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Form-ändernde Flugzeugflügel

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FormFlugzeugflügel ändernd hat seine eigenen Vorteile und Nachteile, wenn es zum Betrieb und zur Qualität kommt.

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Können ändernde Flugzeugflügel der Form unter Verwendung der gefälligen Materialien aerodynamische Leistungsfähigkeit, mit dem Ergebnis der Kraftstoffeinsparungen und der Lärmverminderung verbessern.

Klappen, Latten und Räuber sind auf Flugzeugen benutzt worden, damit Dekaden Flugqualitäten wie Aufzug ändern und während der verschiedenen Manöver wie Start und Landung schleppen. Aber jene Steuerflächen sind unterschiedliche Bestandteile des Flügels und stellen Abstände im glatten Fluss der Luft über einem Flügel vor und verursachen Unwirtschaftlichkeiten. Ein Flügel, der eine einzelne ununterbrochene Oberfläche Luftstrom beim Behalten der Fähigkeit, seine Form zu justieren darstellt, hat das Potenzial, bedeutende aerodynamische Leistungsfähigkeiten anzubieten, die zu Kraftstoffeinsparungen und Lärmverminderung führen würden.

Die Abstände, die erscheinen, wenn traditionelle Klappen entfaltet werden, existieren mit Absicht und arbeiten re-energize den Fluss, damit er während der Hochklappe Ablenkungen angebracht bleibt, sagt SEINEN Haupttransonics-Ingenieur Kevin Hackett.

? Für eine gefällige verformbare Hinterkante ohne Abstand, wird es viel für den Luftstrom schwieriger sein, zu bleiben angebracht, wann unten abgelenkt, „er sagt. „Es ist höchstwahrscheinlich, sich in den bescheidenen Ablenkwinkeln zu trennen und kleiner einer Zunahme des Aufzugs folglich zu produzieren. Dieses würde eine Zunahme des Startdurchlaufes und der höheren Annäherungsgeschwindigkeiten. ergeben? Hackett sagt, dass dem das Hinzufügen solcher Technologie einem Flügel einschließlich irgendeine Form der Steuerung des Datenflussesvorrichtung erfordern würde, um die Grenzschicht zu manipulieren, um angebrachten Fluss in den höheren Hinterkantenwinkeln beizubehalten.

Boeing erklärt, dass Brennstoffkosten das größte Mitwirkende sind, zum der Flugzeug-in Verbindung stehenden Betriebskosten zu kassieren und bis 60% der Gesamtmenge darstellen. Außerdem die Forschung und erfinderische die Technologie-Verwaltung? s-Büro der Transport-Statistiken berichtet, dass die GesamtBrennstoffkosten für US-Fluglinienfördermaschinen für 2013 $50.7 Milliarde waren--. In Betracht der Mechaniker der Flugzeuge im Kreuzfahrtflug, schleppen Schubbalancen genau. So für jede 1% Verkleinerung in der Gegenkraft, bis $500 konnten Million in den inländischen Fluglinien-Brennstoffkosten jährlich gespeichert werden.

Die Hauptarten der Gegenkraft Flugzeuge beeinflussend umfassen Hautfriktion, den verursachten Aufzug, Störung und Wellengegenkraft.

Hautfriktionsgegenkraft wird durch die Friktion des Luftstromes gegen die Oberfläche eines Flugzeuges verursacht, und das resultiert aus der Grenzschicht, die, die zwischen dem zähflüssigen flüssigen sich bildet (Luft) und die Flugzeuge tauchen auf.

Aufzug verursachte Gegenkraft liegt an der Zirkulation um den Flügel, der die Turbulenzen verursacht, die einen Abwind auf dem Flügel verursachen und erfordert eine Zunahme des Winkels des Flügels weg von der Vertikale, die einen zusätzlichen Gegenkraftbestandteil verursacht.

Bilden Sie sich oder Druck, Gegenkraft wird durch die Druckschwankung verursacht, die auftritt, wenn die Grenzschicht von den Flugzeugen sich trennt? s-Oberfläche.

Störungsgegenkraft entsteht wenn der Luftstrom über angrenzenden Bestandteilen der Flugzeuge, wie des Flügels und des Triebwerksgondelstiels, Mischungen zusammen turbulent.

Wellengegenkraft wird durch die Anordnung der Stoßwellen im Überschall- und Überschallflug verursacht.

Die Gegenkraft, die durch Rauheit der Oberfläche der Flugzeuge verursacht wird, liegt an den Nieten oder an anderen Oberflächenunvollkommenheiten auf einem Flugzeug? s-Oberfläche.

Entsprechend einem NATOagard-Report für ein Fernbeförderungstransportflugzeug, das von den modernen Fluglinien typisch ist, liegt ungefähr 48% von Gegenkraft an Hautfriktion, 38% wird verursacht, 6% ist Form und der Rest ist Störung, Welle, Rauheit und Verschiedene Faktoren.

Flügel mit der Fähigkeit sich zu verformen haben das Potenzial, viele dieser Quellen der Gegenkraft zu verringern. Zum Beispiel kann die Optimierung der Auftriebsverteilung entlang der Überspannung des Flügels näeher an der einer elliptischen Verteilung die verursachte Gegenkraft verringern. Zusätzlich den Flügel justierend formen Sie, um laminare Strömung zu fördern und den Anfang einer turbulente Grenzschicht über einer größeren Strecke der FlugBetriebsbedingungen zu verzögern würde Hautfriktionsgegenkraft verringern. Eine Zunahme der Flügelwölbung, die verursacht wird, indem sie die Hinterkante ablenkt, führt unten zu eine Zunahme der Druckgegenkraft und erfordert einen Flügelentwurf, andere Gegenkraftbestandteile durch eine Menge größer als die Druckgegenkraft zu verringern, bevor ein Nutzen verwirklicht wird.

? Der Flügel, der verwandelt, hat das Potenzial zu erlauben, dass gegenwärtige Flügelentwurfsbegrenzungen entspannt werden und folglich Aspekte des Flügel Planform auf eine Art ändern lassen, einen Nutzen im Verhältnis zu einem Flügelentwurf mit diesen Begrenzungen zu produzieren? sagt. Hackett.

Eine klassische Studie 1990 durch Airbus (? Die Entwicklung und die Entwurfs-Integration eines variable Wölbung-Flügels für lang/Mittelstreckenflugzeuge? veröffentlicht im Luftfahrtjournal) angezeigt, dass Kraftstoffgebrauch um bis 6% für Transportflugzeuge verringert werden könnte, indem man Hinterkanten des verstellbarflügels verwendete. Der aerodynamische Aufzug gegen Gegenkraft kurvt, Variable gegen die Hinterkanten der örtlich festgelegten Geometrie vergleichend, die bedeutende Verbesserung gezeigt werden. Erhöht anheben-zu-schleppen Verhältnis ist vorteilhaft, weil es bedeutet, dass der Flügel mehr Aufzug oder weniger Gegenkraft produziert.

Das SARISTU (intelligente intelligente Flugzeug-Strukturen) Projekt hat Finanzierung von der Europäischen Gemeinschaft empfangen? Rahmenprogramm s-7. für Forschung, technologische Entwicklung und Demonstration. Das Projekt? s-Ziel ist, die Kosten des Flugzeugverkehrs durch einige technologische Lösungen, einschließlich das Verwandeln der aerodynamischen Oberflächen zu verringern. Das Projekt forscht Formänderung für die Vorderkante und Hinterkante eines Flügels nach.

Eine der Studien, die als Teil SARISTU aufgenommen werden, wird durch die deutsche Luftfahrtmitte (DLR) geführt. Das Projekt, beschriftet? Erhöhte anpassungsfähige Herabsinkennase für einen verwandelnden Flügel? bezieht Forschung in eine intelligente Tragwerksnase mit ein, die verwandelnde Fähigkeit hat, aber die auch die notwendigen Funktionen des Blitzes, des Vogelschlages und des Oberflächenschutzes sowie Widerstand zur Ermüdung und zur Enteisung zur Verfügung stellt. Die verwandelnde Vorderkante hat das Potenzial, einem Flügel der laminaren Strömung zu ermöglichen, weil sie eine ununterbrochene Oberfläche darstellt, die Unstimmigkeiten wie Schritte oder Abstände ermangelt, die zu einem Übergang zu einer turbulente Grenzschicht beitragen konnten. Das Projekt? s-Ziel umfaßt die Schaffung eines großräumigen Vorderkanteentwurfs, der zur Integration mit einem vollen Flügel, durch Windtunnel und strukturelle Prüfung validiert zu werden fähig ist.

Das italienische Luftfahrtforschungszentrum (CIRA) geht herauf eine andere Studie für benanntes SARISTU voran? Strukturelles Herstellen der Flügel-Hinterkanten-Vorrichtung.? Diese Studie konzentriert sich auf einen Multirippe verwandelnden Hinterkantenentwurf. Jede Rippe wird an einen lastentragenden Auslöser zu den Effektänderungen an der Flügelwölbung und -schleife angeschlossen. Die Idee ist, eine fortwährend justierbare Hinterkante zu haben, die eine optimale Flügelform für maximalen Aufzug und minimale Gegenkraft während eines Fluges ausüben kann.

European Aeronautic Defence und Innovations-Arbeiten Spacecompany (EADS) verweist die betitelte SARISTU Untersuchung? FlügelspitzeActive Schleppen-Rand.? Diese Studie schaut auch, um Hinterkantenleistung durch ändernde Form zu optimieren, in diesem Fall die auf Flügelspitzen. Flügelspitzen, die vertikal verbogenen Strukturen an den Enden der Flügel, können aerodynamische Leistungsfähigkeit verbessern, indem sie die Gegenkraft verringern, die durch den Aufzug verursacht wird, der durch Flügelspitzeturbulenzen verursacht wird. Die Beeinträchtigung ist, dass Flügelspitzen zusätzliche Last auf den Flügel zuteilen, der strukturelle Extraunterstützung erfordert und Gesamtflugzeuggewicht hinzufügen. Indem sie einen verwandelnden Flügelspitze Schleppenrand entwickelt, hofft die Studie, dass Lasten an den wichtigen Flugbedingungen verringert werden können, mit dem Ergebnis weniger erforderlichen strukturellen Gewichts zu zeigen.

Das SARISTU Projekt leitet auch Forschung in integrierte Sensortechnik, um Flugzeuginspektionkosten, sowie das Verbessern von Materialfestigkeit zu verringern, indem es die Carbon nanotubes vorstellt und führt, um Flugzeuggewicht zu senken. Mit dem blätterigen verwandelnden Flügelkonzept, den Projekthoffnungen, eine Reduzierung der aerodynamischen Gegenkraft von 6% zu erzielen und einer Abnahme von DB bis 6 (A) in den Geräuschen, die durch den Flugzeugrahmen erzeugt werden, und wird erwartet, für August 2015 abgeschlossen zu werden. SEIN Transonics-Ingenieur Kevin Hackett sagt, dass 6% Gegenkraftverkleinerung ein konkurrenzfähiges Ziel ist.

Italienische Luftfahrtforschungszentrumstudie, „strukturelles Herstellen der Flügel-Hinterkanten-Vorrichtung.“ Quelle: SARISTUItalian Luftfahrtforschungszentrumstudie, „strukturelles Herstellen der Flügel-Hinterkanten-Vorrichtung.“ Quelle: SARISTU? Die einzige Weise, die dieses Konzept einen bedeutenden Gewinn einiger Prozente vielleicht ergeben kann, ist, wenn sie verwendet wird, um sich einige der gegenwärtigen Begrenzungen zu entspannen, indem man Flügelladensteuerung verwendet, um Überspannungszunahme ohne Zunahmen des Gewichts zu ermöglichen. Zu dieser Technologie zu ermöglichen würde ein umfangreiches Gültigkeitserklärungsprogramm erfordern Zuverlässigkeit, aeroelastics, Tonhöhenschwankung und die Behandlung zu überprüfen.?

In den Vereinigten Staaten die NASA? Projekt der s-ÄRA (umweltsmäßig verantwortliche Luftfahrt) untersucht auch ändernde Flügel der Form mit seinem? Anpassungsfähige gefällige Hinterkante? Experiment. Diese Studie ist gemeinsamen Bemühungen mit dem US-Luftwaffen-Forschungslabor. Das ACTE Projekt ersetzt die Klappen auf einem Gulfstream III Geschäftsstrahl durch eine flexible Struktur, die durch FlexSys Inc. entwickelt wird (dargestellt auf der Vorderseite). Der geänderte Flügel hat keine Abstände zwischen der Steuerfläche und dem Rest des Flügels und schneidet die Flugzeugrahmensgeräusche, die durch turbulenten Luftstrom um traditionelle Klappen erzeugt werden. Das ÄRA-Projekt schließt 2015.

Diese Projekte arbeiten, um die technologischen Herausforderungen zu überwinden, die durch einen ändernden Flügel der Form dargestellt werden. Erfinderische Materialien mit hochfestem, Flexibilität und Haltbarkeit, sowie leichten Lösungen zur Betätigung sind erforderlich, das Ziel des verbesserten FlugzeugBetriebsverhaltens zu verwirklichen.

SARISTUMorphing Flügeltechnologie muss reifen, bevor sie zu den Zivilflugzeugen eingeführt werden kann. Hackett sagt, dass unbemannte Luftträger (UAVs) eine gute Plattform anbieten, um die Technologie zu entwickeln und zu prüfen? besonders für Überwachunganwendungen, in denen die Wölbung verringert wird, um dem UAV zu ermöglichen, an der großen Geschwindigkeit durchzufahren, die von einer Zunahme der Wölbung gefolgt wird, wenn das Flugzeug auf Station ist, damit es mit einer viel niedrigeren Geschwindigkeit bummeln und ein gutes beibehalten kann, anheben-zu-schleppen Sie Verhältnis, um Ausdauer zu maximieren.?

Auch verwandeln könnte auf Hubschrauberblätter zugetroffen werden „, wo die Wölbung zwischen das zurückziehende und voranbringende Blatt unterschieden werden kann. Dieses wieder würde helfen, die Technologie zu reifen, da das System angefordert würde, um einer hohen Anzahl Zyklen schnell und mit sehr zu reagieren.?

Obgleich die Hindernisse nicht trivial sind, fördert das Potenzial, ökonomisch und umweltsmäßig, fährt fort, die Suche nach immer größeren Leistungsfähigkeiten in der Flugzeugtechnik zu motivieren.

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