RU2307048C1 - Aircraft - Google Patents

Aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2307048C1
RU2307048C1 RU2005140073/11A RU2005140073A RU2307048C1 RU 2307048 C1 RU2307048 C1 RU 2307048C1 RU 2005140073/11 A RU2005140073/11 A RU 2005140073/11A RU 2005140073 A RU2005140073 A RU 2005140073A RU 2307048 C1 RU2307048 C1 RU 2307048C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wing
fuselage
aircraft
circle
projection
Prior art date
Application number
RU2005140073/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005140073A (en
Inventor
тов Иван Давыдович Востроп (RU)
Иван Давыдович Востропятов
Original Assignee
Иван Давыдович Востропятов
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 Иван Давыдович Востропятов filed Critical Иван Давыдович Востропятов
Priority to RU2005140073/11A priority Critical patent/RU2307048C1/en
Publication of RU2005140073A publication Critical patent/RU2005140073A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2307048C1 publication Critical patent/RU2307048C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)

Abstract

FIELD: aviation industry.
SUBSTANCE: proposed aircraft contains fuselage, wing and engine. Fuselage and wing are built using two parabolas. Wing is provided with rods with damping devices in units of fastening to aerodynamic center of fuselage.
EFFECT: improved aerodynamic properties of aircraft.
2 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к авиации, к конструированию самолета с повышенными аэродинамическими характеристиками за счет:The invention relates to aviation, to the design of an aircraft with enhanced aerodynamic characteristics due to:

- проектирования фюзеляжа самолета по форме двух парабол:- designing the aircraft fuselage in the form of two parabolas:

У1=K1X1/2; У2=2R0+K2X1/2;Y 1 = K 1 X 1/2 ; Y 2 = 2R 0 + K 2 X 1/2 ;

касающиеся окружности радиусом R≥R0 для транспортного самолета и R≤R0 - для истребителя;touching a circle of radius R≥R 0 for a transport aircraft and R≤R 0 for a fighter;

- проектирование крыла самолета малого удлинения, большей площади.- design of the wing of the aircraft of small elongation, a larger area.

Известен самолет с несущим фюзеляжем, содержащим крыло, двигатель, фюзеляж, у которого ширина значительно превышает его высоту, в поперечном сечении имеет вогнутую форму фюзеляжа, ее нижняя поверхность уплощенной части фюзеляжа установлена под углом к продольной плоскости равной или более 4°, предпочтительно 7° [1].Known aircraft with a carrier fuselage containing a wing, an engine, a fuselage whose width is significantly greater than its height, has a concave cross-sectional shape of the fuselage, its lower surface of the flattened part of the fuselage is set at an angle to the longitudinal plane equal to or more than 4 °, preferably 7 ° [one].

Недостатком данной конструкции является желоб, который создает завихрения, приводящие к вибрации. Верхняя и нижняя поверхности фюзеляжа являются линейными и мало участвуют в образовании подъемной силы, а отклонение фюзеляжа от кольцевой формы снижает его прочность.The disadvantage of this design is the gutter, which creates turbulence leading to vibration. The upper and lower surfaces of the fuselage are linear and have little participation in the formation of lifting force, and the deviation of the fuselage from the annular shape reduces its strength.

Известна лопасть воздушного винта /крыла, .../ [2, 3], где передняя и задняя кромки образуются по форме двух парабол:A known propeller / wing blade, ... / [2, 3], where the front and rear edges are formed in the form of two parabolas:

У1=K1X1/2; У2=2R0+K2X1/2. Профиль нижней и верхней лопасти образуется пересечением двух парабол:Y 1 = K 1 X 1/2 ; Y 2 = 2R 0 + K 2 X 1/2 . The profile of the lower and upper lobes is formed by the intersection of two parabolas:

У3=K3X1/2; У4=2R0+K4X1/2, при этом плоскости пересекаются под острым углом на передней кромке.Y 3 = K 3 X 1/2 ; Y 4 = 2R 0 + K 4 X 1/2 , while the planes intersect at an acute angle at the leading edge.

Недостатком данной конструкции является то, что лопасть предназначена для вращения, что налагает на нее отдельные конструктивные отличия от неподвижного крыла.The disadvantage of this design is that the blade is designed for rotation, which imposes on it individual design differences from a fixed wing.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Фюзеляж самолета мало участвует в создании подъемной силы, хотя площадь его соизмерима с площадью крыльев. Для повышения подъемной силы нижняя и верхняя поверхности фюзеляжа проектируются по формулам двух парабол:The aircraft fuselage is little involved in creating lift, although its area is commensurate with the area of the wings. To increase the lifting force, the lower and upper surfaces of the fuselage are designed according to the formulas of two parabolas:

У1=K1X1/2; У2=2R0+K2X1/2;Y 1 = K 1 X 1/2 ; Y 2 = 2R 0 + K 2 X 1/2 ;

касающиеся окружности радиусом R≥2R0 - для транспортного самолета /ФИГ.1/ и R≤2R0 - для истребителя /ФИГ.4/, центр которой расположен на расстоянии R=2/3L, где L - проекции длины фюзеляжа на координату X. Коэффициенты К1 и К2 рассчитываются по формулам:tangent to a circle of radius R≥2R 0 for a transport aircraft / FIG.1/ and R≤2R 0 for a fighter / FIG.4/, the center of which is located at a distance R = 2 / 3L, where L is the projection of the fuselage length on the X coordinate The coefficients K 1 and K 2 are calculated by the formulas:

К11А/Х1/2; К2=(У-2R0)/X2B1/2;K 1 = Y 1 A / X 1A 1/2 ; K 2 = (Y 2B -2R 0 ) / X 2B 1/2 ;

где точка А - точка пересечения перпендикуляра, восстановленного из точки l с линией угла атаки α. Точка А является нижней точкой окружности радиусом R, который откладывается на восстановленном перпендикуляре; верхняя точка пересечения окружности радиусом R с перпендикуляром будет точка В - точка пересечения параболы У2 с окружностью. Для нахождения точек касания парабол У1, У2 с окружностью радиусы R задаются исходные данные построения фюзеляжа:where point A is the intersection point of the perpendicular reconstructed from point l with the line of angle of attack α. Point A is the bottom point of a circle of radius R, which is deposited on the restored perpendicular; the top point of intersection of a circle of radius R with a perpendicular will be point B - the point of intersection of the parabola U 2 with the circle. To find the points of tangency of parabolas U 1 , U 2 with a circle of radii R, the initial data for constructing the fuselage are set:

- угол атаки α≥7°;- angle of attack α≥7 °;

- радиусы R0 и R;- radii R 0 and R;

- проекция длины фюзеляжа на координату X-L;- projection of the length of the fuselage on the X-L coordinate;

- величина проекции l≤2/3L.- the projection value l≤2 / 3L.

Определив коэффициенты К1 и К2 проводят параболы У1 и У2: это и будет профиль фюзеляжа /ФИГ.1, ФИГ.4/, который напоминает профиль крыла.Determining the coefficients K 1 and K 2 conduct parabolas U 1 and U 2 : this will be the fuselage profile / FIG. 1, FIG. 4 /, which resembles the wing profile.

Крыло играет основную роль в подъемной силе самолета; его длина площадь, форма влияют на подъемную силу и определяют стоимость [3].The wing plays a major role in aircraft lift; its length, area, shape affect the lifting force and determine the cost [3].

При конструировании крыла самолета используют параболу. Передняя кромка крыла образуется параболой:When designing an airplane wing, a parabola is used. The leading edge of the wing is formed by a parabola:

У1=K1X2; или У2=K2X1/2; касающиеся окружности радиусом R /ФИГ.7, ФИГ.8/, или эллипса [4] с параметрами большой и малой оси 2а, 2в соответственно /ФИГ.9, ФИГ.10/; центра окружности и центр эллипса при этом отстоят от начала координат на величину l≤2/3L, гдеY 1 = K 1 X 2 ; or Y 2 = K 2 X 1/2 ; touching a circle of radius R / FIG.7, FIG.8 /, or an ellipse [4] with the parameters of the major and minor axis 2A, 2B, respectively / FIG.9, FIG.10 /; the center of the circle and the center of the ellipse in this case are separated from the origin by an amount l≤2 / 3L, where

L - проекция длины крыла на координату X.L is the projection of the wing length on the X coordinate.

Изначально задаются следующие величины:Initially, the following values are set:

- L - проекции длины крыла на координату X;- L - projection of the length of the wing on the coordinate X;

- α - угол атаки; для скоростных самолетов - α≥35°, для малоскоростных - α≥10°;- α is the angle of attack; for high-speed aircraft - α≥35 °, for low-speed - α≥10 °;

- R - радиус окружности;- R is the radius of the circle;

- 2а, 2в - параметры эллипса /основная ось параллельна оси фюзеляжа/;- 2A, 2B - parameters of the ellipse / main axis parallel to the axis of the fuselage /;

- величина проекции l≤2/3L;- projection value l≤2 / 3L;

- М - длина крыла на стыке с фюзеляжем.- M - the length of the wing at the junction with the fuselage.

Находим величины коэффициентов К1 и К2 по формулам:We find the values of the coefficients K 1 and K 2 according to the formulas:

К11A/X1A2; K22A/X2A1/2; где У1A, X1A, У2A, X2A - координаты точки А - точки касания парабол У1, У2 с окружностью или с эллипсом /ФИГ.7 ÷ ФИГ.9/. В отдельных случаях большая ось эллипса может быть сдвинута вперед на величину с≤2/3а, для увеличения площади крыла /ФИГ.6, ФИГ.10/. Крыло оборудуется закрылками /ФИГ.3 - 3, ФИГ.6 - 3, ФИГ.7 ÷ ФИГ.10 - 1/, и может оборудоваться предкрылками /ФИГ.9 - 2/. Поперечный профиль крыла образуется пересечением двух парабол: У3=K3X1/2; У4=K4X1/2+2R0; /ФИГ.1, ФИГ.4/. Коэффициенты К3, К4 выбираются из величин К3≥0,7; К4≥/0,2÷0,8/К3. Передняя кромка закруглена радиусом R≥R0, для улучшения обтекаемости. Для уменьшения продольных колебаний продольный профиль крыла образуется по параболе: У5=K5X1/2; где К5≥0,7; конец крыла имеет загиб на угол β=60° для уменьшения индуктивных колебаний /ФИГ.2, ФИГ.5, ФИГ.11/. Крыло самолета оборудуется штангами /ФИГ.2-1, ФИГ.3-1, ФИГ.5-1, ФИГ.6-1/, которые треугольником охватывают конец и середину крыла; штанги соединяются с фюзеляжем демпфирующими устройствами в точке 2. Такая конструкция позволяет:K 1 = Y 1A / X 1A 2 ; K 2 = Y 2A / X 2A 1/2 ; where Y 1A , X 1A , Y 2A , X 2A are the coordinates of point A - the tangent points of the parabolas Y 1 , Y 2 with a circle or with an ellipse / FIG.7 ÷ FIG.9 /. In some cases, the large axis of the ellipse can be shifted forward by an amount c≤2 / 3a, to increase the wing area / FIG.6, FIG.10 /. The wing is equipped with flaps /FIG.3 - 3, FIG.6 - 3, FIG.7 ÷ FIG.10 - 1 /, and can be equipped with slats /FIG.9 - 2 /. The transverse profile of the wing is formed by the intersection of two parabolas: Y 3 = K 3 X 1/2 ; Y 4 = K 4 X 1/2 + 2R 0 ; / FIG. 1, FIG. 4 /. The coefficients K 3 , K 4 are selected from the values of K 3 ≥0.7; K 4 ≥ / 0.2 ÷ 0.8 / K 3 . The leading edge is rounded with a radius R≥R 0 , to improve streamlining. To reduce longitudinal vibrations, the longitudinal profile of the wing is formed along a parabola: Y 5 = K 5 X 1/2 ; where K 5 ≥0.7; the end of the wing has a bend at an angle β = 60 ° to reduce inductive vibrations / FIG.2, FIG.5, FIG.11 /. The wing of the aircraft is equipped with rods / FIG.2-1, FIG.3-1, FIG.5-1, FIG.6-1 /, which enclose the end and middle of the wing with a triangle; the rods are connected to the fuselage with damping devices at point 2. This design allows you to:

- взаимокомпенсировать продольные колебания крыльев;- to compensate for the longitudinal vibrations of the wings;

- уменьшить продольные и поперечные колебания;- reduce longitudinal and transverse vibrations;

- передавать импульс подъемной силы на аэродинамический центр фюзеляжа.- transmit the impulse of lift to the aerodynamic center of the fuselage.

На ФИГ.1, ФИГ.4 изображены профиль фюзеляжа транспортного самолета и истребителя соответственно. На ФИГ.2, ФИГ.5 изображены профиль /спереди/ самолетов транспортного и истребителя соответственно. На ФИГ.3, ФИГ.6 изображены в плане транспортный самолет и истребитель соответственно. На ФИГ.7 и ФИГ.8, ФИГ.9 и ФИГ.10 изображен принцип построения крыла с использованием параболы: У1=K1X2; и У2=K2X1/2 касающиеся окружности радиусом R и эллипса /ФИГ.9/, сдвинутого вперед на величину с≤2/3a, /ФИГ.10/. На ФИГ.11 изображен продольный профиль крыла.In FIG.1, FIG.4 shows the fuselage profile of a transport aircraft and a fighter, respectively. In FIG.2, FIG.5 shows the profile / front / aircraft transport and fighter, respectively. FIG.3, FIG.6 depicted in plan transport aircraft and fighter, respectively. FIG. 7 and FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 10 show the principle of constructing a wing using a parabola: Y 1 = K 1 X 2 ; and Y 2 = K 2 X 1/2 tangent to a circle of radius R and an ellipse /FIG.9/ shifted forward by a value of c≤2 / 3a, /FIG.10/. Figure 11 shows the longitudinal profile of the wing.

РАСЧЕТ ФЮЗЕЛЛЯЖА И КРЫЛА САМОЛЕТАCALCULATION OF THE FUSELAGE AND WING OF THE PLANE

Параболообразная форма фюзеляжа создает повышенное давление на нижней кромке фюзеляжа и разрежение на верхней кромке при угле атаки α≥7°; в результате создается дополнительная подъемная сила, пропорциональная углу атаки, длине и диаметру фюзеляжа.The parabolic shape of the fuselage creates increased pressure on the lower edge of the fuselage and rarefaction on the upper edge when the angle of attack α≥7 °; as a result, an additional lifting force is created, proportional to the angle of attack, the length and diameter of the fuselage.

Проведенные на изготовленном макете при R=2R0 сравнительные испытания показали, что подъемная сила возрастает примерно на 10% по сравнению с [1].Comparative tests carried out on the fabricated model at R = 2R 0 showed that the lifting force increases by about 10% compared to [1].

Подъемная сила крыла создается повышением давления на нижней кромке крыла и разрежением на верхней кромке крыла. Подъемная сила пропорциональна углу атаке /α7≥7°/ крыла, удлинению крыла и его площади.The lifting force of the wing is created by increasing the pressure on the lower edge of the wing and by vacuum on the upper edge of the wing. The lift is proportional to the angle of attack / α 7 ≥7 ° / of the wing, the elongation of the wing and its area.

Испытания, проведенные на макете крыла при 2R=Д, показали, что подъемная сила возрастает примерно на 15% по сравнению с [3], при уменьшении его длины на 1/5.Tests performed on the wing model at 2R = D showed that the lift increases by about 15% compared to [3], while reducing its length by 1/5.

Испытания по измерению свободных колебаний крыла при применении продольной параболообразной формы крыла и штанги, охватывающей конец и середину крыла треугольником, показали снижение продольных и поперечных колебаний более чем на 50% по сравнению с [3].Tests for measuring free wing vibrations using a longitudinal parabolic shape of the wing and the rod, covering the end and middle of the wing with a triangle, showed a decrease in longitudinal and transverse vibrations by more than 50% compared to [3].

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент 20896455 от 24 сентября 1994 г.1. Patent 20896455 of September 24, 1994

2. Патент 2228882 от 20 мая 2004 г.2. Patent 2228882 of May 20, 2004.

3. Крыло - «БОЛЬШАЯ Советская энциклопедия» том 13. М.: Советская энциклопедия.3. Wing - “The BIG Soviet Encyclopedia”, Volume 13. M .: Soviet Encyclopedia.

4. Справочник по математике. М.: Государственное изд. технической лит. 1987 г.4. Handbook of mathematics. M .: State Publishing House. technical lit. 1987 year

Claims (2)

1. Самолет, содержащий крыло, двигатель, несущий фюзеляж, отличающийся тем, что для повышения подъемной силы нижняя и верхняя поверхности фюзеляжа самолета образованы параболами по двум формулам1. Aircraft containing a wing, an engine carrying the fuselage, characterized in that to increase the lifting force, the lower and upper surfaces of the fuselage of the aircraft are formed by parabolas according to two formulas У1=K1X1/2; У2=K2X1/2+2R0, которые касаются окружности радиусом R≥2R0 - для транспортного самолета и R≤2R0 - для истребителя, центр которой расположен на расстоянии l≤2/3L, где L - проекция длины фюзеляжа самолета на координату X;Y 1 = K 1 X 1/2 ; Y 2 = K 2 X 1/2 + 2R 0 , which touch a circle of radius R≥2R 0 - for a transport aircraft and R≤2R 0 - for a fighter, the center of which is located at a distance l≤2 / 3L, where L is the projection of length aircraft fuselage at coordinate X; изначально задаются величины:initially set values: угол атаки α≥7°; величина l≤2/3L; радиусы R0 и R;angle of attack α≥7 °; value l≤2 / 3L; radii R 0 and R; L - проекция длины фюзеляжа самолета на координату X;L is the projection of the length of the fuselage of the aircraft on the X coordinate; коэффициенты K1 и K2 рассчитывают по формуламthe coefficients K 1 and K 2 are calculated by the formulas K1=Y1A/X1A1/2; K2=(Y2B-2R0)/Х2B1/2,K 1 = Y 1A / X 1A 1/2 ; K 2 = (Y 2B -2R 0 ) / X 2B 1/2 , где Х1A, Y1A, Х2B, Y2B - расчетные координаты точек А и В касания парабол с окружностью радиусом R0.where X 1A , Y 1A , X 2B , Y 2B are the calculated coordinates of the points A and B of tangency of the parabola with a circle of radius R 0 . 2. Самолет по п.1, отличающийся тем, что крыло выполнено с передней кромкой, образованной параболой2. The aircraft according to claim 1, characterized in that the wing is made with a leading edge formed by a parabola У1=K1X2 или У2=K2Х1/2, касающейся окружности радиусом R или эллипса с параметрами 2а, 2в; центры окружности и эллипса расположены на расстоянии l≤2/3L, где L - проекция длины крыла на координату X;Y 1 = K 1 X 2 or Y 2 = K 2 X 1/2 , tangent to a circle of radius R or an ellipse with parameters 2a, 2b; the centers of the circle and ellipse are located at a distance l≤2 / 3L, where L is the projection of the wing length on the X coordinate; при этом изначально задают следующие величины:while initially setting the following values: L - проекция длины крыла на координату X;L is the projection of the wing length on the X coordinate; α - угол атаки крыла;α is the angle of attack of the wing; М - длина стыка крыла с фюзеляжем;M is the length of the junction of the wing with the fuselage; l≤2/3L - величина проекции центра окружности, эллипса на координату X;l≤2 / 3L - the value of the projection of the center of the circle, ellipse on the X coordinate; коэффициенты K1 и K2 рассчитывают по формуламthe coefficients K 1 and K 2 are calculated by the formulas K1=Y1A/X1A2; K2=Y2A/X2A1/2; где А - точка касания параболы с окружностью или эллипсом, координаты которой находятся расчетным путем;K 1 = Y 1A / X 1A 2 ; K 2 = Y 2A / X 2A 1/2 ; where A is the point of contact of the parabola with a circle or ellipse, the coordinates of which are calculated; продольный профиль крыла образован параболой Y=КХ1/2,the longitudinal profile of the wing is formed by the parabola Y = KX 1/2 , где К≥0,7, и служит для уменьшения продольных колебаний; конец крыла имеет загиб на угол β≥60° для уменьшения индуктивных колебаний; конец и середина крыла охвачены штангами; штанги двух крыльев имеют совместный узел крепления с демпфирующими устройствами и прикреплены к фюзеляжу в точке аэродинамического центра самолета для уменьшения продольных и поперечных колебаний.where K≥0.7, and serves to reduce longitudinal vibrations; the end of the wing has a bend at an angle β≥60 ° to reduce inductive vibrations; end and middle of wing covered by rods; the rods of two wings have a joint mounting unit with damping devices and are attached to the fuselage at the point of the aerodynamic center of the aircraft to reduce longitudinal and transverse vibrations.
RU2005140073/11A 2005-12-22 2005-12-22 Aircraft RU2307048C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005140073/11A RU2307048C1 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005140073/11A RU2307048C1 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Aircraft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005140073A RU2005140073A (en) 2007-07-10
RU2307048C1 true RU2307048C1 (en) 2007-09-27

Family

ID=38316196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005140073/11A RU2307048C1 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2307048C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005140073A (en) 2007-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101535124B (en) Wing tip structure, in particular of aircraft
EP0122790A1 (en) Aircraft wing and winglet arrangement
US8651427B1 (en) Wing tip device with recess in surface
US8186619B2 (en) Airplane engine pylon comprising at least one protruding element to generate a vortex of the airflow
KR20190039707A (en) Aircraft wing
US20090078830A1 (en) Aircraft comprising a central fairing that adjusts the pressure on the wing structures by means of local geometric deformations
JP2010506797A (en) High performance supersonic laminar airfoil
US20070262205A1 (en) Retractable multiple winglet
EP2250088B1 (en) Aerodynamic structure with non-uniformly spaced shock bumps
EA011937B1 (en) Ventral fairing for an aircraft
US8302912B2 (en) Shock bump
CN110891857A (en) Aircraft wing with at least two winglets
US5443230A (en) Aircraft wing/nacelle combination
EP2247497B1 (en) Aerodynamic structure with asymmetrical shock bump
US2898059A (en) Fuselage shaping to reduce the strength of the initial shock wave on lifting airplane wings
RU2307048C1 (en) Aircraft
JPH049718B2 (en)
WO2001058754A1 (en) Passive aerodynamic sonic boom suppression for supersonic aircraft
US5112120A (en) Natural flow wing
US20090223431A1 (en) Bow lifting body with deadrise
CA3084642A1 (en) Wing to fuse junction shaping, and associated systems and methods
CN205366050U (en) Fixed -wing unmanned aerial vehicle
CN114537636A (en) Low-sonic-explosion low-resistance pneumatic layout configuration for large supersonic civil aircraft
CN112606996A (en) Wave rider structure
RU2736402C1 (en) Aerodynamic profile

Legal Events

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

Effective date: 20101223