RU199016U1 - Subsonic aircraft with a thick wing profile with a drag reduction device - Google Patents

Subsonic aircraft with a thick wing profile with a drag reduction device Download PDF

Info

Publication number
RU199016U1
RU199016U1 RU2020112779U RU2020112779U RU199016U1 RU 199016 U1 RU199016 U1 RU 199016U1 RU 2020112779 U RU2020112779 U RU 2020112779U RU 2020112779 U RU2020112779 U RU 2020112779U RU 199016 U1 RU199016 U1 RU 199016U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
cavity
air
pipeline
subsonic
Prior art date
Application number
RU2020112779U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Алексеевич Прокопенко
Сергей Германович Хлебников
Виталий Александрович Пирухин
Людмила Викторовна Пилипенко
Original Assignee
Евгений Алексеевич Прокопенко
Сергей Германович Хлебников
Виталий Александрович Пирухин
Людмила Викторовна Пилипенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Алексеевич Прокопенко, Сергей Германович Хлебников, Виталий Александрович Пирухин, Людмила Викторовна Пилипенко filed Critical Евгений Алексеевич Прокопенко
Priority to RU2020112779U priority Critical patent/RU199016U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU199016U1 publication Critical patent/RU199016U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C21/00Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/10Drag reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к техническим средствам в области аэродинамики, в частности к устройствам, предназначенным для снижения силы лобового сопротивления летательных аппаратов (ЛА), движущихся с дозвуковыми скоростями. Дозвуковой летательный аппарат, имеющий толстый крыловой профиль с устройством снижения лобового сопротивления, которое выполнено в виде внутренней полуоткрытой системы внешней циркуляции воздушного потока, поступающего из пограничного слоя вдоль поверхности ЛА в эллиптическую каверну, расположенную в области отрыва потока от поверхности ЛА. Внутри эллиптической каверны организован управляемый процесс циркуляции воздушного потока за счет размещения внутри ЛА воздушного канала, выполненного в виде трубопровода, имеющего на одном конце конфузор для отсоса воздуха из каверны, а на другом конце - конфузор для выдува воздуха в каверну. Для организации управляемого процесса отсоса-выдува воздуха из каверны в трубопроводе между конфузорами расположен осевой вентилятор, приводимый во вращение с помощью ведущего вала электродвигателя. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в создании условий, позволяющих увеличить грузоподъемность ЛА и обеспечить устойчивость управления на различных этапах полета ЛА, в том числе в условиях высоких ветровых нагрузок. 1 ил.The utility model refers to technical means in the field of aerodynamics, in particular, to devices designed to reduce the drag force of aircraft (AC) moving at subsonic speeds. A subsonic aircraft with a thick wing profile with a drag reduction device, which is made in the form of an internal semi-open system of external circulation of the air flow coming from the boundary layer along the aircraft surface into an elliptical cavity located in the area of flow separation from the aircraft surface. Inside the elliptical cavity, a controlled process of air flow circulation is organized due to the placement of an air channel inside the aircraft, made in the form of a pipeline, which has a confuser at one end for sucking air from the cavity, and at the other end - a confuser for blowing air into the cavity. To organize a controlled process of suction-blowing of air from the cavity, an axial fan is located in the pipeline between the confusers, driven into rotation by the drive shaft of the electric motor. The technical result provided by the utility model consists in creating conditions that make it possible to increase the aircraft's payload and ensure the stability of control at various stages of the aircraft's flight, including under high wind loads. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к техническим средствам в области аэродинамики, в частности к устройствам, предназначенным для снижения силы лобового сопротивления летательных аппаратов (ЛА), движущихся с дозвуковыми скоростями.The utility model relates to technical means in the field of aerodynamics, in particular to devices designed to reduce the drag force of aircraft (AC) moving at subsonic speeds.

Известно устройство «Крыло с управлением пограничным слоем» (RU 149950 [1]). Недостатком данного устройства является технологическая сложность изготовления воздухозаборного канала, совмещенного с внутренней полостью, а также не приспособленность под всю несущую конструкцию ЛА.Known device "Wing with boundary layer control" (RU 149950 [1]). The disadvantage of this device is the technological complexity of manufacturing the air intake duct, combined with the internal cavity, as well as the inability to fit the entire supporting structure of the aircraft.

Еще известно устройство «Летательный аппарат» (RU 192918 [2]). Анализ представленного решения позволил выявить его недостаток, заключающийся в выдуве отобранного из критической точки воздуха через сопло в задней кромке фюзеляжа и крыльев, что может способствовать образованию вихревой зоны ЛА и приводить к увеличению донного давления.Another known device is "Aircraft" (RU 192918 [2]). The analysis of the presented solution made it possible to reveal its drawback, which consists in blowing out the air taken from the critical point through the nozzle in the trailing edge of the fuselage and wings, which can contribute to the formation of a vortex zone of the aircraft and lead to an increase in the bottom pressure.

Наиболее близким аналогом является реализованный в самолете с аэродинамически несущим корпусом (RU 85446 [3]) способ управления подъемной силой, заключающийся в использовании энергии сжатого газа, выдуваемого из тангенциально ориентированных щелей на поверхности корпуса самолета.The closest analogue is implemented in an aircraft with an aerodynamically bearing body (RU 85446 [3]) a method for controlling the lift force, which consists in using the energy of compressed gas blown out of tangentially oriented slots on the surface of the aircraft body.

Недостатком приведенного устройства является отсутствие возможности регулировать статическое давление вдоль поверхности в зависимости от режимов полета ЛА, что может привести для определенных условий к повторному отрыву потока воздуха и нарушению устойчивости управления ЛА.The disadvantage of the given device is the inability to regulate the static pressure along the surface depending on the flight modes of the aircraft, which, under certain conditions, can lead to a repeated separation of the air flow and a violation of the stability of the aircraft control.

Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в создании условий, позволяющих увеличить грузоподъемность ЛА и обеспечить устойчивость управления на различных этапах полета ЛА, в том числе в условиях высоких ветровых нагрузок.The technical result provided by the utility model consists in creating conditions that make it possible to increase the aircraft's payload and ensure the stability of control at various stages of the aircraft's flight, including under high wind loads.

Для достижения указанного технического результата на поверхности дозвукового летательного аппарата, имеющего толстый крыловой профиль с устройством снижения лобового сопротивления, изготовлен поперечный канал, в виде эллиптической каверны расположенной в области отрыва потока от поверхности ЛА.To achieve the specified technical result on the surface of a subsonic aircraft, which has a thick wing profile with a device for reducing the drag, a transverse channel is made in the form of an elliptical cavity located in the area of flow separation from the aircraft surface.

Дозвуковой летательный аппарат отличается также тем, что внутри эллиптической каверны организован управляемый процесс циркуляции воздушного потока, за счет размещения внутри ЛА воздушного канала, выполненного в виде трубопровода, имеющего на одном конце конфузор для отсоса воздуха из каверны, а на другом конце конфузор для выдува воздуха в каверну. Для организации управляемого процесса отсоса-выдува воздуха из каверны в трубопроводе между конфузорами расположен осевой вентилятор, приводимый во вращение с помощью ведущего вала электродвигателя.The subsonic aircraft is also distinguished by the fact that a controlled process of air flow circulation is organized inside the elliptical cavity, due to the placement of an air channel inside the aircraft, made in the form of a pipeline having at one end a confuser for sucking air from the cavity, and at the other end a confuser for blowing air into the cavity. To organize a controlled process of suction-blowing of air from the cavity, an axial fan is located in the pipeline between the confusers, driven by the drive shaft of the electric motor.

Сущность полезной модели поясняется схемой, приведенной на фиг. 1. На поверхности летательного аппарата (1) изготовлен поперечный канал, в виде эллиптической каверны (2). Образующие поверхности каверны перпендикулярны боковой поверхности ЛА (плоскость схемы на фиг. 1). На фиг. 1 имеется выноска, демонстрирующая в увеличенном масштабе расположение конфузора для выдува воздуха (6) и конфузора для отсоса воздуха (10), имеющих входной и выходной тракт соответственно в виде щели вдоль образующей поверхности эллиптической каверны (2).The essence of the utility model is illustrated by the diagram shown in Fig. 1. On the surface of the aircraft (1) made a transverse channel in the form of an elliptical cavity (2). The generating surfaces of the cavity are perpendicular to the side surface of the aircraft (the plane of the scheme in Fig. 1). FIG. 1 there is a leader showing on an enlarged scale the location of the confuser for blowing out air (6) and the confuser for suction of air (10), having inlet and outlet ducts, respectively, in the form of a slot along the generating surface of an elliptical cavity (2).

Принцип функционирования полезной модели, поясняется следующим образом. Набегающий на ЛА (1) поток дозвукового воздуха со скоростью V, создает вдоль поверхности ЛА пограничный слой, имеющий ламинарную структуру и профиль скорости (8). В зависимости от геометрических особенностей внешнего облика ЛА в определенной области на поверхности образуется отрыв потока, приводящий к его турбулизации и к снижению устойчивости управления ЛА и увеличению поверхностного давления за точкой отрыва и как следствие увеличение силы лобового сопротивления. The principle of operation of the utility model is explained as follows. The flow of subsonic air running on the aircraft (1) with a velocity V creates a boundary layer along the aircraft surface with a laminar structure and a velocity profile (8). Depending on the geometric features of the external appearance of the aircraft in a certain area, a flow separation forms on the surface, leading to its turbulence and to a decrease in the stability of the aircraft control and an increase in the surface pressure behind the separation point and, as a consequence, an increase in the drag force.

Для устранения указанных выше негативных явлений предлагается на поверхности ЛА изготавливать эллиптические каверны (2), которые в момент взлета и посадки ЛА имеют возможность в своей верхней части за счет специальных заслонок принимать форму поверхности ЛА. Левый край эллиптической каверны (2) располагается таким образом, чтобы область отрыва потока оказалась внутри каверны. Внутри каверны за счет создания области пониженного давления образуется зона внутренней циркуляции потока (9), ядро которой имеет габариты меньшие габаритов каверны.To eliminate the above negative phenomena, it is proposed to make elliptical cavities on the aircraft surface (2), which at the time of takeoff and landing of the aircraft have the ability in their upper part, due to special shutters, to take the shape of the aircraft surface. The left edge of the elliptical cavity (2) is located in such a way that the flow separation region is inside the cavity. Inside the cavity, due to the creation of a low-pressure region, a zone of internal circulation of the flow (9) is formed, the core of which has dimensions smaller than the dimensions of the cavity.

Однако, для особых режимов движения, т.е. при определенных значениях V, углах атаки и высотах полета ЛА, значение давления может достичь критического уровня, при котором на правом крае каверны образуется турбулентный поток, выходящий за пределы каверны и приводящий к повторному отрыву потока от поверхности ЛА.However, for special driving modes, i.e. at certain values of V , angles of attack and flight altitudes of the aircraft, the pressure value can reach a critical level at which a turbulent flow is formed at the right edge of the cavity, which goes beyond the cavity and leads to repeated separation of the flow from the aircraft surface.

Для создания условий, способствующих поджатию ядра потока, предлагается внутри ЛА располагать систему отсоса-выдува потока воздуха из каверны. Данная система состоит из трубопровода (3), осевого вентилятора (4), позволяющего повысить давление выдуваемого потока на выходе из конфузора (6). Перед выходом из конфузора (6) установлена спрямляющая решетка (7), предназначенная для создания ламинарного потока выдуваемого воздуха.To create conditions conducive to compression of the flow core, it is proposed to place a suction-blowing system of the air flow from the cavity inside the aircraft. This system consists of a pipeline (3), an axial fan (4), which allows increasing the pressure of the blown stream at the outlet of the confuser (6). Before leaving the confuser (6), a straightening grate (7) is installed, designed to create a laminar flow of blown air.

Технико-экономическая эффективность, получаемая при использовании предложенного устройства, обеспечивается за счет снижения затрат на запасы топлива на борту ЛА, что позволяет увеличить массу привозимой полезной на грузки. Электрическая энергия, необходимая для вращения вала электродвигателя, вырабатывается электрическим генератором, работающим за счет энергии турбины основного силового агрегата ЛА, что позволяет в режиме крейсерского полета не затрачивать запасы топлива на функционирование устройства снижения лобового сопротивления ЛА.The technical and economic efficiency obtained when using the proposed device is ensured by reducing the cost of fuel supplies on board the aircraft, which allows to increase the mass of the brought payload. The electrical energy required to rotate the shaft of the electric motor is generated by an electric generator powered by the turbine of the main power unit of the aircraft, which makes it possible, in cruise flight, not to waste fuel reserves for the operation of the aircraft drag reduction device.

Источники информации, принятые при составлении описания и формулы изобретения:Sources of information adopted in the preparation of the description and claims:

1. Крыло с управлением пограничным слоем: пат. 149950 U1 Рос. Федерация / Житенёв Е.А., Житенёв А.С.; заявитель и патентообладатель: Житенёв Е.А., Житенёв А.С. – № 2014117879/11; заявл. 30.04.2014; опубл. 27.01.2015, Бюл. № 3.1. Wing with boundary layer control: US Pat. 149950 U1 Rus. Federation / Zhitenev E.A., Zhitenev A.S .; applicant and patentee: Zhitenev E.A., Zhitenev A.S. - No. 2014117879/11; declared 04/30/2014; publ. 01/27/2015, Bul. Number 3.

2. Летательный аппарат: пат. 192918 U1 Рос. Федерация / Булат П.В.; заявитель и патентообладатель: ООО «Проблемная лаборатория «Турбомашины» – № 2019119000; заявл. 19.06.2019; опубл. 07.10.2019, Бюл. № 28.2. Aircraft: US Pat. 192918 U1 Rus. Federation / Bulat P.V .; applicant and patentee: LLC "Problem laboratory" Turbomachines "- No. 2019119000; declared 06/19/2019; publ. 07.10.2019, Bul. No. 28.

3. Cамолет с аэродинамически несущим корпусом: пат. 85446 U1 Рос. Федерация / Волчков О.Д., Матвиенко А.М.; заявитель и патентообладатель: ГОУ ВПО МАИ (ГТУ). – № 2009112642/22; заявл. 06.04.2009; опубл. 10.08.2009, Бюл. № 22.3. Aircraft with aerodynamically bearing body: US Pat. 85446 U1 Rus. Federation / Volchkov O.D., Matvienko A.M .; applicant and patentee: GOU VPO MAI (GTU). - No. 2009112642/22; declared 04/06/2009; publ. 10.08.2009, Bul. No. 22.

Claims (2)

1. Дозвуковой летательный аппарат, имеющий толстый крыловой профиль с устройством снижения лобового сопротивления, отличающийся тем, что на поверхности летательного аппарата изготовлен поперечный канал в виде эллиптической каверны, расположенный в области отрыва потока от поверхности летательного аппарата, при этом внутри эллиптической каверны организован управляемый процесс циркуляции воздушного потока за счет размещения внутри летательного аппарата воздушного канала, выполненного в виде трубопровода, имеющего на обоих концах конфузоры для отсоса воздуха из каверны и выдува в нее.1. A subsonic aircraft having a thick wing profile with a drag reduction device, characterized in that a transverse channel in the form of an elliptical cavity is made on the surface of the aircraft, located in the area of flow separation from the surface of the aircraft, while a controlled process is organized inside the elliptical cavity air flow circulation due to placement inside the aircraft of an air channel made in the form of a pipeline having convergers at both ends for suction of air from the cavity and blowing into it. 2. Дозвуковой летательный аппарат, имеющий толстый крыловой профиль с устройством снижения лобового сопротивления по п. 1, отличающийся тем, что для организации управляемого процесса отсоса-выдува воздуха из каверны в трубопроводе между конфузорами расположен осевой вентилятор, приводимый во вращение с помощью ведущего вала электродвигателя.2. A subsonic aircraft having a thick wing profile with a drag reduction device according to claim 1, characterized in that an axial fan is located in the pipeline between the convergers in order to organize the controlled suction-blowing of air from the cavity in the pipeline between the convergers, driven by the drive shaft of the electric motor ...
RU2020112779U 2020-03-31 2020-03-31 Subsonic aircraft with a thick wing profile with a drag reduction device RU199016U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112779U RU199016U1 (en) 2020-03-31 2020-03-31 Subsonic aircraft with a thick wing profile with a drag reduction device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112779U RU199016U1 (en) 2020-03-31 2020-03-31 Subsonic aircraft with a thick wing profile with a drag reduction device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU199016U1 true RU199016U1 (en) 2020-08-07

Family

ID=71950333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020112779U RU199016U1 (en) 2020-03-31 2020-03-31 Subsonic aircraft with a thick wing profile with a drag reduction device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU199016U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2178131A (en) * 1985-06-27 1987-02-04 Messerschmitt Boelkow Blohm Reduction of turbulent frictional drag in the case of aircraft, spacecraft and watercraft
RU85446U1 (en) * 2009-04-06 2009-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ) AIRPLANE WITH AERODYNAMICALLY CARRYING HOUSING
RU149950U1 (en) * 2014-04-30 2015-01-27 Евгений Андреевич Житенёв BOUNDARY LAYER WING
CN208882103U (en) * 2018-07-11 2019-05-21 陕西飞机工业(集团)有限公司 A kind of aircraft drag reduction vortex generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2178131A (en) * 1985-06-27 1987-02-04 Messerschmitt Boelkow Blohm Reduction of turbulent frictional drag in the case of aircraft, spacecraft and watercraft
RU85446U1 (en) * 2009-04-06 2009-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ) AIRPLANE WITH AERODYNAMICALLY CARRYING HOUSING
RU149950U1 (en) * 2014-04-30 2015-01-27 Евгений Андреевич Житенёв BOUNDARY LAYER WING
CN208882103U (en) * 2018-07-11 2019-05-21 陕西飞机工业(集团)有限公司 A kind of aircraft drag reduction vortex generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7134631B2 (en) Vorticity cancellation at trailing edge for induced drag elimination
CA2364321C (en) Centrifugal air flow control
US11987352B2 (en) Fluid systems that include a co-flow jet
US20130336781A1 (en) Aircraft
US7597289B2 (en) Apparatus and method for the control of trailing wake flows
US8702042B2 (en) Flow body, in particular for aircraft
US5417391A (en) Method for control of the boundary layer on the aerodynamic surface of an aircraft, and the aircraft provided with the boundary layer control system
EP2607231A2 (en) Airfoils including tip profile for noise reduction and method for fabricating same
EP2098714A2 (en) High bypass-ratio turbofan jet engine
US9587585B1 (en) Augmented propulsion system with boundary layer suction and wake blowing
WO2008054518A2 (en) Emissionless silent and ultra-efficient airplane using cfj airfoil
EP2287072A2 (en) Fluidfoil tip vortex disruption
CN104118557A (en) Low-Reynolds-number airfoil section with multi-seam synergetic jet flow control and control method
CN104176241A (en) High-efficiency pneumatic layout structure of synergistic jet for high-altitude propeller and control method
CN109878704A (en) It is a kind of based on circulation control principle without rudder face aircraft
Wakelam et al. Separation control for aeroengine intakes, part 1: low-speed investigation of control strategies
US20130134265A1 (en) Aircraft
EP3293355A1 (en) Rotor stage
RU199016U1 (en) Subsonic aircraft with a thick wing profile with a drag reduction device
Hossain et al. Enhancement of aerodynamic properties of an airfoil by co flow jet (CFJ) flow
EP3546348A1 (en) Aircraft having an aft engine
CN114109913A (en) Compressor stator blade cascade with small oblique ribs at end wall of leading edge of blade root
RU2508228C1 (en) Method of aircraft airfoil boundary layer control and device for realising it
GB862032A (en) Aircraft
EP3643877A1 (en) Ducted propulsor with airfoils having a leading edge with a deflected region

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200930