Kimyasal & Malzeme Mühendisliği
Sonraki nesil Aeronautical Engineering'de Azaltılması için Flaps'ı Tasarlamak
Table of Contents
Aeronautical mühendisliğinde, sürüklenme kalıcı bir önceliktir - yakıt verimliliğini artırmak için yönlendirilmek, artan aralık ve daha düşük emisyonlar. Bu nedenle, bir uçağın aerodinamik profiline etkisi olan birçok bileşen arasında, fısıltıları özellikle kritiktir.Bu makale, sürüklenme ve iniş sırasında yüksek asansör üretmek için gereklidir, ancak dağıtım kaçınılmaz olarak artar.
Flap Aerodynamics'ın temelleri
Flaps, kanatın camını geçici olarak değiştirerek çalışır ve bazı tasarımlarda, fıstık uzunluğu ve yüzey alanı ile etkilenen sürüklenme biçimleri kanatın maksimum asansör katını arttırır, uçağın daha düşük hızlarda yeterli asansör üretmesine izin verir - güvenli çekme ve iniş için kritik. Ancak, bu aynı geometrik değişiklikler de artmakta.
- [FONT:0)Indüktör asansör neslinden doğar ve doğrudan kanatın yüklemesiyle ilgilidir; fsiyonlar yeniden dağıtma yoluyla ortaya çıkabilir.
- [FONT:0]Parasitic drag[DÜDÜT:1), Fıstıkların sürtünme ve baskı direncinden elde edilen sonuçlardan, aynı zamanda dağıtılan yapıdaki boşluklar veya adımlar olarak.
- [FONT:0)Wave sürükle[[Dönetici hızlarında ilgili hale gelir; kötü tasarlanmış fıstık dağıtımları şoka maruz kalmalara neden olabilir.
Bir sonraki nesil fıtratı tasarımının amacı, sürüklenme artışının çiftleştirilmesidir - geleneksel ceza olmadan yüksek asansör elde etmek. Bu, sınır tabaka davranışı, baskı gradients ve akış ayrılık mekanizmalarının derin bir anlayış gerektirir. Yüksek kaldırma sistemleri bir uçaktaki en karmaşık aerodinamik cihazlardır; onları çok disiplinli inovasyonu azaltmak için optimize etmek.
Flap Design'ta Strategies'i Azalt
Lider-Edge Cihazları
Lider-üst slats ve Krueger fspalar, kanatın ön kenarlarından gelen hava akışından, yüksek adadaki saldırının üst yüzeyinden uzaklaştırmalara ve değişken boşlukları erkenden devre dışı bırakmak için devre dışı bırakmak için kullanır.Bazı sonraki nesil kavramlar, yolcu kenarlarını eğimli bir şekilde değiştirir[Dönderilen kenarlar)[Dönderici)
Yollama-Edge Flaps
Konvansiyonel izdüşük fısıttılar, birkaç çeşitte gelir - açık, bölünmüş, yuvalanmış ve Fowler fıtratları farklı bir asansör kazanç ve yukarı sürüklenme alanı vardır. Fowler ve yukarı, her iki kanat alanı ve camı da yüksek asansör verimliliğini artırmak, ancak aynı zamanda boşlukları sürekli olarak değiştirebilecek önemli sürüklenmeler nedeniyle, incelikli diskleri kullanarak incelenirler.
Adaptif ve Morphing Surfaces
Fısıltı inovasyonun nihai ifadesi, tüm izdüşün kenarını oluşturan ve hatta kanatın kendisini - farklı koşullar için optimize etmek için uçuşta şekli değiştirmektir. Bu sistemler esnek derilerin, iç uyumlu mekanizmaların bir kombinasyonunu kullanır ve dağıtılmış hareketleyiciler[Dönderilen boşlukların ortadan kaldırılması, sürüklenmelerin düşmesi ve eğimli yüzeylere geçişin azaltılması için kullanılan hızların azaltılması için kullanılan kapasiteyi içerir.
Gelişmiş Malzemeler ve Aklım Sistemleri
Modern fiyonlar için malzeme seçenekleri, yüksek sertlikte yüksek orandaki yüksek orandaki hızlara, yorgunluk direncine ve morfiğe uyma yeteneğine sahiptir. Karbon-fiber takviyeli polimerler (CFRP) mevcut yüksek kaldırma bileşenlerine sahiptir, çünkü hafif ve güçlülerdir. Ancak, geleneksel CFRP form değişikliği için gerekli esnekliğin eksikliğinden yoksundur.
- [FONT:0)Shape-memory alaşımları (SMAs)) – Nitinol gibi, ısıtıldığında şekli değiştirebilir ve daha sonra önceden tanımlanmış bir geometriye geri dönebilir. SMAs, minimum hareketli parçalarla hareket etme ve düzgün kontraseler üretmesine izin verir.
- [FONT:0)Piezoelektrik hareketleri[Döneticiler[Döneticiler: Aktif akış kontrol uygulamaları için hızlı, kesin şekil ayarlamaları, ancak inme uzunlu olsa da.
- [FONT=0]Flexible kompozit deriler [DFLT:1] - fiber-mesle takviye edilen elastomerik matrikslerden yapılmış, stres konsantrasyonları olmadan büyük elastik deformasyonlar yeteneğine sahip.
Boeing'in ecoDemonstrator programı, entegre form-memory alaşım hareketleri ile kompozit izodikleri test etti, SMA ve ultra yüksek çözünürlükle kıyaslandığında% 90'dan fazla orandaki azalma gösterdi. Benzer şekilde, Airbus'ın araştırmalarını www.voltaik-kırık-kırık-küresel betonarme yapıları (SARISTU)).
C ⁇ Akışkanlar Fırp Optimizasyonu
Modern fıstık tasarımı, fiziksel prototipler inşa etmeden önce büyük tasarım alanları keşfetmelerine izin verir. Yüksek sadakat Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) çözücüler ve giderek daha büyük simülasyonlar (LES) yöntemler, mühendisler tarafından dağıtılan fıtratalar etrafında karmaşık akış alanları tahmin etmelerine izin verir - vortex, ayrı akış bölgeleri ve şok formları içerir:
- [FONT:0)Shape optimizasyonu[[[Dönetici: 1)) - birden fazla asansör katlarında sürüklenmek için ek yöntemler kullanarak.
- [FONT=0) Çok disiplinli optimizasyon[[[Dönetici:0) -- yapısal sonlu uygulama modelleri ile birlikte, morflama şekillerinin hem aerodinamik olarak verimli hem de yapısal olarak mümkün olmasını sağlamak için.
- [FONT:0]Unsteady analizi[[[Dönerge: 1) Dinamik dağıtım dizilerini incelemek ve geçici aerodinamik yüklerin gerçekleşmeyeceğini sağlamak.
Örneğin, Alman Havacılık Merkezi'ndeki araştırmacılar uçuş testlerinden önce rüzgar destekli verilere karşı onay verdiler, bir transonik kanat için morfing izing-edge fıstık, tezgah marjlarını korurken yolcu sürüklemesinde % 4 indirim elde ederler. Bu simülasyonlar, uçuş testlerinden önce rüzgarın altına alındı, sertifikalandırmak için güvenilir bir yol sağlamak için doğrulandı.
SonrakiGeneration Flaps'ın Test ve Geçerliliği
CFD vazgeçilmez olsa da, fiziksel testler sertifika için gerekli kalır ve simülasyonlar tarafından yakalanmadığı fenomenleri keşfetmelidir. Rüzgar destekli kanat testleri sadece aerodinamik kuvvetler değil, aynı zamanda cilt deformasyonu, hareketleyici yükleri ve gürültü seviyeleri.Döneticileri keşfetmek için - NASA'nın yüksek çözünürlükte olduğu gibi:0)X53 Aktif Aeroelastic Wingt:0 veya 3-ENFLT:2Airbus A340, adaptif bir izlendirici yollama ile kullanılabilir.[Döneticileri, kontrolleri ve sistemi, yüksek çözünürlükte % 3–ve-bunu doğrulamaktadır.
Modelleme makyajlarının sertifikasyon yolu yeni metodolojiler gerektirir, çünkü geleneksel hava değeri düzenlemeleri, FAA ve EASA gibi kurumlar, özellikle de güvenli olmayan davranışları ve yorgunluk yaşamları ile ilgili sertifikasyon standartlarını geliştirmek için endüstri ile çalışmaktadır.
Future Outlook ve Broader Influence
Yenilikçi fıstık tasarımı ile yükleme, yalnızca sürdürülebilir havacılıka daha büyük bir itkir. laminar akış kontrolü, gelişmiş motorlar ve hafif yapılarla birlikte, düşük performanslı fıstıklar, toplam uçaklarda 15-20'ye katkıda bulunabilir.Dörtülen elektrikli tahrikler gibi:0 dağıtımlı elektrik tahrik edici[D)[değiştir | kaynağı değiştir]
Malzeme bilimi sınırları zorlamaya devam ediyor: yeni kendini önleyici polimerler ve nanocomposite aktüatörleri daha büyük dayanıklılık ve şekil değiştirme yetkisi vaat ediyor. Bu teknolojiler olgun olarak, gerçekten boş bir şekilde, düşük soğuk yüksek kaldırma sistemi, bir sonraki havayolu aracılar, işletme jetleri ve hatta bu ilerlemelerden yararlanacak hava araçları daha verimli ve çevresel sorumlu bir hedef haline gelecek.