girdap üreteci - Vortex generator
Bir girdap üreteci ( VG ), genellikle bir kaldırma yüzeyine (veya uçak kanadı gibi bir kanat profiline ) veya bir rüzgar türbininin rotor kanadına bağlı küçük bir kanattan oluşan aerodinamik bir cihazdır . VG'ler ayrıca uçak gövdesi veya araba gibi aerodinamik bir aracın bir kısmına da takılabilir. Kanat profili veya gövde havaya göre hareket halindeyken, VG , kanat profili yüzeyi ile temas halindeki yavaş hareket eden sınır tabakasının bir kısmını kaldırarak, yerel akış ayrılmasını ve aerodinamik durmayı geciktiren , böylece iyileşen bir girdap oluşturur. kanatlar , elevatörler , kanatçıklar ve dümenler gibi kanatların ve kontrol yüzeylerinin etkinliği .
çalışma yöntemi
Vorteks üreteçleri çoğunlukla akış ayrılmasını geciktirmek için kullanılır . Bunu başarmak için genellikle araçların dış yüzeylerine ve rüzgar türbini kanatlarına yerleştirilirler. Her iki uçak ve rüzgar türbini kanatlarının üzerinde genellikle oldukça yakın ön kenarına monte edilir hava kanadının arka kenarında kontrol yüzeyleri üzerinde hava akımını korumak için. VG'ler tipik olarak dikdörtgen veya üçgen şeklindedir, yaklaşık olarak yerel sınır tabakası kadar uzundur ve genellikle kanadın en kalın kısmına yakın olan aralıklı çizgiler halinde uzanır. Birçok uçağın kanatlarında ve dikey kuyruklarında görülebilirler .
Vorteks jeneratörleri, enerjik, hızlı hareket eden dış havayı yüzeyle temas halinde yavaş hareket eden sınır tabakasına çeken bir uç girdabı oluşturmak için yerel hava akışına göre bir hücum açısına sahip olacak şekilde eğik olarak konumlandırılır . Türbülanslı bir sınır tabakasının laminer olandan ayrılma olasılığı daha düşüktür ve bu nedenle arka kenar kontrol yüzeylerinin etkinliğini sağlamak için arzu edilir. Bu geçişi tetiklemek için girdap üreteçleri kullanılır. Vortilonlar , ön kenar uzantıları ve ön kenar manşetleri gibi diğer cihazlar da sınır tabakasına yeniden enerji vererek yüksek hücum açılarında akış ayrılmasını geciktirir.
VG kullanan uçak örnekleri arasında ST Aerospace A-4SU Super Skyhawk ve Symphony SA-160 bulunmaktadır . Süpürme kanatlı transonik tasarımlar için, VG'ler olası şok- takılma sorunlarını hafifletir (örneğin, Harrier , Blackburn Buccaneer , Gloster Javelin ).
Satış sonrası kurulum
Birçok uçak, üretim zamanından itibaren kanatlı girdap jeneratörleri taşır, ancak bazı hafif uçakların STOL performansını iyileştirmek için VG kitleri satan satış sonrası tedarikçiler de vardır . Satış sonrası tedarikçiler, (i) VG'lerin durma hızını düşürdüğünü ve kalkış ve iniş hızlarını azalttığını ve (ii) VG'lerin kanatçıkların, asansörlerin ve dümenlerin etkinliğini artırdığını, böylece düşük hızlarda kontrol edilebilirliği ve güvenliği geliştirdiğini iddia eder. Ev yapımı ve deneysel kitplanes için VG'ler ucuzdur, uygun maliyetlidir ve hızlı bir şekilde kurulabilir; ancak sertifikalı uçak kurulumları için sertifika maliyetleri yüksek olabilir ve bu da modifikasyonu nispeten pahalı bir süreç haline getirir.
Sahipler, satış sonrası VG'leri öncelikle düşük hızlarda fayda sağlamak için kullanırlar, ancak bir dezavantajı, bu tür VG'lerin seyir hızını biraz azaltabilmesidir. Cessna 182 ve Piper PA-28-235 Cherokee'de gerçekleştirilen testlerde bağımsız incelemeciler, seyir hızında 1,5 ila 2,0 kn (2,8 ila 3,7 km/sa) arasında bir kayıp belgelediler. Bununla birlikte, bu kayıplar nispeten küçüktür, çünkü yüksek hızda bir uçak kanadı küçük bir hücum açısına sahiptir ve böylece VG sürüklenmesini minimuma indirir.
Sahipler, yerde, VG'ler ile kanat yüzeylerinden karı ve buzu temizlemenin düz bir kanattan daha zor olabileceğini bildirmiştir, ancak VG'ler genellikle hava akışının sınır tabakası içinde bulundukları için uçak içi buzlanmaya eğilimli değildir. VG'ler ayrıca gövde kapaklarının kumaşını yırtabilecek keskin kenarlara sahip olabilir ve bu nedenle özel kapakların yapılmasını gerektirebilir.
Çift motorlu uçaklar için üreticiler, VG'lerin tek motor kontrol hızını ( Vmca ) azalttığını , sıfır yakıt ve brüt ağırlığı artırdığını, kanatçıkların ve dümenin etkinliğini iyileştirdiğini, türbülansta daha yumuşak bir sürüş sağladığını ve uçağı daha kararlı bir alet platformu haline getirdiğini iddia ediyor. .
Maksimum kalkış ağırlığında artış
Hafif çift motorlu uçaklar için mevcut olan bazı VG kitleri, maksimum kalkış ağırlığında bir artışa izin verebilir . Çift motorlu bir uçağın maksimum kalkış ağırlığı, yapısal gereksinimler ve tek motorlu tırmanma performansı gereksinimleri (daha düşük stall hızı için daha düşüktür) tarafından belirlenir. Birçok hafif çift motorlu uçak için, tek motorlu tırmanma performansı gereksinimleri, yapısal gereksinimlerden ziyade daha düşük bir maksimum ağırlık belirler. Sonuç olarak, tek motor çalışmaz durumdaki tırmanma performansını iyileştirmek için yapılabilecek her şey, maksimum kalkış ağırlığında bir artışa neden olacaktır.
1945'ten 1991'e kadar ABD'de, maksimum kalkış ağırlığı 6.000 libre (2.700 kg) veya daha az olan çok motorlu uçaklar için tek motorlu çalışmayan tırmanış gereksinimi aşağıdaki gibidir:
Stall hızı saatte 70 milden fazla olan tüm çok motorlu uçaklar , kritik motor çalışmaz durumdayken ve kalan motorlar maksimumdan fazla çalışmazken 5.000 fit irtifada en az dakikada fit olarak sabit bir tırmanma hızına sahip olacaktır. sürekli güç, minimum sürtünme konumunda çalışmayan pervane, iniş takımları geri çekilmiş, kanat kanatları en uygun konumda…
nerede olduğunu durdurduklarını saatte mil iniş yapılandırmasında hız.
Vorteks jeneratörlerinin montajı genellikle bir uçağın stall hızında hafif bir azalma sağlayabilir ve bu nedenle gerekli tek motor çalışmaz durumdaki tırmanma performansını azaltabilir. Tırmanma performansı için azaltılmış gereksinim, maksimum kalkış ağırlığında, en azından yapısal gereksinimlerin izin verdiği maksimum ağırlığa kadar bir artışa izin verir. Yapısal gerekliliklerin izin verdiği maksimum ağırlıkta bir artış, genellikle bir maksimum sıfır yakıt ağırlığı belirlenerek veya maksimum sıfır yakıt ağırlığı zaten uçağın sınırlamalarından biri olarak belirlenmişse, daha yüksek yeni bir maksimum sıfır yakıt ağırlığı belirlenerek elde edilebilir. Bu nedenlerle, birçok hafif çift motorlu uçak için vorteks jeneratör kitlerine, maksimum sıfır yakıt ağırlığında bir azalma ve maksimum kalkış ağırlığında bir artış eşlik ediyor.
Tek motorlu çalışmaz tırmanma oranı gereksinimi, tek motorlu uçaklar için geçerli değildir, bu nedenle maksimum kalkış ağırlığındaki kazanımlar (stol hızına veya yapısal hususlara dayalı olarak) 1945–1991 ikizlerine kıyasla daha az önemlidir.
1991'den sonra, ABD'deki uçuşa elverişlilik sertifikasyon gereklilikleri, tek motor çalışmaz durumdaki tırmanma gereksinimini, durma hızından bağımsız bir eğim olarak belirtir, bu nedenle, girdap jeneratörlerinin, sertifikasyon temeli olan çok motorlu uçakların maksimum kalkış ağırlığını artırması için daha az fırsat vardır. FAR 23, değişiklik 23-42'de veya daha sonra.
Maksimum iniş ağırlığı
Çoğu hafif uçağın iniş ağırlıkları, stall hızına göre değil, yapısal hususlara göre belirlendiğinden, çoğu VG kiti iniş ağırlığını değil , yalnızca kalkış ağırlığını arttırır . İniş ağırlığındaki herhangi bir artış, sertifikasyon gerekliliklerinin hala karşılandığını göstermek için ya yapısal modifikasyonları ya da daha yüksek iniş ağırlığında uçağın yeniden test edilmesini gerektirecektir. Bununla birlikte, uzun bir uçuştan sonra, yeterli yakıt kullanılmış olabilir ve bu da, uçağı izin verilen maksimum iniş ağırlığının altına geri getirebilir.
Uçak gürültüsü azaltma
Yakıt depoları için dairesel basınç dengeleme delikleri üzerinden hava akımının ürettiği gürültüyü azaltmak için Airbus A320 ailesi uçaklarının kanat alt tarafında vorteks jeneratörleri kullanıldı . Lufthansa, bu şekilde 2 dB'ye kadar gürültü azaltımının sağlanabileceğini iddia ediyor.
Ayrıca bakınız
Referanslar
- Kermode, AC (1972), Mechanics of Flight , Bölüm 11, sayfa 350 - 8. baskı, Pitman Publishing, Londra ISBN 0-273-31623-0
- Clancy, LJ (1975), Aerodinamik , Pitman Publishing, Londra ISBN 0-273-01120-0
Dış bağlantılar
- Vortex Jeneratörleri: 50 Yıllık Performans Avantajları , VG'lerin tarihi