RU2414386C2 - Поворотный элемент для увеличения подъемной силы, в частности отклоняемый носок для крыла с высоким аэродинамическим качеством - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области авиации. Отклоняемый носок крыла имеет профиль крыла летательного аппарата. Крыло (10) содержит кессон (10а), на первой стороне которого имеется первая обшивка (11), и на второй, противолежащей, стороне имеется вторая обшивка (12), и край кессона, обращенный к отклоняемому носку (20), имеет переднюю поверхность (14) крыла, которая является продолжением первой обшивки (11). Отклоняемый носок (20) крыла содержит основной корпус (21), который обеспечивает переход от первой стороны ко второй стороне, и первую переходную часть (20а), которая обращена к первой стороне, и вторую переходную часть (20b), которая обращена к второй стороне. Отклоняемый носок (20) крыла может устанавливаться с помощью механизма (23) удерживания и привода, соединяющего отклоняемый носок (20) крыла с кессоном (10а), между первым, убранным, положением и вторым, выдвинутым, положением. Первая переходная часть (20а) носка (20) может скользить по передней поверхности (14) крыла. Отклоняемый носок (20) крыла может быть установлен между первым и вторым положениями под заданным углом относительно кессона (10а) крыла с одновременным расширением профиля крыла вокруг воображаемой оси (30) вращения. Изобретение направлено на повышение аэродинамического качества. 26 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к поворотным элементам для увеличения подъемной силы, в частности к отклоняемым носкам, для крыльев с высоким аэродинамическим качеством.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В технике известны многочисленные устройства, предназначенные для улучшения характеристик подъемной силы крыльев с высоким аэродинамическим качеством, которые используются для увеличения кривизны и/или протяженности профиля крыла в направлении ширины крыла, в результате чего увеличивается его подъемная сила.

Такие компоненты, предназначенные для увеличения подъемной силы и устанавливаемые на передней кромке крыла по отношению к воздушному потоку, принципиально делятся на две группы: отклоняемые носки крыльев, которые практически без зазора прилегают к передней кромке профиля крыла, и отклоняемые предкрылки, при работе которых между ними и передней кромкой крыла имеется щель, через которую набегающий воздушный поток с нижней поверхности предкрылка поступает на верхнюю поверхность крыла.

Отклоняемые предкрылки более предпочтительны на выполнении этапа посадки, поскольку в этом случае имеет место задержка отделения пограничного слоя, однако в связи с увеличением лобового сопротивления они мало подходят для выполнения взлета, и поскольку в этом случае неизбежно возникают колебания и турбулентность воздуха, проходящего через зону щели, то отклоняемые предкрылки являются источником повышенного шума.

Известное решение, которое применено в самолете Airbus A380, представляет собой отклоняемый носок крыла, который практически без зазора перемещается по кромке крыла, причем этот носок имеет жесткий профиль и может поворачиваться на оси вращения, установленной на нижней поверхности профиля крыла, для перехода из убранного положения в выдвинутое положение. В такой конструкции верхний задний край носка крыла совершает вокруг указанной оси вращения движение по окружности вдоль обшивки передней кромки крыла, имеющей аналогичную кривизну, и поэтому между кромкой крыла и отклоняемым носком практически не возникает зазора.

Кроме того, известны различные конструкции отклоняемого носка крыла, которые содержат гибкую оболочку, имеющую переменную кривизну, причем ось вращения также находится в профиле крыла. Такие отклоняемые носки крыла описываются, например, в патентах США US 4475702, US 6015115, US 6796534, US 4200253, US 4553722 и в европейском патенте ЕР 0302143. Недостатком таких отклоняемых носков крыльев с переменной кривизной является не только сложность их конструкции, но также обусловленная этой сложностью трудность выдерживания заданного профиля крыла с необходимой точностью. Другие конструкции отклоняемых носков крыльев с переменной кривизной известны из патентов США US 4650140 и US 4706913.

В патенте США US 5927656 описывается отклоняемый носок крыла с жестким профилем, который с помощью рычажного механизма может быть установлен в заданное положение относительно передней поверхности несущего крыла, причем между носком и передней поверхностью крыла остается щель, через которую воздух с нижней поверхности крыла поступает на его верхнюю поверхность.

В европейском патенте ЕР 100775 описывается отклоняемый носок крыла с осью вращения, расположенной снизу профиля крыла, причем этот отклоняемый носок крыла снабжен длинными гибкими оболочками, которые не прилегают плотно к нижней стороне крыла.

Наконец, в патентах США US 544847 и US 5839699 описывается устройство повышения подъемной силы, в котором используется предкрылок, выдвигаемый относительно конструкции крыла по направляющему рельсу, который выгнут по окружности, и, таким образом, предкрылок поворачивается вокруг воображаемой оси вращения, находящейся под профилем крыла, то есть на стороне повышенного давления. Когда предкрылок выдвинут, то между ним и конструкцией крыла имеется щель, через которую воздух с нижней стороны крыла поступает на его верхнюю сторону. На задней части предкрылка возникают интенсивные вихревые зоны, которые являются причиной сильного шума и повышенного лобового сопротивления.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является создание поворотного элемента для увеличения подъемной силы, в частности отклоняемого носка, для крыла с высоким аэродинамическим качеством, который обеспечивает достаточно большое увеличение подъемной силы, и в то же время уровень шума и лобовое сопротивление увеличиваются незначительно.

Цель изобретения достигается с помощью данного изобретения, в котором предлагается поворотный элемент для увеличения подъемной силы, в частности отклоняемый носок, для крыла с высоким аэродинамическим качеством, имеющего заданный профиль, в частности для несущего крыла летательного аппарата. Крыло содержит кессон, на верхней стороне которого имеется первая обшивка, на второй, противолежащей, стороне имеется вторая обшивка, и его край, обращенный к отклоняемому носку, представляет собой переднюю поверхность крыла, которая по меньшей мере частично является продолжением первой обшивки в форме профиля крыла. Отклоняемый носок крыла содержит в целом жесткий основной корпус, который обеспечивает переход от первой стороны ко второй стороне крыла, и первую переходную часть, которая обращена в сторону первой стороны крыла, и вторую переходную часть, которая обращена в сторону второй стороны крыла, причем отклоняемый носок крыла может устанавливаться с помощью механизма удерживания и привода, соединяющего отклоняемый носок крыла с кессоном, между первым, убранным, положением, в котором носок крыла перекрывает большую часть передней поверхности крыла, и вторым, выдвинутым, положением, в котором носок крыла перекрывает меньшую часть передней поверхности крыла, причем первая переходная часть носка, обращенная к первой стороне крыла, может скользить по передней поверхности крыла таким образом, что в любом положении она опирается на первую обшивку и/или на переднюю поверхность крыла, и при этом практически не возникает никаких щелей. В изобретении предусматривается, что отклоняемый носок крыла может быть установлен между первым и вторым положениями под заданным углом относительно кессона крыла с одновременным расширением профиля крыла вокруг воображаемой оси вращения, которая располагается на стороне, противолежащей первой обшивке, и находится за пределами профиля крыла, причем вторая переходная часть отклоняемого носка крыла, обращенная ко второй стороне крыла, в каждом положении носка крыла плотно прижимается ко второй обшивке, так чтобы не возникало практически никаких щелей.

Предлагаемый в изобретении отклоняемый носок крыла дает возможность получить форму профиля крыла, которая в целом более сглажена и более обтекаема по всему профилю, в результате чего уменьшаются пики сильного разрежения по профилю крыла и исключается или задерживается насыщение профиля. Форма профиля, которая в основном сглажена на обеих сторонах крыла, по сравнению с известными отклоняемыми носками обеспечивает снижение лобового сопротивления и уменьшение шума. По сравнению с известными конструкциями отклоняемых носков крыла обеспечивается заметное увеличение подъемной силы, что происходит в результате одновременного увеличения кривизны профиля и его расширения в направлении ширины крыла при интенсивном движении носка крыла по схеме Фаулера. Исключение возникновения вихревых зон на нижней поверхности крыла повышает аэродинамическое качество, при этом уменьшается уровень создаваемого шума и снижается лобовое сопротивление. На этапе конструирования такие взаимосвязанные характеристики, как угол отклонения и траектория движения носка при его выдвижении, которая используется в схеме Фаулера, могут быть выбраны в широких пределах. Исключение каких-либо щелей на верхней поверхности профиля и зон возникновения вихрей на нижней поверхности отклоняемого носка приводит к снижению уровня шума и к уменьшению лобового сопротивления.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения положение воображаемой оси вращения, вокруг которой регулируемым образом поворачивается отклоняемый носок крыла, изменяется по заданной кривой в зависимости от положения отклоняемого носка.

Однако в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения положение воображаемой оси вращения, вокруг которой регулируемым образом поворачивается отклоняемый носок крыла, при изменении положения носка не изменяется.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения механизм удерживания и привода содержит соединительные элементы в форме направляющих штанг, соединяющие кессон крыла с отклоняемым носком крыла, причем механизм удерживания и привода может работать от управляющего привода, который воздействует на указанные направляющие штанги.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения механизм удерживания и привода содержит направляющий рельс, соединяющий кессон крыла с отклоняемым носком крыла и проходящий в целом в направлении ширины крыла, причем механизм удерживания и привода может работать от управляющего привода, который воздействует на направляющий рельс.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения направляющий рельс имеет форму дуги окружности, центр которой находится на воображаемой оси его вращения, и передняя поверхность крыла, которая по меньшей мере частично является продолжением первой обшивки в форме профиля крыла, также имеет форму дуги окружности, проведенной вокруг воображаемой оси, так что первая переходная часть отклоняемого носка крыла может перемещаться по окружности вдоль круговой передней поверхности крыла при регулируемом отклонении носка крыла.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения вторая переходная часть отклоняемого носка крыла, обращенная ко второй стороне крыла, формируется на панели крыла с работающей обшивкой, которая является продолжением оболочки жесткого основного корпуса отклоняемого носка крыла и проходит до второй обшивки крыла, причем вторая переходная часть предназначена для скольжения относительно второй обшивки таким образом, чтобы в любом положении носка крыла переход к этой обшивке практически не имел никаких щелей.

В этом варианте осуществления изобретения предпочтительно, чтобы зона второй обшивки, вдоль которой может скользить вторая переходная часть отклоняемого носка крыла при его регулируемом отклонении, проходила в целом тангенциально по отношению к воображаемой оси вращения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения вторая переходная зона формируется гибкой частью панели крыла с работающей обшивкой; которая является продолжением жесткого основного корпуса отклоняемого носка крыла.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления гибкая часть панели крыла с работающей обшивкой, которая является продолжением жесткого основного корпуса отклоняемого носка крыла, формируется на ее конце.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения панель крыла с работающей обшивкой содержит первую, жесткую, часть, которая является продолжением жесткого основного корпуса отклоняемого носка крыла, и вторую, гибкую, часть, которая является продолжением первой части панели и которая формирует вторую переходную часть.

Предпочтительно внутренняя сторона первой жесткой части панели снабжается ребрами жесткости, которые проходят по существу в направлении ширины крыла.

Предпочтительно гибкая часть, которой снабжен конец панели крыла с работающей обшивкой и которая является продолжением жесткого основного корпуса отклоняемого носка крыла, выполняется в форме уплотнительной кромки, опирающейся на вторую обшивку.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения механизм удерживания и привода содержит направляющие рельсы, имеющие форму дуг окружностей и разнесенные по длине крыла вдоль воображаемой оси вращения, на которой находятся центры окружностей этих рельсов.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения используется несколько направляющих рельсов, имеющих форму дуг окружностей и разнесенных по длине крыла, и радиусы кривизны таких рельсов одинаковы.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения используется несколько направляющих рельсов, имеющих форму дуг окружностей и разнесенных по длине крыла, и радиусы кривизны таких рельсов уменьшаются в направлении длины крыла.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения передняя поверхность крыла, являющаяся продолжением первой обшивки, по меньшей мере в части формы профиля крыла имеет постоянный радиус кривизны по длине крыла.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения радиус передней поверхности крыла, являющейся продолжением первой обшивки, по меньшей мере в части формы профиля крыла уменьшается по длине крыла.

Предпочтительно радиусы кривизны направляющих рельсов и передней поверхности крыла уменьшаются в направлении длины крыла в одинаковой степени.

В соответствии с этим вариантом осуществления изобретения основной корпус отклоняемого носка крыла суживается в направлении длины крыла с уменьшением радиуса кривизны направляющих рельсов и/или передней поверхности крыла.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения вторая обшивка снабжена углублением или выемкой, предназначенной для того, чтобы в нее входила панель крыла с работающей обшивкой, проходящая в направлении второй обшивки, и это углубление обеспечивает в целом плавный переход от панели крыла с работающей обшивкой отклоняемого носка крыла ко второй обшивке кессона крыла по меньшей мере в убранном положении носка крыла.

При таком устройстве глубина углубления по существу соответствует толщине панели крыла с работающей обшивкой, которая проходит в направлении второй обшивки.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения направляющий рельс, являющийся частью механизма удерживания и привода, представляет собой зубчатую рейку, которая может перемещаться приводной зубчатой шестерней управляющего привода, причем приводная зубчатая шестерня взаимодействует с зубчатой рейкой.

Предпочтительно направляющий рельс перемещается по направляющим роликам.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения кессон крыла снабжен запирающим устройством, с помощью которого панель крыла с работающей обшивкой отклоняемого носка крыла, проходящая в направлении второй обшивки, может быть зафиксирована относительно кессона крыла в убранном положении носка крыла.

В частности, в такой конфигурации запирающее устройство может быть сформировано из запирающих роликов для режима крейсерского полета.

Предпочтительно поперек отклоняемого носка устанавливается уплотнительное устройство, которое обеспечивает аэродинамическое уплотнение отклоняемого носка крыла в отношении внешнего пространства.

Уплотнительное устройство может состоять из поперечных панелей, которые могут скользить относительно друг друга.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения оболочка жесткого основного корпуса отклоняемого носка крыла и/или жесткая часть панели крыла с работающей обшивкой, которая проходит в направлении второй обшивки, изготовлены из пластмассы, армированной углеродным волокном.

Далее, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения гибкая часть панели крыла с работающей обшивкой, которая проходит в направлении второй обшивки, изготовлена из пластмассы, армированной стекловолокном.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вариант осуществления изобретения описывается ниже со ссылками на чертежи.

На чертежах показано:

Фигура 1 - частичный вид сечения обтекаемого крыла с отклоняемым носком крыла, обеспечивающим увеличение подъемной силы, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фигуры 1а) и 1b) - увеличенные виды частей фигуры 1 (обозначены кружками).

Фигуры 2а) и 2b) - вид снизу и вид в перспективе соответственно обтекаемого крыла с отклоняемым носком, обеспечивающим увеличение подъемной силы, в соответствии с вариантом осуществления изобретения, причем сечение, вид которого приведен на фигуре 1, выполнено по линии А-А фигуры 2а.

Фигура 3 - вид в перспективе отклоняемого носка крыла, обеспечивающего увеличение подъемной силы, в соответствии с вариантом, показанным на фигуре 1, причем механизм удерживания и привода носка крыла показан лишь схематично.

Фигура 4 - вид в перспективе отклоняемого носка крыла, обеспечивающего увеличение подъемной силы, который представлен на фигуре 1, показанного с другого угла (крылья не показаны).

Фигуры 5а)-5е) - виды сечений отклоняемого носка крыла, обеспечивающего увеличение подъемной силы, который представлен на фигуре 1, в убранном положении (фигура 5а)) и в различных положениях при выдвижения носка крыла (фигуры 5b)-5е)).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фигуре 1 показан вид поперечного сечения передней части несущего крыла летательного аппарата, которое в целом обозначено ссылочным номером 10, причем крыло снабжено отклоняемым носком, обеспечивающим увеличение подъемной силы, который обозначен ссылочным номером 20.

Крыло 10 содержит кессон 10а, верхняя поверхность которого снабжена первой обшивкой 11, а нижняя поверхность снабжена второй обшивкой 12. В передней части кессона крыла обшивки 11, 12 удерживаются на заданном расстоянии друг от друга лонжероном 13. Далее, в направлении к задней поверхности отклоняемого носка 20 крыла первая обшивка 11 частично продолжается передней поверхностью 14 крыла.

Отклоняемый носок 20 крыла содержит основной корпус 21 с оболочкой 21а, которая завершает переднюю часть профиля крыла. Основной корпус 21 и оболочка 21а отклоняемого носка имеют жесткую конструкцию.

Нижняя часть основного корпуса 21 за оболочкой 21а в направлении второй обшивки 12 кессона 10а крыла продолжается панелью 22 крыла с работающей обшивкой. Эта панель 22 жестко соединена с оболочкой 21а основного корпуса 21, и ее конец, обращенный ко второй обшивке 12 кессона 10а крыла, устроен таким образом, что он может скользить относительно второй обшивки 12. На внутренней стороне панели 22 крыла с работающей обшивкой имеются ребра 25 жесткости, которые проходят примерно в направлении ширины крыла и придают устойчивость панели 22 для сохранения ее формы.

Задняя часть отклоняемого носка 20 крыла снабжена поперечными панелями 26, 27 (см. фигуру 1), которые могут скользить относительно друг друга, причем эти поперечные панели 26, 27 обеспечивают аэродинамическое уплотнение отклоняемого носка 20 крыла по отношению к внешнему пространству.

Нижний конец лонжерона на стороне, обращенной к отклоняемому носку 20 крыла, может быть снабжен полосой 29 жесткости, которая, как показано на увеличенном поперечном сечении фигуры 1а), в описываемом варианте имеет поперечное сечение, представляющее собой четверть круга, и используется для противодействия срезающим нагрузкам на переходе между кессоном 10а крыла и отклоняемым носком 20 крыла.

Панель 22 крыла с работающей обшивкой содержит жесткую часть 22а, которая прилегает к основному корпусу 21 отклоняемого носка 20, причем устойчивость задней части панели 22 обеспечивается вышеуказанными ребрами 25 жесткости, и, кроме того, панель 22 содержит упругую часть 22b, находящуюся там, где панель 22 крыла опирается на вторую обшивку 12 кессона 10а крыла.

Как показано на фигурах 2а) и 2b), поворотный элемент 20 может быть выполнен как отклоняемый носок в непосредственной близости от корневой части крыла 10, или он может проходить вдоль большей секции в направлении длины крыла 10. Сечение, вид которого показан на фигуре 1, выполнено по линии А-А фигуры 2.

На фигуре 3 схематично показан механизм удерживания и привода, который в целом обозначен ссылочным номером 23. Этот механизм предназначен для удерживания отклоняемого носка 20 на кессоне 10а крыла и для обеспечения установки отклоняемого носка 20 крыла в первое, убранное, положение и во второе, выдвинутое, положение и, конечно, для его установки в любое положение между двумя вышеуказанными крайними положениями.

Этот механизм 23 удерживания и привода содержит направляющий рельс 23а, проходящий по дуге окружности, центр которой определяет воображаемую ось 30 вращения, вокруг которой поворачивается отклоняемый носок 20, когда он скользит вдоль направляющего рельса 23а при его переходе из одного положения в другое.

Как показано на фигуре 1, передняя поверхность 14 крыла, которая представляет собой продолжение первой обшивки 11, является криволинейной поверхностью с постоянным радиусом кривизны (на фигуре 1 радиус показан стрелкой), центры окружностей которой находятся на оси 30 вращения отклоняемого носка 20 крыла. Это означает, что отклоняемый носок 20 с первой переходной зоной 20а, которая определяется концом отклоняемого носка 20, обращенным к первой обшивке 11 (верхний конец носка 20 на фигуре 1), при его регулируемом перемещении в рабочее положение и обратно всегда плотно прижимается к передней поверхности 14 крыла, то есть щель между ними не возникает. Вторая переходная зона 20b, в которой отклоняемый носок 20 на нижней поверхности крыла 10 переходит в форму профиля второй обшивки 12, определяется задним концом панели 22 крыла с работающей обшивкой, то есть на конце второй, гибкой, части 22b.

На той его стороне, которая обращена к воображаемой оси 30 вращения, то есть на нижней поверхности направляющего рельса 23а на фигуре 3, направляющий рельс 23а содержит зубцы, с которыми взаимодействует приводная зубчатая шестерня 23с привода вращения (на фигуре не показан). Таким образом, направляющий рельс 23а формирует зубчатую рейку, которая взаимодействует с приводной зубчатой шестерней 23с, так что отклоняемый носок 20 крыла может устанавливаться в нужное положение с помощью привода вращения, который вращает зубчатую шестерню 23с. В описываемом варианте осуществления изобретения, в котором с целью наглядности вся конструкция показана схематично, направляющий рельс жестко прикреплен к кессону 10а крыла, в то время как зубчатая приводная шестерня 23с и ее привод (не показан) размещены во внутреннем пространстве отклоняемого носка 20 крыла и могут перемещаться вместе с ним. Конечно, можно использовать конструкцию, в которой направляющий рельс 23а жестко соединен с отклоняемым носком 20 крыла и перемещается вместе с ним, а зубчатая приводная шестерня 23с и ее привод размещаются в кессоне 10а крыла.

Отклоняемый носок 20 крыла устроен таким образом, что он жестко соединяется с направляющим рельсом 23а и с помощью механизма 23 удерживания и привода может перемещаться относительно кессона 10а крыла. Надлежащая работа механизма 23 удерживания и привода обеспечивается с помощью направляющих роликов 23b, зубчатой приводной шестерни 23с и привода вращения (не показан), которые в данном варианте осуществления изобретения, показанном на фигуре 3, размещены в переднем лонжероне 13 и, таким образом, неподвижны.

На фигурах 5а)-5е) показаны виды сечений передней части кессона 10а крыла и отклоняемого носка 20 крыла, аналогичные тем, которые показаны на фигуре 1.

На фигуре 5а) отклоняемый носок 20 крыла показан в полностью убранном первом положении, соответствующем фигуре 1, в котором отклоняемый носок 20 крыла в основном закрывает переднюю поверхность 14 крыла и, таким образом, завершает профиль крыла на его передней кромке, формируя конфигурацию крыла 10 в крейсерском режиме полета.

На фигуре 5е) отклоняемый носок 20 крыла показан во втором полностью выдвинутом положении, в котором он лишь немного перекрывает переднюю поверхность 14 крыла и которое представляет собой конфигурацию крыла 10 на этапе взлета и/или посадки, обеспечивающую максимальную подъемную силу. Регулировка положения отклоняемого носка крыла выполняется в соответствии со схемой Фаулера, в которой увеличение кривизны профиля выполняется одновременно с расширением профиля крыла в направлении ширины крыла.

На фигурах 5b)-5d) показаны три промежуточные положения.

Как это становится ясно из сравнения фигур 5а)-5е), при перемещении отклоняемого носка 20 крыла первая переходная часть 20а, которая обращена в сторону первой обшивки 11, движется по круговой траектории вокруг воображаемой оси 30 вращения (сравни с фигурой 1), в то время как вторая переходная часть 20b, которая располагается на конце панели крыла с работающей обшивкой и обращена в сторону второй обшивки 12, во время выдвижения отклоняемого носка 20 крыла, движется вдоль второй обшивки 12 в направлении ширины крыла. При этом вторая переходная часть 20b панели 20 крыла с работающей обшивкой всегда остается плотно прижатой ко второй обшивке 12, то есть никаких щелей практически не возникает. Таким образом, в каждом положении, то есть в первом убранном положении, показанном на фигуре 5а), и во втором выдвинутом положении, показанном на фигуре 5е), и в любом промежуточном положении между двумя вышеуказанными положениями, которые показаны на фигурах 5b)-5d), отклоняемый носок 20 крыла всегда остается плотно прижатым, практически без всяких щелей, к первой обшивке 11 и/или к передней поверхности 14 крыла или ко второй обшивке 12.

Как можно видеть на виде в перспективе, приведенном на фигуре 4, панель 22 крыла с работающей обшивкой, которая отходит от основного корпуса 21 отклоняемого носка 20 крыла в направлении второй обшивки 12 кессона 10а крыла, формируется, с одной стороны, первой, жесткой, частью 22а панели, которая находится гораздо ближе к основному корпусу 21, и, с другой стороны, второй, гибкой, частью 22b панели, которая находится дальше от основного корпуса 21. Указанная гибкая часть 22b панели формирует гибкую уплотнительную кромку, которая прижимается ко второй обшивке 12 кессона крыла 10а.

Если панель 22 крыла с работающей обшивкой изготовлена из пластмассы, армированной волокном, то первая, жесткая, часть 22а панели предпочтительно выполняется из пластмассы, армированной углеродным волокном, а вторая, гибкая, часть 22b, формирующая уплотняющую кромку, может быть изготовлена из пластмассы, армированной стекловолокном. Оболочка 21а отклоняемого носка, которая формирует переднюю кромку крыла, также может быть выполнена из жесткой пластмассы, армированной углеродным волокном. Для повышения прочности конструкции оболочка 21 и первая, жесткая, часть 22 панели предпочтительно выполняются как одно целое. Части 22а и 22b могут быть соединены с помощью заклепок или винтов или с использованием других подходящих соединительных средств.

Поперечные панели 26, 27, показанные на фигурах 1 и 4, которые могут скользить относительно друг друга, соединены с кессоном 10а крыла с помощью соединительного элемента 28, длина которого является переменной.

Как показано на фигуре 1, часть второй обшивки 12, вдоль которой может скользить вторая переходная часть 20b (в рассматриваемом варианте осуществления изобретения это вторая часть 22b панели, которая выполнена как гибкая уплотняющая кромка) при выполнении регулируемой установки положения отклоняемого носка относительно второй оболочки 12, направлена по существу тангенциально относительно воображаемой оси 30 вращения. Это означает, что вышеуказанное движение скольжения второй переходной части 20b вдоль второй обшивки 12 может приводить в этом положении лишь к небольшой деформации второй части 22b панели.

Механизм 23 удерживания и привода в рассматриваемом варианте содержит несколько направляющих рельсов 23а, имеющих дугообразную форму и разнесенных по длине крыла, как показано на фигуре 3. Центры окружностей этих направляющих рельсов 23а находятся на воображаемой оси 30 вращения, то есть движение направляющего рельса 23а и, соответственно, движение отклоняемого носка 20 крыла происходит вокруг этой оси 30 вращения, которая проходит в направлении длины крыла, причем только одна точка оси 30 показана на фигуре 1.

Эти дугообразные направляющие рельсы 23а, которые разнесены относительно друг друга по длине крыла 10, могут иметь одинаковые радиусы кривизны или же они могут иметь различные радиусы кривизны, которые, как правило, уменьшаются в направлении длины крыла.

Передняя поверхность 14 крыла, которая является продолжением вперед первой обшивки 11 профиля крыла, как правило, имеет радиус кривизны, который уменьшается в направлении длины крыла, причем при этом происходит соответствующее сужение и основного корпуса 21 отклоняемого носка 20 крыла. В такой конструкции, как правило, радиусы кривизны направляющих рельсов 23а и передней поверхности 14 крыла уменьшаются в одинаковой степени.

Как показано на фигуре 1 и в особенности на увеличенном виде фигуры 1b), вторая обшивка 12 снабжена углублением 24, в которое входит конец панели 22 крыла с работающей обшивкой, который проходит в направлении второй обшивки 12, причем углубление 24, по меньшей мере в убранном положении отклоняемого носка, обеспечивает в основном плавный, то есть без ступенек, переход от панели 22 отклоняемого носка 20 крыла ко второй обшивке 12 кессона 10а крыла. Глубина этого углубления 24 примерно соответствует толщине панели 22 крыла с работающей обшивкой.

Для запирания панели 22 отклоняемого носка 20 крыла относительно кессона 10а крыла, когда носок убран, то есть он находится в положении полета в крейсерском режиме (см. фигуры 1 и 5а)), внутренняя поверхность панели 22 крыла с работающей оболочкой возле лонжерона 13 кессона 10а крыла может быть снабжена запирающими устройствами в форме запирающих роликов для режима крейсерского полета, которые известны в технике (эти ролики на фигуре 1 не показаны).

Переход практически без щелей отклоняемого носка 20 крыла к первой обшивке 11 или к передней поверхности крыла 14, который имеется на участке первая обшивка 11 - первая переходная часть 20а, с одной стороны, и на участке вторая обшивка 12 - вторая переходная часть 20b, с другой стороны, формирует в результате законченный профиль крыла, в котором практически нет разрывов и который обеспечивает существенно улучшенную аэродинамическую форму крыла, подъемная сила которого значительно увеличивается при малом лобовом сопротивлении и низком уровне создаваемого шума. Такая конструкция эффективна, в частности, она обеспечивает практически непрерывный контур профиля крыла, в котором отсутствуют зоны возникновения вихрей на нижней поверхности крыла, а также другие закрытые зоны на нижней поверхности крыла, которые являются источниками вихрей.

Claims (27)

1. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы, в частности отклоняемый носок, для крыла с высоким аэродинамическим качеством, причем крыло (10) содержит кессон (10а), на первой стороне которого имеется первая обшивка (11), и на второй противолежащей стороне имеется вторая обшивка (12), и край кессона, обращенный к отклоняемому носку (20), имеет переднюю поверхность (14) крыла, которая по меньшей мере частично является продолжением первой обшивки (11) в профиле крыла, и отклоняемый носок (20) крыла содержит жесткий основной корпус (21), который обеспечивает переход от первой стороны ко второй стороне крыла (10), и первую переходную часть (20а), которая обращена к первой стороне крыла (10), и вторую переходную часть (20b), которая обращена ко второй стороне крыла (10), причем отклоняемый носок (20) крыла установлен регулируемым образом с помощью механизма (23) удерживания и привода, соединяющего отклоняемый носок (20) крыла с кессоном (10а), между первым убранным положением, в котором носок (20) перекрывает большую часть передней поверхности (14) крыла, и вторым выдвинутым положением, в котором носок (20) перекрывает меньшую часть передней поверхности (14) крыла, причем первая переходная часть (20а) носка (20), которая обращена к первой стороне крыла (10), может скользить таким образом, что в любом положении она опирается на первую обшивку и/или на переднюю поверхность (14) крыла, которая является продолжением первой обшивки (11), и при этом не возникает никаких щелей, причем носок (20) может быть установлен в любое положение между первым и вторым положениями с образованием угла относительно кессона (10а) крыла и одновременном расширении профиля крыла путем поворота носка вокруг воображаемой оси (30) вращения, которая располагается на стороне, противолежащей первой обшивке (11) за пределами профиля крыла, причем вторая переходная часть (20b) носка (20) крыла, обращенная ко второй стороне крыла (10), в каждом положении носка плотно прижимается ко второй обшивке (12) так, что между ними не возникает никаких щелей, причем вторая переходная часть (20b) отклоняемого носка (20) крыла, обращенная ко второй стороне крыла (10), формируется на панели (22) крыла с работающей обшивкой, которая является продолжением оболочки (21а) жесткого основного корпуса (21) отклоняемого носка (20) крыла и проходит до второй обшивки (12) крыла (10), причем вторая переходная часть (20b) предназначена для скольжения относительно второй обшивки (12) таким образом, чтобы в любом положении носка крыла переход к этой обшивке не имел щелей, при этом вторая переходная часть (20b) формируется гибкой частью панели (22) крыла с работающей обшивкой, которая является продолжением жесткого основного корпуса (21) отклоняемого носка (20) крыла, а панель (22) крыла с работающей обшивкой содержит первую жесткую часть (22а), которая является продолжением жесткого основного корпуса (21) отклоняемого носка (20) крыла, и вторую гибкую часть (22b), которая является продолжением первой части (22а) панели и которая формирует вторую переходную часть (20b).

2. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.1, в котором положение воображаемой оси (30) вращения, вокруг которой регулируемым образом поворачивается отклоняемый носок (20) крыла, может изменяться вдоль заданной кривой в зависимости от положения носка.

3. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.1, в котором положение воображаемой оси (30) вращения, вокруг которой регулируемым образом поворачивается отклоняемый носок (20) крыла, не меняется при изменении положения носка.

4. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.2 или 3, в котором механизм (23) удерживания и привода содержит соединительные элементы в форме направляющих штанг, соединяющих кессон (10а) крыла с отклоняемым носком (20) крыла, причем механизм (23) удерживания и привода работает от управляющего привода, который воздействует на указанные направляющие штанги.

5. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.2 или 3, в котором механизм (23) удерживания и привода содержит направляющий рельс (23а), соединяющий кессон (10а) крыла с отклоняемым носком (20) крыла и проходящий в направлении ширины крыла, причем механизм (23) удерживания и привода работает от управляющего привода, который воздействует на направляющий рельс (23а).

6. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.3, в котором направляющий рельс (23а) имеет форму дуги окружности, центр которой находится на воображаемой оси (30) его вращения, и передняя поверхность (14) крыла, которая по меньшей мере частично является продолжением первой обшивки (11) в форме профиля крыла, также имеет форму дуги окружности, проведенной вокруг воображаемой оси (30) так, что первая переходная часть (20а) отклоняемого носка (20) крыла может перемещаться по окружности вдоль круговой передней поверхности (14) крыла при регулируемом отклонении носка крыла.

7. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.1, в котором зона второй обшивки (12), вдоль которой может скользить вторая переходная часть (20b) отклоняемого носка (20) крыла при регулируемом отклонении носка крыла, проходит в целом тангенциально по отношению к воображаемой оси (30) вращения.

8. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.1, в котором гибкая часть находится на конце панели (22) крыла с работающей обшивкой, которая является продолжением жесткого основного корпуса (21) отклоняемого носка (20) крыла.

9. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.1, в котором на внутренней поверхности первой жесткой части (22а) панели имеются ребра (25) жесткости, которые проходят, по существу, в направлении ширины крыла.

10. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.8, в котором гибкая часть, имеющаяся на конце панели (22) крыла с работающей обшивкой, являющейся продолжением жесткого основного корпуса (21) отклоняемого носка (20) крыла, выполнена в форме уплотнительной кромки, опирающейся на вторую обшивку (12).

11. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.6, в котором механизм (23) удерживания и привода содержит направляющие рельсы (23а), имеющие форму дуг окружностей и разнесенные по длине крыла (10) вдоль воображаемой оси (30) вращения, на которой находятся центры окружностей направляющих рельсов.

12. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.11, в котором используется несколько рельсов, разнесенных по длине крыла (10), и радиусы кривизны направляющих рельсов (23а), имеющих форму дуг окружностей, одинаковы.

13. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.11, в котором используется несколько рельсов, разнесенных по длине крыла (10), и радиусы кривизны направляющих рельсов (23а), имеющих форму дуг окружностей, различны и уменьшаются в направлении длины крыла.

14. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.12, в котором передняя поверхность (14) крыла, являющаяся продолжением первой обшивки (11), по меньшей мере в части формы профиля крыла имеет радиус кривизны, который имеет постоянную величину по длине крыла.

15. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.13, в котором передняя поверхность (14) крыла, являющаяся продолжением первой обшивки (11), по меньшей мере в части формы профиля крыла имеет радиус кривизны, который уменьшается в направлении длины крыла.

16. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.15, в котором радиусы кривизны направляющих рельсов (23а) и передней поверхности (14) крыла уменьшаются в направлении длины крыла в одинаковой степени.

17. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.13, в котором основной корпус (21) отклоняемого носка (20) крыла суживается в направлении длины крыла с уменьшением радиуса кривизны направляющих рельсов (23а) и/или передней поверхности (14) крыла.

18. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.1, в котором вторая обшивка (12) снабжена углублением или выемкой (24), предназначенной для панели (22) крыла с работающей обшивкой, проходящей в направлении второй обшивки (12), и это углубление (24) обеспечивает плавный переход от панели (22) крыла с работающей обшивкой отклоняемого носка (20) крыла ко второй обшивке (12) кессона (10а) крыла по меньшей мере в убранном положении носка крыла.

19. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.18, в котором глубина углубления (24) соответствует толщине панели (22) крыла с работающей обшивкой, которая проходит в направлении второй обшивки (12).

20. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.5, в котором направляющий рельс (23а), являющийся частью механизма (23) удерживания и привода, представляет собой зубчатую рейку, которая может перемещаться приводной зубчатой шестерней (23с) управляющего привода, причем приводная зубчатая шестерня (23с) взаимодействует с зубчатой рейкой.

21. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.5, в котором направляющий рельс (23а) перемещается по направляющим роликам (23b).

22. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.1, в котором кессон (10а) крыла снабжен запирающим устройством, с помощью которого панель (22) крыла с работающей обшивкой отклоняемого носка (20) крыла, проходящая в направлении второй обшивки (12), может быть зафиксирована относительно кессона (10а) крыла в убранном положении носка крыла.

23. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.22, в котором запирающее устройство формируется из запирающих роликов для режима крейсерского полета.

24. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.1, в котором поперек отклоняемого носка (20) крыла размещено уплотняющее устройство, которое обеспечивает аэродинамическое уплотнение отклоняемого носка (20) крыла в отношении окружающей среды.

25. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.24, в котором уплотняющее устройство содержит поперечные панели (26, 27), которые могут скользить друг относительно друга.

26. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.1, в котором оболочка жесткого основного корпуса (21) отклоняемого носка (20) крыла и/или жесткая часть панели (22) крыла с работающей обшивкой, которая проходит в направлении второй обшивки (12), изготовлены из пластмассы, армированной углеродным волокном.

27. Поворотный элемент для увеличения подъемной силы по п.1, в котором гибкая часть панели (22) крыла с работающей обшивкой, которая проходит в направлении второй обшивки (12), изготовлена из пластмассы, армированной стекловолокном.

Images