Структура для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела в текучей среде, ее применение, содержащее такую структуру тело, проточный канал, реактивный двигатель и приводное устройство, содержащее такое тело, и пленка для такого тела

Авторы патента:


Структура для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела в текучей среде, ее применение, содержащее такую структуру тело, проточный канал, реактивный двигатель и приводное устройство, содержащее такое тело, и пленка для такого тела
Структура для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела в текучей среде, ее применение, содержащее такую структуру тело, проточный канал, реактивный двигатель и приводное устройство, содержащее такое тело, и пленка для такого тела

 


Владельцы патента RU 2565641:

ФЕУСИ Марко (CH)

Группа изобретений относится к области аэрогидродинамики. Группа изобретений включает обтекаемое текучей средой тело, проточный канал, реактивный двигатель, приводное устройство, пленку для такого тела и применение обтекаемой текучей средой структуры. Обтекаемое текучей средой тело (10) содержит обтекаемую текучей средой (30) поверхность (12), имеющую общую форму, определяющую главное направление (14) потока по поверхности (12). Поверхность (12) содержит структуру для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела (10), которая содержит выемку (16.2-16.3), имеющую поперечное сечение по существу в форме кругового сегмента, с целью образования завихрения (26.2-26.3) текучей среды. Структура содержит входной участок (18.2-18.3), наклоненный по отношению к главному направлению потока по направлению к выемке (16.2-16.3) и расположенный по главному направлению потока перед выемкой (16.2-16.3), с целью введения потока (24) текучей среды в выемку (16.2-16.3). Структура выполнена с возможностью образования завихрения (26.2-26.3) текучей среды, располагаемого по существу внутри выемки (16.2-16.3). Группа изобретений направлена на уменьшение аэрогидродинамического сопротивления тела в текучей среде. 6 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к телу, содержащему по меньшей мере одну обтекаемую текучей средой поверхность, имеющую общую форму, определяющую главное направление потока по поверхности, при этом поверхность по меньшей мере частично содержит структуру для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела, причем структура содержит по меньшей мере одну выемку, имеющую поперечное сечение по существу в форме кругового сегмента, с целью образования завихрения текучей среды. Кроме того, изобретение относится к пленке, содержащей соответствующую поверхностную структуру.

В самолетостроении, а также, например, в судостроении или при конструировании высокоскоростных поездов и автомобилей большое значение имеет получение формы, а также поверхности, обладающих как можно меньшим сопротивлением. Преимущества самолета, корабля или автомобиля с хорошими характеристиками обтекания, то есть с низким аэрогидродинамическим сопротивлением, состоят, с одной стороны, в малой потребности в энергии и, таким образом, в малом расходе топлива, а с другой стороны, при одной и той же мощности привода могут быть достигнуты более высокие скорости. Таким образом, в общей сложности тело с малым аэрогидродинамическим сопротивлением эффективнее движется через текучую среду, например воздух или воду, что особенно важно при высокой стоимости энергии.

В US 2,899,150 описано самолетное крыло, которое имеет малое поверхностное трение в воздухе. При этом по поверхности крыла поперечно направлению полета и потока предусмотрены круглые выемки в форме канавок. В выемках образуются завихрения воздуха, которые способствуют уменьшению аэрогидродинамического сопротивления крыла.

В US 6,363,972 эту идею развивают далее, и на поверхности тела, обтекаемой воздухом, предусмотрены различные формы выемок.

Однако недостаток обеих структур состоит в еще неудовлетворительно высоком аэрогидродинамическом сопротивлении.

В частности, в случае реактивных летательных аппаратов аэрогидродинамическое сопротивление внутри каждого реактивного двигателя в особой мере вносит вклад в общее аэрогидродинамическое сопротивление летательного аппарата. Воздушный поток внутри двигателя частично доводится до сверхзвуковой скорости или, в случае полета в сверхзвуковом режиме, уже имеет сверхзвуковую скорость. При этом могут возникать особые, частично еще не изученные гидродинамические эффекты, которые делают менее эффективными традиционные структуры для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления обтекаемой поверхности, например, упомянутые выше.

Таким образом, задача изобретения состоит в том, чтобы дополнительно уменьшить аэрогидродинамическое сопротивление тела в текучей среде. Кроме того, задача состоит в том, чтобы произвести эффективное уменьшение аэрогидродинамического сопротивления тела также и для режимов потока со скоростями выше скорости звука.

Решение задачи описано в пп.1, 14 и 15 формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты выполнения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения. Предметом изобретения является тело, содержащее по меньшей мере одну обтекаемую текучей средой поверхность, имеющую общую форму, определяющую главное направление потока по поверхности, при этом поверхность по меньшей мере частично содержит структуру для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела. При этом структура содержит по меньшей мере одну выемку, имеющую поперечное сечение по существу в форме кругового сегмента, с целью образования завихрения текучей среды. Тело отличается тем, что структура имеет по меньшей мере один входной участок, наклоненный по отношению к главному направлению потока по направлению к выемке и расположенный по главному направлению потока перед выемкой, для введения потока текучей среды в выемку. При этом структура выполнена с возможностью образования завихрения текучей среды, располагаемого по существу внутри выемки.

Таким образом, тело имеет поверхность, проходящую по большой области. При этом поверхность может быть как плоской, так и криволинейной. Общая форма поверхности определяет при этом, в частности, в зависимости от направления обтекания тела главное направление потока текучей среды по поверхности, в некоторой степени осредненное направление потока. При этом небольшие структуры на поверхности оказывают лишь небольшое влияние. Поверхность тела согласно изобретению содержит структуру, включающую в себя по меньшей мере одну выемку, имеющую поперечное сечение по существу в форме кругового сегмента, и которая предназначена и выполнена для образования завихрения текучей среды. Кроме того, структура включает в себя входной участок, который предназначен и выполнен для введения потока текучей среды в выемку. Для этого входной участок, с одной стороны, расположен по направлению главного потока перед выемкой, так что поток текучей среды, обтекающий поверхность, вначале проходит через входной участок, а затем через него в выемку. С другой стороны, входной участок наклонен по отношению к главному направлению потока по направлению к выемке. Это означает, что при общем горизонтальном прохождении поверхности входной участок наклонен в вертикальном направлении к выемке. Таким образом, часть потока текучей среды, обтекающего поверхность и проходящего через входной участок, направляется в выемку посредством входного участка. В выемке образуется завихрение текучей среды, остающееся по существу внутри выемки благодаря ее конфигурации, посредством конфигурации выемки и потока текучей среды.

Диаметр поперечного сечения выемки, имеющего по существу форму кругового сегмента, может при этом предпочтительно составлять 8 мм для воздуха, протекающего по поверхности со скоростью 100 км/ч (примерно 27,8 м/с). При этом предпочтительный диаметр линейно увеличивается вместе с ожидаемой скоростью потока воздуха. В случае воды в качестве текучей среды диаметр в поперечном сечении выемки предпочтительно составляет 8 мм для воды, протекающей по поверхности со скоростью 6 км/ч (примерно 1,7 м/с). Это означает, что размеры выемки зависят от вида ожидаемого потока текучей среды. Эмпирическая формула для назначения размеров выемки для газов имеет вид d=8·v/1000, где d обозначает диаметр выемки в сантиметрах, a v - скорость потока текучей среды в км/ч. Поверхность выемки предпочтительно покрыта TiO2, благодаря чему достигается особенно малое аэрогидродинамическое сопротивление между завихрением текучей среды, расположенным в выемке, и краем выемки. Выемка может также иметь поперечное сечение, отличающееся от круглой формы.

Это означает, что часть потока текучей среды, протекающая непосредственно по поверхности, надежно и эффективно преобразуется в завихрение текучей среды (гельмгольцевское завихрение), остающееся по существу внутри выемки, посредством входного участка и выемки. То, что завихрение текучей среды по существу остается внутри выемки, означает, что большая часть находящихся в выемке частиц текучей среды остается внутри выемки в стационарном завихрении, то есть не выводится из выемки.

Благодаря завихрению, расположенному в выемке, при продолжительном потоке текучей среды ее частицы проводятся над завихрением текучей среды. Так как завихрение текучей среды имеет скорость вращения, то разность скоростей между наружным краем завихрения текучей среды и потоком текучей среды, непосредственно проводимым над завихрением текучей среды, является очень малой, так что аэрогидродинамическое сопротивление тела, возрастающее пропорционально скорости обтекания, также может оставаться очень малым. Таким образом, в области завихрения текучей среды поток текучей среды, обтекающий поверхность, не попадает в непосредственный контакт с (неподвижным) телом, а контактирует лишь с наружным краем завихрения. Кроме того, благодаря входному участку возможно также эффективное уменьшение аэрогидродинамического сопротивления для сверхзвуковых скоростей потока текучей среды.

В одном предпочтительном варианте выполнения выемка вытянута по существу поперечно главному направлению потока, в частности, в форме канавки. Если выемка проходит по телу поперечно главному направлению потока, то действие поверхностной структуры будет максимальным. При этом угловое отклонение до 45° от перпендикуляров к главному направлению потока все еще обеспечивает возможность отчетливого уменьшения аэрогидродинамического сопротивления по сравнению с известными структурами. В одном особенно предпочтительном варианте выполнения структуры в форме канавок выемка проходит в поперечном направлении к главному направлению потока по всей поверхности.

Предпочтительно структура содержит выемки, расположенные, в частности, друг за другом по главному направлению потока. Структура является особенно эффективной, если на поверхности тела имеется большое количество выемок, расположенных друг за другом по главному направлению потока. Благодаря этому структурой может быть снабжена большая поверхность тела, и поэтому возможно особенно эффективное уменьшение аэрогидродинамического сопротивления. В этом случае последующие частицы потока текучей среды, который протекает по поверхности тела, почти не проводятся по самой поверхности тела, а почти полностью проводятся над поверхностью благодаря завихрению текучей среды. При этом разность скоростей между слоем потока текучей среды, который является ближайшим к поверхности, и каждым из завихрений текучей среды очень мала, и таким образом, аэродинамическое сопротивление также очень мало.

В случае нескольких выемок особенно предпочтительно, если соседние выемки находятся на расстоянии друг от друга, составляющем от 1 до 6, в частности от 1,1 до 1,75, предпочтительно от 1,25 до 1,5 и особенно предпочтительно 1,25 величины диаметра поперечного сечения, имеющего форму кругового сегмента. При этом расстояние между выемками соответственно определяется между средними точками соседних выемок. Посредством назначенного таким образом расстояния между выемками, предпочтительно по главному направлению потока, достигается особенно большое уменьшение аэрогидродинамического сопротивления тела.

Предпочтительно входной участок выполнен криволинейным. При этом радиус кривизны предпочтительно составляет от 1,1 до 1,75, в частности от 1,25 до 1,5 и особенно предпочтительно 1,25 величины диаметра поперечного сечения, имеющего форму кругового сегмента, при этом может быть также преимуществом, если он составляет от 2 до 6 величин диаметра поперечного сечения, имеющего форму кругового сегмента. Благодаря такой кривизне поток текучей среды, протекающий непосредственно по поверхности тела, направляется в выемку особенно надежно и с малым трением.

Предпочтительно входной участок выполнен таким образом, что наклон между главным направлением потока и параллельной ему касательной в первой точке входного участка больше, чем во второй точке, которая расположена по отношению к первой точке вверх по главному направлению потока. Это означает, что наклон входного участка по отношению к главному направлению потока увеличивается по направлению потока. Это не обязательно должно происходить непрерывно, а могут также иметь место дискретные области входного участка, которые различным образом наклонены по отношению к главному направлению потока, при этом от участка к участку наклон увеличивается.

В следующем предпочтительном варианте выполнения выемка имеет расположенную вверх по главному направлению потока первую кромку между входным участком и выемкой и расположенную вниз по направлению потока вторую кромку между выемкой и расположенной вниз по направлению потока частью поверхности. При этом первая кромка смещена по отношению ко второй кромке по существу по направлению внутрь тела, с целью образования завихрения в выемке. В этой связи кромку следует понимать как резкое изменение направления поверхности. Она имеет место на переходах между каждой выемкой и окружающими ее частями поверхности. То, что первая кромка смещена по отношению ко второй кромке по существу по направлению внутрь тела, означает в свою очередь, что вторая кромка в некоторой степени выступает по направлению от выемки по отношению к первой кромке. Поэтому вторая кромка является дополнительным элементом, который облегчает введение потока текучей среды в выемку, и структура особенно пригодна также для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления при сверхзвуковых потоках.

При этом точка выемки, расположенная на наибольшем удалении вверх по направлению потока, то есть края выемки, предпочтительно смещена по отношению к первой кромке по направлению внутрь тела, чтобы расположить завихрение текучей среды по существу внутри выемки. Точка выемки, расположенная на наибольшем удалении вверх по направлению потока, находится под первой кромкой. При этом имеется в виду точка края выемки, от которой поток текучей среды, следующий краю выемки, постоянно (частично) движется вниз по направлению потока, то есть по главному направлению потока. При поперечном сечении выемки в форме кругового сегмента этой точкой обычно является точка на краю выемки с касательной, проходящей перпендикулярно главному направлению потока. Это означает, что частица завихрения текучей среды внутри выемки движется на первой кромке по меньшей мере частично по главному направлению потока. С этим связано надежное расположение завихрения текучей среды по существу внутри выемки.

В одном предпочтительном варианте выполнения вторая кромка смещена по отношению к средней точке выемки по главному направлению потока на величину, составляющую от 0,1 до 0,6 или от 0,1 до 0,5, предпочтительно 0,25 и особенно предпочтительно 0,3 величины радиуса поперечного сечения, имеющего форму кругового сегмента. Это расположение второй кромки по отношению к выемке, имеющей форму кругового сегмента, точнее по отношению к ее средней точке, то есть центральной точке окружности, определяющей поперечное сечение, обеспечивает в свою очередь возможность особенно эффективного уменьшения аэрогидродинамического сопротивления поверхности. Это связано, с одной стороны, с надежной локализацией завихрения внутри соответствующей выемки, а с другой стороны, также с эффективным введением текучей среды в выемку при взаимодействии с входным участком.

Предпочтительно вторая кромка имеет выступ, наклоненный навстречу главному направлению потока и по направлению к выемке, с целью перевода завихрения к последующей выемке. Такой выступ вынуждает завихрение текучей среды оставаться внутри выемки, так что частицы завихрения текучей среды остаются в выемке и не выводятся из нее наружу. Так как вследствие протекания текучей среды по поверхности тела в выемку поступают дополнительные частицы текучей среды, то при сжимаемой среде, например воздухе, возрастает внутреннее давление завихрения текучей среды, вследствие которого завихрение текучей среды расширяется. Таким образом, часть завихрения текучей среды расширяется выше второй кромки, и посредством наклонного выступа, который предпочтительно наклонен по отношению к главному направлению потока на угол от 10° до 20°, особенно предпочтительно 17°, она направляется к следующей по направлению потока выемке. Таким образом, образуется воздушная подушка, проходящая вдоль главного направления потока от выемки к выемке, что обеспечивает возможность эффективного уменьшения сопротивления.

Предпочтительно участок дуги окружности поперечного сечения выемки составляет от 270° до 310°, предпочтительно от 280° до 300°, особенно предпочтительно 290°, так что выемка открыта в угловой области своего поперечного сечения, составляющей от 90° до 50°, предпочтительно от 80° до 60°, особенно предпочтительно 70°. Однако может быть также благоприятным, если участок дуги окружности поперечного сечения выемки составляет от 181° до 315°, в частности от 260° до 290°, так что выемка открыта в угловой области своего поперечного сечения, составляющей от 179° до 45°, в частности от 100° до 75°. При этом угловая область проема зависит также от ожидаемой скорости потока текучей среды. Проем выемки с соответствующим образом назначенными размерами способствует в свою очередь особенно эффективному уменьшению аэрогидродинамического сопротивления поверхности и, таким образом, тела, обтекаемого текучей средой.

Проточный канал согласно изобретению, в частности сверхзвуковой проточный канал, включает в себя описанное выше тело. Благодаря этому обеспечен поток текучей среды через проточный канал с особенно малым трением. В частности, проточным каналом может быть внутренняя часть реактивного двигателя, в которой по меньшей мере частично может иметь место поток текучей среды со сверхзвуковой скоростью. Реактивный двигатель согласно изобретению, а также приводное устройство согласно изобретению также обеспечены описанным выше телом. При этом приводное устройство, проточный канал или реактивный двигатель предпочтительно содержат обтекаемую текучей средой поверхность, которая по существу полностью обеспечена описанной выше структурой.

Согласно следующему аспекту изобретения пленка содержит структуру для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела, обтекаемого текучей средой по главному направлению потока, на поверхность которого может наноситься пленка. При этом структура содержит по меньшей мере одну выемку, имеющую поперечное сечение по существу в форме кругового сегмента, с целью образования завихрения текучей среды. При этом пленка отличается тем, что структура содержит по меньшей мере один входной участок, наклоненный по отношению к главному направлению потока по направлению к выемке и расположенный по главному направлению потока перед выемкой, с целью введения потока текучей среды в выемку. При этом благодаря структуре внутри выемки может образовываться завихрение текучей среды, расположенное по существу внутри выемки. Таким образом, пленка согласно изобретению пригодна для того, чтобы изготовить тело согласно изобретению посредством покрытия пленкой поверхности почти любого тела.

Следующий аспект изобретения состоит в применении обтекаемой текучей средой по главному направлению потока поверхностной структуры, содержащей по меньшей мере одну выемку, имеющую поперечное сечение по существу в форме кругового сегмента, с целью образования завихрения текучей среды, которая содержит входной участок, наклоненный по отношению к главному направлению потока и расположенный по главному направлению потока перед выемкой, для введения потока текучей среды в выемку, с целью уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела, обеспеченного поверхностной структурой.

Следующие предпочтительные варианты выполнения вытекают из последующего описания чертежей, а также из совокупности пунктов формулы изобретения.

На чертежах изображено:

фиг.1 - вид сбоку в сечении фрагмента тела с поверхностной структурой согласно одному предпочтительному варианту выполнения,

фиг.2 - вид сбоку в сечении фрагмента тела с поверхностной структурой согласно следующему предпочтительному варианту выполнения.

На фиг.1 показан вид сбоку в сечении тела 10 вдоль его поверхности 12, которая подвергается обтеканию текучей средой 30. Поверхность 12 содержит четыре расположенные рядом друг с другом выемки 16.1-16.4, которые имеют поперечное сечение в форме кругового сегмента и предпочтительно имеют поверхность из двуокиси титана или другую в достаточной степени инертную и/или уменьшающую трение поверхность, причем выемка 16.4 показана лишь частично. При этом четыре выемки 16.1-16.4 находятся на расстоянии друг от друга, составляющем 1,25 величины диаметра D окружности, определяющей поперечное сечение выемок. Между выемками 16.1 и 16.2 предусмотрен входной участок 18.2 выемки 16.2, между выемками 16.2 и 16.3 - входной участок 18.3 выемки 16.3, а между выемками 16.3 и 16.4 - входной участок 18.4. Структура выемок вместе с их признаками периодически продолжается по главному направлению потока. Описание чертежей относится соответственно к фрагменту общей структуры. В частности, для показанной лишь частично выемки 16.4 аналогично имеют силу описанные свойства, даже если это явно не упоминается.

Плоскость сечения на фиг.1 проходит вдоль главного направления 14 потока текучей среды 30 над поверхностью 12 тела 10. Таким образом, выемки 16.1-16.4 находятся на одинаковых расстояниях друг от друга вдоль главного направления 14 потока и проходят по существу поперечно главному направлению 14 потока, из плоскости чертежа фиг.1 или в нее. Расстояние А между выемками 16.1-16.4, то есть расстояние между средними точками соседних выемок 16.1-16.4, составляет в этом предпочтительном варианте выполнения 1,25 величины диаметра D каждой из выемок 16.1-16-4. В показанном на фиг.1 предпочтительном варианте выполнения находящиеся между соседними выемками 16.1-16.4 входные участки 18.2-18.4 изогнуты по направлению к относящимся к ним выемкам 16.2-16.4. При этом кривизна соответственно обеспечена такой, что они имеют радиус R кривизны, составляющий от 1,25 до 1,5 (в случае варианта выполнения, который показан на фиг.2) величины диаметра D выемок 16.2-16.4.

Выемки 16.2 и 16.3 соответственно имеют проемы, которые соответственно ограничены по главному направлению 14 потока первой кромкой 20.2-20.3 и второй кромкой 22.2-22.3. Таким образом, кромки 20.2, 20.3, 22.2, 22.3 определяют также угловую область W, которая может быть обозначена как угол раскрытия и показана на примере выемки 16.2, по которой проходит соответствующий проем выемки. В показанном на фиг.1 предпочтительном варианте выполнения высота Н первой кромки 20.2-20.3 над самой глубокой точкой соответствующей выемки 16.2, 16.3 составляет 0,75 величины диаметра D соответствующей выемки. Вторые кромки 22.2-22.3 соответственно смещены по отношению к первым кромкам 20.2-20.3 по высоте, то есть по направлению от тела 10. По отношению к расположению средней точки М каждой выемки вторая кромка смещена по главному направлению 14 потока на глубину Т, составляющую 0,25 диаметра D соответствующей выемки.

Протекающая по поверхности 12 текучая среда 30, главное направление 14 потока которой определено глобальной формой поверхности 12, попадает в своей области, непосредственно прилегающей к поверхности 12, на входные участки 18.2-18.3. Входные участки 18.2-18.3 направляют частичный поток 24 текучей среды 30 в выемки 16.2-16.3, где благодаря круглой форме поперечного сечения выемок 16.2-16.3 образуется завихрение 26.1-26.3 текучей среды. При этом вторые кромки 22.1-22.3 отделяют вводимый в выемку поток 24 текучей среды от протекающего далее потока 28 текучей среды, который проводится над вторыми кромками 22.1-22.3 выемок 16.1-16.3. Протекающий далее поток 28 текучей среды и все расположенные над ним слои проводятся над поверхностью 12 тела 10 посредством завихрений 26.1-26.3 текучей среды в выемках 16.1-16.3 с очень малым аэрогидродинамическим сопротивлением.

Завихрения 26.1-26.3 текучей среды в выемках 16.1-16.3 постоянно приводятся в действие посредством протекающей текучей среды 30 и продолжают существовать, пока текучая среда 30 протекает по поверхности 12 тела 10. Благодаря высокой скорости вращения завихрений 26.1-26.3 возникает лишь минимальная разность скоростей между протекающим далее потоком 28 текучей среды и завихрениями 26.1-26.3 текучей среды. Благодаря минимальной разности скоростей почти не возникает аэрогидродинамическое сопротивление в области завихрения текучей среды.

Кроме того, завихрения текучей среды образуют «воздушную подушку», по которой проводится протекающий далее поток 28 текучей среды и благодаря которой поток 28 текучей среды не приходит или почти не приходит в непосредственный контакт с самой поверхностью 12 тела 10.

На фиг.2 показан следующий вариант выполнения, в котором вторая кромка 22.1-22.3 снабжена выступом 23.1-23.3, проходящим навстречу направлению потока и наклоненным по направлению к выемке. Второй предпочтительный вариант выполнения аналогичен варианту, показанному на фиг.1.

1. Обтекаемое текучей средой тело (10), содержащее по меньшей мере одну обтекаемую текучей средой (30) поверхность (12), имеющую общую форму, определяющую главное направление (14) потока по поверхности (12), в котором поверхность (12) по меньшей мере частично содержит структуру для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела (10),
причем структура содержит по меньшей мере одну выемку (16.1-16.3) с целью образования завихрения (26.1-26.3) текучей среды, и по меньшей мере один входной участок (18.1-18.3), наклоненный по отношению к главному направлению потока по направлению к выемке (16.1-16.3) и расположенный по главному направлению потока перед выемкой (16.1-16.3), с целью введения потока (24) текучей среды в выемку (16.1-16.3), отличающееся тем, что
выемка (16.1-16.3) имеет поперечное сечение в форме кругового сегмента и выполнена с возможностью образования завихрения (26.1-26.3) текучей среды потоком (24) текучей среды по поверхности (12) внутри выемки (16.1-16.3), выполненной таким образом, что завихрение текучей среды расположено по существу внутри выемки и образует подушку, по которой поток (28) текучей среды протекает дальше.

2. Тело (10) по п.1, в котором выемка (16.1-16.3) вытянута поперечно главному направлению (14) потока, в частности имеет форму канавки.

3. Тело (10) по п.1, в котором структура содержит выемки (16.1-16.3), расположенные, в частности, друг за другом по главному направлению (14) потока.

4. Тело (10) по п.3, в котором соседние выемки (16.1, 16.2; 16.2, 16.3) предпочтительно расположены на расстоянии друг от друга, составляющем, в зависимости от плотности, вязкости и температуры текучей среды, от 1 до 6 величин диаметра (D) поперечного сечения, имеющего форму кругового сегмента.

5. Тело (10) по п.1, в котором входной участок (18.1-18.3) выполнен прямолинейным и/или криволинейным, при этом, в частности, радиус (R) кривизны составляет, в зависимости от плотности, вязкости и температуры текучей среды, от 2 до 6 величин диаметра (D) поперечного сечения, имеющего форму кругового сегмента.

6. Тело (10) по п.1, в котором входной участок (18.1-18.3) выполнен таким образом, что наклон между главным направлением (14) потока и параллельной ему касательной в первой точке входного участка больше, чем во второй точке, расположенной по отношению к первой точке выше по главному направлению потока.

7. Тело (10) по п.1, в котором выемка (16.2-16.3) имеет первую кромку (20.2-20.3), расположенную вверх по главному направлению (14) потока, между входным участком (18.2-18.3) и выемкой 16.2-16.3), и вторую кромку (22.2-22.3), расположенную вниз по главному направлению потока, между выемкой (16.2-16.3) и частью поверхности, расположенной вниз по направлению потока, причем первая кромка (20.2-20.3) смещена по отношению ко второй кромке (22.2-22.3) по направлению внутрь тела (10), с целью образования завихрения (26.2-26.3) текучей среды в выемке (16.2-16.3).

8. Тело (10) по п.7, в котором точка выемки (16.2-16.3), наиболее удаленная вверх по направлению потока, смещена по отношению к первой кромке (20.2-20.3) по направлению внутрь тела (10), с целью расположения завихрения (26.2-26.3) текучей среды по существу внутри выемки (16.2-16.3).

9. Тело (10) по п.7, в котором вторая кромка (22.2-22.3) смещена по отношению к средней точке (M) выемки (16.2-16.3) по главному направлению потока на величину, составляющую от 0,1 до 0,6, предпочтительно 0,3 величины, радиуса поперечного сечения, имеющего форму кругового сегмента.

10. Тело (10) по пп.3 и 7, в котором вторая кромка (22.2-22.3) имеет выступ (23.2-23.3), наклоненный навстречу главному направлению потока и по направлению к выемке, с целью перевода завихрения текучей среды к следующей выемке.

11. Тело (10) по п.1, в котором участок дуги окружности поперечного сечения выемки (16.2-16.3) составляет от 181° до 315°, предпочтительно от 260° до 290°, в зависимости от плотности, вязкости и температуры текучей среды, так что выемка (16.2-16.3) открыта по угловой области своего поперечного сечения, составляющей от 179° до 45°, предпочтительно от 100° до 75°.

12. Проточный канал, содержащий тело (10) по одному из пп.1-11.

13. Реактивный двигатель, содержащий тело (10) по одному из пп.1-11.

14. Приводное устройство, содержащее тело (10) по одному из пп.1-11.

15. Пленка для обтекаемого текучей средой тела, содержащая структуру для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела, обтекаемого текучей средой по главному направлению (14) потока, на поверхность которого может быть нанесена пленка,
причем структура содержит по меньшей мере одну выемку (16.1-16.3), с целью образования завихрения (26.1-26.3) текучей среды, и
по меньшей мере один входной участок (18.1-18.3), наклоненный по отношению к главному направлению (14) потока по направлению к выемке (16.1-16.3) и расположенный по главному направлению (14) потока перед выемкой (16.1-16.3), с целью введения потока (24) текучей среды в выемку (16.1-16.3), отличающаяся тем, что
выемка (16.1-16.3) имеет поперечное сечение в форме кругового сегмента и выполнена с возможностью образования завихрения (26.1-26.3) текучей среды потоком (24) текучей среды по поверхности (12) внутри выемки (16.1-16.3), выполненной таким образом, что завихрение текучей среды расположено по существу внутри выемки и образует подушку, по которой поток (28) текучей среды протекает дальше.

16. Применение обтекаемой текучей средой по главному направлению потока поверхностной структуры для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления обтекаемого текучей средой тела, содержащей по меньшей мере одну выемку (16.1-16.3), с целью образования завихрения (26.1-26.3) текучей среды, и имеющей входной участок (18.1-18.3), наклоненный по отношению к главному направлению потока и расположенный по главному направлению потока перед выемкой, с целью введения потока текучей среды в выемку (16.1-16.3), отличающееся тем, что структура содержит выемку, имеющую поперечное сечение в форме кругового сегмента, с целью уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела, обеспеченного посредством указанной структуры, в которой выемка выполнена с возможностью образования завихрения (26.1-26.3) текучей среды потоком (24) текучей среды по поверхности (12) внутри выемки (16.1-16.3), выполненной таким образом, что завихрение текучей среды расположено по существу внутри выемки и образует подушку, по которой поток (28) текучей среды протекает дальше.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к изделию, предназначенному для использования в текучих средах. На поверхности этого изделия имеется по меньшей мере один участок, предназначенный для контакта с потоком текучей среды, протекающей в направлении (S), и содержащий выступы (1, 1', 1") заданных длины (L1, L2) и конфигурации, причем смежные выступы (1, 1', 1") ограничивают впадину (8, 8').

Изобретение относится к аэрогидродинамике и может быть использовано в машиностроении при проектировании корпусов, в текстильной промышленности при изготовлении костюмов для спорта, при строительстве трубопровода для снижения трения жидкости или газа, а также в других областях промышленности.

Транспортное судно содержит металлическое изделие, поверхность которого имеет ребристый рельеф, включающий множество соседних, непрерывно прокатанных продольных ребер, проходящих вдоль поверхности.

Группа изобретений относится к аэродинамическим конструкциям. Выступ для изменения структуры скачка уплотнения содержит расширяющийся нос и сужающийся хвост.

Аэродинамическая конструкция по первому варианту содержит выступ для изменения структуры скачка уплотнения, отходящий от поверхности указанной аэродинамической конструкции.

Аэродинамическая конструкция содержит группу выступов для отклонения скачка уплотнения, отходящих от ее поверхности. Выступы для отклонения скачка уплотнения распределены по указанной конструкции с неравномерным шагом между центрами и/или кромками соседних выступов.

Изобретение относится к аэродинамической конструкции, содержащей систему выступов для изменения структуры скачка уплотнения, отходящих от поверхности конструкции.

Изобретение относится к способам управления пограничным слоем на поверхности летательного аппарата. .

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в конструкции воздухоочистительных устройств газотурбинных установок (ГТУ), применяемых в качестве приводов, например, газоперекачивающих агрегатов или газотурбинных электростанций, для исключения возможности возникновения помпажа двигателя ГТУ.

Противообледенительная система газотурбинного двигателя содержит теплообменник, установленный в проточной части двигателя перед входом в компрессор двигателя. Воздух, отбираемый за последней ступенью компрессора, через теплообменник подается в систему охлаждения турбины.

Турбореактивный двигатель включает в себя вентилятор (2) с входным обтекателем (3) на рабочем колесе (4) и радиально-упорный подшипник (5) с лабиринтными уплотнениями масляной полости (7), а также компрессор низкого давления (8) и компрессор высокого давления (9).

Изобретение относится к двухконтурным газотурбинным двигателям авиационного применения. Двухконтурный двигатель включает рабочее колесо вентилятора, спрямляющие лопатки и компрессор низкого давления на выходе из рабочего колеса, а также разделитель потоков воздуха между наружным и внутренним контурами двухконтурного двигателя.

Звукоизолирующая панель содержит несущее покрытие и закрепленный на указанном покрытии звукопоглощающий пористый материал. Структура пористого материала выбрана из группы, включающей: пены, вспененные материалы, войлоки, а также материалы, содержащие совокупности малоразмерных элементов, а сам пористый материал выбран из группы, включающей: полимерные, металлические, керамические, композитные материалы и углеродную пену.

Конструкция стенки с шумопоглощающими изолирующими свойствами для воздухозаборного коллектора газотурбинной установки содержит первое средство для механического крепления внешнего листа, герметично разделяющего пространства с обеих сторон стенки, а также второе средство для крепления шумоизолирующего материала между пространствами с обеих сторон стенки.

Силовая установка для летательного аппарата содержит вентилятор (3) и узел (А) воздухозаборника. Вентилятор (3) содержит корпус (23), на внутренней стенке которого предусмотрена обшивка (25), верхний по потоку край которой смещен назад относительно верхнего по потоку края (29) указанного корпуса (23).

Вращающийся входной обтекатель турбомашины для летательного аппарата имеет ось вращения. Обтекатель содержит передний конус, определяющий переднюю концевую часть входного обтекателя.

Узел содержит первый и второй элементы и соединительное устройство между этими двумя элементами, позволяющее сохранить целостность поверхности второго элемента.

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его для подачи в компрессор газотурбинного двигателя (ГТД) для защиты лопаточного аппарата от абразивного износа, а также для защиты газовоздушного тракта ГТД от попадания осадков и обледенения.

Способ распада, нарушения устойчивости или разрушения вихревого шнура, сходящего в полете с крыла самолета, имеющего законцовку крыла, содержащую крылышко, установленное с возможностью перемещения на концевой части крыла, направляющее устройство и устройство приведения в действие, соединенное с крылышком для его перемещения в процессе работы относительно крыла.
Наверх