Активное аэроупругое крыло Boeing X-53
| Х-53 | |
|---|---|
 | |
| Х-53 в конфигурации F/A-18 | |
| Роль | Демонстратор технологий |
| Национальное происхождение | Соединенные Штаты |
| Производитель | Макдоннелл Дуглас Нортроп Корпорейшн Боинг |
| Первый полет | 15 ноября 2002 г. |
| Основной пользователь | НАСА |
| Количество построенных | 1 |
| Разработано на основе | Макдоннелл Дуглас F/A-18 Хорнет |
) X Программа разработки активного аэроупругого крыла ( AAW -53 представляет собой завершенный американский исследовательский проект, который был реализован совместно Исследовательской лабораторией ВВС (AFRL), Boeing Phantom Works и , НАСА Центром летных исследований Драйдена где технология прошла летные испытания. на модифицированном McDonnell Douglas F/A-18 Hornet . Технология Active Aeroelastic Wing Technology — это технология, которая объединяет аэродинамику, элементы управления и структуру крыла для использования и контроля аэроупругого поворота крыла на высоких скоростях и при динамических давлениях. Используя несколько элементов управления передней и задней кромкой, таких как «аэродинамические вкладки», можно контролировать небольшую величину аэроупругого поворота, чтобы обеспечить большую мощность управления крылом, одновременно сводя к минимуму маневренные воздушные нагрузки в условиях высокой деформации крыла или аэродинамическое сопротивление в условиях низкой деформации крыла. Эта программа стала первым полномасштабным доказательством технологии AAW.
Разработка
[ редактировать ]Разработка первоначальной концепции была осуществлена посредством испытаний в аэродинамической трубе в середине 1980-х годов по контракту с ВВС. [1] Обозначение «X-52» было последовательно пропущено, чтобы не путать с бомбардировщиком Boeing B-52 Stratofortress . [2]
Предсерийная версия F/A-18 была идеальным самолетом для проверки технологии AAW: крыло имело относительно большое удлинение для истребителя, обладало достаточной прочностью, но не требовалось дополнительной жесткости, чтобы изменить его поведение на скручивание. X-53 F/A-18 был модифицирован, чтобы позволить двум поверхностям управления передней кромки работать вместе с двумя поверхностями задней кромки, чтобы контролировать аэроупругий поворот крыла и обеспечивать превосходные характеристики качения на высокой скорости.
AAW был разработан на основе знания того, что аэроупругость крыла, вызванная отклонением одной поверхности управления, может быть компенсирована отклонением других поверхностей управления. той или иной формы В частности, почти все современные самолеты используют предкрылки крыла, вдоль передней кромки чтобы обеспечить большую подъемную силу на определенных участках полета. При раскрытии предкрылков одновременно с элеронами их скручивающее воздействие на основные конструктивные части крыла противодействует друг другу, что исключает скручивание. Это улучшает способность элеронов создавать на самолете большие моменты крена. Это означает, что для создания требуемого движения требуется меньшее отклонение элеронов, что, в свою очередь, уменьшит сопротивление элеронов и связанную с ним нежелательную тенденцию вызывать рыскание самолета .
Если элементы управления можно использовать для устранения скручивания и его негативного воздействия на управляющий сигнал, следующим шагом будет намеренное введение некоторого скручивания, которое усиливает эффект отклонения управления. При правильном применении крыло будет меньше поворачиваться и в направлении, противоположном обычному крылу во время маневрирования. [3] Таким образом, это изменение, которое можно осуществить в программном обеспечении, улучшает общую производительность.
Летные испытания
[ редактировать ]Чтобы проверить теорию AAW, НАСА и ВВС США согласились профинансировать разработку одного демонстратора на базе F/A-18. Работа началась с использования существующего планера F/A-18, модифицированного предсерийным крылом, с добавлением подвесной системы привода закрылков и обновленного компьютера управления полетом. Законы активного аэроупругого управления крылом были разработаны для изгиба крыла, а летные приборы использовались для точного измерения аэроупругих характеристик формы крыла в плане . Затем летное программное обеспечение было модифицировано для летных испытаний, и 15 ноября 2002 года самолет в измененном виде совершил первый полет. [4] Самолет успешно доказал жизнеспособность концепции в полном масштабе в ходе испытаний на маневренность в 2004–2005 годах. Испытательный самолет был переименован в X-53 16 августа 2006 года согласно докладной записки заместителя начальника штаба ВВС США по стратегическим планам и программам. [1]
Технические характеристики
[ редактировать ]Общие характеристики
- Экипаж: 1
- Размах крыльев: 38 футов 5 дюймов (11,71 м)
- Высота: 15 футов 3 дюйма (4,65 м)
- Максимальный взлетный вес: 39 000 фунтов (17 690 кг)
- Силовая установка: 2 General Electric F404-GE-400 с тягой 16 000 фунтов силы (71 кН) каждый. малоконтурных турбовентиляторных двигателя
Производительность
- Максимальная скорость: 1188 миль в час (1912 км/ч, 1032 узла)
- Практический потолок: 50 000 футов (15 000 м)
Авионика
Система привода закрылков передней кромки была модифицирована в McDonnell Douglas разработанного Moog Inc. (сейчас работает Boeing Phantom) с использованием подвесного исполнительного устройства , Законы управления полетом AAW были запрограммированы в исследовательский компьютер управления полетом, модифицированный так, чтобы включать в себя независимо приводимые в действие внешние поверхности управления передней кромкой. [5]
См. также
[ редактировать ]
- Адаптивное совместимое крыло
- Аэроупругость
- Аэроупругое крыло на Grumman X-29
- Исследовательская машина с высоким альфа-исследованием
- Регулируемое крыло Паркер
Ссылки
[ редактировать ]- Сноски
- ^ Перейти обратно: а б Джордан, Холли (11 декабря 2006 г.). «Летно-исследовательский аппарат с активным аэроупругим крылом получил обозначение Х-53» . База ВВС Райт-Паттерсон . Архивировано из оригинала 5 июня 2011 г.
- ^ Пендлтон Э., Гриффин К., Кехо М. и Перри Б., «Программа летных исследований технологии активного аэроупругого крыла», статья 96-1574, Материалы 37-й конференции AIAA «Структуры, структурная динамика и Конференция по материалам, Солт-Лейк-Сити, Юта, 15–17 апреля 1996 г.
- ↑ Активное аэроупругое крыло. Архивировано 18 июня 2006 г. в Wayback Machine.
- ^ «Boeing F/A-18 с активным аэроупругим крылом совершил первый полет» . Боинг. 18 ноября 2002 года. Архивировано из оригинала 6 ноября 2011 года . Проверено 30 июня 2011 г.
- ^ Информационный бюллетень НАСА F / A-18 с активным аэроупругим крылом
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Миллер, Г.Д., Технология активного гибкого крыла (AFW) , Air Force Wright Aeronautical Laboratories TR-87-3096, февраль 1988 г.
- Миллер, Г.Д., Исследование методологии проектирования AFW , Отчет Rockwell-Aerospace № NA 94-1731, декабрь 1994 г.
- Пендлтон Э., Гриффин К., Кехо М. и Перри Б., «Программа летных исследований технологии активного аэроупругого крыла», статья 96-1574, Материалы 37-й конференции AIAA «Структуры, структурная динамика и материалы». Конференция, Солт-Лейк-Сити, Юта, 15–17 апреля 1996 г.
- Зиллмер С., «Интегрированная междисциплинарная оптимизация конструкции аэроупругого крыла», Лаборатория Райта TR-97-3087, август 1997 г.
- Зиллмер, С., Процедура проектирования интегрированной конструкции/маневра для активных аэроупругих крыльев, Руководство пользователя , Лаборатория Райта TR-97-3087, март 1997 г.
- Пендлтон Э., Бессетт Д., Филд П., Миллер Г. и Гриффин К., «Программа летных исследований активного аэроупругого крыла: техническая программа и аналитическая разработка моделей», Journal of Aircraft , том 37, номер 4 , июль – август 2000 г.
- Пендлтон, Э., «Активное аэроупругое крыло», AFRL Technology Horizons, Избранные статьи о науке и технологиях, Vol. 1, № 2, июнь 2000 г.
- Эдмунд В. Пендлтон, «Как активные аэроупругие крылья - это возвращение к истокам авиации и небольшой шаг к будущим птичьим крыльям», приглашенный доклад, Симпозиум самолетов Японского общества аэронавтики и космических наук, Сендай, Япония, 11 октября 2000 г.
- Компания Boeing, Итоговый отчет программы летных исследований активного аэроупругого крыла (X-53) , том 1 и II, AFRL-VA-WP-TR-2005-3082, октябрь 2005 г.
- Пендлтон Э., Флик П., Ворачек Д., Райхенбах Э., Гриффин К., Пол Д., «X-53: Краткое изложение программы летных исследований с активным аэроупругим крылом», документ 07 -1855, Материалы 48-й конференции AIAA по структурам, структурной динамике и материалам, Гонолулу, Гавайи, 23–26 апреля 2007 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
