Kontrol Sistemleri ve Otomasyon
Modelating Lift'de Active Flow Control Technologies'in Etkililiği ve Drag
Table of Contents
On yıllardır, havacılık mühendisleri her olası verimlilik noktasını kovaladı, uçak uçlarını artırmanın yollarını arıyordu, daha az yakıt kullanıyor ve daha hızlı bir şekilde hareket ediyor. Geleneksel aerodinamik tasarım pasif şekillendirmeye çok güveniyor - bakımlı kanatlar, vortex jeneratörleri ve sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde hava durumuyla ilgili bir yaklaşım sunuyor.AFC, bir sonraki aşamaya doğru bir şekilde hız kazandırıyor, ancak gerçek uçuşlar, yolcu, geri dönüşümler ve tutumlar.
Aktif Akış Kontrol Teknolojilerinin Arkasındaki Bilim
Laboratuarında, aktif akış kontrolü, bir yüzeyin yakınında vikoz sınır tabakasının doğal duyarlılığını kullanır. Bir kanat üzerinde hava akışları bir kanat üzerinde aktığında, yüzeydeki yavaşlamalar nedeniyle yavaşlamaya en yakın olan tabakalar.Bu yavaş hareket eden sıvı, yönlendirilen bir plazma deşarjı veya pulsating akışları aşamazsa - bu da, bu sert bir şekilde monte edilen bir yükleyiciye bağlı olarak, yüksek çözünürlükte bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabitlenir.
Sentetik Jet Akıcılar
Sentetik jetler, sıfır-net-mass-flux hareketleyiciler olarak da bilinir, alternatif olarak en büyük darbe ve vibrating diyafram veya buzlu bir element kullanarak sıvıyı uzaklaştırır.Çünkü sistem elektrik enerjisi üzerinde çalışır ve ağarır, ve kompakt bir şekilde monte edilir - en iyi şekilde hava kirliliği ve yüksek çözünürlükte yapılan bir dizinli hava durumu ile sonuçlanır.
Plazma Akıcılar
Dielektrik bariyer deşarjı (DBD) plazma eylemcileri, bir dielektrik materyali tarafından ayrılmış iki elektrottan oluşur. yüksek gerilimli AC sinyali uygulanırken, boşluktaki hava iyonize edilir, en hafife alınmış plazmayı kontrol etmek için özellikle etkili olur. Plazma hareketleyicileri, yüksek çözünürlükte 1.5 milyoner daha yüksek çözünürlükte bulunan bir deneyde tepki verir.
Akışkanlar
Akışkanlar, sabit bir jete kıyasla daha geniş bir alandaki patlamalar veya hava kuvvetlerine özel olarak ayrılmış bir boşlukta yol açan hava akışları ve yüksek performanslı hava akışları (Fundamental Aeronautics Subscillating jet projesi) sayesinde, yüksek performanslı bir kanatta olağanüstü iyi bir şekilde şarj edilirler ve yüksek performanslı bir şekilde yapılan hava kirliliğinden dolayı 20 adet hızlı bir şekilde tasarruf sağlarlar.
Diğer Gelişen AFC Yöntemleri
Bu üç ana yaklaşımın ötesinde, aktif akış kontrolü aynı zamanda darbeli mikrojetleri, akustik olarak tahrik edilen akış resonance ve hatta elektro-aerodinamik sistemleri, iyonik rüzgarı kullanan, Pulsed mikrojetler, yüksek hızda bir hava patlayan bir form kullanır ve bu tür sistemlerin yapısını gerçek zamanlı olarak değiştirirler.
Modulating Lift and Drag: Aerodinamik Mekanizmalar
Herhangi bir AFC uygulamasının doğrudan sonucu yüzey basıncı dağıtımında bir değişikliktir, bu da genellikle karmaşık şekillerde çalışır.AFC sistemi temel düzeyde optimize eden bir sistem, koordinatörün kurulumuna, frekansına ve amplitüdikasyona katkıda bulunabilir. Üç birincil mekanizmalar - sınırsız katman kontrolü, asansör geliştirme ve sürüklenme - dahil olmak üzere, sık sık sık sık sık sık sık sık karmaşık şekillerde çalışır.
Sınır Katman Kontrolü ve Ayırt
Bir laminar veya çalkantılı sınır tabakası, kanat üzerindeki olumsuz baskının üstesinden gelmediği zaman, en kısa sürede hızlanan ve daha düşük hız testlerinin tekrarlanması için, bazı tünellerin sabit bir şekilde hız azaltımı için kullanılan bir hız açığını azaltın.In the lipsing edge of the near-wall flow to grow.AFC devicesjeksiyonları aktif olarak azaltın ve ağ geçidini kapatarak, tasarımcılar, fiziksel olarak yüksek performanslı bir şekilde genişletilebilir.
Asansör geliştirme Stratejileri
AFC aracılığıyla geliştirme, düşük hızlı, yüksek hacimli-to-yaşlama koşulları - daha dikteme ve manevra kabiliyetine sahip olmak için en yüksek performanslı sürücüyü artırmak için göstermiştir.Synıralı havaleleri, daha fazla sabit bir şekilde kaldırmak için uçakla geri yüklemeye ve daha fazla yükleyici bir şekilde kaldırmaya olanak sağlar.
Drag Rez Teknikleri İndir
Drag azaltımı doğrudan elde edilebilir - baskıya neden olan ayrımı bastırmak - veya dolaylı olarak, üst kanat yüzeyindeki kanat alanını azaltmak için kullanılan kanat alanını daha fazla azaltabilir ve dalgaçası kullanarak, sentetik jetleri kullanarak arayın.In transonik bir uçuşta aktif bir şok kontrol sistemi kullanarak, bir sonraki toplam sürüklenme işlemini hızlandırarak bir diğer taraftan akır.AFC, şok edici bir şekilde azaltılabilir ve dalgalar ile ortak bir çalışmadır.
AFC Etkililiğinin Deneysel ve C ⁇ Kanıtı
Yüksek sadakatli akışkan dinamikleri tarafından desteklenen rüzgar tünel testlerinin on yılları, AFC performansını ölçen sağlam bir vücut üretti.Bu çalışmalar, yüksek performanslı hesaplama stratejilerinin belirlenmesine çok bağlı olduğunu gösteriyor, ücretsiz akış hızı ve akış rejimleri özel bir uçak yapılandırmasına dönüştürme yeteneği hem güç hem de bir meydan okumadır.
Rüzgar Tüneli ve Uçuş Test Sonuçları
Ohio State Üniversitesi'nin Aeronautical ve Astronaut Research Laboratory'deki bir deney, yüksek çözünürlükte bir uçuş programına sahip ve operasyonel zarfı artırmak için yüzde 30 oranında artış gösterdi.Son zamanlarda, NASA'nın X-56A Multi-Utness Teknolojisi Test yatakları, AFC'nin uçsuz bir şekilde sert bir şekilde sert bir şekilde sert bir şekilde sert bir şekilde hıza sahip olduğu ve tümevsel olarak yüklediği bir şekilde yüksek çözünürlükte yüzde 12 artış gösterdi.
Numerical Simülasyonlar ve Optimizasyon
Bir sentetik jet pulu ve bir fikreasyon (LES) ve detached-eddy simülasyonu (DES) arasındaki etkileşimi, doğrulanmış bir şekilde incelemek için kullanılan 25 boyutlu bir deney için optimize etmek için gerekli olan bir uygulama alanı kullanarak, doğrulayıcının doğrulanması için kullanılan bir uygulama alanı kullanarak, doğrulayıcının doğrulayıcısı ile ilgili olarak, doğrulayıcıların otomatik olarak doğrulanabilir.
Pratik Uygulama ve Endüstri Vakaları
AFC henüz ticari taşımalarda standart bir özellik haline gelmezken, büyüyen bir dizi niş uygulama, teknolojiyi sertifikasyona ve pazarlamaya doğru yönlendirmektedir.Lab'tan gelen yol malzeme ve kontrol sistemleri olgun hale geldi.Uluslararası Akış Kontrol Forumu gibi endüstri eksileri standartlaştırma yöntemlerine yardımcı oldu ve araştırmacılar ve OEM'ler arasında en iyi uygulamaları paylaştı.
AFC on Unmanned Aerial Tools (UAVs)
Küçük, batarya destekli UAVs, AFC için ideal test platformları çünkü düşük Reynolds sayıları (104 ila 105) onları dengelemek için son derece hassas hale getirir ve ekleyici jet dizileri, kanalize edilmiş mikro hava araçlarına entegre edilmiştir, hareketli kontrol yüzeyleri olmadan kontrol sağlar ve bu sayede bazı sert noktaların sabitlenmesini sağlar.
Ticari ve Askeri Uçak
Airbus, büyük taşıma uçaklarıyla, AFC, sınır tabakalarının, arsalı sınır tabakalarının fan yüzüne doğru itdiği ve daha hafif bir şekilde yönlendirilmesi için bu katmanı ince veya enerjik olarak inceleyebilir.AFC, Boeing ve NASA işbirliği, Transonic Trus-Bracedonics konseptinin, daha hafif bir şekilde uçan uçaklara güvendiği ve daha hafif bir şekilde kontrol ettiği, daha hafif bir şekilde kontrol edilen uçaklara sahip olduğu, daha hafif bir şekilde kontrol araçlarına sahip olduğu, daha hafife alma ve daha hafif bir şekilde kontrol sağlar.
Meydanlar, Enerji Gereksinimleri ve Sistem Entegrasyonu
Laboratuvar başarılarına rağmen, AFC'yi üretim uçaklarına getirmek, birkaç iç içe mühendislik zorluklarını çözmeyi gerektirir. Bu engeller termodinamik, malzemeler bilimi, kontrol teorisi ve sertifikasyon otorite gereksinimleridir. Havacılık endüstrisinin muhafazakar güvenlik kültürü, yolcu hizmeti için temizlenmeden önce herhangi bir yeni teknolojinin titiz bir güvenilirlik ve başarısız güvenlik standartlarının çözülmesini talep eder.
Güç ve Verimlilik Ticareti
AFC eylemcileri elektrik enerjisini tüketiyor ve her bir uçakta her türlü hata konusu. Tipik bir sentetik jet serisi, sınır tabakasını bir kanatçıklık sayacı üzerinde enerjik bir miktara 1,9'a kadar tasarruf ederse, net fayda hesabı, nanosaniye-parçalı deşarjlar ve güçlendirmek için daha hızlı bir şekilde entegre etmek için gerekli olan bir enerji akışına sahip olabilir.
Durability ve Reliability Ins
Bir kanatta gömülü bir eylemci aşırı sıcaklık hızlarını, ne yazık ki, icing, kuş grevlerini ve sürekli vibrasyonunu değerlendiren bir eylemci, UV uyarılarını veya başarısız bir testin yapıldığına dair hataların gerçekleştirilmesine izin verdi.Bu konservis jet Diamantasyon yetkilileri, yeni doğan AFC sistemlerinin başarısız olduğunu kanıtlıyor.
Kontrol Algoritma ve Gerçek Zamanlı Sorumluluk
Etkili AFC, bir AFC kontrol sistemi ile ilgili olarak, geçici bir sistemdeki tümleşik bir kontrol sistemleri oluşturabilecek şekilde, sabit bir sistemdeki testlerin yerine getirilmesi ve dağıtılması gereken bir AFC kontrol cihazı ile bu tür bir kontrol sistemi tasarlamayı gerektirir.
Sertifika ve Güvenlik
Ticari taşıma için bir AFC sistemi oluşturulması, başarısız modlar için hava değeri standartlarını karşılaması gerektiğini, elektromanyetik uyumluluk ve çevresel dayanıklılık. Federal Havacılık Yönetimi (FAA) ve Avrupa Birliği Havacılık Güvenliği Ajansı (EASA) henüz AFC sistemleri için özel rehberlik yapmak zorunda, ancak bu eylemcinin Avrupa Temiz Sky 2. Bir yaklaşım gibi araştırma programları aracılığıyla paydaşları ile ilgi çekici olduğunu kanıtlayan ve geleneksel kontrol yüzeyleri için mevcut düzenlemeleri destekleyen bir sistemdir.
Yol Ahead: Aktif Akış Kontrollerinde Future Trends
Hafif malzemelerin yakınlaştırılması, gelişmiş üretim ve akıllı kontrol noktaları sadece daha etkili değil, daha hafif, daha ucuz ve daha dayanıklı. Önümüzdeki on yıl üretim uçaklarıyla entegrasyon için bir değişim görecek. Filo operatörleri ve OEM'ler, AFC'yi teknoloji yollarına dahil etmeye başlıyor, yakıt verimliliği ve operasyonel esnekliği açısından sağlayabilir.
Akıllı Malzeme ve Sensörlerle entegrasyon
Kombinasyon sistemleri, sıvı osilatör kanallarının doğrudan kanat önde gelen kenarlara baskı yapmasına izin verir, ayrı hareketçiler ve tesisatçılar için gerekli olan baskı sistemlerini ortadan kaldırır.Seks-Seks-Sesleşim algoritmalarının, mikrojetlerle işbirliği içinde, bir etki sağlayan bir etki elde edebilir.X-57 Maxwell, optik baskı sensörlerinin entegre edilmesi ve otomatik olarak kullanılan bir sonraki baskı alanlarının otomatik olarak otomatikleştirilmesini sağlar.
Özerk AFC Sistemleri ve Yapay Zeka
Bir sonraki adım, AFC sistemlerinden gelecek ve zamanla gelişecek. Güç öğrenme kullanarak, bir kontrol cihazı, birkaç hızlı hava sahasında herhangi bir uçuş koşulu için en iyi şekilde sabit bir şekilde artış göstermeksizin, fiziksel sistemle etkileşime girebilmeleri için bir kontrol politikası öğrenebilecektir.
Radikal Hava Aracı Tasarımı için Potansiyel
Aktif akış kontrolü, geleneksel yüzeylerle kontrol etmek için kararsız veya imkansız olacak şekilde kapıyı açar.DWB) kavramlar genellikle zayıf bir şekilde radar imzasını ve yolcuyu azaltmak için kullanılan yüksek çözünürlükte bir hıza sahip olan bir akış kontrole sahiptir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Aktif akış kontrolü, düşük hızlı su tünellerinde gösterilen bir spektrumdan, uçuşta test edilen ve deneysel uçaklarda görünmeye başlayan bir dizi matkü teknolojisine kadar ilerledi.Görüntü öğrenme algoritmalarından gelen veriler, AFC sistemleri daha hafif hale gelmeye ve daha verimli hale getirme yeteneğine sahip olacak.