Solar-Powered Uçakta Aerodinamik Multipliers olarak Flaps
Sürdürülebilir havacılık arayışı, güneş destekli uçakları deneysel prototiplerden, çok günlük, yüksek çözünürlükte uçuşa sahip operasyonel platformlara itti. Yanan motorlara veya türbinlere güvenen geleneksel uçaklardan farklı olarak, güneş uçaklarının yüksek teknolojili mekanik cihazlar içinde çalışmasını sağlamak için dikkatli bir şekilde tahsis edilmesi gerekir, çünkü tüm uçuş sürüklenme sistemleri ve uçuş kontrolleri boyunca enerji tüketimi sadece arzu edilir ve daha verimli bir şekilde sağlanır.
Bu makale, güneş destekli uçaklarda aerodinamik ilkeleri inceler, kullanılan özel uç türleri, tasarım ticaret mühendislerinin bu sistemleri daha etkili hale getirme sözü veren gelişmekte olan teknolojileri inceler.Frempsiyonel, sınır tabaka davranışı ve güneş paneli entegrasyonu ile nasıl etkileşime girildiğini anlamak için, bu yüzeylerin de güneş uçuşunda oynadığını anlayarak, güneş uçuşunda oynadığını ve meraklıları da takdir edebilir.
Flap Operasyonlarının Aerodinamik Temelleri
Onların çekirdeğinde, fısıt hızlarını artırmak için yüksek asansör cihazları, daha kısa hava hızlarında veya daha yüksek bir kanat saldırısının etkili bir açıdır. Geleneksel uçaklarda, fıstıklar öncelikle düşük hızlarda asansörü artırmak için kullanılır ve daha kısa sürede hızlar ve daha güvenli bir yaklaşım hızları artırmak için.For solar-güçlü uçaklar için, hangi sıklıkla düşük hava yoğunluğu düşük, fıstıklar geniş bir rol hizmet eder: Asansör-to-drag oranı (L/D) daha geniş bir dizi uçuş koşullarıyla karşı karşıya.
Bir fıstık aşağı düşerken, kanatın etkili kamerasını arttırır. Bu, baskı dağıtımını değiştirir, üst ve daha düşük yüzeyler arasında daha yüksek bir baskı diferansiyel yaratır. Sonuç, yüksek yüksek asansör katsayısı (C[DDDDDDDDDDD:0)L,max[D:D:0[Düzücük|Dönetici: 0) ile aynı asansörü elde etmek için uçağın aynı hızda daha yüksek bir hızda yük taşımasına izin verir.
Bir başka kritik aerodinamik etki, kanatın üst yüzeyindeki sınır tabakasını yeniden inşa etmek için daha düşük yüzeyden gelen kanaldan daha düşük ısıya sahip olan kanal, yüksek çözünürlükte daha iyi performans gösteren panellere izin vermek için daha yüksek çözünürlükte.Bu özellikle de güneş hava akışına bağlı olarak çalışan güneş uçaklarını kanalize etmek için değerli.
Asansör-Drag Oranı: Güneş Uçakları Parası
Herhangi bir uçakta, asansör-to-drag oranı, şarj veya ödeme işlemleri için daha fazla enerji harcıyor.Bir güneş destekli uçak için L/D neredeyse doğrusal olmayan bir dayanıklılık açısına sahiptir. Daha yüksek L/D, yüksek çözünürlükte uçuş tutmak için gereklidir, bu da L/D sadece mütevazı bir yük kaldırma veya yükleme işlemleri için mevcut olan gücü azaltır.
Ek olarak, Reynolds güneş uçağın rejimleri - 10 )5) ve 10) 6) - kozusuların yüksek hızlı uçaklarda orantılı olarak daha büyük olduğunu varsayar.
Flaps ve Solar Havacılık'taki Uygulamaları
Orijinal makale düz, yuvalanmış ve Fowler Fowler Fowler Fowler Fs, daha derin bir inceleme, her biri farklı avantajları ve güneş platformları için dezavantajları ile ilgilidir.Fowler Flos'un görev profili, kanat yapısı ve kabul edilebilir ağırlık ve karmaşık bütçeye bağlıdır.
Otur
Plain fıstıkları en basit tasarımdır: önemli üretim maliyeti olmadan bir menajer bölümüdür. ancak, aerodinamik verimlilikleri, üst yüzeydeki akışlar ayrı erkenden, en yüksek asansör kazançlarını sınırlayabilir.
Sloted Flaps
Slotlu fiyonlar kanat ve üst düzey kenar arasında dikkatlice tasarlanmış bir boşluk içerir. Bu slot, yüksek basınçlı havadan yukarı doğru ve fıstıka kadar, sınır tabakasını ve gecikmeyi azaltan mesafeyi azaltmak için daha yüksek çözünürlükte bir artış sağlar.
Fowler Flaps
Fowler fütüre geri dönüşle, hem cam hem de kanat yüklemesi gibi büyük güneş uçaklarını etkili bir şekilde artırmaktadır.Bu çift eylem, geleneksel fıtrasenin en yüksek asansör katlarını sağlar -% 100 veya daha fazla temiz kanatlara kadar - aynı zamanda Fowler fıtrasepsiyonunu yönetmek için bir yol sunar.
Bölün Flaps
Üst yüzey değişmeden kalırken sadece alt yüzeyden ayrılan Split fısıtları, bazen üst kanat yüzeyinin yoğun olarak fotovoltaik hücrelerle kaplı olduğu güneş yüzeyinden daha da fazla uzadığı için, güneş paneli yerleştirmesi, toplam üretim alanına daha da yakın olabilir. ancak, fıtratlı veya Fowler tasarımları ile ünite başına yüksek sürüklenmeler üreterek, ve kullanımı genellikle panel alanının üst yüzeyin üst yüzeyin üst yüzeyin sabit bir şekilde kapandığı uçaklarla sınırlandırılır.
Adaptif ve Morphing Flaps
Geleneksel menajer veya kayan fısıttılar, araştırmaların büyüyen bir vücudu, adaptif veya morflama izlerine sahiptir.Bu sistemler, parasitik, pastalar üretenler, camlı / sürekli ve sorunsuz bir şekilde değişen, ayrıklıklı bir kanatlar için iki büyük avantaj sunar: Birincisi, parasitik olmayan 8 katlı hıza sahiptir ve son derece sertliği azaltırlar; ikincisi, camlı havadaki küçük değişikliklerle ilgili son derece hafif bir şekilde düzeltme sağlarlar.
Güneş Enerjisi Edilen Uçaklar için Tasarım
Güneşli bir uçağa bütünleme, aerodinamiklerin çok ötesine uzanan ticaret-offları içerir. Tasarım ekibi yapısal ağırlık, hareket kalitesinin güç tüketimi, ısı yönetimi, manufacturability ve – çoğu eleştirel – fıstık dağıtım ve güneş paneli performansı arasındaki etkileşim.
Yapısal Ağırlık ve Malzeme
Güneşli bir uçakla eklenen her gram, yüksek performanslı termoplastikler, yüksek performanslı betonlar için karbon fiber deri ve köpük veya balkomu çekirdekleri ile birlikte, yüzeysel genişlemeye bağlı olarak, yüzeysel yüzeylerde yüksek çözünürlükte 2g'yi aşabilecek kadar hafif olmalıdır.
Actuation Systems and Power Budget
Flap hareketuation, güneş uçaklarının doğrudan aynı fotovoltaik diziden gelen elektrik gücü tüketiyor, bu nedenle en az maliyetle şarj edilebilir.En güneşli dişlileri, tüm güçleri tamamen ortadan kaldıran elektrik servo motorlarını kullanıyor, bu ağırlık ve karmaşıklığın yüzde 85'inden daha düşük olması gerekir - en az yüzde 0,5'den az bir kez hedef pozisyonuna ulaşılabiliyor. Bazı tasarımları, mekanik kilitleri veya tüm gücü tamamen ortadan kaldırır.
Fotovoltaic Dizilerle entegrasyon
Kanat yüzeyindeki güneş panelleri, bu sorunu çözmek için kanat geometrisi ve dağıtım üzerine yoğunlaşır.Eğer Fırkalamalar, güneş hücreleri, aktif üretim alanını veya hasar hücreleri azaltmak için yerelleştirilmiş sıcak noktaların kısasını durdurmalı, ancak kendi ticaret çıkışlarını sağlamak için gereklidir.
Kontrol Sistemi Entegrasyon
Modern güneş uçakları, daha geniş bir enerji optimizasyonu stratejisinin parçası olarak, esnek pozisyonu yöneten otonom uçuş kontrol sistemleri kullanıyor. Uçuş bilgisayarı sürekli olarak hava hızını, saldırı açısını, tırmanma oranını, şarj etmeyi veya güçlendirmeyi kullanarak, güneş ışınlarını en aza indirmeyi ve hızlarını artırmayı engelleyen bir hızdur. Örneğin, güçlü bir güneş ışığı altında bir tırmanma işlemi sırasında, kontrol cihazını kullanarak, süper güçlendiricileri artırmak için frenleme işlemi yapabilir.
Uçuş Aşama Optimizasyonu Flaps
Güneş destekli uçak farklı uçuş aşamalarından geçiyor, her biri kendi aerodinamik talepleri ile. Flap dağıtım stratejileri genel görev dayanıklılıkunu en üst düzeye çıkarmak için bu aşamalara uygun olmalıdır.
Takeoff ve İlk Dağı
Düşük irtifalarda, hava yoğun ve güneş panelleri, soğuk bir düşüş nedeniyle yakın durgun bir düşüşe yol açıyor. Ancak, makyajlar sınırlı zemin rulo ile hava ile hava yoluyla havalanıyor. Flaps genellikle 15 ila 25 dereceye kadar – daha düşük bir tezgah hızı ve yük yüklemeye – daha düşük bir durgunda güvenli bir marj sağlar. Olumlu bir tırmanma oranı kurulduktan sonra, fıstıklı hava artışları ile havadan uzaklaşmak için yüksek asansör gerektirir.
Seyahat En İyi Altitude
Yolcu sırasında, uçak güneş ışınlamanın yüksek olduğu bir yükseklik arıyor, rüzgar hızları olumlu ve hava sıcaklığı batarya işletim sınırları içinde kalır. Bu aşamada, fıklar genellikle yakıt olarak geri çekilmeye veya çok küçük açılardan (0 ila 3 dereceye kadar) iyi jett su topları, bazı tasarımları veya sabit bir şekilde geri yüklemeye yardımcı olabilir.D gün boyunca pozisyondaki geri yüklemenin en uygun şekilde sabitlenmesini sağlamak için yeterli olabilir.
Loitering ve İstasyon Keeping
Güneş uçak kalıcı gözetim veya iletişim röle görevlerini yerine getirmek için, sabit bir coğrafi yerde hareket etmek, belirli bir alanda kalan bir modele uçmak gerekir.Bu genellikle, eğimli kontrol için yükseltilen sürüklenmeler ile bir araya gelir. Flaps, olumsuz ve ekstra sürüklenmelere yardımcı olabilir.
Descent ve Landing
Güneşli bir uçaktaki Descent genellikle bir aksaklık olayıdır, çünkü uçsuz hız için aşağı yukarı 30 ila 45 dereceye kadar, kısa veya hazırlıksız yüzeylere iniş yapmak için aşamalı olarak yapılır.Çünkü güneş uçakları genellikle yol boyunca çalışır, uçuş olmadan iniş yolunuz genişletilir.
Dış Referanslar ve Daha Fazla Okuma
Daha derin teknik ayrıntılarla ilgilenen okuyucular aşağıdaki kaynakları danışmaya teşvik edilir:
- [0]AerospaceWeb – Yüksek Lisans Cihazları ve Flap Türleri).
- [FONT:0)Solar Uçak Örgütü - Aerodinamik Tasarım İlkeleri).
- [0]NASA Teknik Rapor Server – Low-Reynolds-Number Airfoil Aerodynamics).
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Flaps, güneş enerjisinin her an uçuşa uygulanan katı denge denklemlerini doğrudan etkileyen aktif aerodinamik araçlardır.Politika, geometri ve kontrol stratejisi olarak, mühendisler geniş bir şekilde makyaj hızlarına doğru ilerlerken, kritik uçuş aşamalarında güç tüketimini azaltır ve görev dayanıklılıklarını genişletirler - tüm gün boyunca güneş enerjisinin topladığı sertliği ve güç kısıtlamalarına saygı gösterir.