Аэродинамический гребень на роговой компенсации
Владельцы патента RU 2477242:
Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)
Изобретение относится к области авиации. Аэродинамический гребень на роговой компенсации руля выполнен с перпендикулярным срезом к оси вращения. На роговой части руля симметрично относительно хорды установлен пластинчатый аэродинамический гребень с возможностью препятствовать перетеканию потока. Гребень выполнен в виде сектора круга с центральным углом, равным удвоенному углу отклонения руля. Изобретение направлено на повышение эффективности руля. 3 ил.
Изобретение относится к авиации, конкретно - к конструкции рулевых поверхностей с роговой компенсацией, и может быть использовано при их конструировании (для самолетов).
Известна конструкция рулей с роговой компенсацией на самолетах «Як-52», «Як-55» (А.Е.Коровин, Ю.Ф.Новиков, Практическая аэродинамика и динамика полета самолетов «Як-52», «Як-55», 1989 г., стр.165, рис.107). На самолете «Як-52» применена роговая компенсация с косым срезом руля направления (неперпендикулярным оси вращения руля). На самолете «Як-55» применена роговая компенсация с прямым срезом руля высоты (перпендикулярным оси вращения руля). Недостатком данного вида компенсации является ухудшение характера обтекания оперения из-за перетекания потока через щель между «рогом» руля и неподвижной частью оперения, увеличение лобового сопротивления и снижение эффективности руля, оснащенного роговым компенсатором. Особенно сильно ухудшает обтекание косой срез «рога» (см. А.Е.Коровин, Ю.Ф.Новиков. Практическая аэродинамика и динамика полета самолетов «Як-52», «Як-55» 1989 г., стр.166, 3 абзац). Этот недостаток влечет за собой следующее:
- руль необходимо делать несколько большей площади, а значит и веса,
- при маневре уменьшается аэродинамическое качество самолета, он быстрее тормозится (теряет скорость) на фигурах. Задачей данного изобретения является улучшение характера обтекания в зоне роговой компенсации руля.
Решение задачи достигается установкой аэродинамического гребня на «роге» руля. Гребень выполнен в виде металлической пластины. Пластина имеет вид сектора круга с углом раствора (центральным углом) равным удвоенному углу отклонения руля. Аэродинамический гребень устанавливается симметрично относительно хорды руля. Поэтому при отклонении руля в любую сторону аэродинамический гребень перекрывает щель между рулем и неподвижной частью оперения: стабилизатором, килем, кромкой крыла (для элерона или элевона), препятствуя перетечкам и вихреобразованию, повышая эффективность рулевой поверхности, что позволяет снизить ее вес.
В «рогах» роговой компенсации всегда располагаются грузы - противофлаттерные балансиры. Теперь эту роль, частично, может взять на себя аэродинамический гребень роговой компенсации.
Описанная конструкция аэродинамического гребня поясняется чертежами: на фиг.1 изображено оперение с роговой компенсацией, без аэродинамического гребня, показаны линии тока потока и зоны повышенного и пониженного давления, показано перетекание потока из зоны повышенного давления в зону пониженного давления;
на фиг.2 изображено оперение с роговой компенсацией и аэродинамическим гребнем, показаны линии тока потока, зоны повышенного и пониженного давления, показано отсутствие перетекания потока из зоны повышенного давления в зону пониженного давления, так как между ними расположена преграда - аэродинамический гребень;
на фиг.3 изображен вид по А на фиг.2.
Оперение с роговой компенсацией и аэродинамическим гребнем состоит из неподвижной части - поз.1 (фиг.2); руля - поз.2 и аэродинамического гребня - поз.3, который жестко закреплен на роговой части руля поз.2 симметрично относительно хорды руля.
Оперение с роговой компенсацией, оснащенное аэродинамическим гребнем, работает следующим образом: при маневре руль 2 с роговой компенсацией отклоняется, отклоняя поток, в котором возникает зона повышенного давления. Поток из этой зоны стремится перетечь в зону пониженного давления. При наличии аэродинамического гребня 3 в месте образования щели между «рогом» и неподвижной частью оперения 1 перетекание невозможно, исчезают завихрения и перетечки в зону пониженного давления, поток в месте установки аэродинамического гребня становится плоским и эффективность руля с аэродинамическим гребнем на роговой компенсации возрастает.
Для самолета «Як-52», с переходом от косого среза рогового компенсатора на руле направления к роговому компенсатору с перпендикулярным срезом к оси вращения и с аэродинамическим гребнем, технический эффект выражается в уменьшении веса руля направления почти на один килограмм и некотором уменьшении усилий на педали управления.
Аэродинамический гребень на роговой компенсации руля с перпендикулярным срезом к оси вращения, отличающийся тем, что на роговом компенсаторе руля симметрично относительно хорды установлен пластинчатый аэродинамический гребень в виде сектора круга с центральным углом, равным удвоенному углу отклонения руля.
