RU2177895C1 - Aerobatic trainer airplane як-54 - Google Patents
Aerobatic trainer airplane як-54 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2177895C1 RU2177895C1 RU2001105324A RU2001105324A RU2177895C1 RU 2177895 C1 RU2177895 C1 RU 2177895C1 RU 2001105324 A RU2001105324 A RU 2001105324A RU 2001105324 A RU2001105324 A RU 2001105324A RU 2177895 C1 RU2177895 C1 RU 2177895C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wing
- fuselage
- aircraft
- ailerons
- propeller
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Toys (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиации, в частности к учебно-тренировочным пилотажным самолетам. The invention relates to the field of aviation, in particular to training aerobatic aircraft.
Известен пилотажный самолет, содержащий фюзеляж, воздушный винт, расположенный в носовой части фюзеляжа, силовую установку для привода винта, трапециевидное крыло, которое выполнено так, что плоскости хорд крыла, строительная горизонталь фюзеляжа и ось воздушного винта расположены в одной плоскости, элероны, размещенные на крыле, горизонтальное и вертикальное оперение, устройство управления элеронами /Авторское свидетельство СССР 764275, В 64 С 1/26, 1982/. Known aerobatic aircraft containing the fuselage, a propeller located in the nose of the fuselage, a power plant for driving the propeller, a trapezoidal wing, which is designed so that the plane of the chord of the wing, the construction horizontal of the fuselage and the axis of the propeller are located in the same plane, ailerons located on wing, horizontal and vertical plumage, ailerons control device / Copyright certificate of the USSR 764275, B 64 C 1/26, 1982 /.
Самолет имеет ограниченные возможности при выполнении фигур высшего пилотажа. The aircraft has limited capabilities when performing aerobatics.
Известен также учебно-тренировочный, двухместный, пилотажный самолет ЯК-52, содержащий фюзеляж, воздушный винт, расположенный в носовой части фюзеляжа, силовую установку для привода винта, трапециевидное крыло несимметричного профиля, состоящее из полукрыльев с элеронами, горизонтальное и вертикальное оперение, при этом плоскости хорд профилей каждого полукрыла, строительная горизонталь фюзеляжа и ось воздушного винта расположены в одной плоскости /Jane's. All the word's Aircraft. 1994-95, р. 281/. Also known is a training, two-seat, YAK-52 airplane containing a fuselage, a propeller located in the nose of the fuselage, a power unit for driving a propeller, a trapezoidal wing of an asymmetric profile, consisting of half wings with ailerons, horizontal and vertical tail, while planes of chords of profiles of each half-wing, the construction horizontal of the fuselage and the axis of the propeller are located in the same plane / Jane's. All the word's Aircraft. 1994-95, p. 281 /.
Известный самолет имеет ограничения при выполнении обратных фигур высшего пилотажа по программе чемпионатов мира, поскольку отношение максимальных положительной и отрицательной перегрузок +Uy/-Uy= 0,6, что отрицательно влияет на выполнение обратных фигур.A well-known aircraft has limitations when performing reverse aerobatics according to the program of the World Championships, since the ratio of the maximum positive and negative overloads is + U y / -U y = 0.6, which negatively affects the performance of inverse figures.
Минимальная допустимая скорость полета, определяемая конструктивной схемой самолета, не позволяет получить высокие посадочные характеристики. The minimum permissible flight speed, determined by the structural design of the aircraft, does not allow to obtain high landing characteristics.
Низкая весовая отдача конструкции отрицательно влияет на летно-технические характеристики. Low weight return of the structure negatively affects the flight performance.
Крыло выполнено с несимметричным профилем и сложной формой внешней поверхности, а потому имеет высокую трудоемкость изготовления. The wing is made with an asymmetric profile and a complex shape of the outer surface, and therefore has a high complexity of manufacturing.
Задачей изобретения является создание учебно-тренировочного, двухместного, пилотажного самолета, обладающего высокими пилотажными и маневренными характеристиками на всех режимах полета при выполнении сложных комплексов фигур высшего пилотажа. The objective of the invention is the creation of a training, two-seater, aerobatic aircraft with high aerobatic and maneuverable characteristics in all flight modes when performing complex complexes of aerobatics.
Другой задачей изобретения является повышение весовой отдачи конструкции самолета за счет уменьшения длины хвостовой части фюзеляжа при сохранении статического момента вертикального оперения и увеличении маневренных и пилотажных свойств самолета. Another objective of the invention is to increase the weight gain of the aircraft structure by reducing the length of the tail of the fuselage while maintaining the static moment of the vertical tail and increasing the maneuverability and aerobatic properties of the aircraft.
Изобретение направлено также на увеличение располагаемых перегрузок при выполнении обратных фигур высшего пилотажа за счет симметричного профиля крыла. The invention is also aimed at increasing the available overloads when performing reverse aerobatics due to the symmetrical profile of the wing.
Для решения указанных задач предложен учебно-тренировочный пилотажный самолет, содержащий фюзеляж, воздушный винт, расположенный в носовой части фюзеляжа, силовую установку для привода винта, трапециевидное крыло, состоящее из полукрыльев с элеронами, горизонтальное и вертикальное оперения. При этом плоскости хорд профилей каждого полукрыла, строительная горизонталь фюзеляжа и ось воздушного винта расположены в одной плоскости. To solve these problems, a training aerobatic aircraft has been proposed, comprising a fuselage, a propeller located in the nose of the fuselage, a propulsion system for propeller drive, a trapezoidal wing, consisting of half wings with ailerons, horizontal and vertical plumage. In this case, the plane of the chord profiles of each half-wing, the construction horizontal of the fuselage and the axis of the propeller are located in the same plane.
На нижней поверхности элерона каждого полукрыла в средней части выполнены аэродинамические компенсаторы. On the lower surface of the aileron of each wing in the middle part, aerodynamic compensators are made.
Крыло выполнено с симметричного профиля удлинением 5-5,3. The wing is made with a symmetrical profile with an elongation of 5-5.3.
Для увеличения эффективности элеронов величина отношения площади элеронов к площади крыла составляет 23-25%. To increase the effectiveness of ailerons, the ratio of the area of ailerons to the area of the wing is 23-25%.
Величина отношения расстояния от центра тяжести самолета до 25% средней аэродинамической хорды вертикального оперения составляет не более 2/3 от общей длины самолета. The value of the ratio of the distance from the center of gravity of the aircraft to 25% of the average aerodynamic chord of vertical tail is not more than 2/3 of the total length of the aircraft.
Самолет может быть снабжен люком в нижней части фюзеляжа, в котором установлено стекло. The aircraft can be equipped with a hatch in the lower part of the fuselage, in which glass is installed.
В предпочтительном варианте выполнения силовая установка самолета имеет четырехтактный двигатель воздушного охлаждения, фюзеляж типа полумонокок и среднерасположенное относительно фюзеляжа крыло. In a preferred embodiment, the aircraft powerplant has a four-stroke air-cooled engine, a semi-monocoque type fuselage and a wing mid-relative to the fuselage.
Самолет имеет трехлопастной винт изменяемого шага и трапециевидное оперение. The aircraft has a three-blade variable pitch propeller and trapezoidal plumage.
Уменьшение размаха крыла и уменьшение длины хвостовой части фюзеляжа при сохранении статического момента Вво вертикального оперения позволяет снизить массу самолета, а следовательно увеличить маневренность и пилотажные свойства при постоянной величине статического момента.Reducing the wingspan and reducing the length of the rear of the fuselage while maintaining a static moment B in the vertical tail allows you to reduce the weight of the aircraft, and therefore increase maneuverability and aerobatic properties at a constant static moment.
Вво = (SвоLво до ц.т)/(Sкр lкр) = const,
где Sво - площадь вертикального оперения,
Sкp - площадь крыла,
Lвo д о ц.т - расстояние от центра тяжести самолета до 25% средней аэродинамической хорды вертикального оперения,
lкр - размах крыла.In in = (S in L in to c.t ) / (S cr l cr ) = const,
where S in - the area of vertical plumage,
S kp - wing area,
L vo about ts.t d - distance from the aircraft center of gravity to 25% mean aerodynamic chord of the vertical stabilizer,
l cr - wingspan.
При равной величине площадей Sвo и Sкр за счет уменьшения удлинения относительно прототипа до 5-5,3 возможно уменьшить размах крыла lкр и расстояние Lвo до ц.т, а следовательно снизить вес фюзеляжа в целом на 20%.When equal to the area S and S cr vo by reducing the elongation relative to the prototype 5-5,3 possible to reduce the wingspan l kr and the distance L to ts.t vo, and consequently reduce the overall weight of the fuselage 20%.
Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.
Фиг. 1 - общий вид самолета ЯК-54. FIG. 1 is a general view of the Yak-54 aircraft.
Фиг. 2 - самолет, вид сбоку. FIG. 2 - plane, side view.
Фиг. 3 - самолет, вид спереди. FIG. 3 - aircraft, front view.
Фиг. 4 - самолет, вид сверху. FIG. 4 - plane, top view.
Фиг. 5 - график влияния удлинения крыла на относительную располагаемую скорость крена. FIG. 5 is a graph of the effect of wing elongation on the relative available roll speed.
Фиг. 6 - график влияния относительной площади элеронов на относительную располагаемую скорость крена. FIG. 6 is a graph of the effect of the relative aileron area on the relative available roll speed.
Учебно-тренировочный пилотажный самолет ЯК-54 (фиг. 1-4) содержит фюзеляж 1, воздушный винт 2, расположенный в носовой части фюзеляжа 1, силовую установку для привода винта 2, трапециевидное крыло 3 симметричного профиля, состоящее из полукрыльев 4 и 5 с элеронами 6 и 7, горизонтальное трапециевидное оперение 8 и вертикальное оперение 9. The Yak-54 training aerobatic plane (Fig. 1-4) contains the
Самолет имеет неубирающееся с пустотелыми рессорами трехопорное шасси, выполненное с хвостовым колесом. The aircraft has a three-support landing gear fixed with hollow springs, made with a tail wheel.
Плоскости хорд профилей каждого полукрыла 4 и 5, строительная горизонталь 10 фюзеляжа 1 и ось воздушного винта 2 расположены в одной плоскости. The plane of the chord profiles of each
На нижней поверхности элерона каждого полукрыла 4 и 5 в средней части выполнены аэродинамические компенсаторы 11 и 12. On the lower surface of the aileron of each
В центральной части фюзеляжа расположена двухместная кабина 13 экипажа. In the central part of the fuselage is a
Крыло 3 выполнено с удлинением
λкр = lкр/всах= 5,15,
где lкр- размах крыла,
всах - средняя аэродинамическая хорда.Wing 3 is made with extension
λ cr = l cr / in sah = 5.15,
where l cr - the wingspan,
in sah - the average aerodynamic chord.
Крыло 3 выполнено с симметричным профилем относительно хорды. Отношение площади элеронов 6 и 7 к площади крыла 3 определяют из зависимости Sэл = Sэл/Sкр100% = 23-25%.The
Фюзеляж выполнен таким образом, что отношение расстояния Lв.o. от центра тяжести самолета до 25% средней аэродинамической хорды вертикального оперения 9 составляет не более 2/3 от общей длины lфюз самолета.The fuselage is designed so that the ratio of the distance L in.o. from the center of gravity of the aircraft to 25% of the average aerodynamic chord of
Самолет снабжен в нижней части фюзеляжа 1 люком 14, в котором установлено стекло. Люк предназначен для визуальной ориентировки и наблюдения нижней полусферы при пилотировании в ограниченном пространстве 1х1х1 км. The plane is equipped at the bottom of the
Силовая установка самолета имеет четырехтактный двигатель воздушного охлаждения. The aircraft powerplant has a four-stroke air-cooled engine.
Самолет имеет трехлопастной винт 2 изменяемого шага, фюзеляж 1 типа полумонокок и среднерасположенное относительно фюзеляжа 1 крыло 2. The aircraft has a three-
В системе 15 управления самолетом имеется дополнительный канал управления элеронами 6 и 7 на "зависание", т. е. корневой частью вниз до 15 градусов при обеспечении возможности их дифференциального отклонения относительно выпущенного положения. The
В полете при отклонении элеронов 6 и 7 в противоположных направлениях на угол ±25 градусов изменяется профиль крыла 2 так, что разность величин подъемной силы полукрыльев создает кренящий момент относительно продольной оси. In flight, when the
Отклонение элеронов в противоположные стороны приводит к тому, что приращение подъемной силы на правом и левом полукрыльях направлены в противоположные стороны. В результате возникает аэродинамический момент, вызывающий вращение самолета в сторону поднятого элерона. Deviation of the ailerons in opposite directions leads to the fact that the increment of the lifting force on the right and left half wings is directed in opposite directions. As a result, an aerodynamic moment arises, causing the aircraft to rotate toward the elevated aileron.
Эксперименты показали, что максимальная скорость крена составляет, при указанных соотношениях размеров, 6 рад/сек. Это позволяет выполнять пилотирование по программе чемпионов мира. The experiments showed that the maximum roll speed is, at the indicated size ratios, 6 rad / sec. This allows you to pilot according to the program of world champions.
Угловое отклонение элеронов на максимальный угол обеспечивает самолету ЯК-52 вращение со скоростью до 3,5 рад/сек. The angular deviation of the ailerons to the maximum angle allows the Yak-52 aircraft to rotate at a speed of up to 3.5 rad / s.
Эффективность поперечного управления заявляемого самолета ЯК-54 при этом на 70% выше, что подтверждено экспериментальными исследованиями модели в аэродинамических трубах (фиг. 5 и 6). Положение точки А соответствует характеристике самолета ЯК-52, а положение точки Б соответствует характеристике самолета ЯК-54. The lateral control efficiency of the proposed Yak-54 aircraft is 70% higher, which is confirmed by experimental studies of the model in wind tunnels (Figs. 5 and 6). The position of point A corresponds to the characteristics of the Yak-52 aircraft, and the position of point B corresponds to the characteristics of the Yak-54 aircraft.
Степень влияния на относительную располагаемую скорость крена удлинения крыла составляет 30%.The degree of influence on the relative available roll speed wing elongation is 30%.
Оптимальная величина удлинения крыла λкр = 5 - 5,3 (фиг. 5).The optimal wing elongation λ cr = 5 - 5.3 (Fig. 5).
Наибольшая степень влияния на скорость крена относительной площади элеронов 6 и 7 составляет 40%, а оптимальная степень влияния 23-25% (фиг. 6).The greatest degree of influence on the roll speed the relative area of
При обратных фигурах улучшаются пилотажные свойства самолета, при симметричном профиле крыла, за счет сближения располагаемых максимальной и отрицательной перегрузок. Это позволяет осуществить повышенную подготовку пилотов для участия в первенствах мира. With inverse figures, the flight properties of the aircraft are improved, with a symmetrical wing profile, due to the convergence of the available maximum and negative overloads. This allows for advanced training of pilots to participate in the world championships.
В полете при отклонении элеронов 6 и 7 хвостовой частью вниз на угол до 15 градусов возможно выполнение пилотажного комплекса путем дифференциального отклонения относительно выпущенного положения практически без потери высоты полета. In flight, when the
При посадке "зависание" элеронов 6 и 7 на угол до 15 градусов позволяет иметь минимально допустимую скорость полета на 10% по сравнению с прототипом, т. е. значительно улучшить посадочные характеристики. When landing, the "hang" of
Самолет прошел заводские стендовые испытания и летно-конструкторские испытания. The aircraft passed factory bench tests and flight design tests.
Предполагается проведение повторно-статических испытаний для подтверждения назначенного ресурса и контрольных испытаний для получения сертификата летной годности. It is supposed to conduct repeated static tests to confirm the assigned resource and control tests to obtain a certificate of airworthiness.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001105324A RU2177895C1 (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Aerobatic trainer airplane як-54 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001105324A RU2177895C1 (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Aerobatic trainer airplane як-54 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2177895C1 true RU2177895C1 (en) | 2002-01-10 |
Family
ID=20246505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001105324A RU2177895C1 (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Aerobatic trainer airplane як-54 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2177895C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021071469A1 (en) * | 2019-10-07 | 2021-04-15 | Alfred Finnell | Tension airfoil assembly and implementation for power generation and aviation |
-
2001
- 2001-02-27 RU RU2001105324A patent/RU2177895C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JANE'S. ALL THE WORD'S AIRCRAFT. 1994-95, p. 281. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021071469A1 (en) * | 2019-10-07 | 2021-04-15 | Alfred Finnell | Tension airfoil assembly and implementation for power generation and aviation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10661884B2 (en) | Oblique blended wing body aircraft | |
CN106184738B (en) | A kind of dismountable tailstock formula vertical take-off and landing drone | |
CN102126553B (en) | Vertically taking off and landing small unmanned aerial vehicle | |
US9499266B1 (en) | Five-wing aircraft to permit smooth transitions between vertical and horizontal flight | |
US5086993A (en) | Airplane with variable-incidence wing | |
US20100123047A1 (en) | Blended Wing Body Unmanned Aerial Vehicle | |
CN111315655B (en) | Assembly of three composite wings for an air, water, land or space vehicle | |
CN110077588A (en) | It is a kind of can the sea, land and air latent four of VTOL dwell aircraft | |
US20070215746A1 (en) | Aircraft Having A Ring-Shaped Wing Structure | |
US8056852B1 (en) | Longitudinal flying wing aircraft | |
CN109808913B (en) | Design method of unmanned aerial vehicle with deflectable wingtip winglet | |
US20200262557A1 (en) | Tandem Wing Aircraft With Variable Lift And Enhanced Safety | |
US20060016931A1 (en) | High-lift, low-drag dual fuselage aircraft | |
USRE36487E (en) | Airplane with variable-incidence wing | |
CN105818980A (en) | Novel large-lift-force vertical take-off and landing aircraft | |
US5918832A (en) | Wing design using a high-lift center section, augmented by all-moving wing tips and tails | |
RU2667410C1 (en) | Aerodynamic surface and airframe of aircraft | |
WO2016005954A1 (en) | Remotely piloted aircraft | |
CN1321859C (en) | Minisize aircraft | |
US11772789B2 (en) | Tail sitter | |
RU2177895C1 (en) | Aerobatic trainer airplane як-54 | |
RU2288140C1 (en) | Unmanned flying vehicle | |
Bishop | The development of tailless aircraft and flying wings | |
CN107521686B (en) | Variable structure aircraft capable of taking off and landing vertically | |
CN207843317U (en) | A kind of short takeoff vertical landing aircraft |