Boeing X-53 Aktif Aeroelastik Kanat - Boeing X-53 Active Aeroelastic Wing

X-53
X-53 Aktif Aeroelastik Kanat NASA test uçağı EC03-0039-1.jpg
X-53 yapılandırılmış F / A-18
RolTeknoloji Göstericisi
Ulusal kökenAmerika Birleşik Devletleri
Üretici firmaMcDonnell Douglas
Northrop Corporation
Boeing
İlk uçuş15 Kasım 2002
Birincil kullanıcıNASA
Sayı inşa1
Dan geliştirildiMcDonnell Douglas F / A-18 Hornet

X-53 Aktif Aeroelastik Kanat (AAW) geliştirme programı tamamlandı Amerikan ortaklaşa üstlenilen araştırma projesi Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı (AFRL), Boeing Phantom İşleri ve NASA 's Dryden Uçuş Araştırma Merkezi, teknolojinin değiştirilmiş bir McDonnell Douglas F / A-18 Hornet. Aktif Aeroelastik Kanat Teknolojisi, yüksek hızlarda ve dinamik basınçlarda kanat aeroelastik dönüşünü kullanmak ve kontrol etmek için kanat aerodinamiğini, kontrollerini ve yapısını entegre eden bir teknolojidir. "Aerodinamik sekmeler" gibi birden fazla ön ve arka kenar kontrolü kullanarak, yüksek kanat gerinim koşullarında manevra hava yüklerini veya düşük kanat gerilimi koşullarında aerodinamik sürüklemeyi en aza indirirken, büyük miktarlarda kanat kontrol gücü sağlamak için ince miktarlarda aeroelastik bükülme kontrol edilebilir. Bu program, AAW teknolojisinin ilk tam ölçekli kanıtıydı.

Geliştirme

Gerry Miller ve Jan Tulinius, Hava Kuvvetleri sözleşmesi kapsamında 1980'lerin ortalarında rüzgar tüneli testi sırasında ilk konseptin geliştirilmesine öncülük etti.[1] Boeing'inki ile karışıklığı önlemek için "X-52" adı sırayla atlandı. B-52 Stratofortress bombacı. Ed Pendleton, Hava Kuvvetleri'nin program yöneticisi olarak görev yaptı.[2]

F / A-18'in üretim öncesi versiyonu, AAW teknolojisini kanıtlamak için ideal bir ana uçaktı, bir savaş uçağı için nispeten yüksek bir kanat en-boy oranı, yeterli güçle, ancak statik aeroelastik sorunlar için ek sertlik eklenmedi. X-53 F / A-18, kanat aeroelastik bükülmesini kontrol etmek ve mükemmel yüksek hızda yuvarlanma performansı sağlamak için iki ön kenar kontrol yüzeyinin iki arka kenar yüzeyiyle uyum içinde çalışmasına izin verecek şekilde modifiye edildi.

Aktif Aeroelastik Kanat (AAW) Kanat yükleri testinin zaman aşımına uğramış filmi

AAW, aeroelastisitenin kanat üzerindeki diğer kontrol yüzeylerinin konuşlandırılmasıyla dengelenebileceği gözleminden geliştirildi. Özellikle, hemen hemen tüm modern uçaklar bir tür çıta kanat boyunca öncü uçuşun belirli kısımlarında daha fazla kaldırma sağlamak için. Kanatçıkların kanatçıklarla aynı anda konuşlandırılmasıyla, kanatçıkların kontrol otoritesini geliştiren bükülmeyi ortadan kaldırarak direklerin her iki tarafında tork eşitlenebilir. Bu, belirli bir hareketi üretmek için daha az kanatçık girdisine ihtiyaç duyulduğu ve dolayısıyla da azalacağı anlamına gelir. kanatçık sürüklemesi ve bununla ilişkili olumsuz kontrol yönleri. Daha da iyisi, kanat halihazırda kaldırma bileşeninde son derece güçlü olacak şekilde tasarlanmıştır, torku kaldırmayı gerektirir ve istenmeyen torku kabul edilebilir bir kaldırma bileşenine dönüştürür.

Ancak, bükülmeyi ve bunun kontrol girdisi üzerindeki olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak için kontroller kullanılabilirse, bir sonraki adım, kontrol otoritesini iyileştirmek için kasıtlı olarak bir bükme bileşeni eklemektir. Doğru uygulandığında, manevra sırasında kanat daha az ve geleneksel bir kanada zıt yönde dönecektir.[3] Dolayısıyla, yazılımda gerçekleştirilebilecek bu değişiklik, genel performansa fayda sağlar.

Uçuş testi

X-53 Aktif Aeroelastik Kanat (AAW) uçuş testi, Mart 2005

AAW teorisini test etmek için NASA ve USAF, F / A-18'e dayanan tek bir göstericinin geliştirilmesine fon sağlamayı kabul etti. Çalışma, bir ön üretim kanadı ile modifiye edilmiş mevcut bir F / A-18 uçak gövdesi alınarak başladı ve bir dıştan takma uç kanat sürücü sistemi ve güncellenmiş bir uçuş kontrol bilgisayarı eklendi. Kanadı esnetmek için aktif aeroelastik kanat kontrol yasaları geliştirildi ve kanatların aeroelastik performansını doğru bir şekilde ölçmek için uçuş enstrümantasyonu kullanıldı. kanat planformu. Uçuş yazılımı daha sonra uçuş testi için değiştirildi ve uçak ilk olarak 15 Kasım 2002'de değiştirilmiş biçimde uçtu.[4] Uçak, 2004–2005'teki dönüş manevrası testleri sırasında konseptin tam ölçekte uygulanabilirliğini başarıyla kanıtladı. Test uçağı, USAF Genelkurmay Başkan Yardımcısı, Stratejik Planlar ve Programlar tarafından 16 Ağustos 2006 tarihinde X-53 olarak yeniden belirlendi.[1]

Teknik Özellikler

Genel özellikleri

  • Mürettebat: 1
  • Kanat açıklığı: 38 ft 5 inç (11.71 m)
  • Yükseklik: 15 ft 3 inç (4,65 m)
  • Maksimum kalkış ağırlığı: 39.000 lb (17.690 kg)
  • Enerji santrali: 2 × Genel Elektrik F404-GE-400 düşük baypaslı turbofan motorlar, her biri 16.000 lbf (71 kN) itme

Verim

  • Azami hız: 1,188 mph (1,912 km / sa, 1,032 kn)
  • Servis tavanı: 50.000 ft (15.000 m)

Aviyonik
Ön kenar flap sürücü sistemi şu tarihte değiştirildi: McDonnell Douglas (şimdi Boeing Phantom çalışıyor) tarafından geliştirilen bir dıştan takma çalıştırma birimi kullanıyor Moog Inc. AAW uçuş kontrol yasaları, bağımsız olarak çalıştırılan dıştan takma ön kenar kontrol yüzeylerini içerecek şekilde değiştirilmiş bir araştırma uçuş kontrol bilgisayarına programlandı.[5]

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dipnotlar
  1. ^ a b Aktif Aeroelastik Kanat uçuş araştırma aracı, X-53 adını aldı Arşivlendi 2011-06-05 de Wayback Makinesi
  2. ^ Pendleton, E., Griffin, K., Kehoe, M., and Perry, B., "A Flight Research Program for Active Aeroelastic Wing Technology," Paper 96-1574, Proceedings of the 37th AIAA Structures, Structural Dynamics and Materials Konferans, Salt Lake City, Utah, 15–17 Nisan 1996.
  3. ^ Aktif Aeroelastik Kanat Arşivlendi 18 Haziran 2006 Wayback Makinesi
  4. ^ "Aktif Aeroelastik Kanatlı Boeing F / A-18 İlk Uçuşu Tamamladı". Boeing. 18 Kasım 2002. Arşivlenen orijinal 6 Kasım 2011 tarihinde. Alındı 30 Haziran 2011.
  5. ^ NASA F / A-18 Aktif Aeroelastik Kanat Bilgi Sayfası
Daha fazla okuma
  1. Miller, G.D., "Aktif Esnek Kanat (AFW) Teknolojisi," Air Force Wright Aeronautical Laboratories TR-87-3096, Şubat, 1988.
  2. Miller, G.D., "AFW Design Methodology Study", Rockwell-Aerospace Report No. NA 94-1731, Aralık 1994.
  3. Pendleton, E., Griffin, K., Kehoe, M., and Perry, B., "A Flight Research Program for Active Aeroelastic Wing Technology," Paper 96-1574, Proceedings of the 37th AIAA Structures, Structural Dynamics and Materials Konferans, Salt Lake City, Utah, 15–17 Nisan 1996.
  4. Zillmer, S., "Aeroelastik Kanat Tasarımı için Entegre Multidisipliner Optimizasyon", Wright Laboratuvarı TR-97-3087, Ağustos 1997.
  5. Zillmer, S., "Aktif Aeroelastik Kanatlar için Entegre Yapı / Manevra Tasarım Prosedürü, Kullanıcı Kılavuzu," Wright Laboratory TR-97-3087, Mart 1997.
  6. Pendleton, E., Bessette, D., Field P., Miller, G., and Griffin, K., "Active Aeroelastic Wing Flight Research Program: Technical Program & Model Analytical Development," Journal of Aircraft, Volume 37, Number 4 , Temmuz – Ağustos 2000.
  7. Pendleton, E., "Aktif Aeroelastik Kanat", AFRL Technology Horizons, Seçilmiş Bilim ve Teknoloji Makaleleri, Cilt 1, No. 2, Haziran 2000.
  8. Edmund W. Pendleton, "Nasıl Aktif Aeroelastik Kanatlar Havacılığın Başlangıcına Dönüş ve Gelecekteki Kuş Benzeri Kanatlara Küçük Bir Adım", Invited Paper, Japan Society of Aeronautical and Space Sciences Aircraft Symposium, Sendai, Japonya, 11 Ekim 2000.
  9. Boeing Şirketi, "Aktif Aeroelastik Kanat Uçuş Araştırma Programı (X-53) Nihai Raporu", Cilt 1 ve II, AFRL-VA-WP-TR-2005-3082, Ekim 2005.
  10. Pendleton, E., Flick, P., Voracek, D., Reichenbach, E., Griffin, K., Paul, D., "The X-53, A Summary of the Active Aeroelastic Wing Flight Research Program," Paper 07 -1855, 48. AIAA Yapılar, Yapısal Dinamikler ve Malzemeler Konferansı Bildirileri, Honolulu, Hawaii, 23–26 Nisan 2007.

Dış bağlantılar