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Ali di velivoli cambianti di figura

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Il velivolo di figura che cambia le ali presenta i relativi propri vantaggi e svantaggi quando viene al funzionamento ed alla qualità.

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Le ali di velivoli cambianti di figura che usando i materiali compiacenti possono migliorare l'efficienza aerodinamica, con conseguente risparmio del combustibile e riduzione di rumore.

Le falde, le stecche ed i diruttori sono stati usati sui velivoli affinchè le decadi modifichino le qualità di volo come l'elevatore e per trascinare durante le varie manovre quali il decollo e l'atterraggio. Ma quelle superfici di volo sono componenti separate dell'ala ed introducono le lacune nel flusso regolare di aria sopra un'ala, generante le inefficienze. Un'ala che presenta una singola superficie continua al flusso d'aria mentre mantiene la capacità di registrare la relativa figura ha il potenziale di offrire le efficienze aerodinamiche significative che condurrebbero sia al risparmio del combustibile che alla riduzione di rumore.

Le lacune che compaiono quando le falde tradizionali sono schierate esistono dal disegno, funzionante per re-energize il flusso in modo che rimanga allegato durante le deviazioni della alto-falda, dice il SUO assistente tecnico principale Kevin Hackett di Transonics.

? Per un margine posteriore deformabile compiacente senza lo spacco, sta andando essere molto più difficile affinchè il flusso d'aria rimanga allegato quando deviato giù, “dice. “È più probabile separare agli angoli di deviazione modesti e quindi produrre di meno di un aumento nell'elevatore. Ciò provocherebbe un aumento nel funzionamento di decollo e nelle più alte velocità di metodo.? Hackett dice che quello aggiungere tale tecnologia ad un'ala renderebbe necessaria compreso certa forma di dispositivo di controllo di flusso per maneggiare lo strato di contorno per effettuare il flusso allegato agli più alti angoli del margine posteriore.

Boeing asserisce che i costi del carburante sono il più grande contributore per incassare i costi di gestione aeroplano-relativi, rappresentanti fino a 60% del totale. Inoltre, ricerca e la gestione innovatrice di tecnologia? l'ufficio di s delle statistiche del trasporto segnala che il costo del carburante totale per gli elementi portanti di linea aerea degli Stati Uniti per 2013 era $50.7 miliardo. Tenendo conto dei meccanismi dei velivoli nel volo di crociera, gli equilibri di spinta trascinano esattamente. Quindi, per ogni rapporto di riproduzione di 1% della resistenza, fino a $500 milioni hanno potuto essere conservati annualmente nei costi del carburante domestici di linea aerea.

I tipi principali di resistenze che interessano i velivoli comprendono l'attrito di pelle, l'elevatore indotto, l'interferenza e la resistenza di onda.

La resistenza di attrito della pelle è causata dall'attrito del flusso d'aria contro la superficie di un velivolo, derivando dallo strato che di contorno che si forma fra il fluido viscoso (aria) ed i velivoli emergono.

La resistenza indotta elevatore è dovuto la circolazione intorno all'ala che causa i vortici che generano una deflessione sull'ala, rendenti necessario un aumento nell'angolo dell'ala a partire dal verticale, che genera una componente supplementare di resistenza.

Formi, o la pressione, resistenza è causata tramite la variazione di pressione che accade quando lo strato di contorno separa dai velivoli? superficie di s.

La resistenza di interferenza presenta quando il flusso d'aria sopra le componenti adiacenti dei velivoli, quale il pilone di motore e dell'ala, miscele insieme turbolento.

La resistenza di onda è causata dalla formazione di onde di urto nel volo transonico e supersonico.

La resistenza causata dalla rugosità della superficie dei velivoli è dovuto i ribattini o altre imperfezioni di superficie su un velivolo? superficie di s.

Secondo un rapporto del AGARD di NATO, per un velivolo di trasporto della lunga distanza tipico delle linee aeree moderne, circa 48% di resistenza è dovuto attrito di pelle, 38% è indotto, 6% è forma ed il resto è interferenza, onda, la rugosità e fattori vari.

Le ali con la capacità di deformare hanno il potenziale di ridurre molte di queste fonti di resistenza. Per esempio, ottimizzare la distribuzione di elevatore lungo la portata dell'ala più vicino a quella di una distribuzione ellittica può ridurre la resistenza indotta. In più, registrando l'ala modelli per promuovere il flusso laminare e fare ritardare l'inizio di uno strato di contorno turbolento sopra una maggior gamma delle condizioni di gestione di volo ridurrebbe la resistenza di attrito della pelle. Un aumento nell'arco dell'ala causato deviando il margine posteriore giù conduce ad un aumento nella resistenza di pressione, richiedente un disegno dell'ala di ridurre altre componenti di resistenza un importo da maggior della resistenza di pressione prima che un beneficio sia realizzato.

? L'ala che morphing ha il potenziale di permettere i vincoli di disegno correnti dell'ala si distendano, quindi permettendo che le funzioni del planform dell'ala cambino in un senso produrre un beneficio riguardante un disegno dell'ala con questi vincoli? dice. Hackett.

Uno studio classico 1990 in Airbus (? Sviluppo e l'integrazione di disegno di un'ala di arco variabile per lungamente/velivoli di portata media? pubblicato in giornale aeronautico) indicato che l'uso di combustibile potrebbe essere ridotto di fino a 6% per i velivoli di trasporto usando i margini posteriori dell'ala di geometria variabile. L'elevatore aerodinamico contro resistenza curva confrontando la variabile contro i margini posteriori della geometria fissa indicati il miglioramento significativo. Aumentato alzare--trascina il rapporto è favorevole perché significa che l'ala sta producendo più elevatore o meno resistenza.

Il progetto di SARISTU (strutture intelligenti astute dei velivoli) ha ricevuto il finanziamento da Unione Europea? programma quadro di s settima per ricerca, sviluppo tecnologico e la dimostrazione. Progetto? l'obiettivo di s è di ridurre il costo del viaggio æreo attraverso un certo numero di soluzioni tecnologiche, compreso morphing delle superfici aerodinamiche. Il progetto sta studiando il cambiamento di figura per sia il bordo d'attacco che il margine posteriore di un'ala.

Uno degli studi che sono intrapresi come componente di SARISTU è condotto dal centro aerospaziale tedesco (DLR). Progetto, identificato? Naso di languore adattabile aumentato per un'ala morphing? coinvolge la ricerca su un bordo d'attacco di ala astuto che ha possibilità morphing, ma che inoltre svolge le funzioni necessarie di lampo, del colpo di uccello e della protezione di superficie così come la resistenza ad affaticamento ed allo sgelamento. Il bordo d'attacco che morphing ha il potenziale di permettere ad un'ala di flusso laminare perché presenta una superficie continua che difetta delle discontinuità come i punti o le lacune che potrebbero contribuire ad una transizione ad uno strato di contorno turbolento. Progetto? l'obiettivo di s comprende la generazione del disegno d'attacco su grande scala del bordo capace di integrazione con un'ala piena, per essere convalidato dalla galleria del vento e dalla prova strutturale.

Il centro di ricerca aerospaziale italiano (CIRA) capo su un altro studio per SARISTU denominato? Adattamento strutturale del dispositivo del margine posteriore dell'ala.? Questo studio mette a fuoco su un disegno morphing del margine posteriore della multi-nervatura. Ogni nervatura è collegata ad un azionatore portante ai cambiamenti di effetto all'arco ed alla spazzata dell'ala. L'idea è di avere un margine posteriore continuamente registrabile che può perseguire una figura ottimale dell'ala per l'elevatore massimo e la resistenza minima durante un volo.

L'European Aeronautic Defence ed impianti dell'innovazione dello Space Company (EADS) sta dirigendo la ricerca di SARISTU nominata? Strascicare-Bordo del Active del Wingtip.? Questo studio inoltre sta osservando per ottimizzare la prestazione del margine posteriore con figura che cambia, in questo caso sui winglets. I Winglets, le strutture verticalmente piegate all'estremità delle ali, possono migliorare l'efficienza aerodinamica riducendo la resistenza indotta dall'elevatore causato dai vortici del wingtip. Lo svantaggio è che i winglets comunicano il carico supplementare sull'ala che richiede il supporto strutturale supplementare, aggiungente al peso di velivoli totale. Sviluppando un strascicare-bordo morphing del winglet, lo studio spera di dimostrare che i carichi possano essere ridotti alle condizioni di volo importanti, con conseguente meno peso strutturale richiesto.

Il progetto di SARISTU inoltre sta conducendo la ricerca su tecnologia dei sensori integrata per ridurre i costi di controllo di velivoli, così come il miglioramento della resistenza materiale introducendo i nanotubes del carbonio, conducenti per abbassare il peso di velivoli. Con il concetto morphing laminare dell'ala, le speranze di progetto di realizzare una riduzione di resistenza aerodinamica di 6% e una diminuzione fino a 6 del dB (A) nel rumore generato in struttura del velivolo e si pensa che completino entro l'agosto 2015. Il SUO assistente tecnico Kevin Hackett di Transonics dice che la riduzione di resistenza di 6% è un obiettivo aggressivo.

Studio aerospaziale italiano del centro di ricerca, “adattamento strutturale del dispositivo del margine posteriore dell'ala.„ Fonte: Studio aerospaziale del centro di ricerca di SARISTUItalian, “adattamento strutturale del dispositivo del margine posteriore dell'ala.„ Fonte: SARISTU? L'unico senso che questo concetto può possibilmente provocare un guadagno significativo di parecchie percentuali è se è usato per distendersi alcuni dei vincoli correnti usando il controllo di caricamento dell'ala per permettere all'aumento della portata senza aumenti nel peso. Per permettere a questa tecnologia richiederebbe un vasto programma di convalida di verificare l'affidabilità, il aeroelastics, lo sbattimento ed il trattamento.?

Negli Stati Uniti, NASA? il progetto di ERA di s (in condizioni ambientali aeronautica responsabile) inoltre sta esaminando le ali cambianti di figura con il relativo? Margine posteriore compiacente adattabile? esperimento. Questo studio è uno sforzo comune con il laboratorio di ricerca dell'aeronautica degli Stati Uniti. Il progetto di ACTE sostituirà le falde su un getto di affari di Gulfstream III con una struttura flessibile sviluppata da FlexSys Inc. (descritta alla pagina anteriore). L'ala modificata non avrà lacune fra il piano di comando ed il resto dell'ala, taglienti il rumore della struttura del velivolo generato tramite il flusso d'aria turbolento intorno alle falde tradizionali. Il progetto di ERA concluderà in 2015.

Questi progetti stanno funzionando per sormontare le sfide tecnologiche presentate da un'ala cambiante di figura. I materiali innovatori con ad alta resistenza, la flessibilità e la durevolezza, come pure le soluzioni leggere per l'attuazione sono necessari realizzare l'obiettivo della prestazione di funzionamento migliore dei velivoli.

La tecnologia dell'ala di SARISTUMorphing dovrà fare maturare prima che possa essere introdotta ai velivoli civili. Hackett dice che i veicoli aerei senza equipaggio (UAVs) offrono una buona piattaforma per mettere a punto e sperimentare la tecnologia? specialmente per le applicazioni di sorveglianza dove l'arco è ridotto per permettere al UAV di transitare all'alta velocità seguita da un aumento nell'arco quando il velivolo è sulla stazione in moda da poterlo bighellonare ad una velocità molto più bassa ed effettuare esso un buon alzare--trascini il rapporto per elevare la resistenza.?

Morphing anche potrebbe applicarsi alle lamierine dell'elicottero “dove l'arco può essere variato fra la ritirata e la lamierina in anticipo. Ciò contribuirebbe ancora a fare maturare la tecnologia poichè il sistema sarebbe stato richiesto per rispondere velocemente e con molto un numero alto dei cicli.?

Anche se gli ostacoli sono non banali, il potenziale si avvantaggia, sia economico che ambientale, continuerà a motivare la ricerca per le efficienze mai maggiori nell'ingegneria dei velivoli.

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