Складывающаяся аэродинамическая поверхность летательного аппарата

 

Использование: в конструкциях летательных аппаратов. Сущность изобретения: складывающаяся аэродинамическая поверхность для летательного аппарата позволяет улучшить его компоновку за счет того, что такая поверхность не образует в сложенном состоянии никакого дополнительного объема ни снаружи, ни внутри летательного аппарата. Гибкое пластинчатое тело складывающейся аэродинамической поверхности состоит из тонколистовых металлических элементов, повторяющих по форме поверхность летательного аппарата в зоне закрепления. 1 з. п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к конструкции летательных аппаратов, в частности к складывающимся аэродинамическим поверхностям (САП).

Известны складывающиеся аэродинамические поверхности [1] используемые в качестве носовых стабилизаторов, которые содержат жесткие щитки аэродинамической формы, выдвигающиеся из ниши в фюзеляже самолета в его носовой части. Закрытия типа жалюзи скрывают щель, через которую эти аэродинамические щитки выдвигаются. Такие САП требуют для своего осуществления установки на летательных аппаратах механизма для их выдвижения и могут быть выполнены из металла, что приводит к увеличению веса самолета, хотя бы только в месте установки, например в носовой части. Громоздкий и тяжелый механизм устанавливать на летательном аппарате для обслуживания вспомогательного приспособления, каковыми являются, например, носовой стабилизатор или противоштопорные щитки, не выгодно.

Известно использование в качестве вспомогательной аэродинамической поверхности складывающейся надувной, состоящей из закрепленных на летательном аппарате криволинейных соединенных между собой распрямляемых тонкостенных элементов, внутренняя полость между которыми накачана газом в ее рабочем положении [2] Это техническое решение принято в качестве прототипа.

В рабочем положении, когда во внутреннюю полость под давлением нагнетается газообразная среда, САП имеет форму аэродинамической поверхности и находится в потоке. При складывании же возникает проблема, как наилучшим образом разместить сложенную САП на летательном аппарате с тчоки зрения компоновки. Прототип не лучшим образом решает эту проблему. Предусмотренное в нем свивание САП в нерабочем положении в спираль вынуждает устанавливать обтекатель для защиты получающегося при свивании многослойного цилиндрического тепла от набегающегося потока воздуха. Появляется дополнительная компоновочная деталь обтекатель. Если же иначе решить тот же вопрос, то придется выполнить нишу на поверхности летательного аппарата.

Цель изобретения улучшение компоновки летательного аппарата.

Для этого упомянутые элементы выполнены повторяющими по форме поверхность летательного аппарата в зоне закрепления складывающейся аэродинамической поверхности, а сама САП может быть выполнена секционной.

Сущность изобретения заключается в том, что для размещения САП на летательном аппарате не требуется ни специального объема внутри летательного аппарата, ни специальных обтекателей, за которыми САП должны быть размещены в исходном нерабочем состоянии. Плотно, без зазоров, прижимаясь в нерабочем состоянии к фюзеляжу или к крылу, САП практически не увеличивает площадь сечения в потоке и лобовое аэродинамическое сопротивление. Если требуется использовать ее в качестве интерцептора аэродинамического гребня, она должна быть выполнена секционной. Пропорции интерцептора и аэродинамического гребня таковы, что поперечный размер превышает продольный. В этом случае выгоднее иметь более плоский профиль и большую жесткость САП. Это достигается секционностью, не позволяющей интерцептору принимать слишком выпуклую форму. Таким образом, предлагаемая САП имеет возможность расширения своих функциональных возможностей за счет придания ей свойств интерцептора. При установке секционных САП в качестве интерцепторов на поверхности консолей крыла или фюзеляжа летательного аппарата и несимметричном их включении появляются дополнительные возможности управления положением летательного аппарата в пространстве.

На фиг. 1 дано расположение САП на фюзеляже летательного аппарата в случае полного прилегания; на фиг.2 то же, на концевой части крыла в случае частичного прилегания; на фиг.3 то же, вариант; на фиг.4 расположение САП на крыле летательного аппарата в качестве интерцептора; на фиг.5 то же, в качестве аэродинамического гребня; на фиг.6 САП, план; на фиг.7 секционная САП, план; на фиг.8 сечение А-А на фиг.6, в нерабочем положении; на фиг.9 в рабочем положении; на фиг.10 интерцептор или аэродинамический гребень в рабочем положении; на фиг. 11 и 12 диаграмма сил при работе интерцептора на крыле и фюзеляже.

На поверхности летательного аппарата 1, например на поверхности фюзеляжа, закрепляют складывающуюся аэродинамическую поверхность 2 с помощью фланца 3 для крепления. САП имеет патрубки 4 и 5 для подвода и отвода сжатого воздуха. В сложенном состоянии САП 2 представляет собой гибкое пластинчатое тело, состоящее из скрепленных по кромкам 6 тонколистовых металлических элементов 7 и 8. Элементы 7 и 8 по форме повторяют форму поверхности летательного аппарата в зоне закрепления, так как при изготовлении скрепленным листам придается требуемая форма. Если это закрепление осуществлено на фюзеляже или на поверхности крыла, то прилегание будет полным. В случае закрепления САП на концевой части крыла, такое прилегание может быть неполным в зоне концевой кромки САП несколько отстает от нее тем не менее компоновочное преимущество сохраняется. Так, в одном случае неполного прилегания увеличивается размах крыла, а в другом появляется концевая аэродинамическая поверхность. При расположении на поверхности крыла САП, исполняющий функции интерцептора, т. е. расположенной не по потоку, она крепится к крылу своей широкой стороной. Это дает возможность уменьшить неравномерность толщины САП, то есть сделать ее не такой объемной и выпуклой. Для этого САП выполняется секционной, т.е. состоящей из скрепленных между собой надувных секций 9, сообщающихся между собой общими для всех секций патрубками для подвода и отвода сжатого воздуха. Относительно небольшие размеры каждой секции не позволяют ей чрезмерно расширяться под действием наддува, и толщина интерцептора в целом получается практически одинаковой по всей его длине в направлении поперек размаха крыла.

В работе под действием давления поступающего сжатого воздуха в пространство между тонколистовыми металлическими элементами 7 и 8 криволинейные участки САП распрямляются и, пока существует упомянутое давление, САП вступает во взаимодействие с потоком воздуха, выполняя возложенные на нее функции вспомогательной аэродинамической поверхности любой, как предусматривается, конструкцией летательного аппарата. При сбросе давления тонколистовые элементы 7 и 8 приобретают первоначально приданную им форму, т.е. прилегают к поверхности летательного аппарата под действием упругих сил.

Промышленное осуществление изобретения действительно возможно ввиду апробированности заложенных в него принципов. Механизм распрямления устройства при наддуве внутренней полости газом под давлением подобен механизму расправления под действием внутреннего давления так называемой пружины Бурдона. Повышение несущей способности тонкостенной конструкции, нагруженной сжимающими нагрузками, может быть обеспечено путем наддува.

Формула изобретения

1. Складывающаяся аэродинамическая поверхность летательного аппарата, содержащая соединенные друг с другом по кромкам гибкие тонкостенные металлические элементы, полость между которыми заполнена в рабочем положении газом под давлением, и закрепленная одним концом на летательном аппарате, отличающаяся тем, что упомянутые гибкие тонкостенные металлические элементы выполнены повторяющими по форме поверхность летательного аппарата в зоне закрепления складывающейся аэродинамической поверхности.

2. Поверхность по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена секционной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12