NL9401971A - Vleugelprofiel voor een vliegtuig of een draagvleugelboot. - Google Patents

Description

Vleugelprofiel voor een vliegtuig of een draagvleugelboot Beschrijving

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een profiel voor de draagvleugel van een vliegtuig of een schip. In het algemeen bestaat de vorm van een profiel uit de combinatie van een dikteverloop en een welving, en de onderhavige uitvinding gebruikt een nieuw dikteverloop, zodat de Invloed van het loslaatgedrag wordt verminderd, en de doelmatigheid van het profiel wordt verbeterd. Wanneer het profiel wordt toegepast in een hydraulisch medium, worden de erosiebeschadiging ten gevolge van cavitatie verminderd, terwijl tevens de doelmatigheid wordt vergroot.

Wanneer een profiel door een medium zoals water of lucht voortbeweegt, zullen de stromingssnelheden aan de bovenzijde respectievelijk de onderzijde van het profiel verschillend zijn. Dergelijke verschillende stromingssnelheden veroorzaken een drukverschil op basis van de wet van Bemoulli.

Wanneer een profiel is te gebruiken als een inrichting voor het ontwikkelen van lift, dient de lift van de onderzijde groter te zijn dan de lift van de bovenzijde. Dit betekent dat de relatieve stromingssnelheid aan de bovenzijde van het profiel groter moet zijn dan de relatieve stromingssnelheid aan de onderzijde van het profiel.

Wanneer een profiel een zo groot mogelijke lift moet ontwikkelen, dient de drukverdeling over het profiel zodanig te zijn dat de druk aan de bovenzijde zo klein mogelijk moet zijn ten opzichte van de druk aan de onderzijde. Bij een profiel voor hydraulische toepassing ontstaan damp-bellen ten gevolge van de verdamping van water veroorzaakt door de lage druk. Wanneer dergelijke dampbellen pas imploderen wanneer zij voorbij het profiel zijn bewogen, wordt slechts geluid ontwikkeld, terwijl de omvang van erosieschade beperkt blijft. Wanneer echter dergelijke dampbellen imploderen voordat zij het profiel volledig zijn gepasseerd, zal erosieschade ontstaan ten gevolge van de lmplosie-lnslagen.

Wanneer in belangrijke mate dampbellen gevormd worden langs het draagvleugelprofiel van een schip, zal niet alleen erosiebeschadiging optreden, maar zal tevens de doelmatigheid van het profiel aanzienlijk worden verminderd. Daarom dient de ontwikkeling van dampbellen zo veel als mogelijk te worden vermeden.

Tot de tegenwoordig gebruikte vormen voor draagvleugels behoren de vormen volgens de NACA reeks ontwikkeld in de Verenigde Staten, de B-reeks vormen ontwikkeld in Nederland, en de vormen overeenkomstig de MAU-reeks, ontwikkeld in Japan. In alle gevallen kan echter de profiel-vorm van de vleugel niet worden ingesteld, waardoor de drukverdeling rond het blad niet instelbaar is.

Dienovereenkomstig kunnen de loslaat** en cavitatleverschijnselen niet worden bestuurd waardoor, wanneer blijkt dat het loslaat- en cavita-tieverechijnsel overmatig optreedt, de uitvoering aangepast wordt zodat de draagvleugel profiel opnieuw dient te worden vervaardigd. Dientengevolge worden tijd en geld verspild, terwijl tevens ongemakken ontstaan.

De onderhavige uitvinding beoogt het overwinnen van de hierboven beschreven nadelen van de stand van de techniek.

Daarom is het een doel van de onderhavige uitvinding om een draagvleugel voor een vliegtuig of een draagvleugelboot te verschaffen waarbij de profielvorm van de draagvleugel optimaal ontwikkeld is voor de gegeven omstandigheden, zodat de drukverdeling over de vleugel juist is, en dat optreden van loslating en cavitatie onder controle is te houden, terwijl tevens de prestaties worden verhoogd, waardoor een draagvleugel voor een vliegtuig of een draagvleugelboot met een hogere doelmatigheid wordt verkregen.

Dit doel overeenkomstig de onderhavige uitvinding wordt bereikt net de combinatie van eigenschappen zoals opgesomd in de hier bijgevoegde conclusie 1.

De hierboven aangeduide doelen en andere voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker blijken uit de hiernavolgende gedetailleerde beschrijving van een niet beperkend uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding onder verwijzing naar de begeleidende tekeningen, waarin: fig. 1 de relatie toont tussen de profielvorm en de mathematische formule (profielformule) voor de profielvorm van de draagvleugel; fig. 2 de verandering toont van de profielvorm tegen de vormconstenten voor het· voorste gedeelte en het achterste gedeelte van het profiel van de draagvleugel; fig. 3 een vergelijking is van de profielvora van de onderhavige uitvinding met een gebruikelijke profielvora volgens NACA 00 en NACA 66; en fig. 4 een vergelijking is van de profielvorm van de draagvleugel overeenkomstig de onderhavige uitvinding met de NACA 66-vora.

De voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding wordt beschreven onder verwijzing naar de begeleidende tekeningen en naar de mathema- tische formule.

Bij een draagvleugel gebruikt voor een vliegtuig of een schip, kunnen de positie a voor de maximale profieldikte, de voraindex n van het voorste gedeelte (voorrand) en de vormindex p van het achterste gedeelte (achterrand) willekeurig worden gekozen. Daardoor kunnen voor de gegeven omstandigheden de plaats langs de koorde voor de maximale profieldikte en de vormen van het voorste en het achterste gedeelte van het profiel van de draagvleugel optimaal worden gekozen.

Voor het bepalen van de optimale prof iel vorm, wordt de coördinaat y in de dikterichting van het profiel als volgt berekend:

daarbij is b: de halve maximale dikte; c: de koordelengte; x: de koorderichting; yt: de halve dikte van de achterrand.

Overeenkomstig de onderhavige uitvinding worden de plaats a van de maximale profieldikte, en de vormindices n en p voor het voorste gedeelte respectievelijk het achterste gedeelte bepaald overeenkomstig fig. 1, zodanig dat de plaats voor de maximale profieldikte en de vormen van de voorste en achterste gedeelte van het profiel optimaal worden gekozen, waardoor de optimale profielvorm wordt bereikt.

Wanneer de posities voor de maximale profieldikte gelijk zijn, zal de verandering van de profielvorm tegen de vormindices van het voorste respectievelijk het achterste gedeelte bepaald zijn zoals weergegeven in fig. 2. Voorts toont fig. 3 een vergelijking van de prof iel vorm overeenkomstig de onderhavige uitvinding (bepaald op basis van de formule overeenkomstig de onderhavige uitvinding) met de tegenwoordig wereldwijd gebruikte vormen volgens NACA-0'10-reeksen en NACA 66-reeksen.

Het superieure gedrag van de draagvleugel welke uitgevoerd is overeenkomstig de onderhavige uitvinding is gestaafd aan de hand van model-testen en een werkelijke toepassing. Fig. 4 toont de resultaten van de model testen, waarbij de prestatie bepaald is van de vorm overeenkomstig de onderhavige uitvinding en van de gebruikelijke NACA 66-009 vorm bij HSVA (Hamburg Scheeps Model Tank) hetgeen het nationale scheepsonder-zoekscentrum van Duitsland is.

Overeenkomstig de onderhavige uitvinding zoals hierboven beschreven kan onder dezelfde omstandigheden een grotere lift worden bereikt. De profielvorm van het draagvleugel/schroefblad gebaseerd op de mathematische formule overeenkomstig de onderhavige uitvinding is door de huidige uitvinders als eerste in de wereld bereikt door middel van jarenlang onderzoek. De vorm overeenkomstig de onderhavige uitvinding kan niet alleen nuttig toegepast worden voor het ontwerp van dr&agvleugels, naar op dit terrein wordt ook het nationale niveau van de techniek vergroot.

Claims (1)

1. Vleugelprofiel voor een vliegtuig of een draagvleugelboot, eet het kenmerk, dat de plaats van maximale dikte a, een vorm index n voor het voorste gedeelte en een vormindex p voor een achterste gedeelte arbitrair kunnen worden bepaald, en daardoor, de plaats voor de maximale dikte en de vorm van de voor- en achterzijde van het profiel optimaal kan worden ingesteld onder de heersende omstandigheden, waarbij de optimale profiel-vorm van het blad bepaald kan worden op basis van een y-coOrdinaat welke als volgt is te berekenen:

   

   daarbij is b: de halve maximale dikte; c: de koordelengte; x: de koorderichting; yt: de halve dikte van de achterrand.