RU166327U1 - AERODYNAMIC WING PROFILE OF SCREEN PLAN - Google Patents
AERODYNAMIC WING PROFILE OF SCREEN PLAN Download PDFInfo
- Publication number
- RU166327U1 RU166327U1 RU2015156030/11U RU2015156030U RU166327U1 RU 166327 U1 RU166327 U1 RU 166327U1 RU 2015156030/11 U RU2015156030/11 U RU 2015156030/11U RU 2015156030 U RU2015156030 U RU 2015156030U RU 166327 U1 RU166327 U1 RU 166327U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- profile
- wing
- contour
- nose
- aerodynamic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
- B60V1/00—Air-cushion
- B60V1/08—Air-cushion wherein the cushion is created during forward movement of the vehicle by ram effect
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
- B64C3/10—Shape of wings
- B64C3/14—Aerofoil profile
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
Несущая поверхность крыла экраноплана с аэродинамическим профилем, содержащим носик и хвостик, соединенные верхней частью контура профиля и состоящей из носового, среднего и кормового участков нижней частью контура профиля, образующими контур профиля несущей поверхности, обеспечивающей собственную устойчивость крыла на высотах с сильным и слабым проявлением экранного эффекта, причем носик имеет каплевидную форму, сопряженную с вогнутым носовым участком нижней части контура профиля, переходящим в прямолинейные средний и кормовой участки нижней части контура профиля, отличающаяся тем, что прямолинейные средний и кормовой участки нижней части контура профиля имеют протяженность не менее 60% хорды в районе миделя.The supporting surface of the winged wing with an aerodynamic profile containing a nose and tail, connected by the upper part of the profile contour and consisting of the bow, middle and aft sections of the lower part of the profile contour, forming the profile profile of the supporting surface, providing its own wing stability at heights with strong and weak manifestation of the screen effect, and the nose has a drop-shaped form, conjugated with a concave nasal portion of the lower part of the profile contour, turning into a rectilinear middle and stern part the lower part of the profile contour, characterized in that the rectilinear middle and aft sections of the lower part of the profile contour have a length of at least 60% of the chord in the middle section.
Description
Полезная модель относится к аппаратам, использующим экранный эффект.The utility model relates to devices using a screen effect.
Известен аэродинамический профиль крыла экраноплана типа CLARK, применяемый на удачных конструкциях экранопланов (см. фиг 1).The aerodynamic wing profile of a winged wing type CLARK is known to be used on successful winged wing structures (see FIG. 1).
Указанный профиль характеризуется большой кривизной носика, малой кривизной носового участка нижней части контура, прямыми средними и кормовыми участками нижней части контура.The specified profile is characterized by a large curvature of the nose, small curvature of the nasal portion of the lower part of the contour, direct middle and aft sections of the lower part of the contour.
При этом применение указанного профиля на несущих крыльях экранопланов не обеспечивает условие продольной устойчивости экраноплана во всем диапазоне положений центра тяжести экраноплана.Moreover, the use of the specified profile on the supporting wings of the winged wing does not provide the condition for the longitudinal stability of the winged wing in the entire range of positions of the center of gravity of the winged wing.
Изложенное становится очевидным, если рассмотреть механизм обеспечения условий продольной устойчивости экранопланов.The foregoing becomes obvious if we consider the mechanism for ensuring the conditions of longitudinal stability of ekranoplanes.
Положение центра тяжести экраноплана (центровка) характеризуется безразмерной координатой , отсчитанная от носика профиля в долях хорды.The position of the center of gravity of the ekranoplan (centering) is characterized by a dimensionless coordinate counted from the nose of the profile in fractions of the chord.
Относительно передняя центровка ограничивает количество обладающих статической продольной устойчивостью компоновочных вариантов экранопланов и транспортных средств, использующих экранный эффект и воздушную подушку в качестве взлетно-посадочного устройства.Relatively forward alignment limits the number of layout variants of ekranoplanes with static longitudinal stability and vehicles using the screen effect and air cushion as a takeoff and landing device.
Известное условие статической продольной устойчивости экраноплана обеспечивается взаимным расположением фокусов по высоте, углу атаки и центра тяжести (см описание полезной модели по патенту РФ №151105, B60V 1/08, В64С 39/10, 2015):The well-known condition for the static longitudinal stability of the ekranoplan is provided by the mutual arrangement of the foci in height, angle of attack and center of gravity (see the description of the utility model according to the patent of the Russian Federation No. 151105, B60V 1/08, B64C 39/10, 2015):
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.
Безразмерные координаты определены в долях хорды профиля и отсчитываются от носика к хвостику крыла в диаметральной плоскости. Положение фокуса по углу атаки определяется соотношениями:The dimensionless coordinates are determined in fractions of the chord of the profile and are counted from the nose to the tail of the wing in the diameter plane. The position of the focus in the angle of attack is determined by the relations:
где mz - безразмерный коэффициент продольного аэродинамического момента; Mz - продольный аэродинамический момент, Нм; cy - безразмерый коэффициент аэродинамической подъемной силы, Y - аэродинамическая подъемная сила, Н; α - угол атаки, рад (см. книгу автора Остославского И.В. «Аэродинамика самолета». М., Государственное издательство оборонной промышленности, 1957, с. 8-9).where m z is the dimensionless coefficient of longitudinal aerodynamic moment; M z - longitudinal aerodynamic torque in Nm; c y is the dimensionless coefficient of aerodynamic lifting force, Y is the aerodynamic lifting force, N; α is the angle of attack, glad (see the book by the author of Ostoslavsky IV, “Aerodynamics of an airplane.” 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 экраном) определяется следующим соотношением:The position of the focus in height (the point of application of additional lift due to a change in the height of the wing above the screen) is determined by the following relation:
Условие (1) является условием статической продольной устойчивости экраноплана, второе условие (2) должно выполняться для всех летательных аппаратов вне зависимости от высоты движения.Condition (1) is a condition for the static longitudinal stability of the ekranoplan, the second condition (2) must be satisfied for all aircraft, regardless of the height of movement.
Условия (1)-(2) являются необходимыми, но не достаточными для обеспечения продольной динамической устойчивости и приемлемой для экипажа управляемости в продольной плоскости. Результаты натурных Conditions (1) - (2) are necessary, but not sufficient to ensure longitudinal dynamic stability and controllability acceptable for the crew in the longitudinal plane. Field Results
испытаний экранопланов и их самоходных моделей, результаты математического моделирования динамики движения и результаты исследований на пилотажных стендах рекомендуют наилучшее для комфортного пилотирования расположение фокусов: фокус по высоте в районе центра тяжести аппарата, фокус по углу атаки располагается за центром тяжести на расстоянии 15-20% средней аэродинамической хорды.tests of ekranoplanes and their self-propelled models, the results of mathematical modeling of movement dynamics and the results of studies on aerobatic stands recommend the best focus arrangement for comfortable piloting: height focus near the center of gravity of the vehicle, focus on the angle of attack located behind the center of gravity at a distance of 15-20% of the average aerodynamic chords.
Таким образом в большинстве известных аэродинамических компоновок экранопланов центр тяжести имеет координату , ограничивающую количество компоновочных вариантов экранопланов и условия их эксплуатации.Thus, in most known aerodynamic configurations of ekranoplanes, the center of gravity has a coordinate , limiting the number of layout options ekranoplanes and the conditions of their operation.
Предпосылками обеспечения продольной устойчивости в расширенном интервале центровок являются:Prerequisites for ensuring longitudinal stability in the extended centering interval are:
а) положением фокуса по углу атаки управляют выбором плеча и размеров горизонтального оперения;a) the position of the focus along the angle of attack is controlled by the choice of the shoulder and the size of the horizontal tail;
б) положение фокуса по высоте определяется профилем несущего крыла экраноплана.b) the height position of the focus is determined by the profile of the winged winged wing aircraft.
На положение фокуса по высоте экраноплана оказывают меньшее влияние удлинение крыла, форма крыла в плане, а также другие элементы компоновки - фюзеляж, пилоны двигателей, шайбы.The lengthening of the wing, the shape of the wing in plan, and also other layout elements - the fuselage, engine pylons, and washers have less influence on the position of the focus along the height of the winged wing.
Выбор профиля несущего крыла экраноплана в большей степени влияет на положение фокуса по высоте, однако такое влияние недостаточно эффективно в известном наиболее близком техническом решении, принятом в качестве прототипа (см. описание изобретения по патенту Германии 320775, 04.05.1920, страница 1, левый столбец, строки 1-20, фигура, всего на 3 л.), представляющим собой аэродинамический профиль крыла экраноплана, обладающий собственной устойчивостью на высотах как с сильным, так и со слабым проявлением экранного эффекта.The choice of the profile of the winged winged wing aircraft to a greater extent affects the position of the focus in height, however, this effect is not effective enough in the known closest technical solution adopted as a prototype (see the description of the invention according to German patent 320775, 05/04/1920,
В указанном прототипе предложена несущая поверхность крыла экраноплана с аэродинамическим профилем, содержащим носик и хвостик, соединенные верхней частью контура профиля и состоящей из носового, In the specified prototype, the supporting surface of the winged wing of an ekranoplane with an aerodynamic profile containing a nose and a tail connected by the upper part of the profile contour and consisting of a nose, is proposed
среднего и кормового участков нижней частью контура профиля, образующими контур профиля несущей поверхности, обеспечивающей собственную устойчивость крыла на высотах с сильным и слабым проявлением экранного эффекта, причем носик имеет каплевидную форму, сопряженную с вогнутым носовым участком нижней части контура профиля, переходящим в прямолинейные средний и кормовой участки нижней части контура профиля.the middle and aft sections of the lower part of the profile contour, forming the profile of the profile of the bearing surface, providing its own stability of the wing at heights with strong and weak manifestation of the screen effect, and the nose has a drop-shaped shape, conjugated with a concave nose section of the lower part of the profile contour, turning into a straight middle aft sections of the bottom of the profile contour.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью - смещение аэродинамического фокуса по высоте к хвостику профиля крыла, за счет увеличения давления на кормовом участке нижней части крыла при приближении его к экрану.The problem solved by the proposed utility model is the displacement of the aerodynamic focus in height to the tail of the wing profile, due to increased pressure on the aft section of the lower part of the wing as it approaches the screen.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышение надежности обеспечения динамической продольной устойчивости и продольной управляемости экраноплана при его движении на высотах с сильным и слабым проявлением экранного эффекта в расширенном диапазоне центровок.The technical result from the use of the utility model is to increase the reliability of providing dynamic longitudinal stability and longitudinal controllability of the ekranoplan when it moves at heights with strong and weak manifestation of the screen effect in an extended centering range.
Для достижения указанного технического результата в несущей поверхности крыла экраноплана с аэродинамическим профилем, содержащим носик и хвостик, соединенные верхней частью контура профиля и состоящей из носового, среднего и кормового участков нижней частью контура профиля, образующими контур профиля несущей поверхности, обеспечивающей собственную устойчивость крыла на высотах с сильным и слабым проявлением экранного эффекта, причем носик имеет каплевидную форму, сопряженную с вогнутым носовым участком нижней части контура профиля, переходящим в прямолинейные средний и кормовой участки нижней части контура профиля, предложено выполнение прямолинейных среднего и кормового участков нижней части контура профиля с протяженностью не менее 60% хорды в районе миделя.To achieve the specified technical result, in the bearing surface of the winged wing with an aerodynamic profile containing a nose and tail, connected by the upper part of the profile contour and consisting of the bow, middle and aft sections of the lower part of the profile contour, forming the profile profile of the bearing surface, providing its own wing stability at heights with a strong and weak manifestation of the screen effect, and the nose has a drop-shaped form, conjugated with a concave nose section of the lower part of the profile contour I, turning into the straight middle and aft sections of the lower part of the profile contour, it is proposed to perform the straight middle and aft sections of the lower part of the profile contour with a length of at least 60% of the chord in the midship region.
На фиг. 1 показан аэродинамический профиль крыла экраноплана типа CLARK; на фиг. 2 - предлагаемый профиль; на фиг. 3 - графики изменения In FIG. 1 shows the aerodynamic profile of a winged wing type CLARK; in FIG. 2 - proposed profile; in FIG. 3 - change graphs
координаты фокуса по высоте от коэффициента подъемной силы cy на экранной высоте для профиля типа CLARK и предлагаемого профиля; на фиг. 4 - графики изменения координаты центра давления , отсчитываемой в долях хорды от носка профиля, на высоте для профиля типа CLARK и предлагаемого профиля и на фиг. 5 - графики изменения аэродинамического качества на режиме .focus coordinates in height the lift coefficient c y at the screen height for the CLARK type profile and the proposed profile; in FIG. 4 - graphs of changes in the coordinates of the center of pressure , measured in fractions of the chord from the nose of the profile, at a height for a CLARK type profile and the proposed profile, and in FIG. 5 - graphs of changes in aerodynamic quality on mode .
Предлагаемая несущая поверхность крыла экраноплана (см фиг. 2) имеет аэродинамический профиль, который содержит носик 1 и хвостик 2, соединенные верхней частью 3 контура профиля и нижней частью 4 контура профиля, состоящей из носового 5, среднего 6 и кормового 7 участков. При этом носик 1 имеет каплевидную форму, сопряженную с вогнутым носовым участком 5 нижней части 4 контура профиля, переходящим в прямолинейные средний 6 и кормовой 7 участки нижней части 4 контура профиля, причем в настоящем примере выполнения прямолинейные средний 6 и кормовой 7 участки нижней части 4 контура профиля имеют протяженность не менее 60% хорды в районе миделя.The proposed bearing surface of the wing of the winged wing (see Fig. 2) has an aerodynamic profile that contains a
При обтекании крыла, в районе перехода вогнутого носового участка 5 нижней части 4 профиля в средний 6 и кормовой 7 участки нижней части 4 профиля формируется вихрь с поперечной осью и положительной циркуляцией. Интенсивность этого вихря растет с приближением крыла к экрану и при приближении к экрану кормовые участки 7 крыла оказываются в зоне дополнительных положительных скосов потока, индуцируемых поперечным вихрем, сформированным вогнутым носовым участком 5 нижней части 4 профиля и средним участком 6 нижней части 4 профиля. Это ведет к перераспределению давления на нижней части крыла и смещению фокуса по высоте к хвостику 2 профиля.When flowing around the wing, a vortex with a transverse axis and positive circulation forms in the region of the transition of the
Графические зависимости на фигурах 3-5 (кривая А - предлагаемый профиль, кривая В - профиль типа CLARK) показывают, что применение предлагаемого профиля обеспечивает положение фокуса по высоте ближе на The graphical dependencies in figures 3-5 (curve A is the proposed profile, curve B is the CLARK type profile) show that the use of the proposed profile ensures that the focus position is closer in height to
10-12% длины хорды к хвостику профиля, в сравнении с расположением фокуса по высоте традиционного для экранопланов профиля типа CLARK на крейсерских углах атаки крыла, соответствующих коэффициенту подъемной силы профиля cy=0.9-1.1 (в представленных на фиг. 3-5 результатах число Рейнольдса Re=2.5·106 и изменение коэффициента подъемной силы cy, реализовано через изменение угла атаки), что справедливо и по отношению к профилю крыла экраноплана по указанному выше прототипу и таким образом повышение надежности обеспечения динамической продольной устойчивости и продольной управляемости экраноплана при его движении на высотах с сильным и слабым проявлением экранного эффекта в расширенном диапазоне центровок10-12% of the chord length to the tail of the profile, in comparison with the height focus arrangement for the traditional CLARK type winged wing profile at cruising wing attack angles corresponding to the profile lift coefficient c y = 0.9-1.1 (in the results presented in Figs. 3-5 Reynolds number Re = 2.5 · 10 6 and a change in the lifting force coefficient c y , realized through a change in the angle of attack), which is also true in relation to the winged wing profile according to the above prototype and, thus, an increase in the reliability of ensuring dynamic longitudinal stability of the wing and longitudinal controllability of the ekranoplan when it moves at heights with strong and weak manifestation of the screen effect in an extended range of centerings
Одновременно предлагаемый профиль обуславливает более кормовое расположение центра давления, что в общепроектном плане благоприятно для аэродинамических компоновок экранопланов, у которых в качестве взлетно-посадочного устройства используется воздушная подушка. Применение предлагаемого профиля при прочих равных условиях ведет в сравнении с применением профиля по прототипу к увеличению аэродинамического качества.At the same time, the proposed profile determines a more aft location of the pressure center, which is generally favorable for aerodynamic configurations of ekranoplanes, in which an air cushion is used as a take-off and landing device. The use of the proposed profile, ceteris paribus, leads in comparison with the use of the profile of the prototype to increase aerodynamic quality.
Промышленная применимость полезной модели подтверждена численными экспериментами и модельными испытаниями. Опытный образец используется судостроительной компанией «Аэроход» в проектировании амфибийного судна на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой, использующего экранный эффект на основном (крейсерском) режиме движения.The industrial applicability of the utility model is confirmed by numerical experiments and model tests. The prototype is used by the Aerohod shipbuilding company in the design of an amphibious hovercraft with aerodynamic unloading, using the screen effect in the main (cruising) mode of movement.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015156030/11U RU166327U1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | AERODYNAMIC WING PROFILE OF SCREEN PLAN |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015156030/11U RU166327U1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | AERODYNAMIC WING PROFILE OF SCREEN PLAN |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU166327U1 true RU166327U1 (en) | 2016-11-20 |
Family
ID=57792802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015156030/11U RU166327U1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | AERODYNAMIC WING PROFILE OF SCREEN PLAN |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU166327U1 (en) |
-
2015
- 2015-12-28 RU RU2015156030/11U patent/RU166327U1/en active IP Right Revival
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6923403B1 (en) | Tailed flying wing aircraft | |
US8128035B2 (en) | Winglets with recessed surfaces, and associated systems and methods | |
US11148788B2 (en) | Curved wingtip for aircraft | |
US10899447B2 (en) | Methods for improvements of the box wing aircraft concept and corresponding aircraft configuration | |
US20100200698A1 (en) | Fuselage and a method for redesigning it | |
US20140339359A1 (en) | Float for an aircraft | |
CN108082471A (en) | A kind of variant supersonic plane | |
RU2013103120A (en) | HYDROPLANE VERTICAL TAKEOFF AND LANDING AND DEVICE FOR REJECTING THE ENGINE DRAFT VECTOR | |
US20180105255A1 (en) | Aircraft having supporting fuselage | |
RU166327U1 (en) | AERODYNAMIC WING PROFILE OF SCREEN PLAN | |
CN102762454A (en) | Arrangement of aerodynamic auxiliary surfaces for an aircraft | |
RU166274U1 (en) | AERODYNAMIC WING PROFILE OF SCREEN PLAN | |
RU165386U1 (en) | AERODYNAMIC WING PROFILE OF SCREEN PLAN | |
CN203032931U (en) | Airfoil boat structure with joined-wing configuration | |
US20140151511A1 (en) | Aircraft with at least two aircraft fuselages and two main wings | |
US11345461B2 (en) | Wing tip device | |
US1843678A (en) | Aeroplane | |
Rojewski et al. | NUMERCIAL ANALYSIS OF INFLUENCE OF THE WING IN GROUND EFFECT ON AIRCRAFT LIFT COEFFICIENT AND ON CAR DOWNFORCE COEFFICIENT | |
RU2398709C1 (en) | Aircraft and its swept wing | |
US20110226908A1 (en) | Encased Square Wing | |
RU2820266C1 (en) | Aircraft fuselage | |
RU2792363C1 (en) | Airfoil of a regional aircraft wing | |
US20230339592A1 (en) | Aircraft with lifting body fuselage profile | |
RU2382718C1 (en) | Executive jet | |
RU223474U1 (en) | Airplane integrated circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201229 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20220127 |