Usuario:SAFJA F1 Team/Generador de vórtices
Un generador de vórtice (VG) es un dispositivo aerodinámico, constando de un pequeño vane normalmente sujetado a una superficie de levantamiento (o airfoil, como una ala de aeronave) o una hoja de rotor de una turbina de viento.[1] VGs También puede ser sujetado a alguna parte de un vehículo aerodinámico como un buque de aeronave o un coche. Cuándo el airfoil o el cuerpo es en pariente de movimiento al aire, el VG crea un vórtice, el cual, por sacar alguna parte del lento-capa de frontera emotiva en contacto con el airfoil superficie, retrasa separación de flujo local y aerodinámico parando, así mejorando la efectividad de alas y superficies de control, como solapas, ascensores, alerones, y timones.[2][3]
Método de operación[editar]
Generadores de vórtice son más a menudo utilizados para retrasar separación de flujo. Para cumplir esto son a menudo colocados en las superficies externas de vehículos y turbina de viento hojas.[4] En ambas aeronave y hojas de turbina del viento son normalmente instalados bastante cercanos al borde principal del aerofoil para mantener firme airflow sobre las superficies de control en el borde final. VGs Es típicamente rectangular o triangular, aproximadamente tan alto como la capa de frontera local, y corrido en spanwise las líneas normalmente se acercan la parte más gruesa del ala. Pueden ser vistos en las alas y colas verticales de muchos aviones.
Generadores de vórtice están colocados obliquely de modo que tienen un ángulo de ataque con respetar al local airflow para crear un vórtice de consejo qué sorteos energéticos, rápidamente moviendo aire exterior al lento-capa de frontera emotiva en contacto con la superficie. Una capa de frontera turbulenta es menos probablemente para separar que un laminar un, y es por tanto deseable de asegurar efectividad de superficies de control de borde final. Generadores de vórtice suelen gatillo esta transición. Otros dispositivos como vortilons, extensiones de borde principal, dirigiendo borde cuffs, también separación de flujo del retraso en ángulos altos de ataque por re-electrizando la capa de frontera.[5]
Ejemplos de aeronaves qué uso VGs incluir el Embraer 170 y Sinfonía SA-160). Para barrido-ala diseños transónicos, VGs alivia shock potencial-problemas de parada (p. ej., Harrier, Blackburn Buccaneer, Gloster Jabalina).
Aftermarket Instalación[editar]
Mucha aeronave lleva vane generadores de vórtice de tiempo de fabricación, pero hay también aftermarket proveedores quiénes venden VG cajas para mejorar el STOL rendimiento de alguna aeronave ligera.[6] Aftermarket Reclamación de proveedores (i) que VGs velocidad de parada más baja y reducir tomar-fuera y aterrizando velocidades, y (ii) que VGs aumenta la efectividad de alerones, ascensores y timones, así mejorando controllability y seguridad en velocidades bajas.[7] Para en casa-construido y experimental kitplanes, VGs es barato, coste-eficaz y puede ser instalado deprisa; pero para instalaciones de aeronave certificada, costes de certificación pueden ser alto, haciendo la modificación un proceso relativamente caro.
#Acceso de dueños aftermarket VGs principalmente para obtener beneficios en velocidades bajas, pero un downside es que tal VGs puede reducir velocidad de crucero ligeramente. En las pruebas actuaron en un Cessna 182 y una Piper PA-28-235 Cherokee, independiente reviewers ha documentado una pérdida de velocidad de crucero de 1,5-2 nudos (2,8-3,7 km/h). Aun así, estas pérdidas son relativamente menores, desde una ala de aeronave en velocidad alta tiene un ángulo pequeño de ataque, así reduciendo VG arrastrar a un mínimo.[8][9]
Los dueños han informado que en la tierra, pueda ser más duro de aclarar nieve y hielo de superficies de ala con VGs que de una ala lisa, pero VGs no es generalmente prone a inflight icing cuando residen dentro de la capa de frontera de airflow. VGs También puede tener bordes agudos cuáles pueden desgarrar el tejido de airframe cubiertas y así puede requerir cubiertas especiales para ser hechos.
Para gemelo-engined aeronave, los fabricantes reclaman que VGs reduce velocidad de control de motor solo (Vmca), aumento cero combustible y peso bruto, mejorar la efectividad de alerones y timón, proporcionar un paseo más liso en turbulencia y hacer la aeronave un instrumento más estable plataforma
Aumento en peso de despegue máximo[editar]
Algunos VG las cajas disponibles para gemelo ligero-aviones de motor pueden dejar un aumento en peso de despegue máximo. El peso de despegue máximo de un gemelo-avión de motor está determinado por requisitos estructurales y solos-el motor sube requisitos de rendimiento (cuáles son más bajos para una velocidad de parada más baja). Para muchos gemelo ligero-aviones de motor, el solos-el motor sube requisitos de rendimiento determinan un peso máximo más bajo más que los requisitos estructurales. Consiguientemente, cualquier cosa aquello puede ser hecho para mejorar el solo-motor-inoperative sube el rendimiento traerá sobre un aumento en peso de despegue máximo.
En los EE.UU. de 1945 hasta que 1991, el-motor-inoperative sube requisito para multi-aviones de motor con un peso de despegue máximo de 6,000 lb (2,700 kg) o menos era como sigue:[10][11]
All multi-engine airplanes having a stalling speed greater than 70 miles per hour shall have a steady rate of climb of at least in feet per minute at an altitude of 5,000 feet with the critical engine inoperative and the remaining engines operating at not more than maximum continuous power, the inoperative propeller in the minimum drag position, landing gear retracted, wing flaps in the most favorable position …
Dónde
{\displaystyle V_{s0}} es la velocidad de parar en la configuración de aterrizaje en millas por hora.
Instalación de generadores de vórtice normalmente pueden traer sobre una reducción leve en parar velocidad de un avión y por tanto reducir el requerido un-motor-inoperative sube rendimiento. El requisito reducido para subir el rendimiento deja un aumento en peso de despegue máximo, al menos hasta el peso máximo dejado por requisitos estructurales.[12] Un aumento en el peso máximo dejado por los requisitos estructurales normalmente pueden ser conseguidos por especificar un peso de combustible de cero máximo o, si un peso de combustible de cero máximo es ya especificado cuando uno de las limitaciones del avión, por especificar un combustible de cero máximo más alto nuevo peso. Para estas razones, cajas de generador del vórtice para muchos gemelo ligero-aviones de motor están acompañados por una reducción en peso de combustible de cero máximo y un aumento en peso de despegue máximo.
El-motor-inoperative índice-de-subir el requisito no aplica a aviones de motor solo, tan beneficios en el peso de despegue máximo (basado encima velocidad de parada o consideraciones estructurales) es menos significativo comparado a aquellos para 1945@–1991 gemelos.
Después de que 1991, el airworthiness requisitos de certificación en los EE.UU. especifican el-motor-inoperative sube requisito como el gradiente independiente de parar velocidad, tan hay menos oportunidad para generadores de vórtice para aumentar el peso de despegue máximo de multi-aviones de motor cuya base de certificación es LEJOS 23 en enmienda 23-42 o más tarde.
Peso de aterrizaje máximo[editar]
Porque los pesos de aterrizaje de aeronave más ligera están determinados por consideraciones estructurales y no por velocidad de parada, más VG las cajas aumentan sólo el peso de despegue y no el peso de aterrizaje. Cualquier aumento en aterrizar el peso requeriría cualesquier modificaciones estructurales o re-probando la aeronave en el peso de aterrizaje más alto para demostrar que los requisitos de certificación son todavía conoció. Aun así, después de un vuelo largo, el combustible suficiente puede haber sido utilizado, así trayendo la aeronave atrás bajo el permitted peso de aterrizaje máximo.
[editar]
Generadores de vórtice han sido utilizados en el ala underside de Airbus Una320 aeronave familiar para reducir el ruido generado por airflow sobre presión circular equalisation ventilaciones para los tanques de combustible. Lufthansa Reclama una reducción de ruido de hasta 2 dB así puede ser conseguido.[13]
Ve también[editar]
- Turbulator
- Succión de capa de la frontera
- Control de capa de la frontera
- Ala de control de la circulación
Referencias[editar]
- ↑ Wind Turbine Vortex Generators, UpWind Solutions.
- ↑ Peppler, I.L.: From The Ground Up, page 23. Aviation Publishers Co. Limited, Ottawa Ontario, Twenty Seventh Revised Edition, 1996. ISBN 0-9690054-9-0
- ↑ Micro AeroDynamics (2003). «How Micro VGs Work». Consultado el 15 de marzo de 2008.
- ↑ Clancy, L.J. Aerodynamics, Section 5.31
- ↑ A drooped leading edge presents a "vortex-producing discontinuity", in "Spin Resistance Development for Small Airplanes", SAE paper 2000-01-1691
- ↑ Micro AeroDynamics (2003). «Micro Vortex Generators for Single and Twin Engine Aircraft». Consultado el 15 de marzo de 2008.
- ↑ «Land Shorter! Benefits». Landshorter.com. 1 de enero de 1970. Consultado el 9 de octubre de 2012.
- ↑ Psutka, Kevin, Micro-vortex generators, COPA Flight, August 2003
- ↑ Kirkby, Bob, Vortex Generators for the Cherokee 235, COPA Flight, July 2004
- ↑ USA Civil Air Regulations, Part 3, §3.85a
- ↑ USA Federal Aviation Regulations, Part 23, §23.67, amendment 23-42, February 4, 1991
- ↑ Busch, Mike (November 1997). «Vortex Generators: Band-Aids or Magic?». Consultado el 15 de marzo de 2008.
- ↑ More than 200 Lufthansa A320 aircraft to become quieter. Retrieved 2014-05-04
Enlaces externos[editar]
- Generadores de vórtice: 50 Años de Beneficios de Rendimiento, una historia de VGs
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