RU2196075C2 - Delta-plane - Google Patents

Delta-plane Download PDF

Info

Publication number
RU2196075C2
RU2196075C2 RU98103086/28A RU98103086A RU2196075C2 RU 2196075 C2 RU2196075 C2 RU 2196075C2 RU 98103086/28 A RU98103086/28 A RU 98103086/28A RU 98103086 A RU98103086 A RU 98103086A RU 2196075 C2 RU2196075 C2 RU 2196075C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wing
propeller
flexible
plane
suspension
Prior art date
Application number
RU98103086/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98103086A (en
Inventor
С.М. Ситдиков
Original Assignee
Ситдиков Саит Мансурович
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 Ситдиков Саит Мансурович filed Critical Ситдиков Саит Мансурович
Priority to RU98103086/28A priority Critical patent/RU2196075C2/en
Publication of RU98103086A publication Critical patent/RU98103086A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2196075C2 publication Critical patent/RU2196075C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)

Abstract

FIELD: light aircraft manufacture; designing deltaplanes. SUBSTANCE: proposed delta- plane has flexible wing 1 with trapezium 2 articulated at point 3 of suspension of wing 1 on pylon 4 of trolley 5 where two seats 6 and 7 are mounted in tandem, power plant 8 with pusher propeller 9 mounted after trailing edge of wing 1 and rigid wing 10 projecting above its surface; center section of this wing is mounted on lower portion of trolley 5 above plane of rotation of blades of propeller 9; delta-plane is also provided with stabilizer 12 mounted after propeller 9 at negative angle relative to longitudinal axis of trolley 5 which does not exceed angle of attack of beginning of stall on it; it is secured to center section by means of two fins. Flexible wings 1 and propeller axle are mounted in accordance with the following formula: P Hp + Yk Xgk = 0, where P is thrust force of propeller 9; Hp is distance between axis of propeller 9 and point 3 of suspension of wing 1; Yk is normal aerodynamic force of rigid wing 10; Xgk is distance between line of action of normal force of rigid wing 10 and point 3 of suspension of flexible wing 1. EFFECT: improved take-off , landing and aerodynamic characteristics ; enhanced safety of flight. 4 dwg

Description

Изобретение относится к легкому самолетостроению и может быть использовано при конструировании дельталетов. The invention relates to light aircraft construction and can be used in the design of hang-gliders.

Известен дельталет, содержащий крыло и мототележку, шарнирно соединенные между собой, винтомоторную группу, содержащую двигатель внутреннего сгорания, на которой смонтирован понижающий клиноременный редуктор и воздушный винт. Редуктор представляет собой устройство из большого и малого шкивов, при этом малый шкив установлен непосредственно на валу двигателя, а большой - на неподвижной оси, закрепленной на специальном кронштейне, смонтированном на картере двигателя. Непосредственно на шкиве закреплен воздушный винт. Крыло, шарнирно соединенное с мототележкой, находится в плоскости вращающегося винта и поэтому расположено выше него, а трапеция управления крылом находится на уровне груди пилота [1]. Known deltalet containing a wing and a motor vehicle, pivotally connected to each other, a propeller group containing an internal combustion engine, on which is mounted a reduction V-belt gear and an airscrew. The gearbox is a device made of large and small pulleys, with the small pulley mounted directly on the motor shaft, and the large one on a fixed axis mounted on a special bracket mounted on the crankcase. The propeller is mounted directly on the pulley. The wing pivotally connected to the carriage is located in the plane of the rotating screw and therefore is located above it, and the wing control trapezoid is at the level of the pilot’s chest [1].

Недостатками данной конструкции являются
- высокое лобовое сопротивление;
- низкое аэродинамическое качество;
- ограниченные функциональные возможности пилота при управлении аппаратом.
The disadvantages of this design are
- high drag;
- low aerodynamic quality;
- limited functionality of the pilot when controlling the device.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является дельталет, содержащий гибкое крыло с рулевой трапецией, шарнирно закрепленное в точке подвески на пилоне мототележки, в корпусе которой установлены тандемно расположенные два кресла, силовую установку с толкающим воздушным винтом, установленным за задней кромкой крыла и выступающим над поверхностью последнего [2]. The closest in technical essence and the achieved result is a deltalet containing a flexible wing with a steering trapezoid, pivotally mounted at the suspension point on the pylon of a motorized carriage, in the body of which two tandem seats are installed, a power unit with a pushing propeller mounted behind the wing trailing edge and protruding above the surface of the latter [2].

Недостатками известной конструкции являются
- неблагоприятная интерференция между входной струей воздушного винта и крылом дельталета, что снижает несущие свойства крыла;
- усложнение управления полетом за счет изменения знака и величины усилия на управляющей трапеции при отрыве дельталета от земли на взлете, а также при изменении тяги двигателя в полете;
- большая нагрузка на гибкое крыло при полете, что ухудшает аэроупругие характеристики дельталета;
- тенденция к самопроизвольному кренению дельталета вследствие отсутствия аэродинамической компенсации реактивного момента;
- отсутствие защиты воздушного винта от воздействия посторонних предметов со стороны поверхности земли на взлетно-посадочных режимах.
The disadvantages of the known design are
- adverse interference between the input jet of the propeller and the wing of the deltalette, which reduces the bearing properties of the wing;
- complication of flight control due to a change in the sign and magnitude of the effort on the control trapezoid when taking off the deltalet from the ground at take-off, as well as when changing the engine thrust in flight;
- a large load on the flexible wing during flight, which degrades the aeroelastic characteristics of the deltlet;
- the tendency to spontaneous roll of the deltalet due to the lack of aerodynamic compensation of the reactive moment;
- the lack of protection of the propeller from the effects of foreign objects from the surface of the earth at takeoff and landing modes.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение взлетно-посадочных характеристик дельталета, упрощение управления полетом, повышение несущих свойств крыла, улучшение аэродинамических характеристик дельталета, повышение безопасности полета. The task of the invention is to improve the take-off and landing characteristics of the deltalet, simplify flight control, increase the bearing properties of the wing, improve the aerodynamic characteristics of the deltalet, increase flight safety.

Данная задача решается таким образом, что дельталет, содержащий крыло с рулевой трапецией, шарнирно закрепленное в точке подвески на пилоне мототележки, в корпусе которой установлены тандемно расположенные два кресла, силовую установку с толкающим воздушным винтом, установленным за задней кромкой крыла и выступающим над поверхностью последнего, дополнительно содержит жесткое крыло, центроплан которого установлен на нижней части мототележки под плоскостью вращения лопастей винта, и стабилизатор, установленный за воздушным винтом под отрицательным углом к продольной оси мототележки, не превышающим величину угла атаки начала срыва воздушного потока на нем, и прикрепленный при помощи двух килей к центроплану, при этом гибкое крыло и ось воздушного винта установлены в соответствии с формулой Р•Hp+Yк•Xgk=0, где Р - сила тяги воздушного винта; Нр - расстояние от оси воздушного винта до точки подвески гибкого крыла; Yk - нормальная аэродинамическая сила жесткого крыла; Хgk - расстояние от линии действия нормальной силы жесткого крыла до точки подвески гибкого крыла. This problem is solved in such a way that a deltalet containing a wing with a steering trapezoid, pivotally mounted at the suspension point on the pylon of a motorized carriage, in the body of which two tandem seats are installed, a power unit with a pushing propeller mounted behind the rear edge of the wing and protruding above the surface of the latter additionally contains a rigid wing, the center wing of which is mounted on the bottom of the motorized car under the plane of rotation of the propeller blades, and a stabilizer mounted behind the propeller under by a negative angle to the longitudinal axis of the cart, not exceeding the angle of attack of the onset of airflow disruption on it, and attached with two keels to the center wing, while the flexible wing and the axis of the propeller are set in accordance with the formula P • Hp + Yк • Xgk = 0 where P is the propeller thrust; Нр - distance from the axis of the propeller to the suspension point of the flexible wing; Yk is the normal aerodynamic force of the hard wing; Xgk is the distance from the line of action of the normal force of the rigid wing to the suspension point of the flexible wing.

На фиг.1 представлен предлагаемый дельталет (вид сбоку), на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - вид спереди; на фиг.4 - графическое пояснение расчетной формулы. Figure 1 presents the proposed deltlet (side view), figure 2 is a top view; figure 3 is a front view; figure 4 is a graphical explanation of the calculation formula.

Дельталет содержит гибкое крыло 1 с рулевой трапецией 2, шарнирно закрепленное в точке 3 подвески гибкого крыла 1 на пилоне 4 мототележки 5, в корпусе которой установлены тандемно расположенные два кресла 6 и 7, силовую установку 8 с толкающим воздушным винтом 9, жесткое крыло 10, центроплан 11 которого установлен на нижней части мототележки 5 под плоскостью вращения лопастей винта 9, и стабилизатор 12, установленный за воздушным винтом 9 и прикрепленный при помощи двух килей 13 и 14 к центроплану 11 (фиг.1-3). The deltalet contains a flexible wing 1 with a steering trapezoid 2, pivotally mounted at point 3 of the suspension suspension of the flexible wing 1 on the pylon 4 of the motorized carriage 5, in the body of which two tandem seats 6 and 7 are installed, a power unit 8 with a propeller 9, a hard wing 10, the center section 11 of which is mounted on the lower part of the carriage 5 under the plane of rotation of the blades of the screw 9, and the stabilizer 12, mounted behind the propeller 9 and attached with two keels 13 and 14 to the center section 11 (Fig.1-3).

Данная конструкция дельталета обеспечивает уменьшение расстояния между гибким крылом 1 и мототележкой 5 и смещение плоскости вращения воздушного винта 9 назад за заднюю кромку крыла 1, что в результате устраняет возможную неблагоприятную интерференцию между крылом 1 и входной струей воздушного винта 9, характерную для дельталетов с традиционной компоновкой, где входная струя вместе с эжектируемым ею потоком создает под нижней поверхностью крыла дополнительное разрежение и уменьшает подъемную силу. Вынос плоскости вращения воздушного винта 9 за заднюю кромку крыла 1 ослабляет в целом влияние входной струи воздушного винта 9 на крыло 1, а на режимах взлета и посадки, когда струя воздушного винта 9 наиболее интенсивна, а угол установки крыла 1 увеличивается (его задняя кромка опускается), входная струя дополнительно разгоняет поток как на нижней, так и на верхней поверхностях крыла 1, вследствие чего несколько повышаются несущие свойства крыла в центральных его сечениях. Уменьшенное расстояние между крылом 1 и мототележкой 6 приводит также к тому, что вектор тяги двигателя силовой установки 8 проходит вблизи точки 3 подвески, в результате чего при изменении тяги двигателя в полете не происходит изменения знака и величины усилия на рулевой трапеции 2, что существенно упрощает управление дельталетом. Расстояние между крылом 1 и мототележкой 5 выбирается из того расчета, чтобы не изменялась нагрузка на рулевой трапеции 2 вследствие изменения подъемной силы на жестком крыле 10, вызванного изменением режима работы двигателя силовой установки 8. Момент относительно точки крепления крыла 1, создаваемый тягой двигателя Р на плече Нр, должен уравновешивать момент от нормальной аэродинамической силы Yk жесткого крыла 10, действующей на плече Хgk (фиг.4), и поясняется расчетной формулой. Применение дополнительного жесткого крыла 10 разгружает в полете гибкое крыло 1, что способствует улучшению аэроупругих характеристик последнего. Кроме того, крыло 10 улучшает также взлетно-посадочные характеристики, так как оно размещено в нижней части мототележки 6 и вблизи поверхности земли испытывает экранный эффект (его аэродинамическое качество увеличивается). Размещение воздушного винта 9 над центропланом 11 приводит при вращении винта 9 к созданию cуперциркуляции на центроплане 11 (входная струя разгоняет поток и создает дополнительное разрежение над поверхностью центроплана 11) и увеличению подъемной силы на дополнительном жестком крыле 10 в целом. Этот эффект усиливается наличием килей 13 и 14 и наиболее ощутим на взлете, когда двигатель работает на максимальных оборотах. Кроме того, центроплан 11 и кили 13 и 14 защищают воздушный винт от попадания на него посторонних предметов при разбеге и пробеге дельталета. This design of the deltalet provides a reduction in the distance between the flexible wing 1 and the carriage 5 and the displacement of the plane of rotation of the propeller 9 back beyond the trailing edge of the wing 1, which eliminates the possible adverse interference between the wing 1 and the input stream of the propeller 9, which is typical for deltlets with a traditional layout , where the input stream together with the stream ejected by it creates an additional rarefaction under the lower surface of the wing and reduces the lift. The extension of the plane of rotation of the propeller 9 over the trailing edge of the wing 1 weakens the overall effect of the input jet of the propeller 9 on the wing 1, and in take-off and landing modes, when the jet of the propeller 9 is most intense and the angle of installation of the wing 1 increases (its trailing edge drops ), the inlet stream further accelerates the flow both on the lower and upper surfaces of the wing 1, as a result of which the load-bearing properties of the wing in its central sections slightly increase. The reduced distance between the wing 1 and the carriage 6 also leads to the fact that the thrust vector of the engine of the power plant 8 passes near the point 3 of the suspension, as a result of which when changing the thrust of the engine in flight there is no change in the sign and magnitude of the force on the steering trapezoid 2, which greatly simplifies deltlet control. The distance between the wing 1 and the carriage 5 is selected so that the load on the steering trapezoid 2 does not change due to a change in the lifting force on the hard wing 10 caused by a change in the operating mode of the engine of the power plant 8. The moment relative to the attachment point of the wing 1 created by the engine rod P by shoulder HP, should balance the moment from the normal aerodynamic force Yk of the hard wing 10 acting on the shoulder Xgk (figure 4), and is illustrated by the calculation formula. The use of an additional rigid wing 10 unloads in flight the flexible wing 1, which helps to improve the aeroelastic characteristics of the latter. In addition, the wing 10 also improves takeoff and landing characteristics, as it is located in the lower part of the carriage 6 and near the surface of the earth experiences a screen effect (its aerodynamic quality increases). Placing the propeller 9 above the center section 11, when the screw 9 rotates, creates supercirculation on the center section 11 (the inlet stream accelerates the flow and creates additional rarefaction over the surface of the center section 11) and increases the lifting force on the additional rigid wing 10 as a whole. This effect is enhanced by the presence of keels 13 and 14 and is most noticeable on take-off when the engine is operating at maximum speed. In addition, the center section 11 and the keels 13 and 14 protect the propeller from getting foreign objects on it during the takeoff and run of the deltlet.

В то же время для дельталетов с известной традиционной компоновкой на взлете характерен эффект так называемой "прокачки", когда при отрыве аппарата от земли исчезает сопротивление качения колес, происходит разбалансировка моментов относительно точки подвески и под действием неуравновешенного момента от тяги двигателя мототележка стремится изменить свое положение относительно крыла. Пилот ощущает это в виде значительно возросшего в момент отрыва от земли толкающего усилия на управляющей трапеции и при несопротивлении этому усилию - в приближении трапеции к груди. Такое явление создает неудобство в управлении аппаратом. По сравнению с известными дельталетами в предлагаемой конструкции за счет уменьшения расстояния между крылом и тележкой уменьшено плечо вектора тяги Hp относительно точки 3 подвески крыла, и эффект прокачки практически не проявляется. At the same time, for deltalets with a well-known traditional take-off layout, the so-called “pumping” effect is characteristic, when when the device is lifted off the ground, the rolling resistance disappears, the moments are unbalanced relative to the suspension point, and under the influence of an unbalanced moment from the engine thrust, the motor vehicle tries to change its position relative to the wing. The pilot feels this in the form of a significantly increased pushing force at the moment of separation from the ground on the control trapezoid and, if this force is not opposed, the trapezoid approaches the chest. This phenomenon creates inconvenience in controlling the device. Compared with the known deltlets in the proposed design, by reducing the distance between the wing and the trolley, the thrust vector arm Hp is reduced relative to point 3 of the wing suspension, and the pumping effect is practically not manifested.

Кроме того, на современных дельталетах с повышенной мощностью двигателя на режимах с максимальной тягой становится существенным реактивный момент, возникающий на валу двигателя. Это приводит к тому, что возникает самопроизвольное кренение мототележки. В предлагаемом дельталете по сравнению с прототипом за плоскостью воздушного винта 9 установлен стабилизатор 12, взаимодействующий с закрученной выходной струей винта 9 таким образом, что на одной его половине создается дополнительная положительная аэродинамическая нагрузка, а на другой - отрицательная. В результате на стабилизаторе 12 создается момент крена, действующий в сторону, противоположную реактивному моменту. Кроме того, стабилизатор установлен под отрицательным углом к продольной оси мототележки, не превышающим величину угла атаки начала срыва воздушного потока на нем, например под углом около 10o, что повышает запас продольной статической устойчивости дельталета.In addition, on modern deltallets with increased engine power in the regimes with maximum thrust, the reactive moment arising on the engine shaft becomes significant. This leads to the fact that there is a spontaneous roll of the cart. In the proposed deltalet, in comparison with the prototype, a stabilizer 12 is installed behind the plane of the propeller 9, which interacts with the swirling output stream of the screw 9 in such a way that an additional positive aerodynamic load is created on one half of it and a negative one on the other. As a result, a roll moment is created on the stabilizer 12, acting in the direction opposite to the reactive moment. In addition, the stabilizer is installed at a negative angle to the longitudinal axis of the truck, not exceeding the angle of attack of the beginning of the stall of the air flow on it, for example at an angle of about 10 o , which increases the margin of longitudinal static stability of the deltlet.

Источники информации
1. Авт. св. СССР 1779641, кл. В 64 С 31/02, 03.01.1991.
Sources of information
1. Auth. St. USSR 1779641, class B 64/31/02, 01/03/1991.

2. Авиация общего назначения. Изд-во "Научно-технический центр авиации общего назначения", 1997, 9, стр. 8 (прототип). 2. General aviation. Publishing House "Scientific and Technical Center for General Aviation", 1997, 9, p. 8 (prototype).

Claims (1)

Дельталет, содержащий гибкое крыло с рулевой трапецией, шарнирно закрепленное в точке подвески на пилоне мототележки, в корпусе которой установлены тандемно расположенные два кресла, силовую установку с толкающим воздушным винтом, установленным за задней кромкой крыла и выступающим над поверхностью последнего, отличающийся тем, что он дополнительно содержит жесткое крыло, центроплан которого установлен в нижней части мототележки под плоскостью вращения лопастей винта, и стабилизатор, установленный за воздушным винтом под отрицательным углом к продольной оси мототележки, не превышающим величину угла атаки начала срыва воздушного потока на нем, и прикрепленный при помощи двух килей к центроплану, при этом гибкое крыло и ось воздушного винта установлены в соответствии с формулой
Р Нр + Yk Xgk = 0,
где Р - сила тяги воздушного винта;
Нр - расстояние от оси воздушного винта до точки подвески гибкого крыла;
Yk - нормальная аэродинамическая сила жесткого крыла;
Хgk - расстояние от линии действия нормальной силы жесткого крыла до точки подвески гибкого крыла.
A deltlet containing a flexible wing with a steering trapezoid, pivotally mounted at the suspension point on the pylon of a motorized carriage, in the body of which two tandem seats are mounted, a power unit with a pushing propeller mounted behind the rear edge of the wing and protruding above the surface of the latter, characterized in that it additionally contains a rigid wing, the center wing of which is installed in the lower part of the truck under the plane of rotation of the rotor blades, and a stabilizer mounted behind the propeller under the negative angle to the longitudinal axis of the cart, not exceeding the angle of attack of the beginning of the stall of the air flow on it, and attached with two keels to the center section, while the flexible wing and the axis of the propeller are set in accordance with the formula
P Hp + Yk Xgk = 0,
where P is the propeller thrust;
Нр - distance from the axis of the propeller to the suspension point of the flexible wing;
Yk is the normal aerodynamic force of the hard wing;
Xgk is the distance from the line of action of the normal force of the rigid wing to the suspension point of the flexible wing.
RU98103086/28A 1998-02-23 1998-02-23 Delta-plane RU2196075C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98103086/28A RU2196075C2 (en) 1998-02-23 1998-02-23 Delta-plane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98103086/28A RU2196075C2 (en) 1998-02-23 1998-02-23 Delta-plane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98103086A RU98103086A (en) 1999-12-10
RU2196075C2 true RU2196075C2 (en) 2003-01-10

Family

ID=20202517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98103086/28A RU2196075C2 (en) 1998-02-23 1998-02-23 Delta-plane

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2196075C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102336268A (en) * 2011-06-21 2012-02-01 孙学军 Multifunctional aircraft

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авиация общего назначения. Научно-технический центр общего назначения, 1997, № 9, с.8. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102336268A (en) * 2011-06-21 2012-02-01 孙学军 Multifunctional aircraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9845152B2 (en) Apparatus and method for providing control and augmenting thrust at reduced speed and ensuring reduced drag at increased speed
US6808140B2 (en) Vertical take-off and landing vehicles
AU2003216050B2 (en) An aircraft internal wing and design
US6343768B1 (en) Vertical/short take-off and landing aircraft
US5873545A (en) Combined flying machine
CA2263581C (en) Improvements in or relating to fluid dynamic lift generation
JPH05262295A (en) Aircraft
JPH01101296A (en) Pylon
US20100243821A1 (en) Taking off and landing airplane using variable rotary wings
JPH0523240B2 (en)
US4398683A (en) Aircraft with thrust and lift augmenting airfoil
CA2551027A1 (en) Vertical take-off and landing aircraft
CN113365917A (en) Multi-mode carrier
AU656205B2 (en) Rotor flap apparatus
RU2196075C2 (en) Delta-plane
US3522785A (en) Semiairborne vehicle
GB2346348A (en) Wing with leading edge rotor
RU2297933C1 (en) Ground-effect craft
GB2209314A (en) Lifting arrangement by direct thrust of the engine flow to vertical take-off aircraft
EP0295652A2 (en) Ground-surface-effect wing plane
US6322024B1 (en) Lift multiplying device for aircraft
CN209600786U (en) The micro- tiltrotor of the multimachine wing
RU2123963C1 (en) Motor delta plane
JP2966508B2 (en) Tandem wing type ground effect wing boat
CN1073643A (en) Super energy-saving surface effect flight vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040224