Распределенная силовая установка

редактировать
Для распределенной тяги в железнодорожных поездах см.: Многоблочный Двигатели, расположенные вдоль размаха крыльев самолета
Беспилотный удар Lightning Strike Летательный аппарат с электрической распределенной силовой установкой

Распределенная силовая установка (DP) - это тип летной силовой установки, в которой тяга создается несколькими движителями, установленными на самолете. Его цель - повысить эффективность топливной экономичности, выбросов, шума, посадочной дистанции и маневренности. DP обычно достигается распределением 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.

Содержание
  • 1 Определение
  • 2 Технологии
    • 2.1 Струйная заслонка / Распределенная струя
    • 2.2 Распределение независимых движителей
    • 2.3 Распределение независимых движителей
    • 2.4 Распределенная электрическая тяга (DEP)
  • 3 Дополнительные возможности
    • 3.1 Глобальные улучшения
    • 3.2 Преимущества безопасности
    • 3.3 Аэродинамический прогресс
  • 4 Конструкции самолетов
    • 4.1 Самолеты
    • 4.2 Мультикоптер
  • 5 Классификация
    • 5.1 Конфигурация DP
    • 5.2 Классы интенсивности
    • 5.3 Отношение тяги к весу
    • 5.4 Пример
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
Определение

Простое Определение DP можно описать как двигательную установку, в которой тяга транспортного средства создается множеством движителей, расположенных поперек воздушного судна. Хотя формальное определение системы DP еще не выработано, в целом возможности распределенной тяги системы DP должны играть важную роль в повышении эффективности, возможностей или характеристик воздушного судна на уровне системы. В противном случае любой самолет с более чем одним движителем мог быть классифицирован как таковой.

Технологии

Концепция Распределенная тяга применялась в авиации около 4 основных технологий:

Jet-Flap / Distributed Jet

В этой конфигурации высокоскоростной струйный поток впрыскивается на задней кромке крыла для увеличения подъемной силы на низкая скорость (см.: сдутые закрылки ) или повышенные крейсерские характеристики (см.: Lockheed F-117 Nighthawk ). Этот воздушный поток обычно выводится из основного реактивного двигателя самолета и направляется к нескольким выходам вдоль крыла.

Распределение независимых движителей

В этом распределении используются независимые двигатели, т.е. каждый движитель может управляться независимо от других, а его двигатель напрямую снабжается топливом без посредников: без генератора, без турбины,

Распределение независимых движителей

В этом распределении используются взаимозависимые двигатели, т.е. каждый движитель подключен к центральному двигателю, который получает управление дроссельной заслонкой и обеспечивает механическую энергию, необходимую для движителей. и обслуживает как минимум 2 из них.

Например, братья Райт использовали цепи для распределения мощности от своего двигателя внутреннего сгорания на 2 гребных винта своего Wright Flyer. Самолет SAX-40 - это более поздний проект, включающий независимые движители, 3 отдельных вентилятора приводятся в действие одним двигателем.

Распределенная электрическая тяга (DEP)

Движители не имеют общего механического приводного вала или механического источника энергии с энергопроизводящими компонентами системы. Вместо этого источники энергии могут представлять собой любую комбинацию устройств, вырабатывающих электроэнергию (электрогенератор, топливный элемент и т. Д.) И устройств накопления энергии (аккумулятор, конденсатор и т. Д.), В то время как движители могут представлять собой любую комбинацию устройств создания тяги, таких как пропеллеры с электрическим приводом или вентиляторы.

Дополнительные функции

Последние аналитические и экспериментальные распределенные двигатели исследования показывают несколько улучшений характеристик ВС:

Глобальные улучшения

  • Повышение Топливная эффективность
  • Уменьшение выбросов
  • Снижение шума
  • Более дешевое производство
  • Низкие эксплуатационные расходы
  • Улучшение управления транспортным средством, векторная тяга
  • Разрешить VTOL (вертикальный взлет и посадка) или STOL (короткий Взлет и посадка)
  • Масштабируемость: концепция масштабируемой трехмерной распределенной тяги

Преимущества безопасности

  • Резервирование, в случае отказа двигателя другие могут поддерживать безопасные условия полета.
  • Облегчает замену вышедшего из строя движителя.

Aerodynamic Progress

Конструкции самолетов

Самолеты с фиксированным крылом

Эти реализации часто предлагаются вместе с самолет со смешанным крылом (BWB) или гибридное крыло (HWB). Хотя некоторые из этих концепций были испытаны на полномасштабных самолетах в 1960–70-х годах, например, Hunting H.126, они не использовались в серийных самолетах. Совсем недавно в нескольких проектах полноразмерных и небольших беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) были 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.

Wohler-b-Mark-V, октокоптер разработки Нева. Основан на 8 электрических канальных вентиляторах Athena.

Мультикоптер

С момента изобретения полетных контроллеров (Pixhawk ) распределенная силовая установка получила новые применения, в том числе мультикоптер. Мультикоптеры - это транспортные средства, способные летать с помощью нескольких двигателей, создающих вертикальную тягу. Роторы управляются полетным контроллером, который интегрировал формулу DEP. Распространенными архитектурами этих самолетов являются трикоптер (3 двигателя), квадрокоптер (4 двигателя), гексакоптер (6 двигателей) и октокоптер (8 двигателей).

Классификация

Исследователи пытались предложить классификация такой двигательной установки. Примечание: это неофициальная классификация.

Конфигурация DP

  • Конфигурация ведущего (L): все двигательные установки вносят свой вклад в тяговое усилие без приведения в действие вспомогательной двигательной установки.
  • Конфигурация ведомого (F): при по крайней мере, одна двигательная установка используется в качестве вспомогательной силовой установки. Это может, например, относиться к газовой турбине, где электрогенератор приводит в движение один или несколько вентиляторов.

Классы интенсивности

Классы интенсивности группируют конструкции в соответствии с количеством используемых ими силовых установок.

Распределенные классы интенсивности движенияABCDE
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 остальных. самолета.

Классы интенсивности отношения тяги к весуIIIIII
Соотношение тяги к весу на основе MTOW от<0.100,10 до <0.150,15 <

Пример

Таким образом, следующее соглашение описывает конкретные системы:

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

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

См. Также
Ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-17 09:16:20
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте