RU2026240C1 - Способ регулирования распределения аэродинамических нагрузок на крыле летательного аппарата и крыло летательного аппарата (варианты) - Google Patents
Способ регулирования распределения аэродинамических нагрузок на крыле летательного аппарата и крыло летательного аппарата (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2026240C1 RU2026240C1 SU4367580A RU2026240C1 RU 2026240 C1 RU2026240 C1 RU 2026240C1 SU 4367580 A SU4367580 A SU 4367580A RU 2026240 C1 RU2026240 C1 RU 2026240C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wing
- aircraft
- end parts
- rotary end
- consoles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиационной технике. Цель изобретения - повышение летно-технических характеристик ЛА путем увеличения относительной массы полезного груза за счет снижения нагрузок на режимах, определяющих характеристики прочности и усталостной долговечности. Поворотные подвижные концевые части крыла на всех этапах полета в режиме флюгирования под начальной нагрузкой, соответствующей коэффициенту перегрузки , величину которой по мере приближения к крейсерскому режиму снижают до значений, равных 1. Способ может быть осуществлен выполнением крыла, у которого каждая поворотная концевая часть 2 связана с консолью 1 с помощью упругих элементов регулируемой жесткости, расположенных во взаимно-перпендикулярных плоскостях. Кроме того, имеются еще два варианта выполнения крыла. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Description
Изобретение относится к летательным аппаратам (ЛА) тяжелее воздуха, а именно к способам регулирования положения или размеров крыла при изменении аэродинамической нагрузки, действующей на крыло ЛА, а также к конструкциям крыла.
Известен ряд способов регулирования распределения аэродинамических нагрузок, действующих на крыло ЛА, основанных на изменении в полете размаха, стреловидности, угла атаки крыла и т.д.
Известен способ регулирования распределения аэродинамических нагрузок на крыле ЛА, заключающийся в отклонении концевых поворотных частей по углу атаки, причем на взлетном режиме поворотные части устанавливают в режим флюгирования, а при выходе на крейсерский режим полета фиксируют и по мере выработки топлива изменяют угол атаки поворотных концевых частей до αкч≥αкр, где αкч- угол атаки поворотных концевых частей крыла;
αкр- угол атаки неподвижной части крыла [1].
αкр- угол атаки неподвижной части крыла [1].
Известное крыло ЛА, содержащее неподвижные консоли и поворотные концевые части, которые закреплены на консолях с возможностью отклонения по углу атаки, причем ось вращения каждой из поворотных концевых частей расположена впереди аэродинамического фокуса, при этом поворотные концевые части могут отклоняться относительно оси параллельной продольной оси ЛА [2].
Недостатком известных способов и крыла является то, что они имеют низкие ресурсные характеристики по условиям сопротивления усталости из-за значительных амплитуд циклических нагрузок от атмосферной турбулентности на указанных режимах полета.
Целью изобретения является повышение летно-технических характеристик ЛА.
Цель достигается тем, что в способе, включающем установку поворотных концевых частей в режим флюгирования и их отклонение, поворотные концевые части крыла устанавливают на всех этапах полета в режим флюгирования под начальной нагрузкой, соответствующей коэффициенту перегрузки InI>1, величину которой по мере приближения к крейсерскому режиму снижают до значений, равных 1.
Достижение цели возможно с помощью крыла, содержащего неподвижные консоли и поворотные концевые части, которые закреплены на консолях с возможностью отклонения по углу атаки, причем ось вращения поворотной концевой части расположена впереди аэродинамического фокуса и перпендикулярна продольной оси ЛА, при этом каждая поворотная концевая часть дополнительно связана с неподвижной консолью с помощью упругого элемента регулируемой жесткости, например пружины с изменяемым натяжением.
Цель может быть также достигнута с помощью крыла, содержащего неподвижные консоли и поворотные концевые части, которые закреплены на консолях с возможностью поворота относительно оси, параллельной продольной оси ЛА, при этом каждая поворотная концевая часть крыла дополнительно связана с консолью с помощью упругого элемента регулируемой жесткости. Кроме того, цель может быть достигнута с помощью крыла, содержащего неподвижные консоли и поворотные концевые части, каждая из которых связана с консолями с возможностью поворота относительно осей, одна из которых параллельна, а другая - перпендикулярна продольной оси летательного аппарата, при этом каждая поворотная концевая часть связана с консолью с помощью упругих элементов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Во всех вариантах подвижная поворотная концевая часть крыла связана с неподвижной с помощью упругого элемента регулируемой жесткости.
На фиг.1 представлен ЛА в плане с поворотными концевыми частями, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - узел II на фиг.3; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - иллюстрация распределения коэффициента подъемной силы вдоль размаха крыла в зависимости от действия способа; на фиг.7 - эпюра изгибающих моментов вдоль размаха крыла в зависимости от действия способа; на фиг.8 - ЛА в плане с поворотными концевыми частями, ось вращения которых параллельна продольной оси ЛА; на фиг. 9 - узел III на фиг.8; на фиг.10 - ЛА в плане с поворотными концевыми частями, одна из осей вращения каждой из которых параллельна, а другая перпендикулярна продольной оси ЛА; на фиг.11 - узел IV на фиг.10.
Способ можно осуществить с помощью одной из возможных конструкций крыла, содержащего концевые поверхности. Так, например, крыло ЛА содержит неподвижную консоль 1 и поворотные концевые части 2, которые выполнены поворотными относительно осей 3, перпендикулярных плоскости симметрии ЛА и расположенных впереди аэродинамического фокуса (фиг.3).
Поворот концевых частей 2 осуществляют с помощью одного из силовых приводов 4 и 5, а начальную подгрузку создают одновременным включением указанных силовых приводов 4 и 5. Для обеспечения флюгирования под начальной нагрузкой между силовыми приводами 4 и 5 и кронштейнами на осях 3 вращения установлены упругие элементы регулируемой жесткости, например пружины 6 и 7. С осями 3 связаны демпферы колебаний 8. На силовых приводах 4 и 5 установлены замки 9, на демпфере 8 колебаний - замок 10, выключающие из работы соответственно приводы 4 и 5 и демпфер 8.
Способ осуществляют следующим образом.
На взлете и режиме набора высоты (выхода на крейсерский режим полета) с помощью силового привода 4 подвижные концевые части 2 устанавливают путем поворота относительно оси 3 на угол атаки αкч<αкрвплоть до создания ими отрицательной подъемной силы. При этом пружины 6, 7 получают некоторое натяжение за счет их закрутки. Затем, воздействуя одновременно на приводы 4 и 5, создают начальное натяжение пружин 6 и 7 также за счет их закрутки, соответствующее коэффициенту перегрузки n>1, при этом нагрузку по мере приближения к крейсерскому режиму снижают до значений, равных 1. На режиме взлета и набора высоты натяжение доводят до величин, соответствующих перегрузке 1,4≅n ≅1,5. Далее включением замков 9, установленных на силовых приводах 4 и 5, выключают последние из работы. Система управления приводами 4 и 5 устроена таким образом, что их включение в работу не может произойти без выключения замков 9 и наоборот. При этом поворотные концевые части 2 крыла под действием аэродинамических сил и усилий натяжения в пружинах 6 и 7 будут находиться в равновесии и в отклоненном на некоторый угол атаки положении.
Создание концевыми частями 2 отрицательной (или уменьшенной по сравнению с их нормальным положением) подъемной силы приводит к разгрузке центральной части крыла I (см. фиг.6, 7), причем изгибающий момент на крыле, определяющий прочностные характеристики крыла, будет ниже, что позволяет увеличить взлетную массу ЛА, не превышая допустимый уровень изгибных напряжений в элементах крыла, т.е. увеличить массу полезного груза. Кроме того, эффективное удлинение крыла в данном случае определяется полным размахом крыла с учетом концевых частей 2, а аэродинамическое нагружение (положительной подъемной силой) испытывают только неподвижные консоли 1, т.е. реализуется высокий уровень аэродинамического качества. Начальное натяжение пружин 6 и 7 обеспечивает флюгирование концевых частей 2 под начальной нагрузкой.
Осуществляется это следующим образом.
При воздействии на крыло ЛА вертикального порыва, например восходящего, величина подъемной силы, действующей на каждую из поворотных концевых частей 2, возрастает, что приведет к их повороту относительно оси 3 в сторону уменьшения угла атаки, так как ось вращения 3 находится впереди аэродинамического фокуса. В результате такого поворота подъемная сила, действующая на концевую часть 2, уменьшается. В целом величина аэродинамической нагрузки, передаваемой от каждой из поворотных концевых частей 2 на неподвижную центральную часть 1, сохранится практически неизменной несмотря на воздействие порыва. Поворот концевых частей 2, вызванный порывом, приводит к перераспределению нагрузок в пружинах 6 и 7, причем вращение происходит до поступления нового состояния равновесия между моментами аэродинамических нагрузок и моментами усилий в пружинах 6 и 7 относительно осей 3. После прекращения действия порыва состояние равновесия нарушается и пружины 6 и 7 возвращают концевую часть крыла 2 в исходное состояние. Наличие демпферов 8, связанных с поворотными концевыми частями 2, обеспечивает требуемый декремент затухания колебаний, который задается предварительной настройкой демпферов 8. При воздействии на крыло 1 порыва другого знака картина повторяется с отклонением концевых частей 3 в противоположном направлении.
В результате таких отклонений концевых частей 2 от воздействия порывов на неподвижную часть крыла 1 от поворотных концевых частей 2 передается практически постоянная нагрузка. В итоге амплитуда колебаний нагрузок (а следовательно, и напряжений) в крыле уменьшается, что повышает усталостную долговечность конструкции крыла.
После набора ЛА высоты Н ≥15 км, где вероятность больших порывов практически равна нулю, концевые части крыла 2 устанавливают на угол атаки αкч= αкри одновременно уменьшают с помощью силовых приводов 4 и 5 начальное натяжение пружин 6 и 7 до величин, соответствующих перегрузке 1,05≅n ≅1,1. Поворот концевых частей 2 на угол атаки αкч=αкрприводит к тому, что несущая поверхность крыла и эффективное его удлинение увеличиваются, что приводит к увеличению продолжительности полета. При этом величина изгибных напряжений в крыле также будет в пределах допускаемого уровня. Уменьшение начального натяжения пружин 6 и 7 приводит к тому, что поворотные концевые части 2 "откликаются" на вертикальные порывы меньшей интенсивности, т.е. обеспечивается "парирование" концевыми частями крыла 2 атмосферной турбулентности, вызывающей колебания нагрузок малой амплитуды. По мере выработки топлива путем включения силовых приводов 5 концевые части 2 поворачивают на угол атаки αкч>αкр, что позволяет в большей степени использовать несущие свойства крыла, так как при этом реализуется максимум аэродинамического качества. На режимах снижения и посадки при достижении высот Н<15 км концевые части крыла 2 с помощью силовых приводов 4 и 5 поворачивают на угол атаки доαкч<αкр , вплоть до создания ими отрицательной подъемной силы и одновременно увеличивают предварительное натяжение пружин 6 и 7. Это как и на режимах взлета и набора высоты обеспечивает разгрузку неподвижных консолей крыла 1 и, следовательно снижение уровня изгибных напряжений. Работа крыла с концевыми поворотными частями в вариантах, когда оси вращения их параллельны продольной оси ЛА и когда одна из осей параллельна, а другая перпендикулярна продольной оси ЛА, аналогична работе рассмотренного варианта конструкции. Наличие замка 10 на демпфере колебаний дает возможность при необходимости по команде пилота выключить поворотные концевые части 2 из работы в режиме флюгирования под начальной нагрузкой, т.е. крыло 1 работает как единое целое.
Claims (5)
- СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА КРЫЛЕ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И КРЫЛО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (ЕГО ВАРИАНТЫ).
- 1. Способ регулирования распределения аэродинамических нагрузок на крыле летательного аппарата, включающий установку поворотных концевых частей в режим флюгирования и их отклонение, отличающийся тем, что, с целью повышения летно-технических характеристик летательного аппарата, поворотные концевые части крыла устанавливают на всех этапах полета в режим флюгирования под начальной нагрузкой, соответствующей коэффициенту перегрузки , величину которой по мере приближения к крейсерскому режиму снижают до значений, равных 1.
- 2. Крыло летательного аппарата, содержащее неподвижные консоли и поворотные концевые части, которые закреплены на консолях с возможностью отклонения по углу атаки, причем ось вращения каждой из поворотных концевых частей расположена впереди аэродинамического фокуса, отличающееся тем, что каждая поворотная концевая часть дополнительно связана с неподвижной консолью с помощью упругого элемента регулируемой жесткости, например пружины с изменяемым натяжением.
- 3. Крыло летательного аппарата, содержащее неподвижные консоли и поворотные концевые части, которые закреплены на консолях с возможностью поворота относительно оси, параллельной продольной оси летательного аппарата, отличающееся тем, что каждая поворотная концевая часть дополнительно связана с консолью с помощью упругого элемента регулируемой жесткости.
- 4. Крыло летательного аппарата, содержащее неподвижные консоли и поворотные концевые части, каждая из которых связана с консолями с возможностью поворота относительно осей, одна из которых параллельна, а другая - перпендикулярна к продольной оси летательного аппарата, отличающееся тем, что каждая поворотная концевая часть связана с консолью с помощью упругих элементов регулируемой жесткости, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4367580 RU2026240C1 (ru) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | Способ регулирования распределения аэродинамических нагрузок на крыле летательного аппарата и крыло летательного аппарата (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4367580 RU2026240C1 (ru) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | Способ регулирования распределения аэродинамических нагрузок на крыле летательного аппарата и крыло летательного аппарата (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2026240C1 true RU2026240C1 (ru) | 1995-01-09 |
Family
ID=21351293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4367580 RU2026240C1 (ru) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | Способ регулирования распределения аэродинамических нагрузок на крыле летательного аппарата и крыло летательного аппарата (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2026240C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112009000560T5 (de) | 2008-03-14 | 2011-01-20 | Sergey Fiodorovich Moskovskaya obl. Bokarev | Verfahren zur Steuerung der Umströmungszustände an den Flügeln eines Flugzeugs und Flugzeug mit Flügeln zum Umsetzen des Verfahrens |
RU2446987C2 (ru) * | 2006-06-30 | 2012-04-10 | Эйрбас Оперейшнз Гмбх | Регулирующее устройство для регулировки увеличивающего подъемную силу крыла закрылка |
RU2492109C2 (ru) * | 2007-12-21 | 2013-09-10 | Эйрбас Оперейшнз, С.Л. | Поверхность управления летательного аппарата |
US8757555B2 (en) | 2005-05-19 | 2014-06-24 | Airbus Operations Gmbh | Concept of a variable winglet for lateral load reduction for combined lateral and vertical load reduction, and for improving the performance of means of locomotion |
RU2558415C2 (ru) * | 2009-12-10 | 2015-08-10 | Юниверсити Оф Зе Витватерсранд, Йоханнесбург | Способ ослабления в полете вихревых шнуров и законцовка крыла самолета, используемая при его осуществлении |
RU2648303C2 (ru) * | 2012-10-30 | 2018-03-27 | Зе Боинг Компани | Поворотный наклонный конец крыла |
RU2799175C2 (ru) * | 2022-07-22 | 2023-07-04 | Александр Поликарпович Лялин | Стратосферный летательный аппарат |
-
1988
- 1988-01-20 RU SU4367580 patent/RU2026240C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1354579, кл. B 64C 3/38, 1986. * |
2. Патент Великобритании N 2130159, кл. B 64C 3/38, 1984. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8757555B2 (en) | 2005-05-19 | 2014-06-24 | Airbus Operations Gmbh | Concept of a variable winglet for lateral load reduction for combined lateral and vertical load reduction, and for improving the performance of means of locomotion |
RU2446987C2 (ru) * | 2006-06-30 | 2012-04-10 | Эйрбас Оперейшнз Гмбх | Регулирующее устройство для регулировки увеличивающего подъемную силу крыла закрылка |
US8398019B2 (en) | 2006-06-30 | 2013-03-19 | Airbus Operations Gmbh | Adjusting device for adjusting a high-lift flap and airfoil wing comprising such an adjusting device |
RU2492109C2 (ru) * | 2007-12-21 | 2013-09-10 | Эйрбас Оперейшнз, С.Л. | Поверхность управления летательного аппарата |
DE112009000560T5 (de) | 2008-03-14 | 2011-01-20 | Sergey Fiodorovich Moskovskaya obl. Bokarev | Verfahren zur Steuerung der Umströmungszustände an den Flügeln eines Flugzeugs und Flugzeug mit Flügeln zum Umsetzen des Verfahrens |
RU2558415C2 (ru) * | 2009-12-10 | 2015-08-10 | Юниверсити Оф Зе Витватерсранд, Йоханнесбург | Способ ослабления в полете вихревых шнуров и законцовка крыла самолета, используемая при его осуществлении |
RU2648303C2 (ru) * | 2012-10-30 | 2018-03-27 | Зе Боинг Компани | Поворотный наклонный конец крыла |
RU2799175C2 (ru) * | 2022-07-22 | 2023-07-04 | Александр Поликарпович Лялин | Стратосферный летательный аппарат |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108516101B (zh) | 一种主动和被动相结合的固定翼飞机阵风减缓的控制方法 | |
Nixon et al. | Tiltrotor vibration reduction through higher harmonic control | |
Bonnema et al. | AFTI/F-111 mission adaptive wing flight research program | |
Milgram et al. | A parametric design study for actively controlled trailing edge flaps | |
RU2026240C1 (ru) | Способ регулирования распределения аэродинамических нагрузок на крыле летательного аппарата и крыло летательного аппарата (варианты) | |
Disney | C-5A active load alleviation system | |
Jacobson et al. | Residual pitch oscillation (RPO) flight test and analysis on the B-2 bomber | |
CN115933733A (zh) | 一种固定翼无人机纵向高度速度解耦非线性控制方法 | |
Hu et al. | Longitudinal control for balloon-borne launched solar powered UAVs in near-space | |
Barrett et al. | Design, construction and characterization of a flightworthy piezoelectric solid state adaptive rotor | |
EP0437868A1 (en) | Apparatus and methods for reducing aircraft lifting surface flutter | |
Decamp et al. | Mission adaptive wing advanced research concepts | |
Acree | Rotor design options for improving V-22 whirl-mode stability | |
Parham Jr et al. | Aeroelastic and aeroservoelastic stability of the BA 609 | |
Iloputaife et al. | Minimizing pilot-induced-oscillation susceptibility during C-17 development | |
RU2710955C1 (ru) | Игнорирующий турбулентность самолет и датчик изменения угла атаки самолета | |
Krishnamurthi et al. | Chord extension morphing for active rotor track and balance | |
Hanson | An aeroelastician's perspective of wind tunnel and flight experiences with active control of structural response and stability | |
Breitbach et al. | Overview of adaptronics in aeronautical applications | |
Gustafson | Helicopter design and capability trends as seen from a research viewpoint | |
Donham et al. | Lessons learned from fixed and rotary wing dynamic and aeroelastic encounters | |
Gandhi et al. | Helicopter vibration reduction using discrete controllable-stiffness devices at the rotor hub | |
Glusman et al. | V-22 technical challenges | |
Bilger et al. | In-flight structural dynamic characteristics of the XV-15 tilt-rotorresearch aircraft | |
Jones et al. | Aeroelastic stability and control of an oblique wing |