RU151105U1

RU151105U1 - WING FAN SCREEN

Info

Publication number: RU151105U1
Application number: RU2014138199/11U
Authority: RU
Inventors: Сергей Германович Дербенев; Павел Сергеевич Кальясов; Андрей Владимирович Февральских; Василий Владимирович Шабаров
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2015-03-20

Abstract

Экраноплан с подкрыльевыми килями, содержащий фюзеляж, крыло, оперение, двигательную установку, закрепленные на крыльях концевые шайбы и вертикальные кили, отличающийся тем, что вертикальные кили установлены или выдвинуты под крыльями на расстоянии 0,1l- 0,8l от концевого сечения крыла, где l - половина размаха крыла, кили выполняют длиной, по меньшей мере, 0,5 длины хорды крыла в месте его установки.Wing with underwing keels, containing the fuselage, wing, tail, propulsion system, wing washers and vertical keels, characterized in that the vertical keels are mounted or extended under the wings at a distance of 0.1l-0.8l from the wing end section, where l is half the wingspan; keels are at least 0.5 times the length of the wing chord at the installation site.

Description

Полезная модель относится к летательным аппаратам, использующим экранный эффект.The utility model relates to aircraft using a screen effect.

Известен экранолет, содержащий фюзеляж, крыло, выполненное по схеме биплан, оперение и двигательную установку. Верхнее крыло экранолета укреплено в направляющих с возможностью смещения в горизонтальной плоскости, а величина смещения верхнего крыла может превышать его хорду. См. ЭКРАНОЛЕТ. КИ 2018465. МПК B64C 39/08, B64C 3/38, B60V 1/08. Приоритет 23.05.1991 г.Known ekranolet containing the fuselage, the wing, made according to the scheme of the biplane, plumage and propulsion system. The upper wing of the ekranolet is fixed in the guides with the possibility of displacement in the horizontal plane, and the displacement of the upper wing can exceed its chord. See SCREEN. KI 2018465. IPC B64C 39/08, B64C 3/38, B60V 1/08. Priority May 23, 1991

При высоте крыла над экраном, приблизительно равной или большей хорды крыла:When the wing height above the screen is approximately equal to or greater than the wing chord:

,

где

- безразмерная высота крыла над экраном, определенная в долях хорды, влияние экрана практически отсутствует.На этих высотах верхнее крыло смещают в нос экраноплана в крайнее положение, чем смещают и фиксируют центр тяжести экраноплана перед полюсом по углу атаки.Where

- the dimensionless wing height above the screen, determined in fractions of the chord, there is practically no influence of the screen. At these heights, the upper wing is shifted to the wing of the wing in the extreme position, which offset and fix the center of gravity of the winged wing in front of the pole at the angle of attack.

При движении у экрана, когда

, соответствующим смещением верхнего крыла в корму экраноплана смещают и фиксируют фокус по высоте перед фокусом по углу атаки на всех режимах движения.When moving around the screen when

, by corresponding displacement of the upper wing in the stern of the ekranoplan, they shift and fix the focus in height in front of the focus in terms of the angle of attack in all modes of movement.

Указанные смещения обеспечивают известное условие статической продольной устойчивости экраноплана. См. Иродов Р.Д. Критерий продольной устойчивости экраноплана при полете с постоянной скоростью вблизи экрана // Техника воздушного флота. 1964. №5:These offsets provide a known condition for the static longitudinal stability of an ekranoplan. See Herod R.D. Criterion for the longitudinal stability of the ekranoplan during flight at a constant speed near the screen // Technique of the Air Fleet. 1964. No5:

где

безразмерная координата фокуса по углу атаки;Where

dimensionless focus coordinate by angle of attack;

безразмерная координата фокуса по высоте;

dimensionless focus coordinate in height;

безразмерная координата центра тяжести.

dimensionless coordinate of the center of gravity.

Безразмерные координаты определены в долях хорды крыла и отсчиты-ваются от носка к хвостику крыла в диаметральной плоскости.The dimensionless coordinates are determined in fractions of the wing chord and are counted from the toe to the tail of the wing in the diametrical plane.

Первое из этих условий (1) является условием статической продольной устойчивости на экраноплана, второе условие (2) должно выполняться для всех летательных аппаратов вне зависимости от высоты движения.The first of these conditions (1) is a condition of static longitudinal stability on an ekranoplan, the second condition (2) must be satisfied for all aircraft, regardless of the height of movement.

Известное техническое решение обеспечивает статическую продольную устойчивость на экранных высотах аппаратов с крылом, выполненным по схеме биплан, но не предназначено для экранопланов с монопланным крылом. Кроме того, механизм перемещения верхнего крыла усложняет конструкцию аппарата и снижает его надежность.The known technical solution provides static longitudinal stability at the screen heights of devices with a wing made according to the biplane scheme, but is not intended for ekranoplanes with a monoplane wing. In addition, the mechanism for moving the upper wing complicates the design of the apparatus and reduces its reliability.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является самолет со стабилизирующими килями. См. AIRPLANE WITH STABILIZING FINS. US 2649265. B64C 39/10. Приоритет 30.07.1948. Самолет содержит фюзеляж, крыло и двигательную установку. На крыле параллельно его хордам закреплены концевые шайбы и вертикальные крыльевые кили, которые охватывают крыло сверху и снизу. Вертикальные крыльевые кили обеспечивают устойчивость летательного аппарата на курсе.The closest technical solution adopted as a prototype is an airplane with stabilizing keels. See AIRPLANE WITH STABILIZING FINS. US 2,649,265. B64C 39/10. Priority 07/30/1948. The aircraft contains a fuselage, a wing and a propulsion system. On the wing parallel to its chords, end washers and vertical wing keels are fixed, which cover the wing from above and from below. Vertical wing keels ensure the stability of the aircraft on course.

Известное техническое решение применяется для летательных аппаратов, совершающих полеты на высотах с

. Вертикальные кили, охватывающие крыло, препятствуют поперечным воздушным потокам как над, так и под крылом, что снижает давление на носовой нагнетающей части крыла и не позволяет фиксировать положения фокуса по высоте за фокусом по углу атаки.The known technical solution is used for aircraft flying at altitudes with

. Vertical keels, covering the wing, prevent the transverse air flow both above and below the wing, which reduces pressure on the nose forcing of the wing and does not allow to fix the position of the focus in height behind the focus along the angle of attack.

Задача, решаемая полезной моделью - увеличение давления на носовой нагнетающей части крыла при приближении крыла к экрану и фиксация аэродинамического фокуса по высоте перед фокусом по углу атаки.The problem solved by the utility model is to increase the pressure on the nose forcing of the wing as the wing approaches the screen and fix the aerodynamic focus in height in front of the focus in the angle of attack.

Технический результат от использования полезной модели заключается в обеспечении статической продольной устойчивости экраноплана при его движении у экрана, а также улучшении аэродинамического качества.The technical result from the use of the utility model is to provide static longitudinal stability of the ekranoplan when it moves near the screen, as well as improving aerodynamic quality.

Предлагаемый экраноплан содержит фюзеляж, крыло, оперение, двигательную установку, закрепленные на крыльях концевые шайбы и вертикальные кили. Для достижения указанного технического результата вертикальные кили установлены или выдвинуты под крыльями на расстоянии 0.1l-0,8l от концевого сечения крыла, где l - половина размаха крыла. Кили выполняют длиной, по меньшей мере, 0.5 длины хорды крыла в месте его установки.The proposed ekranoplan contains a fuselage, a wing, a plumage, a propulsion system, end washers mounted on the wings and vertical keels. To achieve the specified technical result, vertical keels are installed or extended under the wings at a distance of 0.1l-0.8l from the wing end section, where l is half the wing span. Keels are performed with a length of at least 0.5 of the length of the wing chord at the installation site.

При движении у экрана вертикальные кили препятствуют поперечным потокам воздуха под крылом, что сопровождается увеличением давления на носовой нагнетающей части крыла и фиксацией фокуса по высоте перед фокусом по углу атаки. Таким образом, вертикальные кили под крылом, установленные и изготовленные с соблюдением указанных выше соотношений обеспечивают статическую продольную устойчивость и аэродинамическое качество экраноплана.When moving near the screen, vertical keels prevent the transverse air flows under the wing, which is accompanied by an increase in pressure on the nose forcing of the wing and the focus is fixed in height in front of the focus in the angle of attack. Thus, the vertical keels under the wing, installed and manufactured in compliance with the above ratios, provide static longitudinal stability and aerodynamic quality of the winged craft.

Изменение подъемной силы экраноплана с изменением высоты над экраном характеризуется соотношением:A change in the lift force of an ekranoplan with a change in height above the screen is characterized by the ratio:

где c_y - коэффициент подъемной силы:where c _y is the lift coefficient:

где Y - подъемная сила, H, ρ - плотность воздуха, кг/м³, V - скорость набегающего потока, м/сек., S - площадь крыла в плане, м².where Y is the lifting force, H, ρ is the air density, kg / m ³ , V is the speed of the incoming flow, m / s., S is the wing area in plan, m ² .

Положение фокуса по углу атаки определяется соотношениями:The position of the focus in the angle of attack is determined by the relations:

где m_z - коэффициент пикирующего момента; M_z - пикирующий момент, Нм; α - угол атаки, °. См. Остославский И.В. Аэродинамика Самолета // М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1957, стр. 8-9.where m _z is the coefficient of the diving moment; M _z - diving moment, Nm; α is the angle of attack, °. See Ostoslavsky I.V. Aerodynamics of the Aircraft // M .: State Publishing House of the defense industry, 1957, p. 8-9.

Положение фокуса по высоте, (точки приложения дополнительной подъемной силы, обусловленной изменением высоты крыла над экраномом) определяется следующим соотношением:The position of the focus in height, (the point of application of additional lifting force due to a change in the height of the wing above the screen) is determined by the following relation:

Анализ влияния подкрыльевых килей на положение фокусов по высоте, углу атаки и аэродинамическое качество выполнен прямым решением уравнений турбулентного движения жидкости при обтекании крыла. Численные результаты анализа подтверждают достижение указанного технического результата и представлены диаграммах.An analysis of the influence of the underwing keels on the position of the foci in height, angle of attack, and aerodynamic quality was made by a direct solution of the equations of turbulent fluid motion during the flow around the wing. The numerical results of the analysis confirm the achievement of the specified technical result and are presented in diagrams.

На фиг. 1 показан общий вид экраноплана с подкрыльевыми килями; на фиг. 2 - вид экраноплана снизу с указанием координат

,

; на фиг. 3 - совмещенные виды экраноплана с носа и кормы; на фиг.4 - разрез А-А на фиг. 3. На фиг. 5 показана диаграмма изменения безразмерной координаты аэродинамического фокуса по высоте

с углом атаки крыла α=3° в зависимости от безразмерной высоты к крыла над экраном, на фиг. 6 - диаграмма изменения безразмерной координаты аэродинамического фокуса по углу атаки

относительно носка крыла в диаметральной плоскости, с безразмерным зазором

в зависимости от угла атаки α, на фиг. 7 - диаграмма аэродинамического качества К крыла с углом атаки α=3° в зависимости от безразмерной высоты

крыла над экраном.In FIG. 1 shows a general view of an ekranoplane with underwing keels; in FIG. 2 - view of the ekranoplan from below with the coordinates

,

; in FIG. 3 - combined types of ekranoplan from the bow and stern; figure 4 - section aa in fig. 3. In FIG. 5 shows a diagram of changes in the dimensionless coordinate of the aerodynamic focus in height

with the angle of attack of the wing α = 3 ° depending on the dimensionless height to the wing above the screen, in FIG. 6 is a diagram of a change in the dimensionless coordinate of the aerodynamic focus in terms of angle of attack

relative to the nose of the wing in the diametrical plane, with dimensionless clearance

depending on the angle of attack α, in FIG. 7 is a diagram of the aerodynamic quality K of a wing with an angle of attack α = 3 ° depending on the dimensionless height

wings over the screen.

Экраноплан содержащий фюзеляж 1, крыло 2, оперение 3, двигательную установку 4, закрепленные на крыльях концевые шайбы 5 и вертикальные кили 6, отличающийся тем, что вертикальные кили 6 установлены или выдвинуты под крыльями перед полетом на экранном режиме на расстоянии 0.1l-0,8l от концевого сечения крыла, где l - половина размаха крыла. Кили выполняют длиной, по меньшей мере, 0.5 длины хорды крыла в месте его установки.An ekranoplan containing the fuselage 1, wing 2, tail unit 3, propulsion system 4, end washers 5 and vertical keels 6 fixed to the wings, characterized in that the vertical keels 6 are installed or extended under the wings before flying on-screen at a distance of 0.1l-0, 8l from the wing end section, where l is half the wing span. Keels are performed with a length of at least 0.5 of the length of the wing chord at the installation site.

При движении у экрана вертикальные кили 6, препятствуют поперечным потокам воздуха под крылом 2, что сопровождается увеличением давления на носовой нагнетающей части крыла и смещением фокуса по высоте перед фокусом по углу атаки. Изменение указанных параметров улучшает статическую продольную устойчивость и аэродинамическое качество экраноплана.When moving near the screen, vertical keels 6 prevent the transverse air flows under the wing 2, which is accompanied by an increase in pressure on the nose forcing of the wing and a shift in focus in height in front of the focus along the angle of attack. Changing these parameters improves the static longitudinal stability and aerodynamic quality of the ekranoplan.

Графические зависимости на диаграммах фиг. 5, 6 и 7 показывают, что вертикальные кили, установленные или выдвинутые под крылом, перемещают фокус по высоте от задней кромки к носку крыла и обеспечивают условие продольной устойчивости (1). Установка или выдвижение под крылом вертикальных килей практически не влияет на положение фокуса по углу атаки, то есть на условие (2) продольной устойчивости летательного аппарата. Аэродинамическое качество крыла в области действия экранного эффекта с установкой или выдвижением под крылом вертикальных килей возрастает.Graphical dependencies in the diagrams of FIG. 5, 6 and 7 show that vertical keels mounted or extended under the wing move the focus in height from the trailing edge to the wing of the wing and provide the condition for longitudinal stability (1). Installation or extension of vertical keels under the wing practically does not affect the position of the focus in the angle of attack, i.e., condition (2) of the longitudinal stability of the aircraft. The aerodynamic quality of the wing in the field of action of the screen effect with the installation or extension of vertical keels under the wing increases.

Промышленная применимость полезной модели подтверждена численными экспериментами и модельными испытаниями. Опытный образец строится в условиях судостроительного предприятия.The industrial applicability of the utility model is confirmed by numerical experiments and model tests. A prototype is being built in the conditions of a shipbuilding enterprise.

Claims

Wing with underwing keels, containing the fuselage, wing, tail, propulsion system, wing washers and vertical keels, characterized in that the vertical keels are mounted or extended under the wings at a distance of 0.1l-0.8l from the wing end section, where l is half the wingspan; keels are at least 0.5 times the length of the wing chord at the installation site.