리스 디자인을 향해 진화하고있다. 이 구성에서, 아일론 기하학은 트레일 가장자리의 큰 부분을 걸쳐 있기 때문에 더욱 신중하게 최적화되어야한다. 행동 층 ingestion]에 대한 연구는 임베디드 팬이나 흡입 슬롯을 통해 물리적으로 낮은 기류 흐름을 제거 할 수 있습니다, 하지만 이러한 시스템 추가 복잡성. 다른 여러 가지 활성을 위해, 이러한 시스템은 작은 분산 장치에서 더 적은 분산 장치와 함께 분산 된 표면의 여러 가지 활성을 허용한다.