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垂直刮水器刀片减少飞机拖动
发表于星期四,4月23日,2020 @ 09:09AM
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Application KC-135 Stratotanker上的空气动力学测试证实垂直安装的雨刮叶片在巡航条件下减少了大约1%的飞机阻力,潜在地节省了700万美元的每年相关的燃料成本。

横跨KC-135舰队,刀片在挡风玻璃上水平定位,作为飞机原始的20世纪50年代设计的一部分。


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然而,由于对航空空气动力学的理解先进,研究表明在不使用时垂直放置刮水器可以提高空气动力学效率并优化燃料使用。

商业客机首先展示了McDonnell Douglas MD-11的概念,该概念主要由货物行业使用,证明叶片垂直旋转可降低1.2%。

作为提高遗产飞机能力,先进的电力和技术办公室,或APTO的一部分,部分空军研究实验室,将KC-135确定为2019年修改的候选人,涉及其水平的刮水器设计和大量的燃料使用。

根据2019年的空军总体拥有量数据库的数据,KC-135舰队去年消耗了超过2.6亿加仑,占总空军航空燃料使用的近14%。

“我们与西南研究所和空军运营能源办公室合作,以验证概念并确定实际效率提升,”APTO航空计划领先监督主动权。

研究人员和航空工程师团队在俄亥俄州的Rickenbacker Air Nation Guard基地雇用了KC-135,以便在机身上进行全面地测试。使用计算流体动力学或CFD,他们能够在飞行期间模拟空气流过飞机的鼻子和挡风玻璃,模拟垂直和水平刮水器位置。

CFD模型使Rickenbacker团队能够可视化产生更高拖动的机身上的区域,(在照片中显示为红色,以及此故事的红色)并识别潜在的效率。根据该报告,数据显示减少0.8%,用于垂直将叶片重新定位叶片,为纤细的刮水器设计0.2%。

油轮CFD.
KC-135 StratoTanker的鼻子,因为刮水片水平地定位,左侧和垂直地定位。红色表示高空气动力学阻力的区域。 (美国空军礼貌照片)

“这是我们的重要里程碑。在几个月内,我们在CFD测试期间执行了数千种飞行配置,以证明KC-135上的效率提升,“克拉克评论道。 “现在,我们已准备好继续前进,并证明其与(联邦航空管理局)的用途。”

该团队计划在未来几个月内进一步改进刮水器设计和布局,下一阶段预定于2020年夏季。他们还与三角洲航空公司合作,计划利用KC-135努力所吸取的一些经验教训来评估利用垂直刮水器在他们波音767舰队上的潜力。

“虽然1%的效率可能看起来不太喜欢,但每年的燃料节省数百万美元,然后可以重新投资其他计划,”丹尼尔派克,收购经理和空军未来行动主任“运营能源,其办事处有助于为该倡议提供资金。 “当您将优化努力的结果结合在多个飞机上时,您开始了解这可能有多少影响。”

由于空军旨在提高其传统飞机的范围和能力,APTO和运营能源办公室的研究人员和主题专家正在通过优化的运营,现代技术和减阻举措来探索几种提高效率的方法。

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