RU2351503C2 - Integral configuration aircraft - Google Patents

Integral configuration aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2351503C2
RU2351503C2 RU2007103109/11A RU2007103109A RU2351503C2 RU 2351503 C2 RU2351503 C2 RU 2351503C2 RU 2007103109/11 A RU2007103109/11 A RU 2007103109/11A RU 2007103109 A RU2007103109 A RU 2007103109A RU 2351503 C2 RU2351503 C2 RU 2351503C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wing
aircraft
section
thickness
profile
Prior art date
Application number
RU2007103109/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007103109A (en
Inventor
Даниил Иванович Гапеев (RU)
Даниил Иванович Гапеев
Валентин Тихонович Климов (RU)
Валентин Тихонович Климов
Георгий Яковлевич Кораблев (RU)
Георгий Яковлевич Кораблев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Центральная компания Финансово-промышленной группы "Российский авиационный консорциум"
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 Открытое акционерное общество "Центральная компания Финансово-промышленной группы "Российский авиационный консорциум" filed Critical Открытое акционерное общество "Центральная компания Финансово-промышленной группы "Российский авиационный консорциум"
Priority to RU2007103109/11A priority Critical patent/RU2351503C2/en
Publication of RU2007103109A publication Critical patent/RU2007103109A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2351503C2 publication Critical patent/RU2351503C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering. Proposed aircraft consists of empennage, control surfaces, power plant, aircraft systems, equipment, fuselage, wing with the sweepback of leading edge of 30° to 35° and leading-edge wing extension sweepback of 60° to 70°. The section of transition from wing to fuselage is formed by a symmetric section with the thickness of 13% to 14%. The outer wings are formed by unified supercritical section with thickness making from 13% to 10% with linear section thickness variation over the wing spin. The section twist on inboard rib is negative approximating to -3°, that of the transition from leading-edge wing extension to wing spin is positive approximating to +2°. Note that the law of twist angle variation between the above sections is taken to be linear.
EFFECT: higher stability and safety.
4 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для проектирования интегральных конструкций самолетов разного типа и назначения.The invention relates to aircraft and can be used to design integrated structures of aircraft of various types and purposes.

Известны схемы интегральных самолетов с единой конструкцией фюзеляжа и крыла, которая всеми элементами воспринимает основные нагрузки (см. энциклопедию «Авиация» (под редакцией Г.П.Свищева, издательство «Российские энциклопедии», М., 1988 г.). На практике интегральная конструкция применяется на самолетах, выполненных по схеме «летающее крыло», или для многорежимных боевых самолетов: отечественного Ту-160 или американского В-1, которые выбраны в качестве прототипа предлагаемого решения (В.Г.Ригмант. «Самолеты ОКБ А.Н.Туполева». - М.: Русавиа, 2001 г., стр.244-249).There are known schemes of integrated aircraft with a single fuselage and wing structure, which accepts the main loads with all the elements (see the encyclopedia Aviation (edited by GP Svishchev, Russian Encyclopedia Publishing House, Moscow, 1988). In practice, the integral the design is used on aircraft made according to the “flying wing” scheme, or for multi-mode combat aircraft: domestic Tu-160 or American B-1, which are selected as a prototype of the proposed solution (V.G. Rigmant. “Aircraft Design Bureau A.N. Tupolev. "- M.: Rusavia, 2001 ., Str.244-249).

Основной конструктивной особенностью такого самолета является то, что лонжероны и хорды, расположенные в условном корневом сечении, имеют большую высоту, что требует соответственно и большей длины, что заставляет применять в компоновке большие наплывы очень большой стреловидности, с помощью которых можно перейти на базовое (трапециевидное) крыло.The main structural feature of such an aircraft is that the spars and chords located in the conditional root section have a large height, which requires a correspondingly longer length, which makes it necessary to use large influxes of very large sweep in the layout, with which you can go to the base (trapezoidal ) wing.

При принятых и известных методах формирования системы крыла требуется обеспечивать прямую крутку сечений крыла от положительных (около +2°) углов закрученности корневого профиля до отрицательных (около -2°) углов закрученности концевого профиля, как правило с линейным изменением углов закрученности между указанными сечениями. Таким образом, решается задача сохранения устойчивого течения потока на крыле до максимально достижимых углов атаки, причем отрывные явления начинаются у борта фюзеляжа в ограниченной зоне, так как другие профили по размаху крыла еще не достигли еще критических углов.With the accepted and well-known methods of forming the wing system, it is required to provide direct twist of the wing sections from positive (about + 2 °) swirl angles of the root profile to negative (about -2 °) swirl angles of the end profile, usually with a linear change in the swirl angles between these sections. Thus, the problem of maintaining a stable flow flow on the wing to the maximum achievable angles of attack is solved, and tear-off phenomena begin at the side of the fuselage in a limited area, since other profiles along the wing span have not yet reached critical angles.

Однако большие размеры единой корневой хорды интегрального самолета не позволяют в полной мере использовать преимущества общепринятых законов изменения углов закрученности сечений. При появлении отрыва на наплыве резко возрастает продольный момент на кабрирование, самолет становится неустойчивым и небезопасным. Требуется найти другой закон закрученности профилей самолета, который, с одной стороны, сохраняет в максимально возможной мере общую идею распространения отрыва в направлении от корневого к концевому сечению, с другой, исключает начало отрывных явлений на наплыве и появление больших продольных моментов на кабрирование в рабочем диапазоне углов атаки.However, the large size of a single root chord of an integrated aircraft does not allow to fully take advantage of the generally accepted laws of changing the angles of twist of the sections. With the appearance of a gap in the influx, the longitudinal moment at the pitching sharply increases, the aircraft becomes unstable and unsafe. It is required to find another law of twisting of airplane profiles, which, on the one hand, preserves as much as possible the general idea of the separation propagation in the direction from the root to the end section, on the other hand, eliminates the onset of tearing phenomena on the influx and the appearance of large longitudinal moments for cabling in the operating range angles of attack.

Для достижения этой цели предлагается единая система крыло-фюзеляж, в которой стреловидность консолей по передней кромке составляет 30-35 и стреловидность наплыва 60-70°, единое переходное сечение образовано симметричным профилем с толщиной 13-14%, консоли образованы единым сверхкритическим профилем толщиной от 13 до 10%, с линейным изменением толщины профиля по размаху, при этом закрученность профилей на бортовой нервюре отрицательная (до -3°), на линии перехода наплыв-консоли положительная (до+2°), на бортовой нервюре отрицательная (до -3°), а закон изменения углов закрученности между указанными сечениями принят линейным.To achieve this goal, a unified wing-fuselage system is proposed, in which the consoles sweep along the leading edge is 30-35 and the influx sweep is 60-70 °, a single cross section is formed by a symmetrical profile with a thickness of 13-14%, the consoles are formed by a single supercritical profile with a thickness of 13 to 10%, with a linear change in profile thickness over the range, while the curl of the profiles on the side rib is negative (up to -3 °), on the transition line of the influx-console is positive (up to + 2 °), on the side rib is negative (up to -3 °), and zako the twist angle changes between the specified sections of the adopted line.

Суть предложения поясняется чертежами.The essence of the proposal is illustrated by drawings.

На фиг.1 показана схема интегрального самолета. На фиг.2 - результаты продувок модели при общепринятой схеме закрученности профилей на крыле. На фиг.3 - новый закон изменения закрученности профилей в единой системе. На фиг.4 - экспериментальные данные, полученные при продувках новой модели в аэродинамической трубе.Figure 1 shows a diagram of an integrated aircraft. Figure 2 - the results of purging the model with the generally accepted pattern of swirling profiles on the wing. Figure 3 is a new law of changing the curl of the profiles in a single system. Figure 4 - experimental data obtained by blowing a new model in a wind tunnel.

Самолет 1 (фиг.1) состоит из интегрального узла 2, в который входит передняя часть с кабиной экипажа 3, фюзеляж 4, переходящий в крыло 5, состоящего из наплыва 6 и консоли 7. Самолет имеет вертикальное 8 и горизонтальное 9 оперения центроплана с рулями 10 и 11. Силовая установка состоит из двигателей 12. На самолете установлены самолетные и двигательные системы, оборудование и приборы, которые условно не показаны.The plane 1 (Fig. 1) consists of an integral unit 2, which includes the front part with the crew cabin 3, the fuselage 4, which passes into the wing 5, which consists of an influx 6 and the console 7. The plane has a vertical 8 and horizontal 9 tail unit with rudders 10 and 11. The power plant consists of engines 12. Aircraft and engine systems, equipment and devices that are not shown conditionally are installed on the aircraft.

Все режимы и этапы полета на самолете интегральной схемы выполняются без ограничений и не требуют особого мастерства.All flight modes and stages on an integrated circuit aircraft are performed without restrictions and do not require special skill.

Но на больших углах атаки из-за отрыва потока в начале наплыва появляется значительный продольный момент (фиг.2), который по мере увеличения угла атаки увеличивается и становится недопустимым.But at large angles of attack due to flow separation at the beginning of the influx, a significant longitudinal moment appears (Fig. 2), which increases with increasing angle of attack and becomes unacceptable.

Экспериментальные и теоретические исследования показали, что причина такого явления заключается в том, что, применяя общепринятую схему изменения угла закрученности профилей по размаху крыла (фиг.3, линия «А»), которая действительно помогает улучшить характеристики поведения консоли на больших углах атаки (срыв идет от корневого сечения и медленно идет вдоль размаха), получаем недопустимый продольный момент из-за большого размера корневой хорды даже при незначительном срыве потока. В интегральной схеме необходимо изменить положение начала срыва и перенести его в положение, где длина хорды невелика. Более того, желательно в этих сечениях крыла применить сверхкритический профиль с моментными характеристиками, которые уравновесят в этих сечениях кабрирующий продольный момент. Было определено, что наилучшим образом эту задачу можно решить, применяя закон изменения углов закрученности по размаху, который показан на фиг.3 (линия «В»). При этом обеспечивается отрицательная закрученность профилей на бортовой нервюре (до -3°), положительная закрученность на линии перехода наплыв-консоль (до +2°) и отрицательная закрученность на бортовой нервюре (до -3°). Закон изменения углов закрученности между указанными базовыми сечениями принят линейным.Experimental and theoretical studies have shown that the reason for this phenomenon is that, using the generally accepted scheme for changing the torsion angle of the profiles along the wing span (Fig. 3, line “A”), which really helps to improve the behavior of the console at large angles of attack (stall comes from the root section and goes slowly along the span), we get an unacceptable longitudinal moment due to the large size of the root chord, even with a slight stall. In the integrated circuit, it is necessary to change the position of the beginning of the breakdown and move it to a position where the length of the chord is small. Moreover, it is advisable to use a supercritical profile with moment characteristics in these wing sections, which will balance the longitudinal longitudinal moment in these sections. It was determined that in the best way this problem can be solved by applying the law of variation of the swirl angles in scope, which is shown in figure 3 (line "B"). At the same time, negative swirling of the profiles on the side rib (up to -3 °), positive swirling on the influx-cantilever transition line (up to + 2 °) and negative swirling on the side rib (up to -3 °) are ensured. The law of variation of the torsion angles between the indicated base sections is adopted linear.

На фиг.4 показаны новые характеристики интегрального самолета при применении нового закона закрученности профилей. Очевидно, что во всем исследованном диапазоне углов атаки самолет устойчив и имеет высокие аэродинамические характеристики.Figure 4 shows the new characteristics of an integrated aircraft when applying the new law of twist profiles. Obviously, in the entire investigated range of angles of attack, the aircraft is stable and has high aerodynamic characteristics.

Claims (1)

Самолет интегральной схемы, состоящий из оперения, рулей, силовой установки, самолетных систем, оборудования и единой конструкции фюзеляжа с крылом со стреловидностью по передней кромке 30-35° и наплывом со стреловидностью 60-70°, содержащей сверхкритические и симметричные профили, отличающийся тем, что единое переходное сечение образовано симметричным профилем с толщиной 13-14%, консоли образованы единым сверхкритическим профилем толщиной от 13 до 10% с линейным изменением толщины профиля по размаху, при этом закрученность профилей на единой бортовой нервюре отрицательная (до -3°), на линии перехода наплыв-консоль положительная (до +2°), на бортовой нервюре отрицательная (до -3°), а закон изменения углов закрученности между указанными сечениями принят линейным. Aircraft integrated circuit, consisting of plumage, rudders, power plant, aircraft systems, equipment and a single fuselage design with a wing with a sweep along the leading edge of 30-35 ° and an influx with a sweep of 60-70 °, containing supercritical and symmetric profiles, characterized in that a single cross section is formed by a symmetric profile with a thickness of 13-14%, the arms are formed by a single supercritical profile with a thickness of 13 to 10% with a linear change in profile thickness over the span, while the curl of the profiles on a single b the rib rib is negative (up to -3 °), on the influx-cantilever transition line is positive (up to + 2 °), on the side rib is negative (up to -3 °), and the law of changing the torsion angles between the indicated sections is accepted linear.
RU2007103109/11A 2007-01-26 2007-01-26 Integral configuration aircraft RU2351503C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007103109/11A RU2351503C2 (en) 2007-01-26 2007-01-26 Integral configuration aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007103109/11A RU2351503C2 (en) 2007-01-26 2007-01-26 Integral configuration aircraft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007103109A RU2007103109A (en) 2008-08-10
RU2351503C2 true RU2351503C2 (en) 2009-04-10

Family

ID=39745761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007103109/11A RU2351503C2 (en) 2007-01-26 2007-01-26 Integral configuration aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2351503C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11891171B1 (en) 2023-06-12 2024-02-06 Faruk Dizdarevic Aircraft wing with tiplet

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2174089C1 (en) * 2000-10-13 2001-09-27 Карклин Андрей Михайлович Aircraft with lifting fuselage
WO2002079031A2 (en) * 2001-01-19 2002-10-10 The Boeing Company Integrated and/or modular high-speed aircraft

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2174089C1 (en) * 2000-10-13 2001-09-27 Карклин Андрей Михайлович Aircraft with lifting fuselage
WO2002079031A2 (en) * 2001-01-19 2002-10-10 The Boeing Company Integrated and/or modular high-speed aircraft

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РИГМАНТ В.Г. САМОЛЕТЫ ОКБ А.Н.ТУПОЛЕВА. - М.: РУСАВИА, 2001, с.244-249. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007103109A (en) 2008-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10661884B2 (en) Oblique blended wing body aircraft
RU2440916C1 (en) Aircraft in integral aerodynamic configuration
US6578798B1 (en) Airlifting surface division
US10640212B1 (en) Double wing aircraft
CN1571745B (en) Aircraft construction with improved aerodynamic performance
US10723444B2 (en) Spin resistant aircraft configuration
US20170297708A1 (en) Methods for improvements of the box wing aircraft concept and corresponding aircraft configuration
US20060016931A1 (en) High-lift, low-drag dual fuselage aircraft
RU2351503C2 (en) Integral configuration aircraft
Lowry Data on spoiler-type ailerons
US20140151511A1 (en) Aircraft with at least two aircraft fuselages and two main wings
RU2351507C2 (en) High-lift fuselage aircraft
RU2719522C1 (en) Aerodynamic surface tip
Merryisha et al. Wing engineering: aerodynamics, structures and design
RU2728017C2 (en) Short take-off and landing aircraft
RU72198U1 (en) AIRCRAFT WITH HIGH AERODYNAMIC QUALITY
RU2632550C1 (en) Aircraft
RU2412861C1 (en) Mukhamedov's wing
RU50977U1 (en) REVERSE SWEEP WING WITH TURNING PART OF THE CONSOLE
RU2349499C2 (en) Horizontal tail of integrated structure aircraft
RU2842754C1 (en) Aircraft aerodynamic configuration
RU2177895C1 (en) Aerobatic trainer airplane як-54
WO2020145837A1 (en) Lifting surface
RU194250U1 (en) Small Elongation Wing for Subsonic Aircraft
RU2005141091A (en) AIRPLANE

Legal Events

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

Effective date: 20190127