Jump to content

Распределенное движение

Aurora XV-24 Lightningstrike беспилотник

В Aeronautics распределенная движущая сила - это расположение, в котором движущие и связанные с ними воздушные потоки распределяются по аэродинамическим поверхностям самолета. Цель состоит в том, чтобы улучшить аэродинамическую, движущую и/или структурную эффективность ремесленного ремесла по сравнению с эквивалентным обычным дизайном.

Ожидаемые преимущества включают повышенную топливную эффективность , выбросы, шум, длину посадки и обработку.

Распределенное движение может быть достигнуто путем промежуточного распределения частично или полностью встроенных нескольких небольших двигателей или вентиляторов вдоль крыла. В качестве альтернативы, это может включать в себя протоки выхлопных газов вдоль всего заднего края крыла.

Принципы дизайна

[ редактировать ]

Определение

[ редактировать ]

Распределенное движение на самолет обычно характеризуется не только распределенным характером движущей силы, но и путем использования эффекта, которое это оказывает на аэродинамику самолета. [ 1 ] Проточки двигателя воздуха распределяются по аэродинамическим поверхностям ремесла, обычно простирающееся над фиксированным крылом. Эти потоки могут взаимодействовать с другим воздухом, текущим через крыло и существенно влиять на аэродинамику . Однако нет принятого формального определения. [ 2 ] [ 3 ]

Были идентифицированы три широких класса распределенной двигательной системы: [ 3 ]

Аэродинамические функции

[ редактировать ]

В дополнение к обеспечению движения, распределенные механизмы двигателя были изучены с целью обеспечения различных аэродинамических функций. К ним относятся: [ 4 ]

  • Прямое повторное сгоревание пограничного слоя
  • Управление разделением потока
  • Управление подъемом/циркуляцией
  • Сокращение вязкого сопротивления
  • Вихрел/вихревой контроль
  • Управление транспортным средством/направленность

Потенциальные преимущества

[ редактировать ]

Было выявлено несколько областей, в которых распределенная движущая сила может предлагать преимущества по сравнению с обычными проектами. [ 1 ] К ним относятся эффективность использования топлива, снижение шума, крутое восхождение на короткое съемку и посадку (STOL), новые подходы управления (в частности, устраняют контрольные поверхности для моментов рулона, высоты и рыскания) и высоких коэффициентов шунтирования. Также было высказано предположение, что небольшие движители будут дешевле в производстве и легче обрабатывать во время сборки и технического обслуживания. [ 2 ]

Распределенные полномочия

[ редактировать ]

Стратегия множественной движительной единицы включает в себя три или более модулей. Эти единицы расположены в конфигурациях лидера или последователя. Они классифицируются на пять классов интенсивности (A-E) и три категории соотношения тяги к весу (I-III). Они могут быть расположены внутри/выше/вокруг или через крыло (ы)/фюзеляж (ы) или планер. [ Цитация необходима ]

Лидерские договоренности используют движущие устройства для непосредственного генерирования тяги, то есть распределенных двигателей. Расположение последователя использует вторичную двигательную часть (ы), такие как несколько вентиляторов, которые оснащены одним двигателем. В последнем случае передача мощности между вентиляторами и двигателями может быть связана с помощью протока горячего газа, механических шестерни или линий электрических электропередач. [ Цитация необходима ]

Распределенное электрическое движение

[ редактировать ]

Распределенное электрическое движение (DEP) включает в себя несколько небольших вентиляторов или пропеллеров, управляемых электродвигателями. Как правило, каждый отдельный двигатель прямо приводится в движение своим относительно небольшим и легким электродвигателем. Электрическая мощность может быть предоставлена ​​любым подходящим источником. [ 5 ]

Преимущества распределенного движения для легкого, высокого соотношения с высоким соотношением сторон Солнечного питания иллюстрируются в проектах Aeroverment Halsol / Pathfinder / Helios , начатых в 1983 году, и в Университете Мичиганского Университета X-Hale , пролетавших примерно с 2012 года. [ 6 ] Распределение электродвигателей вдоль пролета могло контролировать, как планер сгибался при полете, что позволило структуре быть намного легче, чем обычный жесткий эквивалент. [ 3 ]

Аэроупругость

[ редактировать ]

Когда вдоль крыла распределяются вдоль крыла, это позволяет сделать структуру крыла более легкой. Однако их вес и тяга могут взаимодействовать с естественной тенденцией крыла сгибаться при различных нагрузках ( аэроупругость ). Это может вызвать проблемы, например, это была основной причиной аварии с участием исследовательского самолета NASA Helios . Одним из исследованных решений является использование активных аэроупругочных элементов управления для исправления или даже использования сгибания крыла во время полета. [ 7 ]

Многомоторные инсталляции стали особенностью самолетов с момента введения Sikorsky Ilya Muromets незадолго до Первой мировой войны. Однако большинство не изменяют поток воздуха над крыльями и не всегда рассматриваются как распределенное движение.

В 1963 году был построен исследовательский самолет Hunting H.126, чтобы исследовать прямое использование струйного клапана для движения, в то время как летающая лодка US-2 Shinmaywa 2003 года использовала взорванные клапаны для улучшения коротких взлетов и посадки (STOL) и впоследствии вступила в производство. Полем [ 3 ]

Fanwing начал разработку вентилятора Crossflow в качестве комбинированной системы подъема и движения в 1997 году и в течение следующих нескольких лет пролетел несколько моделей и исследовательских дронов. Последующие исследования в США были сосредоточены на использовании вставки вентилятора Crossflow в верхний край крыла, в качестве основного фактора для управления пограничным слоем и движения струйного клапана. [ 2 ]

Совсем недавно несколько проектов беспилотных летательных аппаратов (БПК) изучили потенциал распределенного движения, чтобы обеспечить снижение шума, эффективность использования топлива и производительность короткого поля. По состоянию на 2022 год пилотируемый X-плоскость , X-57 Maxwell находится в разработке в НАСА, и несколько прототипов легкого самолета, лилиевого самолета , летали в Германии.

Список самолетов с распределенным движением

[ редактировать ]
  • Aurora XV-24 Lightningstrike : распределенные электрические вентиляторы. Исследовательский беспилотник. Полетел в 2016 году.
  • Fanwing : поклонник кросс-потока. Серия исследовательских беспилотников.
  • Охота H.126 : Jet-Flap. Пилотируемый исследовательский самолет. Вылетел с 1963 года.
  • Lilium Jet : распределенные электрические вентиляторы. Серия пилотируемых прототипов.
  • НАСА X-57 MAXWELL (SCEPTOR): Распределенные электрические вентиляторы. Пилотируемый исследовательский самолет. Развитие остановилось.
  • Electra EL-2 Goldfinch : распределенные электрические вентиляторы. Пилотируемый демонстратор. Под разработкой.
  1. ^ Jump up to: а беременный Эпштейн, А.Х. (2007) «Распределенное движение: новые возможности для старой концепции» . Грань (Получено 16 июня 2022 года).
  2. ^ Jump up to: а беременный в Ким, Хён Дэ. (2010) «Распределенные движительные машины» , 27 -й Международный конгресс аэронавитических наук, ICAS 2010, с. 1–11. (Получено 16 июня 2022 г.)
  3. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Burston et al. «Принципы проектирования и цифровое управление передовыми распределенными двигателями» . В: Karakoç et al. (Ed). Специальный выпуск энергии по новым энергетическим технологиям и альтернативным видам топлива для авиации , том 241, 15 февраля 2022 года.
  4. ^ Gohardani, As (2013) «Синергетический взгляд на перспективы технологии распределенного движения и концепции электрических самолетов для будущих беспилотных воздушных транспортных средств и коммерческой/военной авиации». Прогресс в аэрокосмических науках , том 57. Февраль 2013 г. Страницы 25-70. ( Ссылка : заплатить)
  5. ^ Ким, Хён Д. (2020-06-22). Обзор распределенных концепций электрического двигателя для технологии воздушных автомобилей (PDF) (отчет). НАСА.
  6. ^ Джонс, Джессика X-Hale: летный тестирование очень гибкого беспилотника для нелинейных аэроупругого испытаний , Мичиганский университет. (Получено 17 июня 2022 г.)
  7. ^ Нхан Т. Нгуен, Нхан Т. др. ал. (2018) «Распределенные движительные самолеты с аэроупругим управлением формированием крыла для повышения аэродинамической эффективности» , НАСА. (Получено 26 июня 2022 г.)
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d1b6db07126ffddfafe71b49005c5ecb__1723564620
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d1/cb/d1b6db07126ffddfafe71b49005c5ecb.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Distributed propulsion - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)