جناح متوافق متوافق

الجناح المتوائم المتكيف هو عبارة عن جناح مرن بحيث يمكن تغيير جوانب شكله أثناء الطيران. الجناح المتحكم التكييفي – جناح الطائرة ، الذي يتخذ شكله صورة قريبة من الوضع الأمثل لكل وضع طيران محدد. تصميم هذا الجناح يسمح بسلاسة (بسبب مرونة الجلد) لتحويل الأنف والذيل من الجناح ، وبالتالي تغيير انحناء على طول ، وهذا يتوقف على الارتفاع ، سرعة الطيران والحمل الزائد. تم تصميم الجناح التكيفي بشكل رئيسي للطائرات متعددة الأغراض والقدرة العالية على المناورة. يتم التحكم في عناصر الجناح بواسطة نظام متغير كهربائي عن بعد آلي للغاية.

مجموعة متنوعة من تحسين نوعية الديناميكية الهوائية للجناح هو أيضا نظام من الميكنة الجناح “التكيف”. ويوفر تغييرًا سلسًا (ضمن الدقة المطلوبة ، وربما متدرجًا) في زوايا تركيب الجوارب واللوحات ، اعتمادًا على زاوية الهجوم ورقم الماك. ومع ذلك ، فإن هذا النظام يسمح بتغيير متقطع في المشتقات الأيرودينامية في كامل نطاق المعلمات ، على النقيض من الجناح التكيفي. ويجري العمل أيضا على تنفيذ تدفق مستمر حول أسطح المكننة عن طريق تغيير انحناء عناصر آلية الميل. نظرًا لكون الحركة الحركية المبسطة لتوسيع اللوحات ، فإن مكنة الجناح المهايئ جذابة لأنها تقضي على استخدام التكوينات المعقدة وتزيد من وزن قضبان الجناح الموجهة ، وتقلل أيضًا من فقدان خصائص تحمل التوازن.

موعد
تتطلب الرحلة الفعالة في الغلاف الجوي مختلف الديناميكا الهوائية من الجهاز ، اعتمادًا على سرعة الطيران ، وضع الطيران. يسمح المقاربة الكلاسيكية لتصميم الطائرات الجديدة بقليل (لا يزيد عن 1-2٪) لتحسين الجودة الأيرودينامية وتحسين خصائص الإقلاع والهبوط. لا تسمح ميكنة الجناح في شكل جوارب وخصائص بسيطة قابلة للضبط للمظهر الجانبي أو تغيير عملية المسح بتحقيق قيم عالية لمعامل الرفع الأقصى في ظروف التشغيل المتغيرة.

لذلك ، في السنوات الأخيرة ، فيما يتعلق بتطوير القاعدة التقنية وظهور مواد طيران جديدة ، يتم إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام لإمكانية تحسين الخصائص الديناميكية الهوائية للطائرة من خلال تغيير هندسة الجناح اعتمادًا على وضع الطيران – استخدام جناح التكيف. يمكن تنفيذ تكييف نظام حامل الطائرة عن طريق تغيير امتداد الجناح وجناحه ، وكذلك شكل وانحناء وسمك المظهر الجانبي.
الغرض منه هو استخدام الغلاف الخارجي المرن ، وسيتم تكييف إطارات الطاقة داخل هذا الغلاف لتغيير هندسته الخاصة بسلاسة.

من السمات المميزة الهامة لهذا الجناح هو الحفاظ على نعومة ملامحه أثناء تشوه سطح الوسيط. يمكن تحقيق مقاومة مخفضة بطريقتين. أولا ، بسبب التغيير الأمثل اعتمادا على وضع الطيران لتشويه سطح الوسيط. يسمح ذلك بإيجاد طرق الإبحار لجعل الجناح مستويًا تقريبًا ، مما يقلل من المقاومة عند قوة الرفع الصفرية ، وخلال المناورة – يتم تشويهها بشكل مثالي مع توزيع الدورة على امتداد الجناح بالقرب من الإهليلجية ، مما يقلل من المقاومة الحثية. ثانياً ، عند زوايا الهجوم الكبيرة ، في أماكن الكسر في السطح العلوي للجناح ، عندما ينحرف الميكنة التقليدية ، يحدث الفصل المحلي للتدفق. يمكن أن يحل استخدام الجوارب الجناح التكيفي مع وتر كبير نسبي وتنجيد مرن هذه المشكلة.

إن انحراف العناصر المتحركة مع الحفاظ على سلاسة معالمها وفقًا لبعض القوانين ، المختارة على أساس البحث التجريبي والمحسوب ، يسمح بإعادة توزيع الضغط على سطح الجناح بطريقة تمنع التدفق من التوقف أو تضعف بشكل كبير تطوير في وضع الرحلة المحدد. ونتيجة لذلك ، يتم تحويل حدود حدوث الاهتزاز والتخزين المؤقت إلى زوايا هجوم كبيرة ، مما يزيد من كفاءة أسطح الدوران التي تعمل في وضع الضوابط. أثناء المناورة ، من خلال منع فصل التدفق ، يعطي الجناح التكيفي مكسبًا ملموسًا في الجودة الديناميكية الهوائية.

إذا كان التغيير في شكل الجناح التكييفي يخضع لظروف تقل فيها النقطة الحرجة في كل قسم من الجناح إلى مقدمة الملف الشخصي ، ويصبح توزيع دوران السرعة على امتداد الإهليلجي ، عند معامل الرفع المحدد قيمة ، ومعامل السحب هو الحد الأدنى. في الحالة الأولى ، يصل ذروة نادرة في محيط الحافة الأمامية ، والتي تؤدي في الجناح التقليدي إلى زاوية تدفق وفقد قوة الشفط ، أي زيادة في المقاومة ، وانخفاض. عندما يتم استيفاء الشرط الثاني ، يتم تقليل المقاومة الاستقرائية.

إن انحراف عناصر الجناح التكيفي ، تم تنفيذه بحيث لا يؤدي مركز ضغط القوى الديناميكية الهوائية العاملة على الطائرة إلى تغيير موقعها ، مما يجعل من الممكن التحكم مباشرة في الرفع الأيروديناميكي.

تجعل القاعدة التكنولوجية الحديثة وتطوير مواد الطيران من الممكن ضمان إنشاء آليات تشغيل للتحكم في تدفق نظام الناقل دون استخدام موارد محطة توليد الطاقة الكهربائية ، استنادًا إلى مصادر مستقلة للهواء المضغوط. يمكن أن يكون الأساس الهيكلي والتكنولوجي لأنظمة التحكم في الطائرات مشغلات نشطة تعمل بالغاز وتعمل على مبدأ الحقن المتوازي باستخدام المكابس الديناميكية للغاز.

إدارة التفاف
واحدة من الطرق لتحسين الجودة الديناميكية الهوائية في وضع رحلة الطيران وتحسين خصائص الإقلاع والهبوط للطائرة هي التحكم في التدفق الفعال حول الموجات الحاملة للديناميكية وأسطح التحكم باستخدام أساليب الطاقة: التحكم في الطبقة الحدودية ، نفخ الطائرات على العناصر من الجناح والميكنة الهبوط ، ورفرف طائرة ونافورة. إن التحكم في الطبقة الحدودية عن طريق شفطها من سطح الجناح ، وتجميع الذيل و nacelle المحرك طريقة فعالة لتقليل مقاومة الاحتكاك (عن طريق التصفيح الاصطناعي للتدفق). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي نفث الطبقة الحدودية إلى تدفق مستمر حول الجناح في زوايا هجوم عالية وزوايا كبيرة من انحراف عناصر ميكانيكي الجناح ، وبالتالي زيادة الحد الأقصى لمعامل الرفع وزاوية الهجوم الحرجة.

أمثلة على التنفيذ
وقد بدأ تطوير جناح تكيفي قادر على تغيير الانحناء أثناء الطيران مع الحفاظ على ملامح سلسة في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 1979 باستخدام برنامج AFTI (تكامل المقاتلة المتقدمة للتكنولوجيا) الذي نفذه كل من وكالة الطيران والفضاء الأمريكية (ناسا) والصندوق الجوي الأمريكي (USAF). تم تركيب هذا الجناح لأول مرة في الثمانينيات على طائرة تجريبية من طراز F-111. تم إجراء تغيير في انحناء الجناح أثناء الطيران اعتمادًا على ارتفاع الرحلة ، وعدد الماك ، وزاوية الرفع ، وقوة الرفع المطلوبة. كان الهدف هو ضمان أصغر معامل سحب عند كل قيمة لمعامل الرفع. يسمح الجزء الأمامي والذيل من الجناح ذي الجلد المرن بتغيير انحناء الجناح بسلاسة ، بحيث يكون القطبية هو غلاف القطبين المقابل لتكوينات الجناح المختلفة. ثم تطلب الأمر نفقات رأسمالية ضخمة وقرارات بناءة معقدة للغاية. في الوقت الحاضر ، بسبب ظهور المواد المركبة مرنة ، أصبح الوضع أكثر بساطة.

في وقت لاحق ، ابتداء من عام 1987 ، أجريت دراسات مماثلة في شركة Airbus Industrie عند تطوير جناح به انحناء محكم لطائرات A330 و A340. كان من المفترض أن التحكم في انحناء الجناح بسبب التغيير التلقائي لزوايا انحراف زوجين من اللوحات والجنيحات لكل جناح نصف ، يجب أن يوفر الانحناء الأمثل للملف الشخصي لكل وضع طيران ، كنتيجة يجب تحقيق تحسن كبير في الجودة الأيروديناميكية في نمط الإبحار مع زيادة قيمة الرفع. وأظهرت اختبارات نماذج الجناح في نفق الرياح أن الجودة الديناميكية الهوائية للجناح مع الانحناء الخاضع للسيطرة هي أعلى بنسبة 1.5٪ فقط من المعدل الطبيعي. لذلك ، توصل الباحثون إلى استنتاج مفاده أن الميكنة الإضافية وتعقيد نظام التحكم في الانحناء ، بالإضافة إلى زيادة كتلة الهيكل ، لا يبرران حدوث تحسن طفيف في كفاءة الوقود للطائرة.

ومع ذلك ، في عام 2008 – 2012 سنوات من البحوث المستمرة في مشروع SADE (أجهزة SMArt High Lift لأجهزة الجيل القادم) من برنامج الإطار الأوروبي السابع. كان الهدف من المشروع هو دراسة حافة متقدمة خالية من الفواصل ، وهي حافة متعاقبة قابلة للسحب قابلة للضبط لزيادة الجودة الأيروديناميكية لجناح الطائرات من الجيل التالي مع تقليل وزن الهيكل بشكل كبير ، والحد من الضوضاء أثناء الإقلاع وطرق الهبوط ، وزيادة كفاءة الوقود.

التعديل الأخير للطائرة بوينغ 787 دريملاينر طبق تغييراً في انحناء الجزء الخلفي لملف الجناح عند الإقلاع والهبوط. في هذه الحالة ، مع إطلاق اللوحات ، تنحرف أسقفها أيضًا ، الأمر الذي لن يؤدي فقط إلى زيادة كفاءة اللوحات ، ولكن أيضًا قدرة التحمل للجزء الرئيسي من الجناح نظرًا لزيادة انحناء صورته.

في الولايات المتحدة ، يجري العمل لإنشاء جناح تكيفي بواسطة شركة FlexSys ، مختبر أبحاث القوات الجوية الروسية. وفقا لبرنامج الجناح aeroasticcute نشط من الجناح بوينج X-53 نشط aeroasticc.

يتميز الجناح المتوافق الذي تم تصميمه من قبل شركة FlexSys ، بحافة خلفية متغيرة من العوارض التي يمكن تحويلها إلى ± 10 ° ، بحيث تعمل كجناح مجهز بالرفرف ، ولكن بدون الأجزاء الفردية والثغرات النموذجية في نظام رفرف. الجناح نفسه يمكن أن يكون الملتوية تصل إلى 1 درجة في القدم من الامتداد. يمكن تغيير شكل الجناح بمعدل 30 درجة في الثانية ، وهو مثالي لتخفيف الحمل الزائد. ويجري تطوير تطوير جناح متوافق مع التكيف من قبل مختبر أبحاث القوات الجوية الأمريكية. في البداية ، تم اختبار الجناح في نفق الرياح ، وبعد ذلك تم اختبار قسم من الجناح بطول 50 بوصة (1.3 متر) على متن الطائرة البحثية Scaled Composites White Knight في برنامج من سبع ساعات ، يعمل لمدة 20 ساعة من Mojave. ميناء فضائي. طرق التحكم مقترحة.

كما يتم التحقق من الأجنحة المتوافقة مع النظام في ETH Zurich في إطار مشروع الجرف الذكي.

في روسيا ، أمثلة على استخدام الميكنة التكيفية والهبوط على جناح طائرة الركاب غير معروفة ، بدأت دراسات لتقييم فعاليتها في TsAGI منذ أكثر من 20 عامًا. تم استخدام إصبع قابل للانكماش من الجناح مع جلد مرن على منضدة سطح ذوي خبرة Su-33UB.