RO132764A0

RO132764A0 - Space airplanes and supersonic aircrafts with variable configuration for sonic boom reduction

Info

Publication number: RO132764A0
Application number: ROA201700843A
Authority: RO
Inventors: Constantin Sandu; Valentin Silivestru; Dan Braşoveanu; Bogdan Filipescu; Constantin Radu Sandu
Original assignee: Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Turbomotoare - Comoti
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2018-08-30

Abstract

The invention relates to space airplanes and supersonic aircrafts with variable configuration of fuselage, leading edge of wings and horizontal empennage, for reduction of sonic boom produced by the shock wave over populated areas. According to the invention, the space and supersonic airplanes have the nose's cone or the leading edge of wings or horizontal empennage consisting of a body (1) and an elastic fairing (2) made of a composite material based on carbon fibre, in the centre of the leading edge body or the nose's cone there being a compressed-air supply pipe (c) reaching some holes (g) located at certain distances along the leading edge, both on the lower side and on the upper side or around the front cone of the aircraft fuselage, and the fairing (2) being fragmented by some slots (f) for facilitating the flexion thereof, said fairing (2) being vibrated at its own frequency by a pulsatory compressed air system and reaching an amplitude of 1...2° which produces the shock wave scattering by an angle ΔΘ of few degrees.

Description

AVIOANE SPAȚIALE Șl AERONAVE SUPERSONICE CARE AU CONFIGURAȚIE VARIABILĂ PENTRU REDUCEREA BANGULUI SONICSPACE PLANKS TO SUPERSONAL AIRCRAFT WITH VARIABLE CONFIGURATION FOR REDUCING THE SONIC BANG

Domeniul de aplicare este cel al construcțiilor avioanelor spațiale sau supersonice.The scope of application is that of the construction of space or supersonic aircraft.

Se cunosc diverse soluții de reducere a hangului sonic produs de avioanele supersonice sau avioanele spațiale. O soluție este formarea fuzelajului astfel încât unda de șoc să fie estompată. O altă soluție este ca fuzelajul avionului să fie foarte lung și cu o secțiune foarte mică.Various solutions for reducing the sonic hangout produced by supersonic or space jets are known. One solution is to form the fuselage so that the shock wave is dimmed. Another solution is that the fuselage of the aircraft is very long and with a very small section.

Dezavantajele acestor soluții sunt: în primul caz, fabricația devine mai dificilă și mai scumpă și în plus crește puterea necesară zborului; în al doilea caz, aterizarea avionului devine mai dificilă și secțiunea utilă a fuzelajului devine foarte mică.The disadvantages of these solutions are: in the first case, manufacturing becomes more difficult and expensive and in addition increases the power required for the flight; In the second case, landing the plane becomes more difficult and the useful section of the fuselage becomes very small.

Soluția tehnică conform prezentei invenții constă în dispunerea unor carenaje elastice pe conul anterior al fuzelajului avionului, pe bordul de atac al aripilor și al ampenajului orizontal care vibrate fiind cu un unghi foarte mic de o sursă de aer comprimat produc împrăștierea undelor de șoc astfel încât la nivelul solului unda se întinde pe o suprafață foarte mare și impactul asupra zonelor populate se reduce foarte mult.The technical solution according to the present invention consists in the arrangement of elastic hinges on the front cone of the aircraft fuselage, on the attack board of the wings and of the horizontal impingement which vibrate at a very small angle from a source of compressed air producing the scattering of the shock waves so that the level of the ground wave extends over a very large area and the impact on the populated areas is greatly reduced.

Avantajul și originalitatea prezentei invenții constă în faptul că nu afectează major configurația avionului, costul fabricației sau consumul de putere necesar zborului.The advantage and originality of the present invention is that it does not significantly affect the configuration of the aircraft, the cost of manufacture or the power consumption required for the flight.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătura cu figurile 1-2 care reprezintă:The following is an example of embodiment of the invention, in connection with Figures 1-2, which represents:

fig.1- Secțiune prin bordul de atac al unei aripi cu carenaj elastic;fig.1- Section through the leading edge of an wing with elastic hinge;

fig.2- Secțiune prin bordul de atac al unei aripi arătând curgerea aerului, modalitatea de vibrare a carenajului și dispersia undei de șoc.fig.2- Section through the attack board of a wing showing the air flow, the vibration mode of the fairing and the dispersion of the shock wave.

Avioanele spațiale și aeronavele supersonice conform prezentei invenții au conul sau bordurile de atac ale aripilor sau ampenajului orizontal (fig.1) alcătuite din corpul 1 și carenajul elastic 2 fabricat din compozit pe bază de fibre carbon. în centrul corpului bordului de atac sau conului există o conductă c pentru alimentarea cu aer comprimat din care derivă găuri g plasate la anumite distanțe de-a lungul bordului de atac atât pe intrados cât și pe extrados sau împrejurul conului anterior al fuzelajului aeronavei. Carenajul 2 este fragmentat prin fante, f, pentru facilitarea flexiunii acestuia.Space planes and supersonic aircraft according to the present invention have the wing cone or attack edges of the horizontal wings or impingement (fig. 1) made up of the body 1 and the elastic hull 2 made of carbon fiber composite. In the center of the body of the attack board or cone there is a conduit c for the supply of compressed air from which it derives holes g placed at certain distances along the attack board both on the soffit and on the extrados or around the previous cone of the aircraft fuselage. The hull 2 is fragmented by slots, f, to facilitate its flexion.

Avioanele spațiale și aeronavele supersonice conform prezentei funcționează astfel: Când avionul spațial/aeronava supersonică zboară deasupra zonelor populate, se introduce aer comprimat pulsator în conductele c la frecvența de rezonanță fundamentală a carenajului elastic determinând vibrația acestuia cu o amplitudine Δβ=1...2°. în felul acesta unghiul undei de șoc, u, variază cu un unghi ΔΘ de câteva grade. Prin urmare, la nivelul solului, unda de șoc în formă de N se extinde pe o suprafață de câteva ori până la 10 ori mai mare decât întinderea normală a undei în cazul absenței vibrației carenajului elastic.Space planes and supersonic aircraft as described herein operate: When the space plane / supersonic aircraft flies above populated areas, pulsed compressed air is introduced into the conduits c at the fundamental resonance frequency of the elastic fairing determining its vibration with an amplitude Δβ = 1 ... 2 °. Thus, the angle of the shock wave, u, varies with an angle ΔΘ of several degrees. Therefore, at the ground level, the N-shaped shock wave extends on a surface several times up to 10 times greater than the normal wave length in the absence of vibration of the elastic fairing.

Claims

Space planes and supersonic aircraft according to the present invention having the anterior fuselage cone, the wing leading edges and the horizontal impingement (fig.1) consisting of the body 1 and the elastic hull 2 made of carbon fiber composite hinged vibrating at the frequency own of a pulsed compressed air system reaches an amplitude of 1 ... 2 ° which produces the shock wave scattering with an angle ΔΘ of several degrees.