Контроль потока (жидкость)

Управление потоком — это область гидродинамики . Оно включает в себя небольшое изменение конфигурации, которое в идеале принесет большую техническую выгоду, например сопротивления , уменьшение , увеличение подъемной силы , улучшение смешивания или снижение шума . Это изменение может быть выполнено с помощью пассивных или активных устройств.

Пассивный против активного

Пассивные устройства по определению не требуют энергии. Пассивные методы включают в себя геометрическое формирование турбулизаторов или элементов шероховатости, использование генераторов вихрей и размещение продольных канавок или выступов на аэродинамического профиля поверхностях .

Для активного управления требуются исполнительные механизмы, которые требуют энергии и могут работать в зависимости от времени. ^{[ 1 ]} Активный контроль потока включает в себя устойчивое или нестационарное всасывание или продувку, ^{[ 2 ]} использование синтетических струй, клапанов и плазменных приводов . Активация может быть задана заранее (управление с обратной связью) или зависеть от датчиков мониторинга (управление с обратной связью).

Крылья самолета

Характеристики крыла самолета оказывают существенное влияние не только на длину взлетно-посадочной полосы, скорость захода на посадку, скороподъемность, грузоподъемность и дальность полета, но также на шум и выбросы. Характеристики крыла могут ухудшиться из-за отрыва потока , который зависит от аэродинамических характеристик профиля. Аэродинамические и неаэродинамические ограничения часто противоречат друг другу. Для преодоления таких трудностей требуется управление потоком. Методы, разработанные для манипулирования пограничным слоем , либо для увеличения подъемной силы, либо для уменьшения сопротивления, а также задержки отделения, подпадают под общий заголовок управления потоком.

Aurora Flight Sciences является получателем гранта DARPA CRANE (Управление революционными самолетами с новыми эффекторами). Первоначально оно включало испытания небольшого самолета, в котором вместо внешних движущихся частей, таких как закрылки, используются выбросы сжатого воздуха. Программа направлена на устранение веса, сопротивления и механических сложностей, связанных с перемещением поверхностей управления. Воздушные выбросы изменяют давление и поток воздуха, а также изменяют границы между потоками воздуха, движущимися с разными скоростями. Компания построила прототип в масштабе 25% с 11 обычными поверхностями управления, а также 14 банками, питаемыми по восьми воздушным каналам. ^{[ 3 ]} В 2023 году самолет получил официальное обозначение Х-65 . ^{[ 4 ]} В январе 2024 года DARPA и Aurora приступили к реализации третьей фазы CRANE, построив первый полномасштабный самолет X-65, в котором для основного управления полетом используются приводы активного управления потоком. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} X-65 массой 7000 фунтов будет выпущен в начале 2025 года, а первый полет запланирован на лето 2025 года. ^{[ 7 ]}

Ссылки

^ Юсефи, Киануш; Салех, Реза (23 января 2015 г.). «Трехмерное управление потоком всасывания и оптимизация длины всасывающей струи крыла NACA 0012» (PDF) . Меканика . 50 (6): 1481–1494. дои : 10.1007/s11012-015-0100-9 . ISSN 0025-6455 . S2CID 254797703 .
^ Юсефи, Киануш; Салех, Реза; Захеди, Пейман (1 мая 2014 г.). «Численное исследование оптимизации геометрии щелей выдува и всасывания на профиле NACA 0012» (PDF) . Журнал механических наук и технологий . 28 (4): 1297–1310. дои : 10.1007/s12206-014-0119-1 . ISSN 1738-494X . S2CID 255532994 .
^ Блейн, Лоз (20 января 2023 г.). «Активное управление потоком X-Plane использует виртуальные поверхности управления, сделанные из воздуха» . Новый Атлас . Проверено 23 января 2023 г.
^ «DARPA получает обозначение X-65 для эксперимента с активным потоком | Сеть Aviation Week» . Aviationweek.com . Проверено 13 января 2024 г.
^ Чоудри, Ризван (5 января 2024 г.). «DARPA дает зеленый свет на строительство самолета-демонстратора технологий X-65» . Интересный инжиниринг.com . Проверено 13 января 2024 г.
^ Тингли, Бретт (4 января 2024 г.). «Самолет DARPA X-65 CRANE планирует совершить первый полет летом 2025 года» . space.com . Проверено 13 января 2024 г.
^ Хэдли, Грег (16 мая 2023 г.). «Знакомьтесь, X-65: новый самолет DARPA не имеет внешних поверхностей управления» . Журнал Воздушно-космических войск . Проверено 13 января 2024 г.

Эта статья по инженерной тематике незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[:0-1] Юсефи, Киануш; Салех, Реза (23 января 2015 г.). «Трехмерное управление потоком всасывания и оптимизация длины всасывающей струи крыла NACA 0012» (PDF) . Меканика . 50 (6): 1481–1494. дои : 10.1007/s11012-015-0100-9 . ISSN 0025-6455 . S2CID 254797703 .

[2] Юсефи, Киануш; Салех, Реза; Захеди, Пейман (1 мая 2014 г.). «Численное исследование оптимизации геометрии щелей выдува и всасывания на профиле NACA 0012» (PDF) . Журнал механических наук и технологий . 28 (4): 1297–1310. дои : 10.1007/s12206-014-0119-1 . ISSN 1738-494X . S2CID 255532994 .

[3] Блейн, Лоз (20 января 2023 г.). «Активное управление потоком X-Plane использует виртуальные поверхности управления, сделанные из воздуха» . Новый Атлас . Проверено 23 января 2023 г.

[4] «DARPA получает обозначение X-65 для эксперимента с активным потоком | Сеть Aviation Week» . Aviationweek.com . Проверено 13 января 2024 г.

[5] Чоудри, Ризван (5 января 2024 г.). «DARPA дает зеленый свет на строительство самолета-демонстратора технологий X-65» . Интересный инжиниринг.com . Проверено 13 января 2024 г.

[6] Тингли, Бретт (4 января 2024 г.). «Самолет DARPA X-65 CRANE планирует совершить первый полет летом 2025 года» . space.com . Проверено 13 января 2024 г.

[7] Хэдли, Грег (16 мая 2023 г.). «Знакомьтесь, X-65: новый самолет DARPA не имеет внешних поверхностей управления» . Журнал Воздушно-космических войск . Проверено 13 января 2024 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]