Boeing X-53 Active Aeroelastic Wing - Boeing X-53 Active Aeroelastic Wing

"X53" viderekobler her. For busstjeneste, se Jurassic Coaster .
X-53
X-53 Active Aeroelastic Wing NASA testfly EC03-0039-1.jpg
X-53 konfigurert F / A-18
Roll Teknologidemonstrator
nasjonal opprinnelse forente stater
Produsent McDonnell Douglas
Northrop Corporation
Boeing
Første fly 15. november 2002
Primær bruker NASA
Antall bygd 1
Utviklet fra McDonnell Douglas F / A-18 Hornet

Den X-53 Active Aeroelastic Wing ( AAW ) utviklingsprogram er en ferdig amerikansk forskningsprosjekt som ble gjennomført i fellesskap av Air Force Research Laboratory (AFRL), Boeing Phantom Works og NASA er Dryden Flight Research Center , hvor teknologien ble uren testet på en modifisert McDonnell Douglas F / A-18 Hornet . Active Aeroelastic Wing Technology er en teknologi som integrerer ving aerodynamikk, kontroller og struktur for å utnytte og kontrollere ving aeroelastisk vri ved høye hastigheter og dynamiske trykk. Ved å bruke flere fremre og bakre kantkontroller som "aerodynamiske tapper", kan subtile mengder aeroelastisk vridning styres for å gi store mengder vingekontrollkraft, samtidig som man minimerer manøvrering av luftbelastninger ved høye vingestrekkningsforhold eller aerodynamisk drag ved lave vingestrekkningsforhold. Dette programmet var det første beviset på AAW-teknologi i full skala.

Utvikling

Utviklingen av det opprinnelige konseptet ble gjort med vindtunneltesting på midten av 1980-tallet under Air Force-kontrakt. Betegnelsen "X-52" ble hoppet over i rekkefølge for å unngå forveksling med Boeings B-52 Stratofortress- bombefly.

Pre-produksjonsversjonen av F / A-18 var et ideelt fly for å bevise AAW-teknologi, et relativt høyt sideforhold for en jagerfly, med tilstrekkelig styrke, men ingen ekstra stivhet trengte å bli lagt til for å endre vridningsadferd. X-53 F / A-18 ble modifisert slik at to frontkantkontrollflater kan fungere sammen med de to bakkantflatene for å kontrollere vingens aeroelastiske vridning og gir utmerket høyhastighets rullende ytelse.

Tidsforløpt film av Active Aeroelastic Wing (AAW) Wing loads test

AAW ble utviklet ut fra kunnskapen om at aeroelastisiteten til vingen, forårsaket av avbøyning av en kontrollflate, kan kompenseres ved å avbøye andre kontrollflater. Spesielt nesten alle moderne fly bruker noen form for slat langs vingen forkant for å gi mer løft under visse deler av flyturen. Ved å distribuere lamellene på samme tid som rulleskinnene deres vridningseffekt på de viktigste strukturelle delene av vingen, motarbeider hverandre som eliminerer vridningen. Dette forbedrer kretsløpernes evne til å produsere store rullende øyeblikk på flyet. Dette betyr at det er behov for mindre avbøyning av rulleskred for å produsere en nødvendig bevegelse, som igjen vil redusere rulleskader og dens tilknyttede uønskede tendens til å få flyet til å gape .

Hvis kontrollene kan brukes til å eliminere vridning og dens negative effekter på kontrollinngang, er neste trinn å bevisst innføre noen vridning som bidrar til effekten av kontrollbøyningen. Når den påføres riktig, vil vingen vri seg mindre og i motsatt retning av en vanlig vinge under manøvrering. Så denne endringen, som kan oppnås i programvare, fordeler den generelle ytelsen.

Flytesting

X-53 Active Aeroelastic Wing (AAW) flight test, mars 2005

For å teste AAW-teorien ble NASA og USAF enige om å finansiere utviklingen av en enkelt demonstrant, basert på F / A-18. Arbeidet startet med å ta en eksisterende F / A-18 flyramme modifisert med en preproduksjonsfløy, og la til et påhengsmotorkledningssystem og en oppdatert flykontrollcomputer. Aktive aeroelastiske vingekontrollove ble utviklet for å bøye vingen, og flyinstrumentering ble brukt til å måle den aeroelastiske ytelsen til vingeplanformen nøyaktig . Flyprogramvaren ble deretter modifisert for flytesting, og flyet fløy først i modifisert form 15. november 2002. Flyet beviste vellykket konseptets levedyktighet i full skala under rullemanøvertesting i 2004–2005. Testflyet ble utnevnt til X-53 16. august 2006, per notat av USAFs nestleder, strategiske planer og programmer.

Spesifikasjoner

Generelle egenskaper

  • Mannskap: 1
  • Vingespenn: 11,71 m (38 ft 5 in)
  • Høyde: 4,65 m (15 fot 3 tommer)
  • Maks startvekt: 17.690 kg (39.000 lb)
  • Kraftverk: 2 × General Electric F404-GE-400 turbofanmotorer med lav bypass, 71000 kN (16.000 lbf) hver

Opptreden

  • Maksimal hastighet: 1.918 km / t (1.032 kn)
  • Servicetak: 15.000 m (50.000 fot)

Avionics
Det ledende klaff drivsystem ble modifisert ved McDonnell Douglas (nå Boeing Phantom fungerer) ved hjelp av en utenbords drivinnretning som er utviklet av Moog Inc . AAW flykontrolllover ble programmert i en forskningsflykontrolldatamaskin som ble modifisert for å inkludere uavhengig aktiverte påhengsmotorer.

Se også

Referanser

Fotnoter

Videre lesning

  • Miller, GD, Active Flexible Wing (AFW) Technology , Air Force Wright Aeronautical Laboratories TR-87-3096, februar 1988.
  • Miller, GD, AFW Design Methodology Study , Rockwell-Aerospace Report No. NA 94-1731, desember 1994.
  • Pendleton, E., Griffin, K., Kehoe, M., og Perry, B., "A Flight Research Program for Active Aeroelastic Wing Technology", Paper 96-1574, Proceedings of the 37th AIAA Structures, Structural Dynamics, and Materials Konferanse, Salt Lake City, Utah, 15. – 17. April 1996.
  • Zillmer, S., "Integrated Multidisciplinary Optimization for Aeroelastic Wing Design", Wright Laboratory TR-97-3087, august 1997.
  • Zillmer, S., Integrated Structure / Maneuver Design Procedure for Active Aeroelastic Wings, User's Manual , Wright Laboratory TR-97-3087, March 1997.
  • 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 , Juli – august 2000.
  • Pendleton, E., "Active Aeroelastic Wing", AFRL Technology Horizons, Selected Science and Technology Articles, Vol. 1, nr. 2, juni 2000.
  • Edmund W. Pendleton, "How Active Aeroelastic Wings are a Return to Aviation's Beginning and a Small Step to Future Bird-like Wings", Invited Paper, Japan Society of Aeronautical and Space Sciences Aircraft Symposium, Sendai, Japan, 11. oktober 2000.
  • Boeing Company, Active Aeroelastic Wing Flight Research Program (X-53) sluttrapport , bind 1 og II, AFRL-VA-WP-TR-2005-3082, oktober 2005.
  • 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, Proceedings of the 48th AIAA Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, Honolulu, Hawaii, 23. – 26. April 2007.

Eksterne linker