RU2242403C2 - Гибкое крыло - Google Patents
Гибкое крылоInfo
- Publication number
- RU2242403C2 RU2242403C2 RU2003104093/11A RU2003104093A RU2242403C2 RU 2242403 C2 RU2242403 C2 RU 2242403C2 RU 2003104093/11 A RU2003104093/11 A RU 2003104093/11A RU 2003104093 A RU2003104093 A RU 2003104093A RU 2242403 C2 RU2242403 C2 RU 2242403C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wing
- arch
- ribs
- arches
- slings
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tents Or Canopies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиации и может найти применение как в качестве крыла сверхлегкого летательного аппарата типа параплан, так и в качестве воздушного змея-буксировщика, для буксировки саней, плавсредств, безмоторных тележек, а также лыжников по различным видам поверхности. Крыло выполнено многоарочным с числом арок больше двух, например трехарочным с центральной силовой и боковыми вспомогательными арками. В местах соединения арок предусмотрены жесткие элементы для крепления силовых строп. Причем сквозь все нервюры центральной арки, в передней ее части, проходит стропа уменьшения подъемной силы крыла, свободные концы которой присоединены к стропам путевого управления крылом, которые, в свою очередь, закреплены к крайним задним силовым стропам боковых вспомогательных арок. Технический результат - упрощение конструкции, повышение прочности и эксплуатационных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области авиации и может найти применение как в качестве крыла сверхлегкого летательного аппарата типа параплан, так и в качестве воздушного змея-буксировщика, для буксировки саней, плавсредств, безмоторных тележек, а также лыжников по различным видам поверхности.
Наиболее близким прототипом к данному техническому решению является гибкое крыло парапланного типа [1].
Гибкое крыло парапланного типа представляет собой два полотнища: верхнее и нижнее из воздухонепроницаемой ткани, которые соединяются между собой нервюрами. Нервюры придают полотнищам аэродинамический профиль, а также передают аэродинамическую нагрузку на стропы. В передней кромке такого крыла в районе точки торможения потока выполнены воздухозаборники. Таким образом, изнутри крыло распирается некоторым избыточным давлением, приобретая обтекаемую форму. Аэродинамическая нагрузка при этом передается на нервюры со стропами через верхнее и нижнее полотнище.
Недостатком такой конструкции парапланного типа являются: большое количество строп, которые создают излишнее сопротивление, большая концентрация напряжений и соответственно деформация в зоне соединения стропы с нервюрой, это фактически делает невозможным сохранение геометрических параметров профиля при сильном изменении нагрузок на крыло, достаточно сложно обеспечить стабильность характеристик в период эксплуатации, при раздувании крыла задняя кромка тоже раздувается, теряет заостренную форму в промежутках между нервюрами, что увеличивает аэродинамическое сопротивление и способствует отрыву потока.
Задачей изобретения является упрощение конструкции при гарантированном сохранении конфигурации крыла при эксплуатации (стабильная форма крыла), а также повышение прочности и эксплуатационных характеристик.
Поставленная задача достигается за счет того, что гибкое крыло арочного типа образовано верхним и нижним полотнищами, соединенными между собой нервюрами. Передняя кромка крыла выполнена в виде воздухозаборников, задняя - замкнутой зубчатой формы. Крыло выполнено многоарочным с числом арок больше двух, например трехарочным с центральной силовой и боковыми вспомогательными арками, в местах соединения которых предусмотрены жесткие элементы для крепления силовых строп, причем сквозь все нервюры центральной арки, в передней ее части, проходит стропа уменьшения подъемной силы крыла, свободные концы которой присоединены к стропам путевого управления крылом, которые, в свою очередь, закреплены к крайним задним силовым стропам боковых вспомогательных арок.
Соотношение ширины верхних и нижних участков полотнища между нервюрами на всей поверхности гибкого крыла должно соответствовать условию
где W - ширина верхних участков полотнища, м;
К - ширина нижних участков полотнища, м;
R - радиус арки по нижнему полотнищу, м;
h - текущая высота нервюры, м;
F - коэффициент, обеспечивающий волнистость верхней поверхности арки с максимальной стрелой прогиба f 12-15% от максимальной толщины профиля.
Угол раствора центральной арки составляет не более 180°, боковых - не более 140°.
В боковых вспомогательных арках воздухозаборники снабжены клапанами и сетками.
Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники и, следовательно, решение является новым и имеет изобретательский уровень.
На фиг.1 показан вид гибкого крыла спереди, на фиг.2 показано сечение А-А вдоль плоскости нервюры крыла, на фиг.3 показан вид Б (увеличено), на фиг.4 показан общий вид гибкого крыла.
Гибкое крыло выполнено многоарочным с числом арок больше двух, например трехарочным (фиг.1, 4): центральная силовая 1, которая создает основную подъемную силу и боковые вспомогательные 2, которые создают как подъемную силу, так и служат для аэродинамического управления крылом.
Угол раствора силовой арки составляет не более 180°, угол раствора вспомогательных арок не более 140°.
Конструкция арок (фиг.4) представляет собой два воздухонепроницаемых полотнища: верхнее 3 и нижнее 4, соединенные между собой нервюрами 5, которые образуют секции, а все вместе - оболочку. В передней части арок в районе точки торможения потока выполнены воздухозаборники 6.
В хвостовой части нервюр имеются отверстия 7 для свободного перетекания воздуха из одной секции в другую. В основании арок находятся жесткие элементы 8, на которых закреплены силовые стропы 9, другие концы силовых строп связаны с буксируемым объектом.
Сквозь все нервюры центральной (силовой) арки, в передней ее части, проходит стропа 10, уменьшающая подъемную силу крыла, свободные концы которой присоединены к стропам путевого управления 11.
Стропы путевого управления крылом 11 крепятся к крайним задним силовым стропам 9 боковых вспомогательных арок.
На воздухозаборниках боковых вспомогательных арок установлены сетки 12 и клапана 13 (фиг.2 сечение А-А) для препятствия выхода воздуха из крыла наружу.
Соотношение ширины участков поверхности между нервюрами на верхнем и нижнем полотнищах на всей поверхности крыла должны соответствовать следующему соотношению (фиг.3 вид Б):
где W - ширина верхних участков полотнища, м;
К - ширина нижних участков полотнища, м;
R - радиус арки по нижнему полотнищу, м;
h - текущая высота нервюры, м;
F - коэффициент, обеспечивающий волнистость верхней поверхности арки с максимальной стрелой прогиба f 12-15% от максимальной толщины профиля.
Как показали исследования [2], такая волнистость верхней поверхности крыла приводит к значительному увеличению критических углов атаки крыла, а это, в свою очередь, позволяет эффективно использовать подъемную силу гибкого крыла в различных режимах полета.
Задняя кромка крыла выполнена зубчатой. Высота зуба составляет 2,5-3% от хорды в зависимости от формы профиля нервюры, что обеспечивает плавное обтекание потоком крыла, без срыва потока, тем самым уменьшая лобовое сопротивление крыла.
Крыло работает следующим образом.
Арки 1 и 2 в сечении вдоль хорды имеют профиль крыла (фиг.2 сечение А-А). В районе точки торможения потока находятся воздухозаборники 6, через которые воздух попадает внутрь оболочки и распирает ее изнутри. В результате распределения давлений обусловленного обтеканием воздуха, оболочка принимает показанный на фиг.1 и 4 вид. Аэродинамическая нагрузка передается распределенно с верхнего полотнища 3 арок 1, 2 через нервюры 5 на нижнее полотнище 4. Нижнее полотнище распределенно передает нагрузку на жесткие элементы 8. На жестких элементах нагрузка сосредотачивается и передается на силовые стропы 9, которые связаны с буксируемым объектом.
Таким образом, данная конструкция позволяет значительно сократить количество строп, а также позволяет избавиться от концентраторов напряжений в оболочке, что благоприятно сказывается на сохранение заданной формы профиля близкой к расчетной в широком диапазоне нагрузок на крыло.
В форме поверхности арок очень важно соотношение ширины верхнего и нижнего полотнища в каждой отдельной секции и во всей оболочке (фиг.3 вид Б). Заданное соотношение обеспечивает волнистость верхнего полотнища с максимальной стрелой прогиба f 12-15% от максимальной толщины профиля. Как показали исследования, это не увеличивает лобовое сопротивление, но позволяет увеличить диапазон углов атаки крыла, при которых не происходит срыв потока с передней кромки.
Зубчатая задняя кромка крыла обеспечивает обтекаемость крыла, что приводит к уменьшению лобового сопротивления крыла.
Управление гибким крылом осуществляется путем вытягивания (укорачивания) задних крайних силовых строп 9 на боковых вспомогательных арках 2 за счет воздействия на стропу путевого управления 11. В результате этого происходит перераспределение давления по поверхности крыла и осуществляется его разворот в сторону укороченной стропы. Стропы управления 11 идут параллельно силовым стропам 9 к буксируемому объекту.
Уменьшение подъемной силы гибкого крыла происходит за счет воздействия на стропу уменьшения подъемной силы 10, свободные концы которой также присоединяются к стропам управления 11. При ее вытягивании происходит воздействие на нервюры, это приводит к искажению верхней поверхности центральной арки, что, в свою очередь, приводит к уменьшению подъемной силы. Длина свободных концов стропы уменьшения тяги 10 выбирается таким образом, чтобы не воздействовать на нервюры в пределах перемещения управляющих строп 11, необходимых для путевого управления крылом.
В боковых вспомогательных арках воздухозаборники выполнены с клапанами (фиг.2 сечение А-А), которые работают следующим образом. При избыточном давлении снаружи оболочки, воздух отгибает клапан 13 и свободно проходит внутрь сквозь сетку 12, если давление внутри оболочки больше, чем снаружи, тогда воздух прижимает клапан 13 к сетке 12 и закрывает воздухозаборник. В этом случае секция может сообщаться с атмосферой только через отверстия 7 в хвостовой части нервюры и воздухозаборник секции, не имеющей клапана. Такая конструкция позволяет увеличить стабильность оболочки при боковом скольжении крыла.
Источники информации:
1. Патент РФ №1733331, МКИ В 64 С 17/02, публ. 03.10.89.
2. Zverkov I.D. INFLUENCE OF THE STREAMWISE SURFACE BALGES UPON FLOW SEPARATION FROM THE WING // Труды международной конференции KORUS 2002. Новосибирск, 2002.
Claims (3)
1. Гибкое крыло арочного типа, образованное верхним и нижним полотнищами, соединенными между собой нервюрами, передняя кромка крыла выполнена в виде воздухозаборников, задняя - замкнутой зубчатой формы, крыло также содержит стропы, связанные с буксируемым объектом, отличающееся тем, что крыло выполнено многоарочным с числом арок больше двух, например трехарочным с центральной силовой и боковыми вспомогательными арками, в местах соединения которых предусмотрены жесткие элементы для крепления силовых строп, причем сквозь все нервюры центральной арки в передней ее части проходит стропа уменьшения подъемной силы крыла, свободные концы которой присоединены к стропам путевого управления крылом, которые, в свою очередь, закреплены к крайним задним силовым стропам боковых вспомогательных арок, при этом соотношение ширины верхних и нижних участков полотнища между нервюрами на всей поверхности гибкого крыла должно соответствовать условию
где W - ширина верхних участков полотнища, м;
К - ширина нижних участков полотнища, м;
R - радиус арки по нижнему полотнищу, м;
h - текущая высота нервюры, м;
F - коэффициент, обеспечивающий волнистость верхней поверхности арки с максимальной стрелой прогиба f 12-15% от максимальной толщины профиля.
2. Гибкое крыло по п.1, отличающееся тем, что угол раствора центральной арки составляет не более - 180°, боковых не более - 140°.
3. Гибкое крыло по п.1, отличающееся тем, что в боковых вспомогательных арках воздухозаборники снабжены клапанами и сетками.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003104093/11A RU2242403C2 (ru) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Гибкое крыло |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003104093/11A RU2242403C2 (ru) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Гибкое крыло |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003104093A RU2003104093A (ru) | 2004-08-10 |
RU2242403C2 true RU2242403C2 (ru) | 2004-12-20 |
Family
ID=34387605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003104093/11A RU2242403C2 (ru) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Гибкое крыло |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2242403C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778735C1 (ru) * | 2022-02-09 | 2022-08-25 | Алексей Александрович Сизиков | Буксировочная система беспилотного летательного аппарата (варианты) |
WO2023153955A1 (ru) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 | Алексей Александрович СИЗИКОВ | Буксировочная система беспилотного летательного аппарата (варианты) |
-
2003
- 2003-02-11 RU RU2003104093/11A patent/RU2242403C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778735C1 (ru) * | 2022-02-09 | 2022-08-25 | Алексей Александрович Сизиков | Буксировочная система беспилотного летательного аппарата (варианты) |
WO2023153955A1 (ru) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 | Алексей Александрович СИЗИКОВ | Буксировочная система беспилотного летательного аппарата (варианты) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6837463B2 (en) | Ram air inflated wing | |
US10654557B2 (en) | Morphing skin for an aircraft | |
US6173924B1 (en) | Low density flexible edge transition | |
US4708078A (en) | Propulsive wing with inflatable armature | |
EP0023137B1 (en) | Aerofoil structure | |
US4858854A (en) | Inflatable aerodynamic wing structure | |
US7032864B2 (en) | Wing with inflatable struts | |
KR20180121569A (ko) | 에어포일을 위한 가장자리 변경 장치 | |
US7093803B2 (en) | Apparatus and method for aerodynamic wing | |
US3498565A (en) | Maneuverable glide parachute | |
US8113470B1 (en) | Variable air foil and spoiler | |
US20080203233A1 (en) | Flueted aircraft wing | |
RU2242403C2 (ru) | Гибкое крыло | |
CN208278310U (zh) | 一种用于无人机的模块化飞翼 | |
US9975618B2 (en) | Frame device for a profiled sail device and profiled sail device | |
US7104504B2 (en) | Inflatable wing with active canopy profile control | |
WO1999059866A1 (en) | An improved kite | |
US3882810A (en) | Mast with movable sail attaching means | |
CN104379443A (zh) | 气动风能转换装置及控制该装置的方法 | |
US3794275A (en) | Detachable lift spoiler for stationary aircraft | |
EP2285667B1 (en) | Kite type sail with improved line attachment | |
EP3225545A1 (en) | Sail for a kite, kite and method for manufacturing said sail | |
WO2011155850A1 (en) | Inflatable wing with inflatable spar spaced from the leading edge | |
DE3411425A1 (de) | Faltbare variable hochauftriebs-schlitzfluegel fuer haengegleiter und ultraleichtflugzeuge | |
CN117644966A (zh) | 一种新型格尼襟翼、机翼及飞行器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180212 |