TR201616155A2 - Yeni̇ bi̇r kanat profi̇li̇ - Google Patents

Abstract

Buluş, aktif akış kontrolü sağlayarak anlık oluşan akış ayrılmalarını azaltmak amacıyla geliştirilmiş bir sistem olup, dış yüzeyi esnek polimer malzeme içeren ve hareketli bir mekanizma ya da basınç ile forma giren ayarlanabilir kanat profilidir (2).

Description

TARIFNAME YENI BIR KANAT PROFILI Bulusun Konusu Bulus, akis ayrilmasini azaltmak ya da önlemek amaciyla gelistirilmis, ayarlanabilir dis yüzeye sahip bir kanat profili içeren bir sistemi konu almaktadir.

Teknigin Bilinen Durumu Aerodinamik ve hidrodinamik alaninda akiskan içerisinde cismin sinir tabakasinda ters basinç gradyanindan yeteri kadar uzakta hareket etmesi akis ayrilmasi olarak tanimlanmaktadir. Baska bir deyisle akis ayrilmasi, kati bir yüzey üzerinde sinir tabaka gelistiren bir akisin, geometri ya da dissalliklar sonucu pozitif basinç gradyanina maruz kalmasi nedeniyle yüzeye tutunamayarak kopmasidir. Bu durumda sinir tabakasinin hizi neredeyse sifira düsmektedir.

Akis ayrilmasi ile kanattaki kaldirma kuvvetinde ani bir düsüs meydana gelmekte ve bu düsüs uçagin performansini ve verimini olumsuz etkilemektedir. Bazi durumlarda ciddi kaza ve kirilmalara sebep olabilmektedir. Dolayisiyla, aerodinamikr ve hidrodinamik yüzeylerin gelistirilmesinde akis ayrilmasini en aza indirmek, geciktirmek ve yerel akisi yüzeye mümkün oldugunca yapisik tutmak büyük önem arz etmektedir.

Akis ayrilmasi sinir tabakaya enerji veya momentum kazandirarak önlenmekte veya geciktirilebilmektedir. Hücum açisi, kanat profili ve hiz parametrelerini degistirerek akis ayrilmasi siddeti ve direnç kuvveti azaltilmasi, kanat üzerindeki kaldirma kuvvetinin arttirilmasi, tutunma kaybi etkisi veya basinç dagiliminin ayarlanmasi mümkündür.

Akis ayrilmasini azaltmak için teknikteki kanat profillerinde aktif ve pasif akis kontrolleri kullanilmaktadir.

Pasif akis kontrolü kontrol yüzeyleri kullanilarak, akisa hiçbir enerji eklemeden elde edilmektedir. Bu kontrol sisteminde hareketli parça bulunmamaktadir. Girdap Olusturucu düzenek, pasif akis kontrolü için kullanilan etkili bir yöntemdir. Bunu saglamak amaciyla düsük Reynold sayili kavite akisi saglayan yapilar, uç kenar seklindeki basamaklar, sinir tabaka, içerisine yerlestirilmis silindirler, sipercikler, spoilerler, rampalar, sabit girdap üreteçleri pasif akis kontrolü olarak kullanilmaktadir. Bahsedilen pasif akis kontrollerinin baslica dezavantajlari sürükleme kuvvetinde artisa sebep olmasi, degisik çalisma kosullarina adapte edilememesi ve her noktada iyi sonuç vermemesidir.

Pasif akis kontrolünün aksine, kontrol yüzeyleri kullanilarak kanat üzerindeki akisa enerji verilerek aktif akis kontrolü saglanmaktadir. Akis ayrilmasini kontrol etmek için çok sayida aktif kontrol sistemi gelistirilmistir. Örnek olarak sentetik jetler, piezoelektrik kanatlar, darbeli jetler/mikro jetler ve plazma aktüatörleri verilebilmektedir. Bu sistemlerin büyük bir kismi sürekli olarak vakumlama ve/ve ya üfleme yaparak akis ayrilmasini engellemektedir. Bu yöntemlerde kanat profili gerçekte degismemesine karsin kanat üzerindeki akis degistigi için kanadin seklinin sanal olarak degistirildigi ve akis kontrolünün saglandigi söylenebilmektedir. Aktif akis kontrolünün amaci sürüklenme kuvvetinin azaltilmasi, kaldirma kuvvetinin artirilmasi, perdövitesin (stall) geciktirilmesi, akisin kismi veya tamamen yüzeye baglanmasi, motor sesinin azaltilmasidir.

Teknigin bilinen durumuna örnek olarak; aktif akis kontrolü saglamak için kullanilan bir aparati konu alan U86302360 Bl sayili patent dokümani verilebilir. Söz konusu dokümana konu bulus, kanat boyunca hava akisini kontrol eden bir girdap üretme aparati olup kanadin ön kenari boyunca ayarlanmis bir dizi aktif' basinç alani içermektedir. Bu alanlar bir vakum kaynagina bagli ayri yerlestirilmis vanalar, vanalarin aktive eden bir denetleyici, hava basincini algilayan sensörler içermektedir. Denetleyici, basinç hassasiyetli sensörlere tepki olarak, basinçli hava kaynagi olarak vakum, kaynagina bagli, ayri yerlestirilmis vanalari aktive etmek için ayarlanmistir.

Yukarida örnek olarak verilen patent dokümaninda oldugu gibi kanat üzerindeki havanin sürekli olarak üflenmesi veya emilmesi ile saglanan akis kontrolü hava tanki, havanin iletilmesi için borular, motor gibi parçalar ve fazla enerji gerektirdigi için uygulamada güçlükler yasanmakta ve daha kolay uygulanabilir sistemler aranmaktadir.

Bulusun Detayli Açiklamasi Bulus, uçaklarda meydana gelen akis ayrilmasini en aza indirmek için gelistirilmis bir sistem olup, bir mekanizma vasitasiyla veya basinç ile istenilen forma getirilen bir ayarlanabilir kanat profili (2) esasina dayanmaktadir.

Bulusa konu ayarlanabilir kanat profili (2); kanat yüzeyinde meydana gelen akis ayrilmasinin aktif akis kontrolü saglanarak azaltilmasi veya önlenmesi için ayarlanabilir olup; hareketli sistem veya basinç vasitasi ile hareket ettirilerek anlik uçus sartlarina göre forma giren degisken yapili, esnek polimer bazli malzeme içermesi ile karakterize edilmektedir. Bir yapilandirmada, dis kaplamasi esnek polimer bazli malzemedendir. Bulusa konu ayarlanabilir kanat profili (2); kanat yüzeyinde akis ayrilmasi basladigi anda, polimer bazli esnek kanat yapisinin hareketli sistem ve ya basinç ile defOrme edilmesi suretiyle seklinin degistirilmesi yöntemiyle çalismaktadir.

Aktif akis kontrolü olarak gelistirilen ayarlanabilir kanat profili (2) kolay uygulanabilir bir sistem olup anlik olusan akis ayrilmasini minimize etmektedir. Sekil 1'de görünümü verilen standart kanat profilinde (l) gerçeklesen. akis ayrilmasi sekil 3'te standart akis ayrilmasi çizgilerinin (3) gösterildigi gibi olmaktadir. Bu akis ayrilmasini azaltmak için sekil l'deki standart kanat profili (l), mekanizma veya basinç ile Sekil 2'deki ayarlanabilir kanat profiline (2) dönüstürülmekte ve akis ayrilmasi Sekil 4'te azaltilmis akis ayrilmasi çizgilerinin (4) gösterildigi gibi azaltilarak minimize edilmektedir. Ayarlanabilir kanat profilinin (2) temsili bir sekli Sekil-2'de gösterilmis olup, alabilecegi formlar bununla sinirli degildir.

Teknikte kullanilan yöntemlerin aksine, gelistirilen ayarlanabilir kanat profili (2) içeren sistem uçus sartlarina bagli olarak degismekte ve kaldirma kuvvetini arttirip, sürükleme kuvvetini azaltmaktadir.

Bulus özetle; kanat üzerindeki ayarlanabilir' bir` dis yüzeye sahip kanat profiline, bir mekanizma ve ya basinçla istenilen sekli vermeye dayali bir sistemdir. Sekil 2'de formu degismis hali gösterilen ayarlanabilir kanat profili (2) modeli örnek olarak verilebilmektedir. Bir diger ifadeyle, ayarlanabilir dis yüzeyin mekanizma sistemiyle veya basinçla hareket ettirilmesi sayesinde orijinal kanat profili sekil l'deki gibi olan bir kanadin anlik ve uçus sartlarina bagli olarak belirlenen uygun ve verimli kanat profili sekil 2'deki gibi elde edilmektedir.

Bulusa konu kanat profili esnek polimer bazli malzeme içermektedir. Içerdigi esnek malzeme yapisi sayesinde farkli uçus sartlarina göre deforme edilerek istenilen formlara getirilebilmektedir. Bu inalzeme ile kaplanan kanat jprofilini istenilen forma getirmek için içerisinde sistemler içermektedir. Kanat yüzeyinde akis ayrilmasi ;basladigi anda, kanat profili optimum sekle getirilerek akis ayrilmasindan kaynakli basinç farki azaltilmaktadir.

Bulusa konu ayarlanabilir kanat profiline (2) istenilen seklin verilmesi kafes sistemi gibi hali hazirdaki hareketli sistemler tarafindan saglanmaktadir.

Gelistirilen kanat profiline uygulanacak mekanizma veya basinç dis hava sartlarina göre degisiklik göstermektedir. Baslica uçus irtifasi, hava sicakligi, nem, uçak hizi gibi parametrelere bagli olarak degisebilmektedir.

Gelistirilen yöntem sayesinde performans artisi ve yakit ekonomisinde fayda saglanmaktadir.

Bulus sadece uçak kanatlari için gelistirilen bir kanat profili olmamakta, ayni zamanda helikopter, fan gibi döner kanatli sistemler içeren pervanelerde de kullanilabilmektedir.

Sekillerin Açiklamalari Sekil-1: Standart kanat profili Sekil-2: Ayarlanabilir kanat profili Sekil-3: Standart kanat profilinde akis ayrilmasinin görünümü Sekil-4: Ayarlanabilir kanat profilinde akis görünümü Referanslar l:Standart kanat profili 2:Ayarlanabilir kanat profili 3:5tandart akis ayrilmasi Çizgileri 4:Azaltilmis akis ayrilmasi çizgileri ayrilmasinin

Claims (1)

ISTEMLER

1.Kanat yüzeyinde meydana gelen akis ayrilmasinin aktif akis kontrolü saglanarak azaltilmasi veya önlenmesi için ayarlanabilir kanat profili (2) olup, özelligi; - hareketli sistem veya basinç vasitasi ile hareket ettirilerek anlik uçus sartlarina göre forma giren degisken yapili ve, - esnek polimer bazli malzeme içermesi ile karakterize edilmesidir. .Istem l'e göre bir ayarlanabilir kanat profili (2) olup; özelligi, dis kaplamasinin esnek polimer bazli malzemeden olmasidir. .Istemler 1 veya Z'ye uygun bir ayarlanabilir kanat profilinin (2) çalisma yöntemi olup; özelligi, kanat yüzeyinde akis ayrilmasi basladigi anda, polimer bazli esnek kanat yapisinin hareketli sistem ve ya basinç ile deforme edilmesi suretiyle seklinin degistirilmesidir.