Адаптивное совместимое крыло
Адаптивное податливое крыло — это крыло , которое достаточно гибко, чтобы некоторые аспекты его формы можно было изменять в полете. [1] [2] Гибкие крылья имеют ряд преимуществ. Обычные механизмы управления полетом работают с помощью шарниров, что приводит к нарушениям воздушного потока, образованию завихрений, а в некоторых случаях и отрыву воздушного потока. Эти эффекты способствуют лобовому сопротивлению самолета, что приводит к снижению эффективности и увеличению затрат на топливо. [3] Гибкие аэродинамические крылья могут манипулировать аэродинамическими силами с меньшими нарушениями потока, что приводит к меньшему аэродинамическому сопротивлению и улучшению экономии топлива.
Адаптация формы
[ редактировать ]
Изменение формы аэродинамической поверхности оказывает непосредственное влияние на ее аэродинамические свойства. В зависимости от условий течения и исходной формы детали каждое изменение формы (кривизна, угол наклона, скручивание...) может оказывать различное влияние на результирующие силы и моменты.
Эта характеристика активно реализуется в адаптивных крыльях, которые – благодаря своей распределенной податливости – могут изменять форму непрерывно, плавно и без зазоров. Изменяя эти геометрические параметры, можно изменить силы и моменты, что позволяет адаптировать их к конкретным условиям полета (например, для уменьшения сопротивления ) или для выполнения маневров (например, крена ).
Адаптацию формы можно классифицировать в зависимости от движения, которое она обеспечивает. Движения, которые влияют на общую форму крыла в плане, «если смотреть сверху», включают изменения размаха (таким образом, изменяя длину крыльев), стреловидности ( изменение угла между крылом и осью фюзеляжа), длины хорды (увеличение или увеличение уменьшение длины поперечного сечения крыла ) и двугранный (изменение угла между крыльями и горизонтальной плоскостью автомобиля). Изменения формы аэродинамического профиля включают изменение его крутки, а также изменение выпуклости и распределения толщины.
Текущие исследования
[ редактировать ]ФлексСис
[ редактировать ]Адаптивное совместимое крыло, разработанное FlexSys Inc., имеет с изменяемым развалом заднюю кромку , которая может отклоняться до ± 10 °, действуя таким образом как крыло с закрылками , но без отдельных сегментов и зазоров, типичных для закрылков . Само крыло может поворачиваться на угол до 1° на фут размаха. Форму крыла можно менять со скоростью 30° в секунду, что идеально подходит для снижения порывистой нагрузки. Разработку адаптивного крыла спонсирует Исследовательская лаборатория ВВС США . Первоначально крыло было испытано в аэродинамической трубе , а затем 50-дюймовая (1,3 м) секция крыла прошла летные испытания на борту исследовательского самолета Scaled Composites White Knight в рамках семиполетной 20-часовой программы, выполняемой с авиабазы Мохаве. Космодром . [4] Предложены методы управления. [5]
ETH Цюрих
[ редактировать ]Адаптивные крылья также исследуются в ETH Zurich в рамках проекта Smart аэродинамического профиля. [6] [7]
ЕС Flexop и FLiPASED
[ редактировать ]Финансируемая ЕС , а также на программа Flexop направлена на обеспечение более высокого удлинения крыла для меньшего индуцированного сопротивления с более легкими и гибкими крыльями авиалайнеров разработку активного подавления флаттера для гибких крыльев. В число партнеров входят MTA SZTAKI в Венгрии, Airbus в Австрии , FACC , Inasco в Греции, Технологический университет Делфта , Немецкий аэрокосмический центр DLR, TUM Великобритании , Бристольский университет и RWTH Ахенский университет в Германии. [8]
с реактивным двигателем размахом 7 м (23 фута) , Германия, был запущен демонстрационный образец БПЛА и аэроупругим крылом для пассивного снижения нагрузки 19 ноября 2019 года в Оберпфаффенхофене , ранее летавший с жестким крылом из углеродного волокна для установления базовых характеристик. Он имеет традиционную конфигурацию трубы и крыла, в отличие от смешанного корпуса крыла Lockheed Martin X-56 . Он следует за демонстратором Grumman X-29 1984 года с более точной ориентацией волокон. Гибкое крыло на 4% легче жесткого. 54-месячный проект стоимостью 6,67 млн евро (7,4 млн долларов США) завершается в ноябре 2019 года, после чего следует программа FLiPASED стоимостью 3,85 млн евро с сентября 2019 года по декабрь 2022 года с использованием всех подвижных поверхностей . [8]
Флатер -крыло из стекловолокна должно быть запущено в эксплуатацию в 2020 году с нестабильными аэроупругими режимами ниже 55 м/с (107 узлов), которые необходимо активно подавлять. Благодаря оптимизированной аэроупругой настройке и активному подавлению флаттера соотношение сторон 12,4 может снизить расход топлива на 5%, а целевой показатель составляет 7%. FLiPASED также возглавляет MTA SZTAKI и включает в себя партнеров TUM, DLR и французское агентство аэрокосмических исследований ONERA . [8]
См. также
[ редактировать ]- Аэроупругость
- Активное аэроупругое крыло Boeing X-53
- Регулируемое крыло Паркер
- Крыло с изменяемым развалом
- Крыло изменяемой стреловидности
- Деформация крыла
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «FlexSys Inc.: Аэрокосмическая промышленность» . Архивировано из оригинала 16 июня 2011 года . Проверено 26 апреля 2011 г.
- ^ Кота, Шридхар; Осборн, Рассел; Эрвин, Грегори; Марич, Драган; Флик, Питер; Пол, Дональд. «Адаптивное крыло, соответствующее заданию – проектирование, изготовление и летные испытания» (PDF) . Анн-Арбор, Мичиган; Дейтон, Огайо, США: FlexSys Inc., Исследовательская лаборатория ВВС. Архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2012 года . Проверено 26 апреля 2011 г.
- ^ «ФлексФойл» . ФлексСис . Проверено 19 марта 2022 г.
- ^ Скотт, Уильям Б. (27 ноября 2006 г.), «Morphing Wings» , Aviation Week & Space Technology , заархивировано из оригинала 26 апреля 2011 г. , получено 26 апреля 2011 г.
- ^ US 4899284 , Льюис, Джордж Э.; Томассон, Роберт Э. и Нельсон, Дэвид В., «Система оптимизации подъемной силы/лобового сопротивления», опубликовано 6 февраля 1990 г.
- ^ профиля умного Проект «Умный аэродинамический профиль» . Архивировано из оригинала 23 июня 2013 г. Проверено 15 марта 2013 г.
- ^ «Крыло, совместимое с ETH» . Ютуб . 6 февраля 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Грэм Уорвик (25 ноября 2019 г.). «Неделя технологий, 25-29 ноября 2019 г.» . Неделя авиации и космических технологий .
 | Эта статья о компонентах самолета незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |