WikiDer > Распределенная силовая установка

Distributed propulsion
О распределенной силовой установке в железнодорожных поездах см .: Несколько единиц
Беспилотный летательный аппарат с электрораспределенной силовой установкой Lightning Strike

Распределенная силовая установка (DP) - это тип силовой летательной силовой установки для самолет в котором двигатели распределены по судну. Его цель - повысить производительность в эффективность топлива, выбросы, шум, длина посадочной площадки и управляемость. DP обычно достигается путем распределения по размаху частично или полностью встроенных нескольких небольших двигателей или вентиляторов вдоль крыла. В качестве альтернативы, это может включать отвод выхлопных газов по всей задней кромке крыла.

Определение

Распределенная силовая установка распределяет тягу вокруг летательного аппарата либо с помощью трех или более меньших силовых установок (двигателей, пропульсоров, подруливающих устройств и т. Д.), Либо путем направления выхлопных газов в три или более мест.

Стратегия с несколькими двигательными установками включает три или более двигательных установки. Эти единицы расположены в конфигурациях лидера или ведомого. Они подразделяются на пять классов интенсивности (A – E) и три категории соотношения тяги к весу (I-III). Они могут быть расположены внутри / над / вокруг или поперек крыла (-ей) / фюзеляжа (-ей) или планера.

Распределенные вентиляторы

Лидеры используют двигательные установки для непосредственного создания тяги, то есть распределенные двигатели. В компоновке ведомого устройства используются вторичные силовые установки, такие как несколько вентиляторов, которые приводятся в действие одним двигателем. В последнем случае передача энергии между вентиляторами и двигателями может быть связана с помощью каналов горячего газа, механических передач или линий электропередачи.

Все современные контроллеры полета, такие как Pixhawk, используют стандартное уравнение для распределенной тяги дрона.[1]

Занятия по интенсивности

Группы классов интенсивности проектируются в соответствии с количеством используемых силовых установок.

Распределенные классы интенсивности движенияАBCDE
Количество силовых установок34-67-1011-2020<

Соотношение тяги к весу

Для распределенной силовой установки это соотношение можно определить как общую создаваемую тягу самолета, деленную на максимальную взлетную массу (MTOW), а не только на вес силовой установки, учитывая потенциал стратегии по снижению веса остальной части самолета. .

Классы силы тяги к весуяIIIII
Отношение тяги к массе на основе взлетно-посадочной полосы<0.10От 0,10 до <0,150.15<

Пример

Таким образом, следующее соглашение описывает конкретные системы:

Конфигурация DP (L / F) - Класс интенсивности (A-E) - Отношение тяги к весу (I-III) - (X)

Например, самолет Blohm and Voss 238 V1 1945-х годов будет обозначаться как DPL-B-I, поскольку в нем используется шесть поршневых двигателей и его тяговооруженность меньше 0,10.

Дополнительные функции

Помимо обеспечения движения, распределенные силовые установки могут выполнять следующие функции:[2]

  • Прямое включение пограничного слоя
  • Контроль разделения потока
  • Механический контроль подъема / циркуляции
  • Снижение вязкого сопротивления
  • Подавление шума / изменение спектра шума
  • Контроль вихря / завихренности
  • Управление автомобилем / управляемая тяга
  • Сниженные подписи
  • Резервирование
  • Более низкие затраты

Конструкции самолетов

Эти реализации часто предлагаются вместе с смешанный корпус крыла (BWB) или гибридное крыло (HWB) самолета.

Хотя некоторые из этих концепций были испытаны на полномасштабных самолетах в 1960–70-х годах, например, Охота H.126, в серийные самолеты они не входили. Совсем недавно появилось несколько полноразмерных и меньших размеров. Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) предложены подходы DP для достижения целей по снижению шума, топливной эффективности и длине посадочной площадки. Достижения в области материаловедения, криогенных систем охлаждения, новых видов топлива и высокоточного моделирования и анализа вычислительной гидродинамики (CFD) стали причиной возобновления интереса.

Преимущества

Недавние аналитические и экспериментальные исследования распределенной двигательной установки предполагают несколько улучшений характеристик самолета.[3] К ним относятся эффективность расхода топлива, снижение шума, крутые подъемы для короткий взлет и посадка (STOL), новые подходы к управлению (в частности, устранение управляющих поверхностей для моментов крена, тангажа и рыскания) и высокие коэффициенты обхода. Также высказывалось предположение, что меньшие по размеру движители будут дешевле в производстве и проще в обращении во время сборки и обслуживания.[4]

Распределенная электрическая силовая установка

Распределенная электрическая силовая установка (EDP) - это тип распределенной силовой установки, в которой используются электрические гребные винты, которые электрически подключены к источникам энергии или любому энергогенерирующему устройству.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Влияние использования модели аэродинамического сопротивления на характеристики отслеживания траектории квадрокоптера DJI F330 (Отчет). 2020-06-22.
  2. ^ Гохардани, А.С. «Синергетический взгляд на перспективы технологии распределенных силовых установок и концепции электрических самолетов для будущих беспилотных летательных аппаратов и коммерческой / военной авиации», Progress in Aerospace Sciences, Volume 57, февраль 2013 г., страницы 25-70:
  3. ^ Эпштейн, А. Распределенное движение: новые возможности для старой концепции. Отчет (2007)
  4. ^ Ким, Хён Дэ, «Транспортные средства с распределенной силовой установкой», на 27-м Международном конгрессе авиационных наук, 2011 г., стр. 1–11.
  5. ^ Обзор концепций распределенной электрической тяги для авиационных технологий (PDF) (Отчет). НАСА. 2020-06-22.