RU2495787C1 - Aircraft wing tip - Google Patents

Aircraft wing tip Download PDF

Info

Publication number
RU2495787C1
RU2495787C1 RU2012116822/11A RU2012116822A RU2495787C1 RU 2495787 C1 RU2495787 C1 RU 2495787C1 RU 2012116822/11 A RU2012116822/11 A RU 2012116822/11A RU 2012116822 A RU2012116822 A RU 2012116822A RU 2495787 C1 RU2495787 C1 RU 2495787C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tip
wing
aircraft
wing tip
concavity
Prior art date
Application number
RU2012116822/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Скоморохов
Анатолий Лонгенович Болсуновский
Николай Петрович Бузоверя
Мария Анатольевна Губанова
Николай Николаевич Брагин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority to RU2012116822/11A priority Critical patent/RU2495787C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2495787C1 publication Critical patent/RU2495787C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering. Aircraft wing tip has root profile with S-shape mid line and section of negative concavity of length making 20-70% of the chord. Tip curved and end profiles feature positive concavity. Wing tip has bulge at root section and bend in leading edge.
EFFECT: better aerodynamics.
7 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано на гражданских самолетах с дозвуковой и околозвуковой скоростями полета.The present invention relates to aircraft and can be used on civilian aircraft with subsonic and transonic speeds.

Известно, что установка законцовки на крыле является одним из средств повышения аэродинамического качества самолета. Применение законцовок приводит к ослаблению интенсивности концевых вихрей, увеличению эффективного удлинения крыла и соответствующему уменьшению индуктивного сопротивления.It is known that the installation of wingtips is one of the means to increase the aerodynamic quality of an aircraft. The use of endings leads to a weakening of the intensity of the end vortices, an increase in the effective elongation of the wing, and a corresponding decrease in the inductive drag.

Известна законцовка крыла, установленная в плоскости крыла и имеющая уступ по передней кромке (Патент РФ №2063365. Кл. В64С 3/10, 1993 г.). Снижение потерь аэродинамического качества самолета в этом техническом решении осуществляется за счет создания дополнительной подсасывающей силы на передней кромке уступа, обтекаемого концевым вихрем.Known wingtip installed in the wing plane and having a step along the leading edge (RF Patent No. 2063365. Cl. B64C 3/10, 1993). The aerodynamic quality loss of the aircraft in this technical solution is reduced by creating additional suction force at the leading edge of the ledge streamlined by the end vortex.

Однако на стреловидном крыле при больших околозвуковых скоростях полета потери аэродинамического качества становятся существенными, а такая законцовка - малоэффективной.However, on the swept wing, at high transonic speeds of flight, the loss of aerodynamic quality becomes significant, and such a tip becomes ineffective.

Известны законцовки крыла в виде концевых "крылышек" (Житомирский Г.И. Конструкция самолета. - М. Машиностроение 1991 г., с.94, рис.2.68), которые за счет использования скосов потока с внешней стороны концевых вихрей снижают потери аэродинамического качества самолета.Known wingtips in the form of end "wings" (Zhitomirsky GI Aircraft Design. - M. Engineering 1991, p.94, Fig.2.68), which through the use of bevels on the outside of the end vortices reduce the loss of aerodynamic quality the plane.

Однако такие устройства сложны по форме, имеют большие габариты и вес, требуют увеличения жесткости крыла, что приводит к перетяжелению конструкции.However, such devices are complex in shape, have large dimensions and weight, require an increase in the stiffness of the wing, which leads to a heavy structure.

Прототипом предлагаемого технического решения является законцовка крыла, выполненная с профилями увеличенной по сравнению с крылом кривизной и углами крутки, при этом торцевая кромка законцовки перед уступом выполнена острой, плавно переходящей в тупую переднюю кромку законцовки за уступом, а линия максимальных толщин надхордовой части профилей законцовки за уступом смещена по верхнему контуру назад и расположена в диапазоне (60-80)% местной хорды законцовки. (Патент РФ №2086467, кл. В64С 3/10, 10.08.1997 г.).A prototype of the proposed technical solution is the wingtip made with profiles increased in curvature and twist angles compared to the wing, while the end edge of the tip before the ledge is made sharp, smoothly turning into the blunt front edge of the tip behind the ledge, and the line of maximum thicknesses of the suprachordinal part of the ending profiles for the ledge is shifted back along the upper contour and is located in the range (60-80)% of the local ending chord. (RF patent No. 2086467, class B64C 3/10, 08/10/1997).

В качестве недостатков прототипа можно указать возникновение раннего срыва потока с хвостовой части законцовки от чрезмерной диффузорности схода профилей по верхней поверхности в следствии чего, был получен лишь незначительный положительный эффект.As the disadvantages of the prototype, you can specify the occurrence of an early stall of the flow from the tail end of the tip from the excessive diffusivity of the descent of the profiles on the upper surface, as a result of which, only a slight positive effect was obtained.

Задачей и техническим результатом изобретения является создание законцовки крыла, обеспечивающей безотрывное обтекание законцовки, увеличение эффективного удлинения крыла и уменьшение сопротивления крыла и самолета в целом и, как следствие, повышение аэродинамического качество самолета как при дозвуковых, так и при околозвуковых скоростях полета.The objective and technical result of the invention is the creation of a wingtip providing a continuous flow around the tip, an increase in the effective elongation of the wing and a decrease in drag of the wing and the aircraft as a whole and, as a result, an increase in the aerodynamic quality of the aircraft both at subsonic and near-sonic flight speeds.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что законцовка крыла летательного аппарата, выполненная с профилями увеличенной по сравнению с крылом кривизной, имеет корневой профиль выполненный с S-образной средней линией и участком отрицательной вогнутости длиной 20-70% хорды, изломный и концевой профили законцовки выполнены с положительной вогнутостью, законцовка имеет наплыв в корневой части и излом по передней кромке.The solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that the wing tip of the aircraft, made with profiles increased in comparison with the wing curvature, has a root profile made with an S-shaped middle line and a section of negative concavity with a length of 20-70% of the chord, kink and end profiles of the tip made with positive concavity, the tip has an influx in the root part and a kink along the leading edge.

На фиг.1 изображена схема законцовки крыла в плане;Figure 1 shows a diagram of the wingtip in the plan;

на фиг.2 представлена схема обтекания предлагаемой законцовки и прототипа (вид сверху, сечение А-А);figure 2 presents a flow diagram of the proposed ending and prototype (top view, section AA);

на фиг.3 представлена средняя линия корневого профиля законцовки,figure 3 presents the middle line of the root profile of the ending,

на фиг.4 представлена схема обтекания предлагаемой законцовки (вид в плане);figure 4 presents the flow diagram of the proposed ending (view in plan);

на фиг.5 распределение давления на законцовке;figure 5 distribution of pressure at the tip;

на фиг.6 представлена картина изобар и поверхностных линий тока;figure 6 presents a picture of isobars and surface streamlines;

на фиг.7 приведены экспериментальные зависимости прироста максимального аэродинамического качества модели самолета по скорости для законцовки прототипа и предлагаемой законцовки.Fig.7 shows the experimental dependence of the increase in maximum aerodynamic quality of the model of the aircraft in speed for ending the prototype and the proposed ending.

Крыло самолета 1 имеет законцовку 2, выполненную сложной формы с изломом 3 по передней кромке 4, наплывом в корневой ее части 5 фиг.1, профили законцовки увеличенной по сравнению с крылом кривизной 6, (фиг.2). Корневой профиль законцовки имеет S-образную среднюю линию с участком отрицательной вогнутости 7 (фиг.3), изломный и концевой профили выполнены с положительной вогнутостью, обеспечивающий безотрывный сход потока 8 вместо срыва с хвостовой части 10 потока 9 в прототипе. Первый вихрь 11 (фиг.4), вызывающий скосы потока с внешней стороны до излома 3, а также вихри 12 (фиг.4), отсос потока 13 с концевой части крыла 14, возникающий от вихря 11.The wing of the aircraft 1 has a tip 2, made of complex shape with a kink 3 along the front edge 4, an influx in its root part 5 of FIG. 1, the tip profiles increased in comparison with the wing of curvature 6, (FIG. 2). The root profile of the ending has an S-shaped middle line with a section of negative concavity 7 (Fig. 3), the kink and end profiles are made with positive concavity, providing an inseparable descent of stream 8 instead of disruption from the tail portion 10 of stream 9 in the prototype. The first vortex 11 (figure 4), causing the bevels of the flow from the outside to kink 3, as well as vortices 12 (figure 4), the suction of the stream 13 from the end part of the wing 14, arising from the vortex 11.

Согласно фиг.4 устройство работает следующим образом. При обтекании крыла в его концевой части образуется вихрь 11, который до излома 3 вызывает благоприятный скос вверх потока с внешней стороны излома 3. Благодаря этому создается дополнительная подсасывающая сила на передней кромке законцовки 4, а прохождение вихря 11 над верхней поверхностью крыла создает отсос потока 13 и дополнительное разряжение. Эффективность отсоса потока 13 усиливается за счет появления вихрей 12, сбегающих с верхней кромки 15 хвостовой части 10 законцовки 2.According to figure 4, the device operates as follows. When flowing around the wing, a vortex 11 is formed in its end part, which, prior to kink 3, causes a favorable upward bevel on the outside of kink 3. This creates an additional suction force at the leading edge of the wing tip 4, and the passage of the vortex 11 above the upper surface of the wing creates a suction flow 13 and additional discharge. The efficiency of the suction flow 13 is enhanced by the appearance of vortices 12, escaping from the upper edge 15 of the tail portion 10 of the tip 2.

Кроме того, применение корневого профиля законцовки имеющего S-образную среднюю линию с участком отрицательной вогнутости длиной 20-70% хорды, уменьшает относительную толщину законцовки. Это позволяет затянуть возникновение сверхзвуковых зон и обеспечить безотрывное обтекание законцовки (фиг.5, 6) до больших скоростей полета М=0.82. В результате можно использовать изобретение на околозвуковых скоростях полета.In addition, the use of the root profile of the tip having an S-shaped midline with a negative concavity section of 20-70% chord length reduces the relative thickness of the tip. This allows you to delay the occurrence of supersonic zones and provide continuous flow past the tip (Fig.5, 6) to high flight speeds M = 0.82. As a result, the invention can be used at transonic flight speeds.

Были выполнены исследования в аэродинамической трубе на модели самолета с крылом большого удлинения. Результаты испытаний показали что, предлагаемая законцовка по сравнению с прототипом позволяет увеличить максимальное аэродинамическое качество как на малых, так и на околозвуковых скоростях. При скорости потока, соответствующей числу М=0.7-0.84 переход от законцовки - прототипа к предлагаемой дал возможность увеличить максимальное аэродинамическое качество модели на ΔКмах≈0.2÷0.6 (фиг.7).Research was carried out in a wind tunnel on a model of an airplane with a large elongation wing. The test results showed that the proposed ending in comparison with the prototype allows to increase the maximum aerodynamic quality at both low and transonic speeds. At a flow rate corresponding to the number M = 0.7-0.84, the transition from the tip - the prototype to the proposed one made it possible to increase the maximum aerodynamic quality of the model by ΔKmakh≈0.2 ÷ 0.6 (Fig. 7).

Установка законцовки позволила исключить неблагоприятное воздействие вызываемое концевым вихрем на обтекание концевой части крыла.The installation of the tip allowed eliminating the adverse effects caused by the end vortex on the flow around the end part of the wing.

Использование предлагаемого изобретения позволит уменьшить сопротивление крыла и самолета в целом и, как следствие, повысить аэродинамическое качество самолета как на дозвуковых, так и на околозвуковых скоростях полета, что позволит обеспечить значительную экономию авиационного топлива.Using the proposed invention will reduce the resistance of the wing and the aircraft as a whole and, as a result, increase the aerodynamic quality of the aircraft both at subsonic and transonic speeds, which will allow significant savings in aviation fuel.

Claims (1)

Законцовка крыла летательного аппарата, выполненная с профилями увеличенной по сравнению с крылом кривизной, отличающаяся тем, что корневой профиль законцовки выполнен с S-образной средней линией и участком отрицательной вогнутости длиной 20-70% хорды, изломный и концевой профили законцовки выполнены с положительной вогнутостью, законцовка имеет наплыв в корневой части и излом по передней кромке. The wingtip of the aircraft, made with profiles increased in curvature compared to the wing, characterized in that the root profile of the tip is made with an S-shaped middle line and a section of negative concavity with a length of 20-70% of the chord, the kink and end profiles of the tip are made with positive concavity, the tip has an influx in the root part and a kink along the leading edge.
RU2012116822/11A 2012-04-26 2012-04-26 Aircraft wing tip RU2495787C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116822/11A RU2495787C1 (en) 2012-04-26 2012-04-26 Aircraft wing tip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116822/11A RU2495787C1 (en) 2012-04-26 2012-04-26 Aircraft wing tip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2495787C1 true RU2495787C1 (en) 2013-10-20

Family

ID=49357134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012116822/11A RU2495787C1 (en) 2012-04-26 2012-04-26 Aircraft wing tip

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2495787C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637233C1 (en) * 2016-11-17 2017-12-01 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Aircraft wingtip

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2086467C1 (en) * 1994-09-15 1997-08-10 Акционерное общество "Авиационный научно-технический комплекс им.А.Н.Туполева" Aircraft wing
RU2173655C1 (en) * 2000-07-10 2001-09-20 Государственное унитарное предприятие Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского Aircraft wing tip
WO2009155584A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-23 Aviation Partners, Inc. Curved wing tip

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2086467C1 (en) * 1994-09-15 1997-08-10 Акционерное общество "Авиационный научно-технический комплекс им.А.Н.Туполева" Aircraft wing
RU2173655C1 (en) * 2000-07-10 2001-09-20 Государственное унитарное предприятие Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского Aircraft wing tip
WO2009155584A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-23 Aviation Partners, Inc. Curved wing tip

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637233C1 (en) * 2016-11-17 2017-12-01 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Aircraft wingtip

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070262205A1 (en) Retractable multiple winglet
CN103693187B (en) A kind of wing structure
CN107336842B (en) Hypersonic wave-rider canard aerodynamic layout method
CN108974326B (en) Bionic wave front edge wingtip winglet device
CN108750073B (en) Variable wing leading edge with both subsonic and supersonic aerodynamic performance
WO2011098807A1 (en) Apparatus and Method for Aerodynamic Drag Reduction
US20080203233A1 (en) Flueted aircraft wing
CN107848619B (en) Fluid flow control of an airfoil
Papadopoulos et al. Numerical investigation of the impact of tubercles and wing fences on the aerodynamic behaviour of a fixed-wing, tactical Blended-Wing-Body UAV platform
CN112124561B (en) Aerodynamic drag reduction structure for wingtip winglet of aircraft and aircraft
CN203558201U (en) Airplane wing
RU2495787C1 (en) Aircraft wing tip
RU2581642C2 (en) Wing airfoil
CN104097763B (en) A kind of special-shaped Airfoil
CN209008845U (en) A kind of high aspect ratio wing of high lift-rising
CN116238682A (en) Wing tip winglet for an aircraft and aircraft equipped with such a wing tip winglet
RU2637233C1 (en) Aircraft wingtip
CN102358417B (en) Annular winglet of civil airliner wing
CN103847953A (en) Wing tip sail device for general fixed-wing aircraft
RU2481242C1 (en) Aircraft wing tip
RU2173655C1 (en) Aircraft wing tip
RU2086467C1 (en) Aircraft wing
CN109484622A (en) A kind of high subsonic speed sweep wing aircraft aerodynamic arrangement using leading edge braced wing
RU72459U1 (en) COMPOSITE FINISHING OF A CARRYING SURFACE
WO2019239123A1 (en) Wing-tip device