RU225655U1 - Летательный аппарат со стреловидным замкнутым крылом - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к авиационной технике, а именно к конструкции летательного аппарата. Летательный аппарат со стреловидным замкнутым крылом, содержащий фюзеляж, к которому закреплены первое крыло прямой стреловидности, и два крыла, расположенных одно над другим позади относительно первого. Концы консолей всех крыльев объединены пилонами. Летательный аппарат также снабжен двигателями. Причем задние крылья имеют обратную стреловидность и разнесены по высоте на расстояние, превышающее 1.05 длины хорды низкорасположенного заднего крыла. Технический результат – увеличение максимальных дозвуковых скоростей летательного аппарата. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к авиационной технике, а именно к конструкции летательного аппарата.

Известен аналог – летательный аппарат классической конструкции (Лебедев А.А., Стражева И.В., Сахаров Г.И. Аэромеханика самолета, Москва, Государственное издательство оборонной промышленности 1955 г, стр.165-168), состоящего из фюзеляжа, прикрепленных к нему двух или двух пар симметричных относительно оси летательного аппарата консолей и хвостового оперения.

Недостатком аналога является высокое сопротивление крыла и, как следствие, малая максимальная скорость дозвукового полета. Сопротивление обусловлено двумя факторам: во-первых, большим поперечным габаритом – размахом крыла, во-вторых, повышенным индуктивным сопротивлением, возникающим из-за перетекания потока с нижней поверхности крыла на верхнюю через законцовку крыла.

Известен аналог – летательный аппарат (RU 222216, 21.06.2023), принятый в качестве прототипа, содержащий фюзеляж, движитель, крылья в виде замкнутой крыльевой системы, включающей симметрично расположенные относительно продольной плоскости фюзеляжа высоко- и низкорасположенные консоли крыльев, концы которых соединены пилонами, содержит восемь консолей крыльев, причем четыре консоли имеют стреловидность.

Недостатком аналога является то, что заднее крыло затеняется передним крылом при выходе на критические углы атаки и поэтому его подъемная сила снижена, а значит ограничены функциональные возможности, в том числе грузоподъемность на указанном режиме полета.

Известен наиболее близкий аналог – летательный аппарат с замкнутым крылом (USD 920214, 25.05.2021), принятый в качестве прототипа, содержащий фюзеляж, двигатели, первое крыло прямой стреловидности, и два крыла, расположенные одно над другим позади относительно первого, причем одно из них не имеет стреловидности, второе имеет обратную стреловидность, а консоли всех крыльев объединены пилонами по законцовкам.

Прототип лишен недостатка предыдущего аналога, так как спереди одно крыло, которое расположено ниже задних, поэтому оно не затеняет их.

Недостатком прототипа является наличие особенностей конструкции крыльев, накладывающих ограничение на максимальные дозвуковые скорости, которые может достичь летательный аппарат. Во-первых, у крыла без стреловидности скорость потока среды над крылом в определенный момент превышает локальную скорость звука, даже если летательный аппарат скорости звука еще не достигает, что вызывает резкий рост сопротивления крыла. При этом рассматривают скорость составляющей этого потока среды, направленной по нормали к передней кромке. Во-вторых, два крыла, близкорасположенные друг к другу одно над другим позади относительно первого, имеют взаимовлияние друг на друга, что приводит к потерям подъёмной силы, необходимости увеличения площади крыла и росту сопротивления потоку среды, что при одинаковой мощности двигателя снижает максимально достижимую скорость летательного аппарата.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в увеличении максимальных дозвуковых скоростей летательного аппарата.

Технический результат достигается в летательном аппарате со стреловидным замкнутым крылом, содержащем фюзеляж, к которому закреплены первое крыло прямой стреловидности, и два крыла, расположенные одно над другим позади относительно первого, концы консолей всех крыльев объединены пилонами, имеются двигатели, причем задние крылья имеют обратную стреловидность и разнесены по высоте на расстояние, превышающее 1.05 длины хорды низкорасположенного заднего крыла.

Двигатели могут быть установлены на отклоняемых поверхностях переднего и заднего крыльев.

На фиг.1 изображен внешний вид летательного аппарата со стреловидным замкнутым крылом.

На фиг.2 изображены консоли задних крыльев летательного аппарата со стреловидным замкнутым крылом в поперечном сечении.

На фиг.3 изображен вариант летательного аппарата со стреловидным замкнутым крылом, у которого двигатели установлены на отклоняемых поверхностях переднего и заднего крыльев.

Летательный аппарат со стреловидным замкнутым крылом содержит фюзеляж 1 (фиг.1), к которому закреплены первое крыло 2 прямой стреловидности, и два крыла 3, 4, расположенные одно над другим позади относительно первого 2, концы 5 консолей всех крыльев 2, 3, 4 объединены пилонами 6, имеются двигатели 7, причем задние крылья 3, 4 имеют обратную стреловидность и разнесены по высоте на расстояние a, превышающее 1.05 длины b хорды 8 низкорасположенного заднего крыла 3, как показано на фиг.2.

Двигатели 7 могут быть установлены на отклоняемых поверхностях переднего и заднего крыльев (фиг.3).

Рассмотрим пример конкретной реализации летательного со стреловидным замкнутым крылом (фиг.1). Летательный аппарат изготавливают из стеклопластика технологией последовательной выкладки слоев. В другом примере летательный аппарат могут изготавливать из алюминиевых сплавов классической технологией с применением соединения клепкой поперечного и продольного набора жесткости и обшивки. Техническое решение не ограничивается описанными вариантами технологий изготовления.

Летательный аппарат содержит два двигателя 7, закрепленных к фюзеляжу через пилоны (фиг.1). В другом варианте исполнения двигатели 7 могут быть установлены на отклоняемых поверхностях переднего и заднего крыла, как показано на фиг.3.

Концы консолей крыльев соединены пилонами 6. Двигатели 7 представляют собой двигатели внутреннего сгорания с лопастным винтом. В качестве мотора двигателя 7 может быть применен электромотор, как сделано во втором варианте реализации (фиг.3).

Достижение технического результата обусловлено следующими факторами. Наличие крыла, расположенного спереди, и двух крыльев сзади обеспечивает то, что заднее крыло не затеняется передним крылом при выходе на критические углы атаки, обеспечивая подъемную силу при малой длине крыла, что позволяет достичь высокую скорость. Консоли крыльев объединены пилонами по концам, что увеличивает жесткость конструкции крыла, а также снижает индуктивное сопротивление за счёт уменьшения перетекания потока с нижней поверхности каждой консоли крыла на верхнюю. Это в свою очередь обеспечивает требуемую подъемную силу даже при малой длине крыльев, что позволяет достичь высоких скоростей. Все крылья имеют стреловидность, что позволяет снизить скорости потока среды над крылом до дозвуковой, тем самым предотвратив резкое значительное увеличение сопротивление крыла, которое имеет место при преодолении звукового барьера скорости, что требуется для достижения высоких дозвуковых скоростей летательного аппарата при одинаковой тяге двигателя. Переднее крыло имеет прямую стреловидность, а задние обратную стреловидность. Крыло обратной стреловидности имеет преимущества перед крылом прямой стреловидности, в частности, более высокое аэродинамическое качество при том же по модулю угле стреловидности. Поэтому летательный аппарат с той же площадью крыла, в котором используется крыло обратной стреловидности, по сравнению с аппаратом с крылом прямой стреловидности, будет иметь меньшее сопротивление и сможет достигнуть более высокой скорости при заданной мощности двигателя. Высокорасположенное и низкорасположенное задние крылья разнесены по высоте на расстояние, превышающее 1.05 длины хорды низкорасположенной задней консоли. Это снижает потери подъёмной силы, которые имели бы место при взаимовлиянии крыльев, что обеспечивает при меньшей суммарной площади поверхности крыла такую же подъёмную силу. То есть близкое расположение расположенных одно над другим крыльев приводит к потерям подъёмной силы, что приводит к необходимости увеличения площади крыла, которое вызывает рост сопротивления полету летательного аппарата, и при заданной мощности двигателя — снижение максимально достижимой скорости.

Claims (2)

1. Летательный аппарат со стреловидным замкнутым крылом, содержащий фюзеляж, к которому закреплены первое крыло прямой стреловидности, и два крыла, расположенные одно над другим позади относительно первого, концы консолей всех крыльев объединены пилонами, имеются двигатели, отличающийся тем, что задние крылья имеют обратную стреловидность и разнесены по высоте на расстояние, превышающее 1.05 длины хорды низкорасположенного заднего крыла.

2. Летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что двигатели установлены на отклоняемых поверхностях переднего и заднего крыльев.