Boeing X-53

Boeing X - 53 Active Aeroelastic Wing _ _ _, která studuje použití aktivního aeroelastického křídla v konstrukci modernizovaného letounu F/A-18A „Hornet“ . Hlavním rysem takového křídla je, že řídicí moment náklonu nevzniká (alespoň v části letových režimů) nikoli výchylkou řídicích ploch (křidélek), ale diferenciálním ( tj. v různých směrech ) kroucením křídla. levá a pravá polovina ( konzoly ) křídla. Ke kroucení křídla zase dochází působením aerodynamických sil vznikajících výchylkou křidélek a diferenciálních vychylovacích ponožek (předkolí). [1] Vychylovací špička X-53 se skládá ze dvou částí: vnitřní a vnější. Prvky křídla jsou ovládány vysoce automatizovaným elektrickým dálkově variabilním systémem.

Historie a účel

V roce 1903 letěli bratři Wrightové s letounem, u kterého bylo naklánění řízeno pokřivením křídla, tedy jeho deformací. [2] Později se od tohoto způsobu ovládání upustilo.

U většiny letadel je náklon řízen křidélky , malými vychylovacími plochami na odtokové hraně křídla. Při vychýlení křidélka směrem dolů se zakřivení příslušné poloviny křídla zvětší a následně vztlaková síla této poloviny křídla vzroste. Při vychýlení křidélka nahoru nastává opak. Na určitém rameni (mezi středy křidélek) tak vzniká dvojice sil , které otáčí letoun kolem podélné osy. Vychýlením křidélka se však zkroutí odpovídající polovina křídla, čímž se změní místní úhel náběhu a vznikne síla opačná, než je síla přímo generovaná samotným křidélkem. Od určité rychlosti se tato síla porovnává se silou přímo vytvořenou křidélky a poté ji překročí, to znamená, že výchylka křidélek způsobí naklánění v opačném směru, než je zamýšlené (dochází k obratu křidélek ). [3] Pro zajištění kontroly náklonu při vysokých rychlostech buď zvyšte tuhost křídla (což způsobí nárůst jeho hmotnosti), nebo použijte jiné, často méně účinné ovládací prvky.

V 60. letech začaly v SSSR teoretické a experimentální studie metod řízení letadel, které aktivně využívají aeroelastické deformace (zejména kroucení křídel) . V roce 1963 vědci z TsAGI navrhli použít pro kontrolu náklonu diferenciálně vychylovatelné konce křídel, které nazývali „ předkřidélka “.

Ve Spojených státech, 1984-1988 , byl prototyp nového letadla testován v rámci programu Active Aeroelastic Wing v aerodynamickém tunelu . Experimentální výsledky ukázaly, že pružné křídlo má méně pohyblivých částí, díky čemuž je tenčí a lehčí. Vylepšený aerodynamický výkon zvyšuje dojezd, užitečné zatížení a snižuje spotřebu paliva . Ukázalo se, že křídla AAW jsou během manévrů zatěžována méně, než se očekávalo. Díky přenosu ocasních funkcí na křídlo se snižuje aerodynamický odpor a odraz rádiových vln .

Pro letový výzkum konceptu aktivního aeroelastického křídla se specialisté NASA rozhodli použít stíhací bombardér F/A-18 Hornet . Svého času muselo být křídlo tohoto letounu upraveno se zvýšením jeho tuhosti, aby bylo dosaženo požadovaných charakteristik řízení náklonu při transsonických a nadzvukových rychlostech. Pro letový výzkum bylo vyrobeno křídlo s tenčím potahem , ve skutečnosti identické s tím, které bylo použito na prototypu letadla před revizí. [4] Tyto změny zajistily úhel natočení koncových částí křídla až 5° [5] . Prvnímu letu experimentálního letadla nazvaného X-53 předcházely tři roky usilovné práce inženýrů NASA a Boeingu a pozemní testy v Hugh Dryden Flight Research Center.. Kromě úpravy skin panelů doznaly změn vychylovací ponožky , klapky a křidélka . Ovládání křidélek a dalších ovládacích ploch umožnilo přerozdělit zatížení a vyhnout se destrukci křídla. Do kůže byly zabudovány senzory pro měření zátěže.

Upravený F/A-18A "Hornet" (X-53) uskutečnil svůj první let v listopadu 2002 . Následně byly provedeny četné letové zkoušky, které potvrdily příslib použití aktivního aeroelastického křídla.

Taktické a technické charakteristiky

Specifikace

• Rozpětí : 11,71 m
• Výška: 4,65m
• Hmotnost
  • Maximální vzlet: 17 690 kg
• Motory : 2 × General Electric F404-GE-400
• Tah : 2 x 7239 kgf

Letový výkon

• Maximální rychlost : 1 912 km/h
• Praktický strop : 15 000 m

Viz také

• Adaptivní řiditelné křídlo
• F/A-18 Hornets
• Aeroelasticita
• Adaptivní vyhovující koncová hrana

Poznámky

1. ↑ Back to the Future: Active Aeroelastic Wing Flight Research . Datum přístupu: 14. března 2015. Archivováno z originálu 5. března 2016. (neurčitý)
2. ↑ Aktivní aeroelastické křídlo Archivováno 18. června 2006.
3. ↑ Rob Jansen. Jelmer Breur. Aktivní aeroelastické křídlo. New Technology with an Old Twist  (anglicky)  // Leonardo Times. - 2011. - Ne. březen . - str. 36-37 . Archivováno {a.
4. ↑ Letový test letounu s aktivním aeroelastickým křídlem F/A-18 . Získáno 14. března 2015. Archivováno z originálu 16. února 2015. (neurčitý)
5. ↑ Technologie, která umožňuje „borcení“ křídel, zavedená ve společnosti Dryden, Boeing . Získáno 6. srpna 2014. Archivováno z originálu dne 5. září 2008. (neurčitý)

Odkazy

• Flexibilní křídla. Technologie nové generace.
• Technologie, která umožňuje „borcení“ křídel, byla zavedena v Drydenu, Boeing
• Letadla budoucnosti: adaptivní systémy
• Teoretické a inženýrské základy letecké techniky
• Na cestě k páté a šesté generaci