Аэродинамическое устройство для придания летательному аппарату подъёмной и/или тяговой силы



Аэродинамическое устройство для придания летательному аппарату подъёмной и/или тяговой силы
Аэродинамическое устройство для придания летательному аппарату подъёмной и/или тяговой силы

Владельцы патента RU 2668540:

Лускин Григорий Михайлович (BY)

Изобретение относится к области летательных аппаратов тяжелее воздуха. Аэродинамическое устройство для придания летательному аппарату подъемной и/или тяговой силы содержит одну и другую части, образующие полость, имеющую входную и выходную щели, поперечные перегородки, расположенные в упомянутой полости, и заслонку для регулирования прохождения воздушного потока через полость. Оно снабжено продольной перегородкой, расположенной между одной и другой частями, каждая из которых выполнена плоской со сквозными отверстиями. Входная и выходная щели образованы продольной перегородкой и одной частью, а другой частью и продольной перегородкой образована дополнительная полость с дополнительной входной щелью, расположенной с возможностью удаления воздушного потока из дополнительной полости через сквозные отверстия другой части. В дополнительной полости расположены поперечные перегородки. Изобретение направлено на снижение силы аэродинамического лобового сопротивления устройства и на увеличение эффективности создания несущей и/или тяговой силы. 5 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности, к летательным аппаратам (ЛА), и может найти применение при конструировании крыльев и тяговых винтов самолетов и несущих винтов вертолетов.

Известные аэродинамические устройства ЛА обладают подъемной или тяговой силой благодаря тому, что в поперечном сечении выполнены с несимметричным аэродинамическим профилем. Поток воздуха, обтекающий профиль сверху (спереди для тяговых винтов), имеет большее сужение, чем поток, обтекающий профиль снизу (сзади для тяговых винтов), поэтому скорость в верхнем (переднем) потоке будет больше, чем в нижнем (заднем) потоке (Ефимов В.В., Ефимова М.Г. Основы авиации. Часть 1. Основы аэродинамики и динамики полета летательных аппаратов: Учебное пособие. - М.: МГТУ ГА, 2012. - С. 31-34).

Это приводит к тому, что на верхней (передней) поверхности профиля статическое давление будет меньше, чем на нижней (задней) поверхности в соответствии с законом Бернулли (Большая политехническая энциклопедия/ Авт. сост. В.Д. Рязанцев. - М.: Издательство «Мир и образование», 2011. С. 106).

Из-за разности статического давления и образуется аэродинамическая сила: подъемная вверх для крыла самолета и лопасти несущего винта вертолета, тяговая вперед для лопасти тягового винта самолета.

Известны аэродинамические устройства ЛА, выполненные в поперечном сечении с аэродинамическим профилем и содержащие каркас (силовую схему) и обшивку, для придания:

подъемной силы:

- крылья самолетов - Житомирский Г.И. Конструкция самолетов. 2-е изд., перераб. и дополн. - М: Машиностроение, 1995. С. 54, 62-63;

- лопасти несущих винтов вертолетов - Богданов Ю.С. и др. Конструкция вертолетов: Учебник для авиационных техникумов. - М.: Машиностроение, 1990 - 272 с. С. 102-104;

тяговой силы:

- лопасти тяговых винтов самолетов - Патент РФ на изобретение №2015062, B64C 11/00, опубликовано 30.06.1994).

Однако из-за того, что в полете крылья самолетов, лопасти несущих винтов вертолетов и тяговых винтов самолетов испытывают значительную аэродинамическую нагрузку, известные аэродинамические устройства обладают достаточно сложной конструкцией каркаса. Это обстоятельство приводит к усложнению производства и увеличению веса ЛА. Кроме того, они обладают достаточно большой силой аэродинамического лобового сопротивления из-за того, что снижение давления над (перед) ними достигается за счет их выполнения в поперечном сечении с аэродинамическим профилем и недостаточно эффективны в придании ЛА подъемной и/или тяговой силы, т.к. не позволяют увеличить давление под (за) аэродинамическим устройством.

Известно аэродинамическое устройство (лопасть тягового винта) для придания ЛА (самолетам) тяговой силы, выполненное в поперечном сечении с аэродинамическим профилем, и содержащее одну или несколько полостей, по количеству полостей передней и задней щелей, сообщающихся с полостью, одну или несколько поперечных перегородок и заслонку для регулирования прохождения воздушного потока через полость, расположенную на переднем участке лопасти (Патент РФ на полезную модель №97111, B64C 27/46, опубликовано 27.08.2010).

Известно также аэродинамическое устройство (крыло самолета, лопасть несущего винта вертолета) для придания ЛА (самолетам и вертолетам) подъемной силы, содержащее верхнюю и нижнюю части, выполненных в поперечном сечении с аэродинамическим профилем и установленных по отношению друг к другу с образованием полости и входной и выходной щелей, сообщающихся с полостью, поперечной перегородки, расположенной в полости, и расположенную на верней части устройства заслонку для регулирования прохождения воздушного потока через полость (Патент РФ на изобретение №2436709, B64C 3/14, опубликовано 20.12.2011).

Однако данные аэродинамические устройства обладают достаточно большой силой аэродинамического лобового сопротивления из-за того, что снижение давления над (перед) ними достигается за счет их выполнения в поперечном сечении с аэродинамическим профилем. Кроме того, данные аэродинамические устройства не являются достаточно эффективными в придании ЛА подъемной и/или тяговой силы, т.к. не позволяют дополнительно увеличить давление под (за) аэродинамическим устройством.

Задача изобретения состоит в существенном снижении силы аэродинамического лобового сопротивления аэродинамического устройства за счет достижения снижения давления над (перед) устройством, не имеющим в поперечном сечении аэродинамический профиль, а также в увеличении эффективности создания несущей и/или тяговой силы и за счет достижения повышения давления под (за) аэродинамическим устройством.

Сущность изобретения заключается в том, что решения поставленной задачи путем указанного технического результата аэродинамическое устройство для придания ЛА подъемной и/или тяговой силы, содержащее верхнюю (крыло самолета и лопасть несущего винта вертолета) или переднюю (лопасть тягового винта самолета) и нижнюю (крыло самолета и лопасть несущего винта вертолета) или заднюю (лопасть тягового винта самолета) части, установленные по отношению друг к другу с образованием полости и входной и выходной щелей, сообщающихся с полостью, поперечную перегородку, расположенную в полости, и расположенную на верней (передней) части устройства заслонку для регулирования прохождения воздушного потока через полость, отличается тем, что содержит продольную перегородку, расположенную с образованием верхней (передней) полости и нижней (задней) полости, при этом верхняя (передняя) полость сообщается с входной щелью и выходной щелью, проходное сечение которой больше проходного сечения входной щели, а нижняя (задняя) полость сообщается только с входной щелью, верхняя (передняя) и нижняя (задняя) части выполнены в поперечном сечении плоскими и со сквозными отверстиями, расположенными по всей их поверхности и сообщающимися с полостями, а в верхней (передней) и нижней (задней) частях полостей расположено несколько поперечных перегородок.

Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - аэродинамическое устройство, выходная часть; фиг. 2 - аэродинамическое устройство, поперечный разрез В-В на фиг. 1; фиг. 3 - вид А на фиг. 1 (сверху или спереди); фиг. 4 - вид Б на фиг. 1 (снизу или сзади); фиг. 5 - вид Г на фиг. 2, входная часть.

Аэродинамическое устройство для придания ЛА подъемной и/или тяговой силы содержит верхнюю (крыло самолета, лопасть несущего винта вертолета) или переднюю (лопасть тягового винта самолета) часть 1, выполненную плоской и с отверстиями 2, нижнюю (крыло самолета, лопасть несущего винта вертолета) или заднюю (лопасть тягового винта самолета) часть 3, выполненную плоской и с отверстиями 4, продольную перегородку 5, расположенную с образованием верхней (передней) полости 6, сообщающуюся с отверстиями 2, входной щелью 7 и выходной щелью 8, проходное сечение которой больше проходного сечения входной щели 7, и нижней (задней) полости 9, сообщающуюся с отверстиями 4 и с входной щелью 10, поперечные перегородки 11 и 12, расположенные в полостях 6 и 9, соответственно.

Устройство содержит стенку 13, расположенную между нижней (задней) частью 3 и продольной перегородкой 5 напротив входной щели 10.

Аэродинамическое устройство - крыло самолета, лопасть несущего винта вертолета - содержит заслонки (на чертежах не показаны) для регулирования прохождения воздушного потока через полости 6 и 9.

Аэродинамическое устройство - крыло самолета - снабжено общеизвестными средствами механизации (на чертежах не показаны).

Изобретение используют следующим образом.

Во время передвижения самолета и вращения несущего винта вертолета и тягового винта самолета встречный воздушный поток воздействует на аэродинамическое устройство и разделяется на четыре потока. Один воздушный поток обтекает верхнюю (переднюю) часть 1 устройства, второй воздушный поток обтекает нижнюю (заднюю) часть 3 устройства. В связи с тем, что верхняя (передняя) часть 1 выполнена плоской, то сила аэродинамического сопротивлениями устройства будет значительно меньше по сравнению с устройством, выполненным в поперечном сечении с аэродинамическим профилем, как в прототипе.

Третий воздушный поток через щель 7 попадает в верхнюю (переднюю) полость 6, проходит через нее с большой скоростью и удаляется из устройства через заднюю щель 8. В соответствии с законом Бернулли в полости 6 существенно снижается давление по сравнению с давлением над (перед) верхней (передней) частью 1. Благодаря этому воздух через отверстия 2, выполненные в верхней (передней) части 1, подсасывается в полость 6, снижая давление над (перед) частью 1, и аэродинамическому устройству придается подъемная сила (крыло самолета лопасть несущего винта вертолета) или тяговая сила (лопасть тягового винта самолета). Четвертый воздушный поток через щель 10 поступает в нижнюю (заднюю) полость 9, проходит через нее с большой скоростью и удаляется из устройства через щели 4, выполненные в нижней (задней) части 3. При этом под (сзади) части 3 давление возрастает и аэродинамическому устройству придается дополнительная подъемная сила (крыло самолета лопасть несущего винта вертолета) или тяговая сила (лопасть тягового винта самолета).

Поперечные перегородки 11 и 12 обеспечивают передвижение воздушных потоков через полости 6 и 9 без завихрений, а также обеспечивают поперечную жесткость устройства.

Стенка 13, расположенная между нижней (задней) частью 3 и продольной перегородкой 5, обеспечивает продольную жесткость устройства.

При достижении требуемой высоты самолетом или вертолетом посредством заслонок (на чертежах не показаны) перекрывают входные щели 7 и 10, ограничивая поступление воздушного потока в полости 6 и 9 устройства.

Тяговую силу лопастей регулируют путем изменения скорости вращения тяговых винтов самолетов.

Таким образом, аэродинамическое устройство придает ЛА несущую и/или тяговую силу одновременно за счет снижения давления непосредственно над (перед) устройством и за счет повышения давления непосредственно под (за) устройством.

Аэродинамическое устройство для придания летательному аппарату подъемной и/или тяговой силы, содержащее одну и другую части, образующие полость, имеющую входную и выходную щели, поперечные перегородки, расположенные в упомянутой полости, и заслонку для регулирования прохождения воздушного потока через полость, отличающееся тем, что оно снабжено продольной перегородкой, расположенной между одной и другой частями, каждая из которых выполнена плоской со сквозными отверстиями, при этом входная и выходная щели образованы продольной перегородкой и одной частью, а другой частью и продольной перегородкой образована дополнительная полость с дополнительной входной щелью, расположенной с возможностью удаления воздушного потока из дополнительной полости через сквозные отверстия другой части, при этом в дополнительной полости расположены поперечные перегородки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе дистанционной связи, выполненной с возможностью встраивания в летательный аппарат (1А, 1B, 1С), содержащий по меньшей мере один винт (50А, 50B, 50С) двигателя с множеством лопастей (52А, 52B, 52С), выполненный с возможностью вращения относительно неподвижного модуля (10А, 10B, 10С) летательного аппарата вокруг оси (X) двигателя.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям воздушных винтов. Лопасть (34) винта простирается радиально между комлевой частью (38) и законцовкой (36) и содержит переднюю кромку (40) и заднюю кромку (42), а также нижнюю сторону и верхнюю сторону.

Изобретение относится к пассивному устройству поглощения энергии для элемента конструкции летательного аппарата и касается лопасти, лопатки или любого другого элемента винта, крыла, стойки или фюзеляжа летательного аппарата.

Устройство для индикации срыва потока на лопастях вертолета содержит волоконно-оптические датчики с оптическим входом-выходом, закрепленные на поверхностях невращающихся деталей автомата перекоса вертолета, панельный индикатор стадии срыва потока, электрическую шину передачи данных, волоконно-оптический кабель, волоконно-оптический соединитель, блок-регистратор.

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к технологии изготовления лопасти из слоистых композиционных материалов. Лопасть изготавливается методом выкладки из раскроенных листов препрега пакетов открытого контура оболочки с применением лазерного проецирования положения листов в пакете, фиксации их по реперным маякам и точечной сметки листов в пакете.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям лопастей несущего и рулевого винтов винтокрылых летательных аппаратов. Лопасть винта состоит из комлевой части с узлом крепления, средней части и концевой части, состоящей из первого участка, имеющего переднюю кромку обратной стреловидности, и второго участка, имеющего переднюю кромку прямой стреловидности и стреловидную заднюю кромку.

Изобретение относится к конструкции лопастей аэродинамических моделей воздушных винтов, предназначенных для испытаний в аэродинамических трубах. Лопасть аэродинамической модели воздушного винта содержит верхнюю и нижнюю обшивки, лонжерон, вкладыши, балансировочные и противофлаттерные грузы и носовые накладки.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям хвостовых винтов вертолетов. Заключенный в обтекатель винт (10) для винтокрылого летательного аппарата содержит вращающийся узел, расположенный в канале для осуществления вращения вокруг оси (АХ1).

Изобретение относится к области авиации. Аэродинамический профиль несущей поверхности имеет хорду длиной В.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам индикации об опасных режимах полета. Устройство для индикации срыва потока на лопастях вертолета содержит блок волоконно-оптической коммутации, блок источника света, блок хранения информации, блок электропитания, блок анализа информации, блок спектрального анализа и цифроаналоговый преобразователь, блок-регистратор, индикатор, волоконно-оптический соединитель и два или более волоконно-оптических тензодатчиков, каждый из которых имеет свою полосу рабочих частот в спектре излучения блока источника света.

Группа изобретений относится к области авиации. Летательный аппарат типа летающее крыло содержит фюзеляж, крыло и турбореактивный двигатель.

Изобретение относится к авиатехнике. Способ создания движущей силы летательного аппарата характеризуется тем, что изменяют направление и значение движущей силы посредством регулирования скорости потока газа внутри корпуса, который формируют из непроницаемых боковых стенок.
Изобретение относится к авиационной технике. Способ формирования подъемной силы за счет управления пограничным слоем в верхней части крыла летательного аппарата, выполненного с системой отбортованных отверстий в виде полой усеченной фигуры с уменьшающимся внутрь крыла поперечным сечением отверстий.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям несущих поверхностей летательных аппаратов. Крыло летательного аппарата содержит прикреплённый к фюзеляжу каркас, верхние и нижние аэродинамические поверхности, имеющие в стенках отверстия для входа воздуха в ограниченные стенками полости, сообщающиеся с полостями реактивные двигатели, элементы отклонения воздушных потоков.

Изобретение относится к области авиации. Способ увеличения подъемной силы крыла самолета основан на создании над верхними плоскостями потока воздуха за счет использования на верхних плоскостях жалюзи, устроенных так, что воздушные полости внутри крыла сообщаются через синхронно с жалюзи управляемыми заслонками со всасывающими полостями турбореактивных двигателей, которые поток воздуха просасывают через жалюзи, создавая при неподвижном самолете над крыльями подвижную воздушную массу.

Изобретение относится к области летательных аппаратов. Летательный аппарат содержит двигатель, встроенный в хвостовую часть фюзеляжа, прикрепленные снизу к фюзеляжу треугольной формы крылья, имеющие элементы отклонения воздушных потоков, обтекающих верхние и нижние аэродинамические поверхности, хвостовое оперение и шасси.

Изобретение относится к летательным аппаратам околозвуковых скоростей. Способ ослабления волнового отрыва при взаимодействии скачка уплотнения с пограничным слоем на обтекаемой поверхности включает отсос части потока через перфорацию в поверхности в полость под ней на участке обтекаемой поверхности за скачком уплотнения.

Изобретение относится к авиастроению и может быть использовано при конструировании обтекаемых тел для летательных аппаратов (ЛА). Обтекаемое тело содержит внешнюю оболочку, области торможения и обтекания набегающего потока, устройство управления обтеканием, смесительную камеру.

Изобретение относится к системам всасывания для отсоса пограничного слоя на летательном аппарате. .

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям воздушных винтов. Лопасть (34) винта простирается радиально между комлевой частью (38) и законцовкой (36) и содержит переднюю кромку (40) и заднюю кромку (42), а также нижнюю сторону и верхнюю сторону.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2018-10-17T02:12:52
Наверх