Распределенная силовая установка - Distributed propulsion

О распределенной силовой установке в железнодорожных поездах см .: Несколько единиц

Беспилотный летательный аппарат с электрораспределенной силовой установкой Lightning Strike

Распределенная силовая установка (DP) - это тип силовой летательной силовой установки для самолет в котором двигатели распределены по судну. Его цель - повысить производительность в эффективность топлива, выбросы, шум, длина посадочной площадки и управляемость. DP обычно достигается путем распределения по размаху частично или полностью встроенных нескольких небольших двигателей или вентиляторов вдоль крыла. В качестве альтернативы, это может включать отвод выхлопных газов по всей задней кромке крыла.

Определение

Распределенная силовая установка распределяет тягу вокруг летательного аппарата либо с помощью трех или более меньших силовых установок (двигателей, пропульсоров, подруливающих устройств и т. Д.), Либо путем направления выхлопных газов в три или более мест.

Стратегия с несколькими двигательными установками включает три или более двигательных установки. Эти единицы расположены в конфигурациях лидера или ведомого. Они подразделяются на пять классов интенсивности (A – E) и три категории соотношения тяги к весу (I-III). Они могут быть расположены внутри / над / вокруг или поперек крыла (-ей) / фюзеляжа (-ей) или планера.

Распределенные вентиляторы

Лидеры используют двигательные установки для непосредственного создания тяги, то есть распределенные двигатели. В компоновке ведомого устройства используются вторичные силовые установки, такие как несколько вентиляторов, которые приводятся в действие одним двигателем. В последнем случае передача энергии между вентиляторами и двигателями может быть связана с помощью каналов горячего газа, механических передач или линий электропередачи.

Все современные контроллеры полета, такие как Pixhawk, используют стандартное уравнение для распределенной тяги дрона.^[1]

Занятия по интенсивности

Группы классов интенсивности проектируются в соответствии с количеством используемых силовых установок.

Распределенные классы интенсивности движения	А	B	C	D	E
Количество силовых установок	3	4-6	7-10	11-20	20<

Соотношение тяги к весу

Для распределенной силовой установки это соотношение можно определить как общую создаваемую тягу самолета, деленную на максимальную взлетную массу (MTOW), а не только на вес силовой установки, учитывая потенциал стратегии по снижению веса остальной части самолета. .

Классы силы тяги к весу	я	II	III
Отношение тяги к массе на основе взлетно-посадочной полосы	<0.10	От 0,10 до <0,15	0.15<

Пример

Таким образом, следующее соглашение описывает конкретные системы:

Конфигурация DP (L / F) - Класс интенсивности (A-E) - Отношение тяги к весу (I-III) - (X)

Например, самолет Blohm and Voss 238 V1 1945-х годов будет обозначаться как DPL-B-I, поскольку в нем используется шесть поршневых двигателей и его тяговооруженность меньше 0,10.

Дополнительные функции

Помимо обеспечения движения, распределенные силовые установки могут выполнять следующие функции:^[2]

Прямое включение пограничного слоя
Контроль разделения потока
Механический контроль подъема / циркуляции
Снижение вязкого сопротивления
Подавление шума / изменение спектра шума
Контроль вихря / завихренности
Управление автомобилем / управляемая тяга
Сниженные подписи
Резервирование
Более низкие затраты

Конструкции самолетов

Эти реализации часто предлагаются вместе с смешанный корпус крыла (BWB) или гибридное крыло (HWB) самолета.

Хотя некоторые из этих концепций были испытаны на полномасштабных самолетах в 1960–70-х годах, например, Охота H.126, в серийные самолеты они не входили. Совсем недавно появилось несколько полноразмерных и меньших размеров. Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) предложены подходы DP для достижения целей по снижению шума, топливной эффективности и длине посадочной площадки. Достижения в области материаловедения, криогенных систем охлаждения, новых видов топлива и высокоточного моделирования и анализа вычислительной гидродинамики (CFD) стали причиной возобновления интереса.

Преимущества

Недавние аналитические и экспериментальные исследования распределенной двигательной установки предполагают несколько улучшений характеристик самолета.^[3] К ним относятся эффективность расхода топлива, снижение шума, крутые подъемы для короткий взлет и посадка (STOL), новые подходы к управлению (в частности, устранение управляющих поверхностей для моментов крена, тангажа и рыскания) и высокие коэффициенты обхода. Также высказывалось предположение, что меньшие по размеру движители будут дешевле в производстве и проще в обращении во время сборки и обслуживания.^[4]

Распределенная электрическая силовая установка

Распределенная электрическая силовая установка (EDP) - это тип распределенной силовой установки, в которой используются электрические гребные винты, которые электрически подключены к источникам энергии или любому энергогенерирующему устройству.^[5]