Boeing X-53

Boeing X - 53 Active Aeroelastic Wing _ _ _, som studerar användningen av en aktiv aeroelastisk vinge i designen av det uppgraderade F/A-18A "Hornet" -flygplanet . Huvuddragen hos en sådan vinge är att rullningskontrollmomentet skapas (åtminstone i en del av flyglägena) inte av avböjningen av kontrollytorna (skevroder), utan av differentialen ( dvs i olika riktningar ) vridning av vänster och höger halva ( fribärande ) vingen. Vingen av vingen sker i sin tur under verkan av aerodynamiska krafter som skapas av avböjningen av skevroder och differentiella avböjbara strumpor (preailerons). [1] Den böjbara X-53 tån består av två delar: en inre och en yttre. Vingens delar styrs av ett högautomatiserat elektriskt fjärrstyrt variabelt system.

Historia och syfte

1903 flög bröderna Wright ett flygplan där rullningen kontrollerades genom att vingen vreds, det vill säga dess deformation. [2] Senare övergavs denna kontrollmetod.

På de flesta flygplan styrs rullningen av skevroder , små böjbara ytor på vingens bakkant. När skevroden böjs nedåt ökar krökningen av motsvarande halva av vingen, och följaktligen ökar lyftkraften för denna halva av vingen. När skevroden böjs uppåt inträffar det motsatta. Således skapas ett kraftpar på en viss skuldra (mellan skevrornas mittpunkter) som vrider flygplanet runt den längsgående axeln. Avböjningen av skevroden vrider dock motsvarande halva av vingen, vilket ändrar den lokala anfallsvinkeln och skapar en kraft motsatt den som direkt genereras av skevroden själv. Med utgångspunkt från en viss hastighet jämförs denna kraft med den kraft som direkt skapas av skevroder och överskrider den, dvs skevrodens avvikelse orsakar en rullning i motsatt riktning mot den avsedda (det finns skevroderomkastning ). [3] För att ge rollkontroll vid höga hastigheter, öka antingen vingens styvhet (vilket orsakar en ökning av dess massa), eller använd andra, ofta mindre effektiva kontroller.

På 1960 -talet började teoretiska och experimentella studier av flygplanskontrollmetoder som aktivt använder aeroelastiska deformationer (särskilt vingvridning) i Sovjetunionen . År 1963 föreslog TsAGI- forskare att använda differentiellt böjbara vingspetsar för rollkontroll, som de kallade " preailerons ".

I USA, 1984 - 1988, testades en prototyp av ett nytt flygplan under programmet Active Aeroelastic Wing i en vindtunnel . Experimentella resultat har visat att den flexibla vingen har färre rörliga delar, vilket gör den tunnare och lättare. Förbättrad aerodynamisk prestanda ökar räckvidden, nyttolasten och minskar bränsleförbrukningen . Det visade sig att vingarna på AAW upplever mindre belastning under manövrar än förväntat. På grund av överföringen av svansfunktioner till vingen, minskas aerodynamisk motstånd och reflektion av radiovågor .

För flygforskning av det aktiva aeroelastiska vingkonceptet beslutade NASA-specialister att använda F/A-18 Hornet -jaktbombplan . En gång var vingen på detta flygplan tvungen att modifieras, öka dess styvhet, för att erhålla de erforderliga rollkontrollegenskaperna vid transoniska och överljudshastigheter. För flygforskning gjordes en vinge med en tunnare hud , faktiskt identisk med den som användes på prototypflygplanet före revision. [4] Dessa förändringar gav vridningsvinkeln för ändsektionerna av vingen upp till 5° [5] . Den första flygningen av ett experimentflygplan, kallat X-53, föregicks av tre års mödosamt arbete av NASA och Boeings ingenjörer och marktester vid Hugh Dryden Flight Research Center.. Förutom modifieringen av hudpanelerna har de böjbara strumpor , flikar och skevroder genomgått förändringar . Kontroll över skevroder och andra kontrollytor gjorde det möjligt att omfördela lasterna och undvika förstörelse av vingen. Sensorer byggdes in i huden för att mäta belastningen.

Den modifierade F/A-18A "Hornet" (X-53) gjorde sin första flygning i november 2002 . Därefter genomfördes många flygtester, vilket bekräftade löftet om att använda en aktiv aeroelastisk vinge.

Taktiska och tekniska egenskaper

Specifikationer

• Vingspann : 11,71 m
• Höjd: 4,65 m
• Vikt
  • Max start: 17 690 kg
• Motorer : 2 × General Electric F404-GE-400
• Dragkraft : 2 x 7239 kgf

Flygprestanda

• Maxhastighet : 1 912 km/ h
• Praktiskt tak : 15 000 m

Se även

• Adaptiv styrbar vinge
• F/A-18 bålgetingar
• Aeroelasticitet
• Adaptiv-kompatibel bakkant

Anteckningar

1. ↑ Tillbaka till framtiden: Aktiv Aeroelastic Wing Flight Research . Datum för åtkomst: 14 mars 2015. Arkiverad från originalet 5 mars 2016. (obestämd)
2. ↑ Active Aeroelastic Wing Arkiverad 18 juni 2006.
3. ↑ Rob Jansen. Jelmer Breur. Aktiv Aeroelastic Wing. Ny teknik med en gammal twist  (engelska)  // Leonardo Times. - 2011. - Nej . mars . - S. 36-37 . Arkiverad {a.
4. ↑ Flygtest av F/A-18 Active Aeroelastic Wing-flygplanet . Hämtad 14 mars 2015. Arkiverad från originalet 16 februari 2015. (obestämd)
5. ↑ Teknik som möjliggör ving-"förvrängning" rullas ut i Dryden, Boeing . Hämtad 6 augusti 2014. Arkiverad från originalet 5 september 2008. (obestämd)

Länkar

• Flexibla vingar. Nästa generations teknologier.
• Teknik som möjliggör ving-"förvrängning" rullades ut i Dryden, Boeing
• Framtidens flygplan: adaptiva system
• Teoretiska och tekniska grunder för flygteknik
• På väg mot femte och sjätte generationen