Flap Systems'e Giriş
Uçak kanatları geniş bir hız aralığında verimli bir şekilde asansör üretmek için tasarlanmıştır. Uçuş kritik aşamalarında - tırmanma, yaklaşım ve iniş - pilotlar daha düşük ve konumlarda daha fazla asansör gerektirir.Bu, yüksek performanslı cihazlarla, çoğu sık kanatlar kanattaki arka kenarlarında monte edilir.
Herhangi bir çırpınmanın birincil işlevi, kanatın camını artırmak ve bazı durumlarda, yüzey alanı.Sürekli olarak, havafoil etrafında baskı dağılımını değiştirmek veya yüksek bir asansör katsayısı üretmektir ([Döntme:0)[Düzücük ve düz fütürü araştırmak, tasarım prensiplerini keşfetmek, aerodinamik davranışları, avantajları, kısıtlamaları ve modern havacılık uygulamaları aşırı yüklemede aşırı yüklemede kesintiye uğratmak.
Flap Aerodynamics'ın temelleri
Flaps Asansöri nasıl değiştirir ve Dragps
Bir fıstık göz önüne alındığında, havafoilinin etkili kamberi artar.Bu, asansör eğrisini yukarı doğru değiştirir, bir tür saldırı için kanat daha fazla asansör üretir.Daha yüksek boşluklara ve yüksek çözünürlüklere izin vermek için daha yüksek çözünürlükte baskı sağlar.(D)Sürücük değerler.
Drag iki ana bileşen nedeniyle fıstık dağıtımını arttırır: indüktör (daha fazla asansör üretmekten) ve profil sürüklenme (basın dağıtım ve form sürüklenmedeki değişikliklerden) genellikle asansör-drag oranı kullanılarak ölçülür () veya maksimum asansör katsayısı (Clmax) bir çırpınamaz (D) Bu ölçümler ve slotlar için belirgindir.
Boundary Katmanının Rolü
Sınır tabakası, yüksek enerjili hava katmanının eğimli betonun yüksek enerjili havayı üst yüzeye doğru yönlendirdiği, bu konsept, kanatın kontradını takip etmek için merkezi değildir. Yüksek performanslı cihazlar, slotlı flar gibi yüksek enerjili hava katmanını üst yüzeyden üst yüzeyden üst yüzeye kadar yüksek enerjili havayı yeniden yönlendirmek için tasarlanmıştır.
Plain Flaps: Tasarım ve Performans
İnşaat ve Mechanism
Plain fıstıklar, yüksek kaldırma cihazının en basit şeklidir. Bu basit bir menajer hattı kullanarak, genellikle basit ve sabit kanat yapısı arasında boşluk yoktur.
Aerodinamik Özellikleri
Bir düz bir fıstık ortaya çıktığında, kanatın camı yükselir, asansör katsayısını kaldırır. Ancak, bir slot eksikliği, üst yüzeydeki hava akışının üst yüzeydeki bir boşluktan ayrı olduğu anlamına gelir, genellikle orta büyüklükteki bir düşüşe ve en kısa sürede azalır.
Düz bir fıstık kutupu, profilde belirgin bir artış gösteriyor, defleksiyon derecesi (345)Cl) / ⁇ ) bu nedenle, düz flar genellikle hafif uçaklarda kullanılır ve orta performans kazançlarının kabul edilebilir olduğu eski tasarımları.
| Flap Deflection (degrees) | ΔCₗ | ΔCₜ (drag coefficient increase) | Flow Separation Onset |
|---|---|---|---|
| 0 | 0.0 | 0.0 | None |
| 15 | 0.4 | 0.02 | None |
| 30 | 0.7 | 0.06 | Mild at hinge |
| 45 | 0.9 | 0.15 | Severe separation |
| 60 | 1.0 | 0.30 | Full stall |
Uygulamaları ve Sınırlamaları
Plain fıstıkları eğitim uçakları üzerinde yaygındır (örneğin, Cessna 172), klasik savaş kuşları ve bazı ev yapımı tasarımları. birincil avantajı, büyük düz fıstıklı hava araçları dağıtmada da basit ve düşük maliyetlidir.
Slotted Flaps: Tasarım ve Performans
İnşaat ve Slot Geometry
Bir yuvalanmış fıstık, bir boşlukta - sabit kanat ve taşınır fıstık arasında. slot genellikle uçun önde gelen kenarını şekillendirerek ve bir yakınlık katmanı oluşturmak için kanatın arka kenarını oluşturur.
Slotlu fiyonlar tek başına (bir boşluk) veya çok fazla lekeli (iki veya üç boşluk) geniş taşıma uçakları üzerinde yaygındır, ancak karmaşıklık geometrisi - geniş, eğrilik ve çıkış açısı – tam olarak belirli havafoil ve fiyonel sapma için ayarlanır. Optimizasyon genellikle sabit akışkan dinamikleri (CFD) ve rüzgar tünel testlerini kullanır.
Aerodinamik Faydaları
Plak sınır tabakasını yeniden enerjilendirir, fıstıktan daha yüksek açılardan (genellikle yüksek çözünürlükte) ayırt edilebilir. Sonuç olarak, slotlı flar maksimum asansör katlarını önemli ölçüde daha yüksek hale getirir. Örneğin, tek dozlu bir fıstık artışını artırabilir:0)Clmax)).
Orta defleksiyonlarda Drag, düz bir fıtrattan daha düşük çünkü eklenmiş akış form sürüklenmesini azaltır. Ancak, çok yüksek bir defleksiyonda (karanlık konfigürasyonda), toplam sürüklenme yüksek asansörden kaynaklanan sürüklenme ve bazı oturma profiline göre daha az güçle yaklaşarak, eğimli bir çırpıcı yaklaşımla daha iyi olur.
| Parameter | Plain Flap (45° deflection) | Slotted Flap (45° deflection) |
|---|---|---|
| Cₗₘₐₓ | 1.8 | 2.5 |
| ΔCₗ from baseline | 0.9 | 1.6 |
| Cₜ at Cₗₘₐₓ | 0.18 | 0.15 |
| L/D at approach Cₗ | 8.5 | 11.2 |
| Stall angle (degrees) | 12 | 16 |
Slotted Flaps
Single-Slotted
Bir slot, orta karmaşıklık. Genel havacılık uçaklarının Piper Seneca gibi yaygın olarak kullanılır ve birçok iş jetleri arasında iyi bir denge sunar.
Çift-Slotted
İki yuva, genellikle havayolu görevlileri üzerinde bulundu (Boeing 737, Airbus A320). Çok yüksek çözünürlüklü ) ve verimli iniş yapılandırmaları gerektirir. Dikkatli bir yürüyüş ve daha sık denetim gerektirir.
Fowler Flaps (Slotted-Fowler)
Sadece ayrıştırmamakla kalmıyor, aynı zamanda arkaya, artan kanat alanı ve camber. Fowler fsiyonları Boeing 747 ve C-130 gibi ağır taşıma uçaklarının en verimli olduğu bir özelliktir.
Bakım ve Kompleksi Yönleri
Slotlu fiyonlar hareketli parçalar tanıtıyor, menajer, parçalar ve bazen karmaşık bağlantı mekanizmaları. Bu bileşenler normal aşınma, aşınma ve kesin ayarlamalar gerektirir. slotın kendisi, performans ve güvenlik tehlikesi oluşturan bir miktar daha var.Bu nedenle, slotlı fiyonlar daha yüksek bakım maliyetlerine ve zaman zaman zaman yumuşatabilir.
Karşılaştırmalı Aerodinamik Analiz
Maksimum Asansör Co effective
Slotlu fıstıklar sürekli olarak daha yüksek bir boşluk elde eder:0)Clmax[DÜDÜDÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN
Drag Davranış ve Asansör-to-Drag Oran
Düşük defleksiyonlarda (kesinlikle 10-20) aynı derecede artmakta, ancak yuvalanmış fıtratlar daha iyi bir akış eki nedeniyle biraz daha düşük sürüklenmelere sahiptir. Yüksek defleksiyonlarda (karanlık, 40-60°), düz bir çırpıcının sürüklenmesi büyük ayrılık nedeniyle kesintiye uğratmaktadır, ancak yuvalanmış bir çırpılmış fıtmalar daha doğrusal bir artış sağlar.
İndüksiyondaki asansör-drag oranı genellikle% 20-40 daha yüksek slotlı fıstıklı frenler ile daha yüksektir. ancak mutlak:0)L/D) hala düşük (yaklaşık 8-12) çünkü yüksek indüklenen sürüklenme nedeniyle.
Stall Özellikleri ve Güvenliği
Plain fıstıklar, ayrılık meydana geldiğinde aniden bir sürpriz tezgah üretmeye eğilimlidir ve kanatta hızla yayılıyor. Bu, nakliye ve genel havacılık kategorilerinde uçak sertifikasyonu için kritiktir. Sloted flar çok daha iyi bir tezgah ilerleme sağlar: slot gecikmeleri ve sonunda durgun olduğunda, ağır aerodinamik büfe uyarı ile kademeli olarak ortaya çıkıyor.
Yapısal ve İmalatı
Ağırlık ve Kompleksi Ticaret-offs
Düz fıstıklar hafif ve yapısal olarak basittir. Bir menajer hattı ile tek bir deri ve kaburga yapısından oluşur. Slotted fütürü, aerodinamik yükler altında slot geometrisini korumak için ek bir yapı gerektirir.
Malzeme ve Üretim Maliyetleri
Plain fıstıklar, basit formasyon prosesleri ile alüminyum levha metalden yapılabilir. Slotted fs, özellikle çok fazla tahrikli veya Fowler tipi, yüksek çözünürlükte, karmaşık yollar ve bazen gerekli aerodinamik konsüllere ulaşmak için hassas işleme, karmaşık yollar gerektirir. Üretim maliyetleri 2-4 kat daha yüksek olabilir. ancak kısa vadeden itibaren kısa vadede veya yüksek çözünürlükte havali havalimanlarından çalışan uçaklar için, yatırım yük ve güvenlik marjları arttı.
Operasyonel ve Düzenleme
Farklı Uçak Kategorilerde Kullanımı
- [FONT:0)Işık General Havacılık (Cessna 172, Piper Archer): [Dönetici: 1) Predominantly düz fs. Adequate for paved runways and orta performans gereksinimleri.
- [FONT:0)İş Jets (Cessna Citation, Embraer Phenom):), genellikle tek kullanımlık makyajlar kullanır.
- [FONT=0)Yönel Turboprops (ATR 72, Bombardier Q400):) Slotted veya Fowler Fowler Fowler Fırkalı kısa alan yetenekleri için çırpın.
- [0] ⁇ Narrowbody (Boeing 737, Airbus A320): [Dönemli veya Fowler Fslotted veya Fowler Fz. sertifikasyon tezgah hızları ve yaklaşım için gerekli olan tırmanma hızları.
- [FONT:0]Widebody/Long-Range (Boeing 777, Airbus A350): ), Gelişmiş çok katmanlı Fowler Fowler Fowler Fowler Fowler Fs ile karmaşık kinematiklerle çırpın.
- [FONT:0)Military Transport (C-130, C-17): [Dönerli yaklaşım ve kaba-field operasyonları için Fowler Fs.
Sertifika Gereksinimleri (14 CFR Part 25)
FAR Part 25 (transport kategorisi) altında onaylanmış uçak, belirli bir tezgah hızlarını göstermek, tırmanma noktaları ve iniş yapılandırmasında nitelikleri kullanmak. Slotted flar genellikle kabul edilebilir kanat boyutlarını korumak için tek pratik araçlardır. Plain flar çok daha büyük bir kanat alanları veya daha yüksek yaklaşım hızları gerektirecektir.
Son gelişmeler ve Gelişen Teknolojiler
Aktif Akış Kontrolü ve Flapsing Flaps
Araştırma aktif akış kontrolü (sental jetler, plazma aksiyoncular) yerine getirmek veya pasif slota sahip olmak için devam etmektedir.Böyle sistemler mekanik karmaşıklık olmadan yuvalanmış fıtrat performansı elde edebilir. Morphing kanat konseptleri, çeşitli makyaj değiştiricilerini çoğaltmayı amaçlamaktadır.
Verimli Flap Scheduling
Modern uç-by-tel bilgisayarlar, uçuş, ağırlık ve atmosferik koşullar aşamasına dayanan fütüre ayarları dinamik olarak optimize eder. Örneğin, Airbus A380, gerekli asansörü sürdürmek için açıları otomatik olarak en aza indirirken ölçeklendirir.Bu yazılım sophistikasyonu kısmen düz fütüre dezavantajlarını azaltır, ancak temel aerodinamik hala maksimum asansör için yuvalanmış tasarımları tercih eder.
Unmanned Aerial Tools (UAVs)
UAV tasarımcıları eşsiz kısıtlamalarla karşı karşıya: ağırlık, maliyet ve basitlik genellikle düz fiyonlara yol açar, ancak yüksek çözünürlük veya uzun vadeli UAV'lar (örneğin, Global Hawk) bazen fırlatma ve kurtarma sırasında düşük hızlı kullanım için yuvalanmış tasarımları kullanır. Elektrikli Dikey Takeoff ve Landing (eVTOL) uçakları ağır bir şekilde dağıtılmış propulsion ve yenilikçi yüksek kaldırma sistemlerine güvenir, ancak izlendirici ve yenilikçi kenar uçları kritik bir yedekleme kalır.
Pilotlar ve mühendisler için Pratik Bakışlar
Performans Planlama Planlaması
Mesafeler ve iniş hesaplandığında, pilotlar, daha düşük V) daha düşük hızlara sahip havaleleri genellikle yüksek yoğunlukta veya ağır ağırlıklarda daha yüksek hızlarda sürüklenmeleri için, yüksek çözünürlükte motor-out tırmanma gereksinimlerini artırabilir.)
Bakım Farklılıkları
Plain fıstıkları: Basit görsel inceleme, yağlanma, ara sıra tekrarlama. Slotted fs: Düzenli çekler, taklitler, çatlakları takip edin ve panuator geri dönüyor. Buz birikimi slotta ciddi bir tehlike - slotlu pamuğu ile havaleticileri sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık pnömatik çizmeler veya ısıtılmış kenarlar vardır (örneğin, bazı iş jetleri).
Retrofit ve Modification
Bazı eski uçaklar performans geliştirmek için yuvalanmış f sistemleri ile retrospektif edilmiştir. Örneğin, Cessna 210 “STC” (Supplemental Type Sertifikası) tezgah hızlarını azaltan ve kısa alan yeteneklerini artıran bir çırpılmış fıtma cihazı kazandı.Bu tür değişiklikler zorlu havalartripslerinden çalışan sahipleri için değerli olabilir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Ortamlı ve düz fısıtlı analizler, yüksek asansör katlarını, gecikmeli akış ayrılıklarını üretmek ve daha güvenli tezgah özelliklerini sağlamak için açık bir aerodinamik avantaj ortaya koymaktadır.Ancak, bu performans daha karmaşıklık pahasına gelir ve bakım yükü. Plain fıstık, maliyet ve bakım yükü.
İki tip arasındaki karar, görev profiline bağlıdır: kısa alan işlemleri, yüksek çözünürlükli havalimanları ve ağır yükler yuvalı fıtratları tercih ederken, üst düzey performans gereksinimleri ve düşük işletme bütçeleri tercih eder, ancak şimdiye kadar, ticaretle yapılan tüm yaklaşımları anlamak, ana kontrol ve daha küçük kanatlar için yuvalanmış çırpınmayı (örneğin, daha küçük) bir kanat tasarımının temel bir temel taşı olarak kalır.
Daha fazla okuma için, NASA'nın yüksek performanslı aerodinamik (örneğin, ESFLT:0) ADAM Teknik Memorandum 81900) FAA Danışma Geometrileri, FİLMİŞT:2.Aerodinamikler (E.L. Houghton tarafından).