RU2543431C1 - Self-stabilising wing-in-ground-effect plane - Google Patents
Self-stabilising wing-in-ground-effect plane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543431C1 RU2543431C1 RU2013151782/11A RU2013151782A RU2543431C1 RU 2543431 C1 RU2543431 C1 RU 2543431C1 RU 2013151782/11 A RU2013151782/11 A RU 2013151782/11A RU 2013151782 A RU2013151782 A RU 2013151782A RU 2543431 C1 RU2543431 C1 RU 2543431C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pnp
- znp
- edge
- wing
- sweep
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области транспортной техники, в частности к самостабилизирующимся экранопланам.The present invention relates to the field of transport equipment, in particular to self-stabilizing ekranoplanes.
Известен самостабилизирующийся экраноплан АДП-05 «Орфей» [А.С. №915372 СССР, МПК B60V 1/08, Самостабилизированный экраноплан по схеме «Утка» / Панченков А.Н., Уризченко В.Я., Попов К.Б и др. заявитель и патентообладатель Иркутский вычислительный центр СО АН СССР - №2895857; заявл. 19.04.80.], выполненный по схеме «утка», содержащий фюзеляж, основное крыло прямоугольной формы в плане, вертикальное оперение с рулем направления, двигатель с воздушным винтом, переднее горизонтальное оперение (ПГО), состоящее из одной несущей поверхности, прямоугольной формы в плане. Достижение продольной устойчивости данного экраноплана достигается только за счет выбранных определенным образом: площадей, аэродинамических плеч, удлинений, установочных углов ПГО и кормового крыла. Недостаток экраноплана в том, что продольная устойчивость, обеспечивается только на малых относительных отстояниях (до
Известен самостабилизирующийся экраноплан [Пат. 2224671 Российская Федерация, МПК7 B60V 1/08. Самостабилизирующийся экраноплан/ Суржик В.В., Скороходов П.А. и др., заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество «Технологии СДП» - №2003100793; заявл. 09.01.03, - опубл. 27.02.04. Бюл. №6. - 5, с: ил.1.], выполненный по схеме «утка», содержащий фюзеляж, в передней части которого установлено прямоугольной формы в плане переднее горизонтальное оперение (ПГО), а в кормовой части фюзеляжа - крыло малого удлинения с установленным на нем двухкилевым вертикальным оперением с рулями направления. Двигатели с движителями размещены в носовой части фюзеляжа над ПГО с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.Known self-stabilizing ekranoplan [Pat. 2224671 Russian Federation, IPC 7 B60V 1/08. Self-stabilizing ekranoplan / Surzhik V.V., Skorokhodov P.A. etc., the applicant and patent holder Closed Joint-Stock Company “PSD Technologies” - No. 2003100793; declared 01/09/03, - publ. 02/27/04. Bull. No. 6. - 5, p: Il.1.], Made according to the “duck” scheme, containing the fuselage, in front of which is installed a rectangular shape in plan anterior horizontal plumage (PGO), and in the aft part of the fuselage - a wing of small elongation with mounted on it two-pitch vertical plumage with rudders. Engines with propulsors are located in the nose of the fuselage above the PGO with the possibility of rotation around the horizontal axis.
Достижение устойчивости данного экраноплана обеспечивается за счет выбранного авторами соотношения площадей S1, S2 и плеч L1, L2 ПГО и основного крыла соответственно.Achieving the stability of this ekranoplan is ensured by the ratio of the areas S 1 , S 2 and the shoulders L 1 , L 2 of the PGO and the main wing, respectively, chosen by the authors.
Также в первой части формулы изобретения патента [2] утверждается, что зона продольной устойчивости аппарата должна находиться ниже пределов соотношения:Also in the first part of the patent claims [2] it is stated that the longitudinal stability zone of the apparatus should be below the limits of the ratio:
В отличительной части формулы изобретения патента [2] заявлено, что предлагаемый самостабилизирующийся экраноплан отличается тем, что относительное удлинение горизонтального оперения меньше относительного удлинения крыла малого удлинения (то есть λПГО<λкр).In the distinctive part of the patent claims [2], it is stated that the proposed self-stabilizing ekranoplane differs in that the relative elongation of the horizontal tail is less than the relative elongation of the wing of small elongation (that is, λ PGO <λ cr ).
По содержанию вышеописанного изобретения можно отметить следующие недостатки:According to the content of the above invention, the following disadvantages can be noted:
- ПГО прямоугольной формы в плане, малого удлинения, имеющее обычный плоско-выпуклый или симметричный профиль на экранопланах схемы «утка» способно обеспечить продольную устойчивость только в диапазоне очень малых ветроволновых возмущений и только на относительных отстояниях, существенно меньших 0,1. Это объясняется тем, что влияние близости экрана на несущую поверхность малого удлинения существенно ниже, чем на несущую поверхность большого или среднего удлинений, а, значит, и стабилизирующий момент, обеспечиваемый таким ПГО, при движении экраноплана на умеренных отстояниях, будет явно недостаточным;- PGO of rectangular shape in plan, of small elongation, having the usual plane-convex or symmetrical profile on the ekranoplanes of the “duck” scheme, is able to provide longitudinal stability only in the range of very small windwave disturbances and only at relative distances significantly less than 0.1. This is due to the fact that the influence of the proximity of the screen on the bearing surface of small elongation is significantly lower than on the bearing surface of large or medium elongations, and, therefore, the stabilizing moment provided by such a PGO, when the winged aircraft moves at moderate distances, will be clearly insufficient;
Известен самостабилизирующийся экраноплан АДП-07 [А.С. №1316170 СССР, МПК B60V 1/08, Экранопланы по схеме «утка»/ Попов К.Б., Гусев И.Н. и др. - №3928768/40-23; заявл. 17.07.85, - опубл.27.11.85.], выполненный по схеме «утка», содержащий фюзеляж, основное крыло, вертикальное оперение с рулем направления, двигатель с движителем, ПГО, состоящее из передней и задней частей, соединенных общими боковыми шайбами, образуя так называемую «обратную щель». Достижение продольной устойчивости данного экраноплана имеющего ПГО «с обратной щелью» [Панченков А.Н., Экспертиза экранопланов / А.Н. Панченков, П.Т. Драчев, В.И. Любимов / Н.Новгород. ООО «Типография «Поволжье», 2006. С.600-601], достигается за счет того, что углы установки и положение по высоте передней части относительно задней части ПГО обеспечивают, при увеличении угла тангажа экраноплана, усиление интенсивности вихревых жгутов, сходящих с передней части такого ПГО. Эти жгуты, попадая под нижнюю поверхность задней части ПГО, уменьшают общий перепад давлений на ПГО. Это приводит к тому, что в определенном диапазоне приращения углов тангажа и отстояний наблюдается более пологая зависимость подъемной силы ПГО от угла атаки или даже падение подъемной силы ПГО вцелом в некотором диапазоне углов тангажа и отстояний. Как следствие, при использовании такого ПГО, при воздействии встречных и встречно-боковых ветровых порывов, продольная устойчивость экраноплана в определенном диапазоне углов тангажа улучшается.Known self-stabilizing ekranoplan ADP-07 [A.S. No. 1316170 USSR, IPC B60V 1/08, Ekranoplans according to the “duck” scheme / Popov KB, Gusev I.N. and others - No. 3928768 / 40-23; declared 07.17.85, - publ. 27.11.85.], Made according to the "duck" scheme, containing the fuselage, main wing, vertical tail with rudder, engine with propulsion device, PGO, consisting of front and rear parts connected by common side washers, forming the so-called "back slit". Achieving the longitudinal stability of a given ekranoplan having a PGO “with a back slit” [Panchenkov A.N., Examination of ekranoplanes / A.N. Panchenkov, P.T. Drachev, V.I. Lyubimov / N. Novgorod. LLC Printing House Volga Region, 2006. S.600-601], is achieved due to the fact that the installation angles and the position along the height of the front part relative to the rear part of the VGE provide, with an increase in the pitch angle of the ekranoplan, an increase in the intensity of vortex bundles coming off the front parts of such a PGO. These harnesses, falling under the lower surface of the back of the PGO, reduce the total pressure drop on the PGO. This leads to the fact that in a certain range of increment of pitch angles and distances, there is a more gentle dependence of the PGO lifting force on the angle of attack or even a drop in the PGO lifting force as a whole in a certain range of pitch angles and distances. As a result, when using such a PGO, when exposed to oncoming and counter-lateral wind gusts, the longitudinal stability of the ekranoplan in a certain range of pitch angles improves.
Однако при использовании для соединения передней и задней частей ПГО общих боковых шайб интенсивность вихревых жгутов, сходящих с передней части такого ПГО, значительно ослабевает вследствие их разрушения и торможения от соприкосновения с поверхностью этих общих боковых шайб. Это приводит к значительному уменьшению или даже исчезновению эффекта падения подъемной силы на таком ПГО при увеличении угла тангажа экраноплана.However, when using the common side washers to connect the front and rear parts of the PGO, the intensity of the vortex bundles coming down from the front of such a PGO is significantly weakened due to their destruction and braking from the contact of the surface of these common side washers. This leads to a significant decrease or even the disappearance of the effect of a drop in the lifting force on such a PGO with an increase in the pitch angle of the winged craft.
Недостатком данного экраноплана [Панченков А.Н., Драчев П.Т., Любимов В.И. Экспертиза экранопланов. Н.Новгород. ООО «Типография «Поволжье», 2006, С.600.] являются:The disadvantage of this ekranoplan [Panchenkov A.N., Drachev P.T., Lyubimov V.I. Examination of ekranoplanes. N. Novgorod. LLC Printing House "Volga Region", 2006, S.600.] Are:
- недостаточно широкий диапазон углов тангажа и отстояний ПГО, на которых наблюдается меньшее влияние угла атаки на подъемную силу ПГО. Это приводит к уменьшению запаса продольной устойчивости, требуемого для компенсации влияния внешних ветроволновых возмущений;- an insufficiently wide range of pitch angles and PGO distances, at which a smaller influence of the angle of attack on the PGO lift is observed. This leads to a decrease in the margin of longitudinal stability required to compensate for the influence of external wind-wave disturbances;
- использование в качестве передней части ПГО несущей поверхности нестреловидной формы в плане, с одной стороны, уменьшает интенсивность вихревых жгутов, создающих описанный выше эффект, с другой, - способствует увеличению подъемной силы на передней несущей поверхности ПГО. Все это снижает описанный выше эффект и вцелом уменьшает запас продольной статической устойчивости.- the use of a non-arrow-shaped supporting surface as a front part of the PGO, on the one hand, reduces the intensity of the vortex bundles creating the effect described above, on the other hand, it increases the lifting force on the front of the PGO. All this reduces the effect described above and as a whole reduces the margin of longitudinal static stability.
Рассмотренный последний самостабилизирующийся экраноплан является наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков к заявленному и принимается за прототип.The considered last self-stabilizing ekranoplan is the closest analogue in terms of the set of essential features to the claimed one and is taken as a prototype.
Задачей, на решение которой направлены изменения конструкции самостабилизирующегося экраноплана, является улучшение характеристик продольной устойчивости экраноплана при действии ветроволновых возмущений.The task to which changes in the design of the self-stabilizing ekranoplan are directed is to improve the characteristics of the longitudinal stability of the ekranoplan under the action of windwave disturbances.
Указанный технический результат, заключается в том, что:The specified technical result is that:
- в результате действия внешних ветроволновых возмущений и отклонения от заданного положения в продольной плоскости в определенном диапазоне углов тангажа будет наблюдаться более ярко выраженный обеспечиваемый аэродинамическими силами возвращающий момент;- as a result of external wind wave disturbances and deviations from a given position in the longitudinal plane in a certain range of pitch angles, a more pronounced return moment provided by aerodynamic forces will be observed;
- при действии встречных ветровых порывов, приводящих к увеличению угла тангажа экраноплана в рабочем диапазоне углов атаки, не возникает резкого приращения подъемной силы ПГО, а в некоторых случаях наблюдается ее уменьшение, приводящее к исключению момента на кабрирование, способного привести к опрокидыванию экраноплана. В совокупности с возникающим с временной задержкой компенсирующим моментом крыла это приводит к тому, что экраноплан ведет себя устойчиво при действии больших ветровых возмущений, чем обеспечивается больший эксплуатационный диапазон использования экраноплана по отстоянию и углу тангажа. Количественно полезный эффект также выражается:- under the action of oncoming wind gusts, leading to an increase in the pitch angle of the ekranoplane in the working range of angles of attack, there is no sharp increase in the lift force of the PGO, and in some cases there is a decrease in it, leading to the exclusion of the moment of cabling, which can lead to the overturning of the ekranoplan. Together with the compensating moment of the wing arising with a time delay, this leads to the fact that the ekranoplane behaves stably under the action of large wind disturbances, which ensures a greater operational range for the use of the ekranoplan in terms of distance and pitch angle. Quantitatively beneficial effect is also expressed:
- в увеличении запаса продольной статической устойчивости экраноплана;- to increase the stock of longitudinal static stability of the ekranoplan;
- улучшении динамических свойств экраноплана, в частности снижении амплитуды и времени переходного процесса.- improving the dynamic properties of the ekranoplan, in particular reducing the amplitude and time of the transition process.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в самостабилизирующемся экраноплане, выполненном по схеме «утка», содержащем фюзеляж, переднее горизонтальное оперение (ПГО), основное кормовое крыло, вертикальное оперение с рулем направления, маршевый двигатель с движителем, согласно изобретению ПГО выполнено в виде передней (ПНП) и задней (ЗНП) несущих поверхностей, соединенных между собой центральным пилоном, при этом ПНП выполнена в виде крыла со стреловидностью 30…75° по передней кромке и нулевой по задней кромке, а ЗНП выполнена в виде крыла с нулевой стреловидностью по передней кромке и дугообразной задней кромкой отрицательной стреловидности при нулевом угле тангажа, имеющей одинаковое отстояние от горизонтальной плоскости на всем ее протяжении, при этом параметры ПНП и ЗНП выбраны из соотношений: удлинение ПНП λПНП к удлинению ЗНП λЗНП лежит в пределах 0,7…1,3; соотношение площади ПНП SПНП к площади ЗНП SЗНП лежит в пределах 0,15…0,6; соотношение угла атаки ПНП αПНП к углу атаки ЗНП αЗНП лежит в пределах 1,2…1,5, по положению задняя кромка ПНП в продольном направлении находится впереди передней кромки ЗНП на расстоянии r, определяемом из соотношения r/bПНП=0…0,5, где bПНП - средняя аэродинамическая хорда ПНП, а по высоте задняя кромка ПНП ниже передней кромки ЗНП на величину h, выбираемую из соотношения h/(hПК-hЗК)=0,3÷1,0, где hПК-hЗК - превышение передней кромки ЗНП над ее задней кромкой.The specified technical result is ensured by the fact that in a self-stabilizing ekranoplane made according to the "duck" scheme containing the fuselage, the front horizontal tail (PGO), the main aft wing, the vertical tail with a rudder, the main engine with a propeller, according to the invention, the PGO is made in the form of a front (PNP) and rear (ZNP) bearing surfaces connected to each other by a central pylon, while the PNP is made in the form of a wing with a sweep of 30 ... 75 ° along the front edge and zero along the trailing edge, and the ZNP is made and a wing zero sweep of the leading edge and curved trailing edge of the negative sweep angle at zero pitch having the same equidistance from the horizontal plane along its entire length, the parameters ANP and RFP are selected from ratios: Elongation PNP λ EOR elongation RFP λ ZNP lies in the range of 0.7 ... 1.3; the ratio of the area of PNP S PNP to the area of ZNP S ZNP is in the range of 0.15 ... 0.6; the ratio of the angle of attack of the PNP α PNP to the angle of attack of the PNP α ZNP lies within 1.2 ... 1.5, in position the rear edge of the PNP in the longitudinal direction is ahead of the front edge of the PNP at a distance r, determined from the ratio r / b PNP = 0 ... 0.5, where b PNP is the average aerodynamic chord of the PNP, and in height the rear edge of the PNP is lower than the front edge of the PNP by the value h selected from the ratio h / (h PK -h ЗК ) = 0.3 ÷ 1.0, where h PC -h ZK - excess of the front edge of the RFP over its trailing edge.
Сущность изменений конструкции самостабилизирующегося экраноплана состоит в том, что взаимное расположение и выбранные параметры ПНП и ЗНП ПГО при действии встречных ветровых порывов позволяют усилить свойства самостабилизации присущие экранопланам данного класса.The essence of the design changes of the self-stabilizing ekranoplan is that the relative position and the selected parameters of the EOR and EOR ESP under the action of oncoming wind gusts make it possible to enhance the self-stabilization properties inherent in ekranoplanes of this class.
Так, выбор геометрии ПНП определен в виде крыла со стреловидностью 30…75° по передней кромке и нулевой по задней кромке, что в полете над опорной поверхностью с положительным углом атаки в результате схода воздушного потока со стреловидных кромок ПНП способствует формированию вихрей за этой несущей поверхностью. При этом ЗНП выполнена в виде крыла с нулевой стреловидностью по передней кромке и дугообразной задней кромкой отрицательной стреловидности при нулевом угле тангажа имеющей одинаковое отстояние от горизонтальной плоскости на всем ее протяжении.So, the choice of the geometry of the PNP is defined in the form of a wing with a sweep of 30 ... 75 ° along the leading edge and zero along the trailing edge, which in flight above the supporting surface with a positive angle of attack as a result of the descent of the air flow from the swept edges of the PNP contributes to the formation of vortices behind this bearing surface . In this case, the ZNP is made in the form of a wing with zero sweep along the leading edge and an arched trailing edge of negative sweep at a zero pitch angle having the same distance from the horizontal plane along its entire length.
Действие встречного ветрового порыва на ПГО приводит к увеличению угла атаки его несущих поверхностей, возникновению возмущающего момента от дополнительного приращения подъемной силы на ПГО, в результате чего получит первоначальное увеличение угла тангажа. В связи с этим увеличивается угол атаки и перепад давлений на нижней и верхней сторонах ПНП и, следовательно, становятся более интенсивными боковые вихри, которые попадают под ЗНП.The action of the oncoming wind gust on the PGO leads to an increase in the angle of attack of its bearing surfaces, to the appearance of a disturbing moment from the additional increment of the lifting force on the PGO, resulting in an initial increase in the pitch angle. In this regard, the angle of attack and the pressure drop on the lower and upper sides of the PNP increase and, consequently, the side vortices that fall under the PNP become more intense.
Дальнейшее увеличение угла атаки ПГО приводит к дальнейшему увеличению мощности сходящих с боковых кромок ПНП вихрей и приближению по высоте осей вихрей к уровню передней кромки ЗНП;A further increase in the angle of attack of the VGE leads to a further increase in the power of the vortices coming from the lateral edges of the PNP and an approximation in height of the axis of the vortices to the level of the leading edge of the ZNP;
При этом положение ЗНП относительно ПНП по удалению в продольном направлении выбрано из условия, что задняя кромка ПНП в продольном направлении находится впереди передней кромки ЗНП на расстоянии г, определяемом из соотношенияIn this case, the position of the ZNP relative to the PNP for removal in the longitudinal direction is selected from the condition that the trailing edge of the ZNP in the longitudinal direction is ahead of the front edge of the ZNP at a distance g, determined from the relation
r/bПНП=0…0,5,r / b PNP = 0 ... 0.5,
где bПНП - средняя аэродинамическая хорда ПНП, а по высоте задняя кромка ПНП ниже передней кромки ЗНП на величину h, выбираемую из соотношенияwhere b PNP is the average aerodynamic chord of the PNP, and in height the trailing edge of the PNP is lower than the front edge of the PNP by the value of h selected from the relation
h/(hПК-hЗК)=0,3÷1,0,h / (h PC -h ЗК ) = 0.3 ÷ 1.0,
где hПК-hЗК - превышение передней кромки ЗНП над ее задней кромкой. Такое взаимное расположение ПНП к ЗНП приводит к тому, что в процессе стабилизации экраноплана оси сформировавшихся вихрей от ПНП не превышают уровня передней кромка ЗНП, т.е. основная доля воздушного потока, завихренная ПНП, попадает под ЗНП.where h PC -h ЗК - excess of the front edge of the RFP over its trailing edge. Such a mutual arrangement of the PNP to the PNP leads to the fact that during the stabilization of the ekranoplan the axes of the formed vortices from the PNP do not exceed the level of the leading edge of the PNP, i.e. the bulk of the airflow swirling by the PNP falls under the ZNP.
Эффект снижения прироста подъемной силы на ПГО при увеличении угла атаки, а в некоторых случаях даже ее снижения обеспечивается увеличением на нижней стороне ЗНП скорости обтекания воздушным потоком вследствие векторного сложения скоростей частичек воздуха от скоростного напора в продольном направлении и от циркуляции в вихре в поперечном. Увеличение скорости воздушного потока вблизи ЗНП с нижней стороны согласно закону Бернулли будет сопровождаться понижением давления на ЗНП.The effect of a decrease in the increase in the lifting force on the VGE with an increase in the angle of attack, and in some cases even its decrease, is provided by an increase in the velocity of airflow around the airflow due to the vector addition of the velocities of the air particles from the pressure head in the longitudinal direction and from the circulation in the transverse vortex. An increase in the air flow rate near the ZNP from the lower side according to Bernoulli's law will be accompanied by a decrease in pressure on the ZNP.
Выбор геометрии ПНП по размаху из условия, что соотношение удлинений ПНП и ЗНП лежит в диапазонеThe choice of the geometry of the PNP in scope from the condition that the ratio of the elongations of the PNP and ZNP lies in the range
λПНП/λЗНП=0,7÷1,3,λ PNP / λ SNP = 0.7 ÷ 1.3,
площадей ПНП и ЗНП в диапазонеareas of PNP and ZNP in the range
SПНП/SЗНП=0,15÷0,6, углов атаки ПНП и ЗНПS PNP / S ZNP = 0.15 ÷ 0.6, angles of attack of PNP and ZNP
αПНП/αЗНП=1,2÷1,5,α PNP / α SNP = 1.2 ÷ 1.5,
определен таким образом, чтобы вихри сходили вблизи боковых кромок ЗНП, усиливая описанный эффект.defined so that the vortices converge near the lateral edges of the RFP, enhancing the described effect.
Снижение подъемной силы ПГО усиливается тем, что вихри, сходящие с ПНП, складываются по направлению вращения со сходящими вихрями с боковых кромок ЗНП, тем самым, усиливают этот эффект перетекания воздушного потока в районе боковых кромок с нижней стороны ЗНП на верхнюю, уменьшая тем самым перепад давлений снизу и сверху, а значит, уменьшая прирост подъемной силы.The decrease in the lifting force of the PGO is enhanced by the fact that the vortices coming from the PNP are added in the direction of rotation with the descending vortices from the lateral edges of the ZNP, thereby enhancing this effect of the flow of air flow in the region of the lateral edges from the lower side of the ZNP to the upper, thereby reducing the drop pressure from below and above, which means reducing the increase in lifting force.
Крепление ПНП и ЗНП между собой центральным пилоном способствует свободному сходу вихрей с ПНП и дальнейшему развитию завихрения в направлении ЗНП, в отличие от крепления ПНП и ЗНП боковыми шайбами, где данный процесс менее выражен в силу частичного разрушения вихрей о них.The fastening of the PNP and ZNP to each other by the central pylon facilitates the free exit of the vortices from the PNP and the further development of the swirl in the direction of the ZNP, in contrast to the fastening of the PNP and ZNP with side washers, where this process is less pronounced due to the partial destruction of the vortices about them.
Эффект снижения прироста подъемной силы на ПГО при увеличении угла атаки в рабочем диапазоне изменения углов тангажа экраноплана, приводит к тому, что при прохождении воздушным потоком ПГО приращение подъемной силы значительно снижено и не возникает кабрирующего момента, способного перевести экраноплан к неустойчивым колебаниям по тангажу. При последующем распространении возмущенного воздушного потока к основному крылу происходит приращение подъемной силы на основном крыле и, как следствие, появление стабилизирующего момента на пикирование, что приводит к дальнейшему выравниванию экраноплана в воздушном потоке над опорной поверхностью.The effect of reducing the increase in lift on the VGE with an increase in the angle of attack in the working range of the pitch angle variation of the winged wing results in the fact that when the airflow passes through the VGO, the increment in the lifting force is significantly reduced and there is no convertible moment capable of translating the winged wing to unstable pitch oscillations. With the subsequent propagation of the perturbed air flow to the main wing, an increase in the lifting force occurs on the main wing and, as a result, the appearance of a stabilizing moment on the dive, which leads to further alignment of the ekranoplan in the air flow over the supporting surface.
Расширение диапазона рабочих углов атаки описанного эффекта снижения прироста подъемной силы на ПГО при увеличении угла атаки приводит к расширению диапазона эксплуатации по отстоянию.Expanding the range of working angles of attack of the described effect of reducing the increase in lift on PGO with an increase in the angle of attack leads to the expansion of the range of operation by distance.
Данный эффект будет наблюдаться при полете вне экрана. При полете вблизи экрана он может проявляться более ярко, а зависимость подъемной силы ПГО от угла атаки (в определенном диапазоне углов атаки) будет не только более пологая, но даже несколько отрицательная.This effect will be observed when flying off-screen. When flying near the screen, it can manifest itself more vividly, and the dependence of the PGO lifting force on the angle of attack (in a certain range of angle of attack) will be not only more gentle, but even somewhat negative.
Использование данного эффекта на ПГО экраноплана в определенном диапазоне углов тангажа будет увеличивать запас продольной статической устойчивости, улучшать динамические свойства экраноплана, в частности снижение амплитуды и времени переходного процесса.Using this effect on the WIG of an ekranoplan in a certain range of pitch angles will increase the margin of longitudinal static stability, improve the dynamic properties of an ekranoplan, in particular, reducing the amplitude and time of the transition process.
Область применения заявленного самостабилизирующегося экраноплана - круглогодичная эксплуатация над водной, заснеженной, ледовой, степной, пустынной и другими типами относительно ровных подстилающих поверхностей.The scope of the claimed self-stabilizing ekranoplan - year-round operation over water, snow, ice, steppe, desert and other types of relatively flat underlying surfaces.
На фигуре 1 изображен самостабилизирующийся экраноплан, выполненный по схеме «Утка». Экраноплан содержит основное крыло 1, обратнощелевое ПГО 2, вертикальное оперение 3 с рулем направления, фюзеляж 4, маршевые двигатели с движителями 5 в кормовой части аппарата и стартовые двигатели с движителями 6 - в носовой, шасси 7. Причем ПГО выполнено в виде передней (ПНП) и задней (ЗНП) несущих поверхностей, соединенных между собой центральным пилоном. При этом ПНП выполнена в виде крыла со стреловидностью 30…75° по передней кромке и нулевой по задней кромке, а ЗНП выполнена в виде крыла с нулевой стреловидностью по передней кромке и дугообразной задней кромкой отрицательной стреловидности при нулевом угле тангажа, имеющей одинаковое отстояние от горизонтальной плоскости на всем ее протяжении. Параметры ПНП и ЗНП выбраны из соотношений: удлинение ПНП λПНП к удлинению ЗНП λЗНП лежит в пределах 0,7…1,3; соотношение площади ПНП SПНП к площади ЗНП SЗНП лежит в пределах 0,15…0,6; соотношение угла атаки ПНП αПНП к углу атаки ЗНП αЗНП лежит в пределах 1,2…1,5. По положению задняя кромка ПНП в продольном направлении находится впереди передней кромки ЗНП на расстоянии r, определяемом из соотношения r/bПНП=0…0,5, где bПНП - средняя аэродинамическая хорда ПНП. По высоте задняя кромка ПНП установлена ниже передней кромки ЗНП на величину h, выбираемую из соотношения h/(hПК-hЗК)=0,3÷1,0, где hПК-hЗК - превышение передней кромки ЗНП над ее задней кромкой.The figure 1 shows a self-stabilizing ekranoplan, made according to the scheme "Duck". The winged wing contains a main wing 1, a back-
На фигуре 2 приведена конструкция предлагаемого ПГО, которое представляет собой две несущих поверхности: переднюю (ПНП) в виде крыла со стреловидностью 30-75° по передней кромке и нулевой по задней кромке и заднюю несущую поверхность (ЗНП) с нулевой стреловидностью по передней кромке и задней кромкой с одним уровнем по размаху (ее проекция на фронтальную плоскость представляет горизонтальную линию), соединенные между собой центральным пилоном. Параметры ПНП и ЗНП выбраны так, что соотношение удлинений которых равно λПНП/λЗНП=0,7÷1,3, соотношение площадей SПНП/SЗНП=0,15÷0,6, соотношение углов атаки αПНП/αЗНП=1,2÷1,5, при этом положение задней кромки ПНП в продольном направлении находится впереди передней кромки ЗНП на расстоянии r в соотношении к средней аэродинамической хорде bПНП передней несущей поверхности r/bПНП=0÷0,5, а по высоте задняя кромка ПНП ниже передней кромки ЗНП на величину h, выбираемую из соотношения 0,3…1,0 превышения hПК-hЗК передней кромки ЗНП над ее задней кромкой h/(hПК-hЗК)=0,3÷1,0.The figure 2 shows the design of the proposed PGO, which consists of two bearing surfaces: the front (PNP) in the form of a wing with a sweep of 30-75 ° along the leading edge and zero on the trailing edge and the rear bearing surface (ZNP) with zero sweep on the leading edge and trailing edge with one level in scope (its projection on the frontal plane represents a horizontal line), interconnected by a central pylon. The parameters of the PNP and ZNP are chosen so that the ratio of the elongations of which is equal to λ PNP / λ ZNP = 0.7 ÷ 1.3, the ratio of the areas S PNP / S ZNP = 0.15 ÷ 0.6, the ratio of the angles of attack α PNP / α ZNP = 1.2 ÷ 1.5, while the position of the trailing edge of the PNP in the longitudinal direction is ahead of the front edge of the ZNP at a distance r in relation to the average aerodynamic chord b of the ANP of the front bearing surface r / b of the PNP = 0 ÷ 0.5, and by height, the rear edge of the PNP is lower than the front edge of the RFP by the value of h selected from the ratio of 0.3 ... 1.0 excess h PC -h ZK of the front edge of the RFP over its trailing edge h / ( h PC -h ЗК ) = 0.3 ÷ 1.0.
Работа данного устройства состоит в следующем. При действии встречного ветрового порыва происходит отклонение экраноплана на кабрирование в продольной плоскости от исходного положения. Однако благодаря полезным эффектам, происходящим при взаимодействии его ПГО с возмущенным воздушным потоком при увеличении угла атаки в рабочем диапазоне изменений углов атаки экраноплана, это приводит к тому, что при прохождении воздушным потоком ПГО приращение подъемной силы на нем снижено и не возникает кабрирующего момента, способного перевести экраноплан к его опрокидыванию. Дальнейшее распространение возмущения к основному крылу экраноплана приводит к приращению подъемной силы на основном крыле и, как следствие, к возникновению стабилизирующего момента на пикирование, что приводит к дальнейшему выравниванию экраноплана в воздушном потоке над опорной поверхностью. Действие сил и моментов экраноплана при встречном ветровом порыве в полете при отсутствии влияния экранного эффекта аналогично.The operation of this device is as follows. Under the action of a headwind gust, the ekranoplane deviates for cabling in the longitudinal plane from its initial position. However, due to the beneficial effects that occur during the interaction of its PGO with a disturbed air flow with an increase in the angle of attack in the working range of the angles of attack of the winged aircraft, this leads to the fact that when the air stream passes the PGO, the increment of the lifting force on it is reduced and there is no convertible moment capable of transfer the ekranoplan to its capsizing. Further propagation of the disturbance to the main wing of the ekranoplan leads to an increase in the lifting force on the main wing and, as a result, to the emergence of a stabilizing moment for diving, which leads to further alignment of the ekranoplan in the air flow above the supporting surface. The action of the forces and moments of the ekranoplan with a counter wind gust in flight in the absence of the influence of the screen effect is similar.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013151782/11A RU2543431C1 (en) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | Self-stabilising wing-in-ground-effect plane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013151782/11A RU2543431C1 (en) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | Self-stabilising wing-in-ground-effect plane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2543431C1 true RU2543431C1 (en) | 2015-02-27 |
Family
ID=53290097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013151782/11A RU2543431C1 (en) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | Self-stabilising wing-in-ground-effect plane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2543431C1 (en) |
-
2013
- 2013-11-20 RU RU2013151782/11A patent/RU2543431C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104494814A (en) | Outer drag-reducing sleeve capable of greatly reducing drag | |
US4176813A (en) | Shark nose for aircraft | |
CN109353499A (en) | A kind of air foil profile seaplane | |
RU2582505C1 (en) | Hovercraft with water-jet propulsor | |
Livne | Supersonic Configurations at Low Speeds (SCALOS): The Aerodynamic Effects of Control Surfaces | |
US3152775A (en) | Supersonic aircraft | |
RU2667410C1 (en) | Aerodynamic surface and airframe of aircraft | |
RU2543431C1 (en) | Self-stabilising wing-in-ground-effect plane | |
JP6342959B2 (en) | Airfoil structure that converts lift to thrust | |
CN209479984U (en) | A kind of air foil profile seaplane | |
RU2658545C1 (en) | Air-cushion vehicle - the vehicles carrier | |
Lovell | Military vortices | |
RU136773U1 (en) | SCREEN PLAN | |
RU2224671C1 (en) | Self-stabilizing wins-in-ground-effect craft | |
Udartsev et al. | Effect of Leading Edge Volumic Shape Vortex Generators on Static Hysteresis of Unmanned Aerial Vehicle Wing | |
RU2362693C2 (en) | Self-stabilising wing-in-ground effect craft | |
RU2801495C2 (en) | Vortex generator | |
RU2270137C2 (en) | Float-type seaplane of catamaran configuration-sea-going salvage vessel | |
Whitcomb et al. | Status of research on a supercritical wing | |
RU194250U1 (en) | Small Elongation Wing for Subsonic Aircraft | |
Udartsev et al. | Improvement of UAV navigation reliability at high angles of attack | |
RU2424137C2 (en) | Self-stabilising hovercraft | |
RU2790893C1 (en) | Device for increasing lift performance of aircraft | |
RU100036U1 (en) | SELF-STABILIZING SCREEN PLAN | |
Al-Atabi | Aerodynamics of wing tip sails |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151121 |