RU2288141C1 - Flying vehicle - Google Patents

Flying vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2288141C1
RU2288141C1 RU2005114220/11A RU2005114220A RU2288141C1 RU 2288141 C1 RU2288141 C1 RU 2288141C1 RU 2005114220/11 A RU2005114220/11 A RU 2005114220/11A RU 2005114220 A RU2005114220 A RU 2005114220A RU 2288141 C1 RU2288141 C1 RU 2288141C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuselage
aircraft
mass
center
wing
Prior art date
Application number
RU2005114220/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005114220A (en
Inventor
Герман Иванович Сыпачев (RU)
Герман Иванович Сыпачев
Original Assignee
Герман Иванович Сыпачев
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 Герман Иванович Сыпачев filed Critical Герман Иванович Сыпачев
Priority to RU2005114220/11A priority Critical patent/RU2288141C1/en
Publication of RU2005114220A publication Critical patent/RU2005114220A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2288141C1 publication Critical patent/RU2288141C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aircraft manufacture; designing aircraft and gliders.
SUBSTANCE: proposed flying vehicle has fuselage 1, panels 4 and 5 with controls 9 and 10 and vertical tail 3 in tail section of fuselage. Center of mass is located in plane of symmetry of fuselage between two vertical straight lines on which centers of pressure of two panels (set apart along length of fuselage) are projected. Flying vehicle is provided with steeped wing; it is monoplane in modification slightly sensitive to shift of center of mass and with no relative effect of lifting and stabilizing planes. Auto-rotation in horizontal plane is excluded due to profiling of lower surface of fuselage in such way that total aerodynamic moment of rotation around center of mass in horizontal plane is equal to zero. Auto-rotation is also excluded at use of panels of opposite sweep with twist.
EFFECT: enhanced longitudinal stability; reduction of interference.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение может найти применение в самолетостроении, например, при конструировании планеров и самолетов.The invention may find application in aircraft construction, for example, in the design of gliders and aircraft.

Целью изобретения является исключение потерь на интерференцию между крыльями и повышение продольной устойчивости летательного аппарата путем ступенчатого расположения полукрыльев (консолей).The aim of the invention is the elimination of loss of interference between the wings and increase the longitudinal stability of the aircraft by the stepwise arrangement of the wings (consoles).

Известен одноместный планер тандем БА-1 конструкции А.А.Борина, О.К.Антонова, построенный в 1935 году (См. А.П.Красильщиков «Планеры СССР», Москва, Машиностроение, 1991 г.).The famous single-seat glider tandem BA-1 designed by A.A. Borin, O.K. Antonov, built in 1935 (See A.P. Krasilshchikov "Gliders of the USSR", Moscow, Mechanical Engineering, 1991).

Признаки планера тандем БА-1:Signs of a glider tandem BA-1:

a) биплан с тандемным расположением крыльев;a) tandem wing biplane;

b) центр масс раположен в плоскости симметрии фюзеляжа, между двумя вертикальными прямыми на ней, на которые проецируются центры давления четырех, раздвинутых по длине фюзеляжа парами, консолей (совпадает с признаком изобретения, кроме количества консолей);b) the center of mass is located in the plane of symmetry of the fuselage, between two vertical lines on it, onto which the pressure centers of the four consoles, spaced along the length of the fuselage, are projected (coincides with the feature of the invention, except for the number of consoles);

c) вертикальное оперение на концах заднего крыла.c) vertical plumage at the ends of the hind wing.

Планер тандем БА-1 - это биплан в варианте, мало чувствительном к смещению центра масс.The BA-1 tandem glider is a biplane in a variant that is slightly sensitive to the displacement of the center of mass.

Исключению потерь на интерференцию между крыльями планера тандем БА-1 препятствуют следующие обстоятельства. Установка заднего крыла планера БА-1 выше его переднего крыла ослабляет воздействие крыльев друг на друга, но не исключает его. Взаимодействие крыльев увеличивает общее сопротивление по сравнению с суммой сопротивлений аналогичных изолированных крыльев.The following circumstances prevent the exclusion of interference losses between the wings of the glider tandem BA-1. Installing the rear wing of the BA-1 glider above its front wing weakens the effect of the wings on each other, but does not exclude it. The interaction of the wings increases the overall resistance compared to the sum of the resistances of similar isolated wings.

Потери на интерференцию между крыльями планера БА-1 остаются из-за тандемной схемы.Loss of interference between the wings of the BA-1 glider remains due to the tandem scheme.

Известен самолет, изобретенный в России Бумаковым В.Д. (21) 97118157/28; (22) 30.10.97; (51) 6 В 64 С 39/08; (72) Бумаков В.Д.; (71) Бумаков В.Д.; (74) Грунина А.Е.; (98) 12.11.65; Москва, а/я 15, ООО «Юстис» (54) Самолет. Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам. Изобретения (заявки и патенты) 1999 г. ФИПС Москва 20 (1 ч.).Famous aircraft invented in Russia by Bumakov V.D. (21) 97 118 157/28; (22) 10.30.97; (51) 6 B 64 C 39/08; (72) Bumakov V.D .; (71) Bumakov V.D .; (74) Grunin A.E .; (98) 12.11.65; Moscow, PO Box 15, LLC Justis (54) Airplane. Official Bulletin of the Russian Agency for Patents and Trademarks. Inventions (applications and patents) 1999 FIPS Moscow 20 (1 part).

Признаки самолета Бумакова В.Д.:Signs of the aircraft Bumakova V.D .:

a) биплан с тандемным расположением крыльев;a) tandem wing biplane;

b) центр масс расположен в плоскости симметрии фюзеляжа, между двумя вертикальными прямыми на ней, на которые проецируются центры давления четырех, раздвинутых по длине фюзеляжа парами, консолей (совпадает с признаком изобретения, кроме количества консолей);b) the center of mass is located in the plane of symmetry of the fuselage, between two vertical lines on it, onto which the pressure centers of four consoles, spaced along the length of the fuselage, are projected (coincides with the feature of the invention, except for the number of consoles);

c) вертикальное оперение на концах заднего крыла.c) vertical plumage at the ends of the hind wing.

Самолет Бумакова В.Д. - это биплан в варианте, мало чувствительном к смещению центра масс. Но потери на интерференцию между крыльями этого самолета остаются из-за тандемной схемы.Aircraft Bumakova V.D. - This is a biplane in a variant that is slightly sensitive to the displacement of the center of mass. But the interference losses between the wings of this aircraft remain due to the tandem scheme.

Известен летательный аппарат с соединенными крыльями, изобретенный в Великобритании. Прототип изобретения. (51) МКИ 4 В 64 С 39/08; (11) Заявка N 2208112; (52) НКИ B 7 W; Публикация 890301 N 9; (53) УДК 629735; (54) Летательный аппарат с соединенными крыльями. Изобретения стран мира. Реферативная информация. Всесоюзный НИИ патентной информации. Выпуск 48 МКИ В 64 N 12, Москва, 1989 г. Воздухоплавание; авиация; космонавтика.Known aircraft with connected wings, invented in the UK. The prototype of the invention. (51) MKI 4 V 64 C 39/08; (11) Application N 2208112; (52) NKI B 7 W; Publication 890301 N 9; (53) UDC 629735; (54) Aircraft with connected wings. Inventions of the countries of the world. Abstract information. All-Union Research Institute of Patent Information. Issue 48 MKI B 64 N 12, Moscow, 1989. Ballooning; aviation; astronautics.

Признаки летательного аппарата с соединенными крыльями:Signs of an aircraft with connected wings:

а) биплан с соединенными крыльями;a) a biplane with connected wings;

b) центр масс расположен в плоскости симметрии фюзеляжа, между двумя вертикальными прямыми на ней, на которые проецируются центры давления четырех полукрыльев (совпадает с признаком изобретения, кроме количества полукрыльев);b) the center of mass is located in the plane of symmetry of the fuselage, between two vertical lines on it, onto which the pressure centers of the four wings are projected (coincides with the feature of the invention, except for the number of wings);

c) вертикальное оперение в хвостовой части фюзеляжа (совпадает с признаком изобретения).c) vertical plumage in the rear of the fuselage (coincides with a feature of the invention).

Летательный аппарат с соединенными крыльями - это биплан в варианте, мало чувствительном к смещению центра масс. Но потери на интерференцию между крыльями этого самолета остаются из-за двукрылой схемы.An aircraft with connected wings is a biplane in a variant that is slightly sensitive to the displacement of the center of mass. But the interference losses between the wings of this aircraft remain due to the two-winged scheme.

Известно, что бипланы как по подъемной силе, так и по скорости уступают монопланам с той же площадью крыла. Это объясняется взаимовлиянием крыльев биплана и дополнительным сопротивлением, создаваемым стойками и растяжками.It is known that biplanes in terms of both lift and speed are inferior to monoplanes with the same wing area. This is due to the mutual influence of the wings of the biplane and the additional resistance created by the uprights and stretch marks.

Поэтому заявлен моноплан в модификации, мало чувствительной к смещению центра масс и без взаимовлияния несущих и стабилизирующих плоскостей. Это летательный аппарат с вертикальным оперением в хвостовой части фюзеляжа и ступенчатым крылом. Его центр масс расположен в плоскости симметрии фюзеляжа, между двумя вертикальными прямыми на ней, на которые проецируются центры давления двух, раздвинутых по длине фюзеляжа, консолей.Therefore, the monoplane is declared in a modification that is slightly sensitive to the displacement of the center of mass and without the mutual influence of the bearing and stabilizing planes. This is an aircraft with vertical plumage in the rear of the fuselage and a step wing. Its center of mass is located in the plane of symmetry of the fuselage, between two vertical lines on it, onto which the pressure centers of two consoles, spaced along the length of the fuselage, are projected.

Низкая чувствительность к смещению центра масс повышает продольную устойчивость летательного аппарата.Low sensitivity to the displacement of the center of mass increases the longitudinal stability of the aircraft.

Также исключаются потери на интерферению между консолями, расположенными по разные стороны фюзеляжа.Also excluded are interference losses between consoles located on opposite sides of the fuselage.

При этом решались следующие противоречия.The following contradictions were resolved.

1. В результате удаления консолей друг от друга (в пределах длины фюзеляжа) моменты вращения вокруг центра масс увеличиваются. Это ведет к ухудшению управляемости и увеличению массы прочного фюзеляжа, несущего скручивающую нагрузку.1. As a result of the removal of the consoles from each other (within the length of the fuselage), the moments of rotation around the center of mass increase. This leads to poor controllability and an increase in the mass of the durable fuselage bearing a torsional load.

2. Ступенчатое расположение прямых трапецеидальных консолей при наличии угла поперечного V и скорости вертикального снижения вызывает самовращение летательного аппарата вокруг центра масс в горизонтальной плоскости.2. The stepped arrangement of straight trapezoidal consoles in the presence of a transverse V angle and a vertical descent speed causes the aircraft to rotate around the center of mass in the horizontal plane.

3. Вынос передней консоли в носовую оконечность ограничивает поле зрения пилота.3. The removal of the front console to the nasal tip limits the field of view of the pilot.

По поводу решения первого противоречия. Оценка расстояний от центра масс до каждого центра давления консолей для двух вариантов компоновки (летательный аппарат со ступенчатым крылом и классический планер моноплан) показывает их малое отличие. Это отличие в пределах 10% при размахе крыла 15 метров и расстоянии 3 метра между проекциями на плоскости симметрии фюзеляжа центров давления ступенчатого крыла.Regarding the solution of the first contradiction. An estimate of the distances from the center of mass to each center of pressure of the cantilevers for the two layout options (an aircraft with a step wing and a classic monoplane glider) shows their small difference. This difference is within 10% with a wingspan of 15 meters and a distance of 3 meters between projections on the plane of symmetry of the fuselage of the pressure centers of the step wing.

Значит и моменты вращения вокруг центра масс летательного аппарата со ступенчатым крылом для этого случая будут мало отличатся по величине от моментов вращения вокруг центра масс классического моноплана.This means that the moments of rotation around the center of mass of an aircraft with a step wing for this case will differ little in magnitude from the moments of rotation around the center of mass of a classic monoplane.

Поэтому размеры и форма аэродинамических органов управления для летательного аппарата со ступенчатым крылом могут быть рассчитаны по методам, известным для классического моноплана.Therefore, the size and shape of the aerodynamic controls for an aircraft with a stepped wing can be calculated by methods known for the classic monoplane.

По поводу решения второго противоречия. Исключение самовращения в горизонтальной плоскости летательного аппарата со ступенчатым крылом может быть обеспечено двояко. В одном варианте передняя консоль может быть прямой стреловидности с отрицательной круткой, а задняя консоль может быть обратной стреловидности с положительной круткой. В другом варианте (консоли без стреловидности) профилируют нижнюю поверхность фюзеляжа от проекции центра масс до хвостовой оконечности так, чтобы в полете возникал аэродинамический момент противовращения.Regarding the solution of the second contradiction. The elimination of self-rotation in the horizontal plane of an aircraft with a step wing can be achieved in two ways. In one embodiment, the front console can be a direct sweep with a negative twist, and the rear console can be a reverse sweep with a positive twist. In another embodiment (cantilevers without sweeps), the lower surface of the fuselage is profiled from the projection of the center of mass to the tail end so that the aerodynamic moment of counter-rotation occurs in flight.

Суммарный аэродинамический момент вращения вокруг центра масс в горизонтальной плоскости в обоих вариантах должен быть равен нулю.The total aerodynamic moment of rotation around the center of mass in the horizontal plane in both cases should be equal to zero.

По поводу решения третьего противоречия. Вынос левой консоли в переднюю оконечность летательного аппарата ограничивает поле зрения пилота. Поле зрения пилота в этом случае может быть расширено с помощью технических средств. В кабину пилота устанавливают экран поля зрения видеокамеры, вынесенной и установленной перед/под передней консолью.Regarding the solution of the third contradiction. Removing the left console to the front end of the aircraft limits the pilot's field of vision. The field of view of the pilot in this case can be expanded using technical means. In the cockpit set the screen of the field of view of the camera, remote and installed in front of / under the front console.

Технический результатTechnical result

Летательный аппарат со ступенчатым крылом - это новая схема компоновки планера (самолета) с повышенной продольной устойчивостью и без интерференционных помех.A stepped-wing aircraft is a new layout scheme for a glider (airplane) with increased longitudinal stability and without interference.

На фиг.1 Летательный аппарат с правоступенчатым крылом, вид спереди.Figure 1 Aircraft with right wing, front view.

На фиг.2 То же, вид сверху.Figure 2 The same, a top view.

На фиг.3 То же, вид слева.Figure 3 The same, left view.

Вид спереди летательного аппарата с левоступенчатым крылом - это зеркально отображенная фиг.1.The front view of the aircraft with left-wing wing is a mirror image of figure 1.

Вид сверху летательного аппарата с левоступенчатым крылом - это зеркально отображенная фиг.2.A top view of an aircraft with a left-wing wing is a mirror image of FIG. 2.

Вид справа летательного аппарата с левоступенчатым крылом - это зеркально отображенная фиг.3.The right side view of an aircraft with a left-wing wing is a mirror image of FIG. 3.

Фюзеляж 1 с кабиной пилота 2 и вертикальным оперением 3. Передняя, низкорасположенная в носовой части фюзеляжа, консоль 4.The fuselage 1 with the cockpit 2 and the vertical tail 3. Front, low in the nose of the fuselage, console 4.

Задняя, высокорасположенная в средней части фюзеляжа, консоль 5.Rear, high in the middle of the fuselage, console 5.

Кабина пилота 2 закрыта обтекаемым прозрачным съемным колпаком 6. На вертикальном оперении 3 установлен руль направления 7. Нижняя поверхность фюзеляжа имеет профилированную поверхность 8 от проекции центра масс летательного аппарата до хвостовой оконечности. Консоли 4 и 5 имеют органы управления 9 и 10. При полете нагрузка равномерно распределяется на переднюю консоль 4 и заднюю консоль 5.The cockpit 2 is closed by a streamlined transparent removable cap 6. The rudder 7 is installed on the vertical tail unit 3. The lower surface of the fuselage has a profiled surface 8 from the projection of the center of mass of the aircraft to the tail end. Consoles 4 and 5 have controls 9 and 10. During flight, the load is evenly distributed on the front console 4 and the rear console 5.

Встречный поток воздуха, обтекая консоли 4, 5 и вертикальное оперение 3, создает силы, стабилизирующие продольную и путевую устойчивость летательного аппарата.The oncoming air flow, flowing around the console 4, 5 and the vertical tail 3, creates forces that stabilize the longitudinal and track stability of the aircraft.

Управление полетом осуществляется посредством органов управления 7, 9, 10.Flight control is carried out by means of controls 7, 9, 10.

В полете летательный аппарат со ступенчатым крылом разовьет большую подъемную силу и большую скорость, чем летательный аппарат с тандемным расположением крыльев и равной удельной нагрузкой.In flight, an aircraft with a step wing will develop greater lift and higher speed than an aircraft with a tandem wing arrangement and equal specific load.

Летательный аппарат со ступенчатым крылом может быть использован для обучения методом вывоза и для планерного (самолетного) спорта. Все время существования летательных аппаратов конструкторы совершенствуют их с использованием передовых для своего времени материалов и технологий. Так, рекордный планер СССР ЛАК-15 был изготовлен с использованием композитных материалов (см. А.П.Красильщиков. «Планеры СССР». Москва. Машиностроение, 1991 г.).An aircraft with a step wing can be used for training by the export method and for glider (airplane) sports. Throughout the existence of aircraft, designers improve them using advanced materials and technologies for their time. So, the USSR record-breaking glider LAK-15 was made using composite materials (see A.P. Krasilshchikov. Gliders of the USSR. Moscow. Mechanical Engineering, 1991).

В конструкции летательного аппарата со ступенчатым крылом особого внимания потребуют пилотская кабина и часть фюзеляжа между консолями, постоянно несущая скручивающую нагрузку.In the design of an aircraft with a stepped wing, special attention will be required to the pilot's cabin and part of the fuselage between the consoles, which constantly carries a torsional load.

Claims (3)

1. Летательный аппарат, содержащий фюзеляж, консоли с органами управления, вертикальное оперение в хвостовой части фюзеляжа, отличающийся тем, что центр масс расположен в плоскости симметрии фюзеляжа между двумя вертикальными прямыми на ней, на которые проецируются центры давления двух раздвинутых по длине фюзеляжа консолей.1. Aircraft containing the fuselage, consoles with controls, vertical tail in the rear of the fuselage, characterized in that the center of mass is located in the plane of symmetry of the fuselage between the two vertical lines on it, onto which the pressure centers of the two consoles extended along the length of the fuselage are projected. 2. Летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что нижняя поверхность фюзеляжа от проекции центра масс до хвостовой оконечности может быть профилирована.2. The aircraft according to claim 1, characterized in that the lower surface of the fuselage from the projection of the center of mass to the tail end can be profiled. 3. Летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что передняя консоль может быть прямой стреловидности с отрицательной круткой, а задняя консоль может быть обратной стреловидности с положительной круткой.3. The aircraft according to claim 1, characterized in that the front console can be a direct sweep with a negative twist, and the rear console can be a reverse sweep with a positive twist.
RU2005114220/11A 2005-05-03 2005-05-03 Flying vehicle RU2288141C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114220/11A RU2288141C1 (en) 2005-05-03 2005-05-03 Flying vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114220/11A RU2288141C1 (en) 2005-05-03 2005-05-03 Flying vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005114220A RU2005114220A (en) 2006-11-10
RU2288141C1 true RU2288141C1 (en) 2006-11-27

Family

ID=37500673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005114220/11A RU2288141C1 (en) 2005-05-03 2005-05-03 Flying vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2288141C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611296C2 (en) * 2015-07-24 2017-02-21 Лев Федорович Ростовщиков Helicopter with an asymmetrical wing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611296C2 (en) * 2015-07-24 2017-02-21 Лев Федорович Ростовщиков Helicopter with an asymmetrical wing

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005114220A (en) 2006-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Barnard et al. Aircraft flight: a description of the physical principles of aircraft flight
RU180474U1 (en) Vertical takeoff and landing airplane
US20150298800A1 (en) Multi-stage tilting and multi-rotor flying car
US9926071B2 (en) Spin resistant aircraft configuration
CN105882961A (en) High-speed aircraft capable of taking off and landing vertically as well as control method of high-speed aircraft
CN102897319A (en) Fuselage variant type vertical take off and landing aircraft
CN108045575A (en) A kind of short takeoff vertical landing aircraft
Hitchens The encyclopedia of aerodynamics
CN106828918A (en) A kind of Three-wing-surface vertically taking off and landing flyer
CN205022854U (en) Deformable compound aircraft
CN106184692A (en) A kind of flying wing type hybrid lift dirigible of the dismantled and assembled power that verts
CN105460202B (en) A kind of variable geometry unmanned plane
RU2288141C1 (en) Flying vehicle
CN205602117U (en) Novel high lift VTOL aircraft
US20210253248A1 (en) Aircraft wings with reduced wingspan
US20140151511A1 (en) Aircraft with at least two aircraft fuselages and two main wings
RU2611296C2 (en) Helicopter with an asymmetrical wing
RU144538U1 (en) SCREEN PLAN
RU2597742C1 (en) Aircraft
Singh et al. Optimization of Autogyro for Preliminary Development of Personal Flying Vehicle
CN207843317U (en) A kind of short takeoff vertical landing aircraft
CN102991668A (en) Airplane
RU2177895C1 (en) Aerobatic trainer airplane як-54
Liu et al. Flight Mystery and Aerodynamic Principles
Merryisha et al. Wing Engineering: Aerodynamics, Structures And Design

Legal Events

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

Effective date: 20100504