Летательный аппарат с кормовым обтекателем сверхмалого удлинения

Изобретение относится к конструкциям и аэродинамическим элементам летательных аппаратов, более конкретно к конструкции обтекателей. Летательный аппарат нормальной аэродинамической схемы состоит из фюзеляжа кругового сечения, с сужающейся кормовой частью и обтекателя кормовой части. Обтекатель кормовой части выполнен невыдвижным и сверхмалой длины, составляющей от 0,03 до 0,15 диаметра фюзеляжа, причем обтекатель спрофилирован по всей длине дугой окружности с гладким стыком с кормовой частью и плоскостью донного среза, центр окружности находится на перпендикуляре к касательной к образующей кормы в точке ее стыка с обтекателем, а радиус окружности выбран так, чтобы донный срез был касательным к этой окружности. Изобретение позволяет упростить конструкцию кормового обтекателя. 1 ил.

 

Изобретение относится к конструкциям и аэродинамическим элементам летательных аппаратов (ЛА), а конкретно к конструкции обтекателей.

Прототипом предлагаемого изобретения является летательный аппарат, описанный на с.20-21 журнала «Аэрокосмическое обозрение» №5 за 2005 год и на с.247, 248 тома 1 энциклопедии «Оружие и техника России», 2000 г., выполненный по нормальной аэродинамической схеме, с фюзеляжем кругового сечения, с сужающейся кормовой частью, снабженной выдвижным коническим кормовым обтекателем, который сложен для размещения летательного аппарата в грузоотсеке самолета и раскладывается специальным устройством после отделения летательного аппарата от самолета для снижения аэродинамического сопротивления.

Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения, является то, что летательный аппарат выполнен по нормальной аэродинамической схеме, с фюзеляжем кругового сечения, с сужающейся кормовой частью, снабженной кормовым обтекателем.

Выдвижной конический обтекатель позволяет максимально снизить сопротивление кормовой части ЛА, однако сложность конструкции выдвижного кормового обтекателя с механизмом его раскладки существенно снижает надежность летательного аппарата.

Предлагаемым изобретением решается техническая задача упрощения конструкции кормового обтекателя при удовлетворении требований к габаритной длине летательного аппарата при транспортировке самолетом и к величине аэродинамического сопротивления в автономном полете.

Для достижения указанного технического результата кормовой обтекатель летательного аппарата нормальной аэродинамической схемы, имеющий фюзеляж кругового сечения, с сужающейся кормовой частью, выполнен невыдвижным и сверхмалой длины, составляющей от 0,03 до 0,15 диаметра фюзеляжа, причем обтекатель спрофилирован по всей длине дугой окружности с гладким стыком с кормовой частью и плоскостью донного среза, центр окружности находится на перпендикуляре к касательной к образующей кормы в точке ее стыка с обтекателем, а радиус окружности выбран так, чтобы донный срез был касательным к этой окружности.

Отличительными признаками предлагаемого технического решения являются следующие - обтекатель выполнен невыдвижным и сверхмалой длины, составляющей от 0,03 до 0,15 диаметра фюзеляжа, причем обтекатель спрофилирован по всей длине дугой окружности с гладким стыком с кормовой частью и плоскостью донного среза, центр окружности находится на перпендикуляре к касательной к образующей кормы в точке ее стыка с обтекателем, а радиус окружности выбран так, чтобы донный срез был касательным к этой окружности.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными (указанными в ограничительной части формулы) достигается следующий технический результат - использование невыдвижного кормового обтекателя сверхмалой длины на летательных аппаратах нормальной аэродинамической схемы с круговым сечением фюзеляжа и с сужающейся кормовой частью упрощает конструкцию кормового обтекателя при обеспечении требований к габаритной длине и аэродинамическому сопротивлению прототипа. Эксперимент в аэродинамической трубе, в ходе которого были исследованы различные варианты обтекателей, устанавливаемых на базовую кормовую часть прототипа, показал, что увеличение сопротивления кормовой части при уменьшении длины обтекателя происходит не пропорционально (по сложной зависимости). При этом была установлена нижняя граница диапазона длин обтекателя (с учетом заявляемой формы), при которой при относительной длине обтекателя l_обт=0,03·D_ф (D_ф - диаметр фюзеляжа), что составляет по сути 0,1 L_шт.обт.- длины штатного конического обтекателя, обеспечивается снижение сопротивления всего до 0,5 ΔСх (ΔСх - снижение сопротивления за счет использования штатного конического обтекателя), т.е. при уменьшении длины обтекателя в десять раз происходит всего лишь двукратное увеличение сопротивления кормовой части, что зачастую при противоречивости требований к надежности и габаритам ЛА вполне удовлетворяет разработчиков. При этом естественно, что при увеличении относительной длины предлагаемого обтекателя сопротивление кормовой части ЛА будет падать, поэтому конкретная длина невыдвижного обтекателя выбирается исходя из возможности размещения ЛА в самолете-носителе, так в исследованном диапазоне относительная длина обтекателя l_обт=(0,03÷0,15)·D_ф обеспечивает снижение сопротивления на (0,5÷0,7)ΔСх. За границей диапазона (более 0,15 D_ф) сопротивление обтекателя существенно не уменьшается, что делает нецелесообразным дальнейшее увеличение его длины.

Предложенное техническое решение может найти применение при изготовлении и модернизации летательных аппаратов, преимущественно размещаемых в грузовых отсеках других летательных аппаратов.

Изобретение поясняется чертежом. На чертеже изображена хвостовая часть фюзеляжа летательного аппарата: цилиндрическая часть 1, сужающаяся кормовая часть 2, оперение 3, невыдвижной кормовой обтекатель сверхмалой длины 4, длина обтекателя составляет 0,03 диаметра фюзеляжа.

Гладкость стыка образующей обтекателя 4 с образующей кормовой части 2 и с донным срезом 5 обеспечивается геометрическим построением: центр окружности 6, дуга которой является образующей поверхности обтекателя 4, находится на перпендикуляре к касательной к образующей кормы 2 в точке ее стыка с обтекателем 4, а радиус окружности R подбирается таким, чтобы донный срез 5 был касательным к этой окружности.

Летательный аппарат нормальной аэродинамической схемы, имеющий фюзеляж кругового сечения, с сужающейся кормовой частью, с обтекателем кормовой части, отличающийся тем, что обтекатель кормовой части выполнен невыдвижным и сверхмалой длины, составляющей от 0,03 до 0,15 диаметра фюзеляжа, причем обтекатель спрофилирован по всей длине дугой окружности с гладким стыком с кормовой частью и плоскостью донного среза, центр окружности находится на перпендикуляре к касательной к образующей кормы в точке ее стыка с обтекателем, а радиус окружности выбран так, чтобы донный срез был касательным к этой окружности.