Роль дизайну тягарного всмоктування в редукції аеродинамічного перетягування

Дизайн wing-fuselage junction є критичним чинником в загальній аеродинамікі повітряного судна. Ця область, де крило відповідає fuselage, відчуває складні взаємодії потоку повітря, які безпосередньо впливають на перетягування. Інженери давно визнавали, що оптимізація цього з'єднання значно набирає в паливній ефективності, швидкості та діапазоні. З початку літака з гострим, різким кутом до сучасних авіалайнерів з плавно змішаними контурами, еволюція конструювання відображає неспокійний хід з меншим перетягуванням та більшою продуктивністю.

Аеродинамічний Драг і його компоненти

Аеродинамічний перетягування є протипожежною силою, яка покривається рух повітряним судном. Загальний перетягування є сума декількох компонентів: індукований перетягування] (засобований з покоління ліфтів), parasitic drag] (зростання форми перетягування, тертя шкіри та перетягування перешкод), а перетягування] (в трансонічній швидкості). Концепція крила-фузеляжу в першу чергу сприяє перетягування, а також перетягування

Виявлення про злочини: критична область

На корені крильця, граничний шар від фюзеляжу об'єднує з цим крила. Зміни різких забруднень або геометрії можуть викликати поділ потоку, сприяти утворенню вихрових покривів. Ці вихати не тільки збільшують перетягування, але можуть також викликати фуршети і шум. Перетягування міжнав'язки особливо виражена в низькорослих і високоросійських конфігураціях, де градієнти тиску з'єднання відрізняються. Розуміння локальної фізики потоку є важливим для проектування ефективних з'єднань.

Повільне відведення та формування Вортек

Коли повітряний потік зустрічається раптова зміна форми -так як гострий кут на перетині крил-фузеля - не можна слідувати контуру і відкладає від поверхні. Цей поділ створює область низькопресурної рециркуляції і обшивки вихрестиків. Ці вихати випускають енергію з вільного потоку, підвищуючи зусилля перетягування. Розмір і сила вихрових вихорів залежать від геометрії, залишків кількості, а кут атаки. ]

Поєднання крил-фузеляжу (BWB) концепція приймає рішення про інтеграцію в екстремальну, усунаючи відмінну кон'юнкцію, але вкрай. У BWB дизайні крила і тіло інтегровані в єдиний підйомний поверхня, різко зменшуючи перешкоди перетягування. Хоча повні BWB авіаперевантажувачі все ще експериментальні, багато сучасних літаків зведені контури на корені крила, щоб створити плавний перехід, а не різкий перетин. Boeing X-48 і Airbus MAVERIC демонструють потенціал цього підходу. Бенг-дібльовані дослідження[F3:

Аірбус цитує передові крила A350, як акомпактор до 25% скорочення палива на попередньому повітрі літака. Однокомпонентне крила Boeing 787 і оптимізований дизайн кореневих, аналогічно підвищує аеродинамічну ефективність. Військовий літак, як F-35, також має перевагу з обережним дизайном з'єднання для надзвукових і трансонічних виступів.

Майбутні тренди в дизайні юнктури

Blended Wing Тіло і гібридний Wing Body

Ці конфігурації, властиві мінімізації перешкод перетягування, інтегруючи крило і фюзеляжу. НАСА, ББ, і Airbus продовжують дослідження концепції BWB для комерційної авіації, що використовується 30-50%, економія палива на звичайних конструкціях. Основний виклик є структурною і каюта інтеграції, але добре налагоджені аеродинамічні переваги.

Ламінар Flow Control на корені крила

Розширення природного протоку ламінару (НФ) до стику сходу важко через турбулентність з фюзеляжу межного шару. Активний контроль потоку ламінару (в залежності від мікроперфорованого металу або композитних шкурів) може дозволити потік ламінару на більшій порції кореня, зменшуючи тертя шкіри. Дослідження літака, як НАСА / Бджолиний 757 екоДемонстратор, випробувані такі технології.

Біоміметичні дизайни

Природа пропонує натхнення: трубки з халею та сітчастими сіями птахів надихають пасивні пристрої контролю потоку. Зміцнюються біомімітичні ярмарки, що показують обіцянку при затримці поділу та зменшенні сили вихрових шляхів. Ці нетрадиційні форми можна виготовити за допомогою додаткових методів.

Висновок

Схилковий вузол крилового типу залишається осередком аеродинамічної оптимізації. Його конструкція вимагає балансу між аеродинамікою, структурами, виробництвом та загальною архітектурою авіації. Через ярмарки, змішані контури, вихрові генератори, і CFD-дискинова оптимізація форми, інженери продовжують зменшити перешкоди перетягування. Як майбутні літаки приймають змішані крилові органи і передові контроль потоку, стику може повністю зникнути, або стати ще більш складною зоною активного управління. Незалежно від того, принцип має: гладкий, прикріплений потік на стику є важливим для ефективного, стійкий політ.