RU2554026C1

RU2554026C1 - Aircraft wing

Info

Publication number: RU2554026C1
Application number: RU2014107234/11A
Authority: RU
Inventors: Юлия Алексеевна Щепочкина
Original assignee: Юлия Алексеевна Щепочкина
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2015-06-20

Abstract

FIELD: aircraft engineering.

SUBSTANCE: aircraft wing comprises top and bottom airfoils converging at acute angle from the side of oncoming airflow confined by the walls of cavity arranged between top and bottom airfoils. Jet engines, ejectors and downflow air deflectors are arranged at said airfoils. Said jet engines and ejectors are arranged between top and bottom airfoils. Suction nozzles of jet engines and inlet of ejectors are communicated with chambers provided with flat/bulged air intake grates arranged from above.

EFFECT: decreased drag, higher lift.

5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области моделирования высокоскоростных пилотируемых (почтовые, метеорологические, санитарные, учебные) и беспилотных летательных аппаратов гражданского назначения с ромбовидным треугольной формы крылом.The invention relates to the field of modeling high-speed manned (postal, meteorological, sanitary, training) and civilian unmanned aerial vehicles with a diamond-shaped triangular wing.

Известно крыло летательного аппарата, содержащее прикрепленный к фюзеляжу каркас, верхние и нижние аэродинамические поверхности, ограниченные стенками полости, расположенные между верхней и нижней аэродинамическими поверхностями, элементы отклонения стекающих воздушных потоков, реактивные двигатели [1]. Для уменьшения аэродинамического сопротивления набегающему воздушному потоку верхние и нижние аэродинамические поверхности могут быть выполнены сходящимися под острым углом. Для увеличения тяги реактивных двигателей могут быть применены эжекторы.A wing of an aircraft is known, comprising a skeleton attached to the fuselage, upper and lower aerodynamic surfaces bounded by cavity walls located between the upper and lower aerodynamic surfaces, deflection elements of flowing air flows, jet engines [1]. To reduce aerodynamic drag to the incoming air flow, the upper and lower aerodynamic surfaces can be made converging at an acute angle. Ejectors can be used to increase the thrust of jet engines.

Задачей изобретения является уменьшение аэродинамического сопротивления крыла, увеличения его подъемной силы.The objective of the invention is to reduce the aerodynamic drag of the wing, increase its lifting force.

Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что в крыле летательного аппарата, содержащем верхние и нижние аэродинамические поверхности, сходящиеся под острым углом со стороны набегающего воздушного потока, ограниченные стенками полости, расположенные между верхней и нижней аэродинамическими поверхностями, реактивные двигатели, эжекторы, элементы отклонения стекающих воздушных потоков, реактивные двигатели и эжекторы установлены между верхней и нижней аэродинамическими поверхностями, причем всасывающие сопла реактивных двигателей и входные отверстия эжекторов сообщаются с полостями, имеющими сверху плоские/выпуклые решетки для входа воздуха. Площадь отверстий в решетках больше суммарной площади всасывающих сопел реактивных двигателей и входных отверстий эжекторов. В стенке полости снизу выполнено, по меньшей мере, одно щелевое отверстие в форме сегмента окружности/трапеции. Выходное отверстие эжектора имеет форму трапеции/сегмента окружности. Элементы отклонения стекающих воздушных потоков имеют герметичные полости, которые не содержат воздух или содержат газ легче воздуха.The technical result of the solution of the problem is achieved by the fact that in the wing of the aircraft containing the upper and lower aerodynamic surfaces, converging at an acute angle from the side of the incoming air flow, bounded by the walls of the cavity located between the upper and lower aerodynamic surfaces, jet engines, ejectors, deflection elements flowing air flows, jet engines and ejectors are installed between the upper and lower aerodynamic surfaces, and the suction nozzles jet engines and inlets of ejectors communicate with cavities having flat / convex gratings for air inlet on top. The area of the openings in the gratings is greater than the total area of the suction nozzles of the jet engines and the inlets of the ejectors. At least one slotted hole in the form of a circle / trapezoid segment is made in the bottom wall of the cavity. The ejector outlet is in the shape of a trapezoid / circle segment. The deflection elements of the flowing air flows have sealed cavities that do not contain air or contain gas lighter than air.

На фиг.1 изображен летательный аппарат с тонким ромбовидным треугольной формы крылом, имеющим на верхней (горизонтальной) аэродинамической поверхности плоские решетки; на фиг.2 изображен вид по А на фиг.1; на фиг.3 показана выпуклая решетка; на фиг.4 показано сечение фиг.1 плоскостью P; на фиг.5 - вид по В на щелевое отверстие на нижней (наклонной) аэродинамической поверхности фиг.4; на фиг.6 показано сечение фиг.1 плоскостью R.Figure 1 shows an aircraft with a thin diamond-shaped triangular wing with flat lattices on the upper (horizontal) aerodynamic surface; figure 2 shows a view along a in figure 1; figure 3 shows a convex lattice; figure 4 shows a section of figure 1 by the plane P; figure 5 is a view along In the slotted hole on the lower (inclined) aerodynamic surface of figure 4; figure 6 shows a section of figure 1 by the plane R.

Крыло летательного аппарата (самолет, фиг.1 и 2) содержит прикрепленный к фюзеляжу 1 каркас 2, верхние 3 и нижние 4 аэродинамические поверхности, элементы 5 отклонения стекающих воздушных потоков (закрылки, элероны). Верхние и нижние аэродинамические поверхности выполнены ровными плоскими сходящимися под острым углом (α=2-5°) со стороны набегающего воздушного потока. Между верхней и нижней аэродинамическими поверхностями выполнены полости 6, ограниченные сверху и снизу стенками 7. Сверху над полостями установлены плоские или выпуклые (фиг.3) решетки 8 с отверстиями 9 для входа воздуха. В полостях установлены соосно реактивные двигатели 10 и эжекторы 11 (фиг.4). Реактивные двигатели имеют круглые всасывающие сопла 12 и круглые реактивные сопла 13, а эжекторы, соответственно, круглые входные отверстия 14 и выходные отверстия 15, имеющие форму трапеций/сегментов окружности со скругленными углами. Площадь отверстий в решетках больше в 4-12 раз суммарной площади всасывающих сопел реактивных двигателей и входных отверстий эжекторов. Возможно выполнение реактивного сопла двигателя, входного отверстия эжектора прямоугольной формы (не показаны). Всасывающие сопла реактивных двигателей и входные отверстия эжекторов сообщаются с полостями. Эжекторы окружены слоем 16 теплоизоляции. В стенке полости снизу выполнены щелевые отверстия 17 (например, одно под всасывающим соплом реактивного двигателя, другое - под входным отверстием эжектора). Щелевое отверстие может иметь форму сегмента окружности (фиг.5), трапеции (не показана). Элементы отклонения стекающих с крыла воздушных потоков (фиг.6) имеют герметичные полости 18, из которых выкачан воздух. Герметичные полости могут быть заполнены газом легче воздуха.The wing of the aircraft (aircraft, FIGS. 1 and 2) contains a frame 2 attached to the fuselage 1, upper 3 and lower 4 aerodynamic surfaces, deflection elements 5 of the flowing air flows (flaps, ailerons). The upper and lower aerodynamic surfaces are made flat, flat, converging at an acute angle (α = 2-5 °) from the side of the incoming air flow. Cavities 6 are made between the upper and lower aerodynamic surfaces, bounded by walls 7 above and below. Flat or convex (Fig. 3) gratings 8 with openings 9 for air inlet are installed above the cavities. In the cavities installed coaxially jet engines 10 and ejectors 11 (figure 4). Jet engines have round suction nozzles 12 and round jet nozzles 13, and ejectors, respectively, round inlet openings 14 and outlet openings 15, in the form of trapezoid / circular segments with rounded corners. The area of the openings in the gratings is 4-12 times larger than the total area of the suction nozzles of the jet engines and the inlets of the ejectors. Possible implementation of the jet nozzle of the engine, the inlet of the ejector of a rectangular shape (not shown). The suction nozzles of the jet engines and the inlet openings of the ejectors communicate with the cavities. Ejectors are surrounded by a layer 16 of thermal insulation. Slit openings 17 are made in the cavity wall below (for example, one under the suction nozzle of the jet engine, the other under the inlet of the ejector). The slotted hole may have the form of a segment of a circle (Fig. 5), a trapezoid (not shown). Deviation elements flowing from the wing of the air flow (Fig.6) have sealed cavities 18, from which air is pumped out. Sealed cavities can be filled with gas lighter than air.

Из углеродного волокна, титановых, алюминиевых сплавов изготавливают модель, экспериментальный образец летательного аппарата с прикрепленным к фюзеляжу 1 тонким ромбовидным треугольной формы крылом (фиг.1 и 6), содержащим жесткий каркас 2 с обшивкой, верхние 3 и нижние 4 аэродинамические поверхности, сходящиеся, например, под углом α=4° в точке О (фиг.4 и 6), элементы 5 отклонения стекающих воздушных потоков, ограниченные стенками 7 полости 6, реактивные (например, турбореактивные, воздушно-реактивные) двигатели 10 и эжекторы 11, установленные между верхней и нижней аэродинамическими поверхностями так, что всасывающие сопла 12 реактивных двигателей и входные отверстия 14 эжекторов сообщаются с полостями. Реактивные сопла 13 двигателей и входные отверстия эжекторов выполняют круглыми. Выходные отверстия 15 эжекторов выполняют в форме трапеции (фиг.2) или сегмента окружности (основанием вниз). Эжекторы изготавливают из жаростойких сплавов и окружают слоями 16 теплоизоляции. Над полостями сверху устанавливают (с опорой на стенки) плоские или выпуклые (фиг.3) решетки 8 с отверстиями 9 для входа воздуха. Площадь отверстий в решетках принимают больше, например, в 8 раз, суммарной площади всасывающих сопел реактивных двигателей и входных отверстий эжекторов. В стенке каждой полости снизу выполняют щелевое отверстие 17 в форме сегмента окружности (фиг.5) или трапеции (основанием вверх). Элементы отклонения стекающих воздушных потоков (закрылки, элероны) выполняют полыми (фиг.6), причем из полостей 18 выкачивают воздух или заполняют их газом легче воздуха (гелий, светильный газ, водород).A carbon fiber, titanium, and aluminum alloys are used to make a model, an experimental model of an aircraft with a thin triangular-shaped wing attached to the fuselage 1 (Figs. 1 and 6), containing a rigid skeleton 2 with skin, upper 3 and lower 4 aerodynamic surfaces, converging, for example, at an angle α = 4 ° at point O (FIGS. 4 and 6), the deflection elements 5 of the flowing air flows limited by the walls 7 of the cavity 6, jet (for example, turbojet, air-reactive) engines 10 and ejectors 11 installed between the upper and lower aerodynamic surfaces so that the suction nozzles 12 of the jet engines and the inlet 14 of the ejectors communicate with the cavities. Jet nozzles 13 of the engines and the inlet of the ejectors perform round. The outlet openings 15 of the ejectors are in the form of a trapezoid (figure 2) or a segment of a circle (base down). Ejectors are made of heat-resistant alloys and are surrounded by layers 16 of thermal insulation. Above the cavities above set (with support on the walls) flat or convex (figure 3) lattice 8 with holes 9 for air inlet. The area of the holes in the gratings take more, for example, 8 times, the total area of the suction nozzles of the jet engines and the inlets of the ejectors. In the wall of each cavity from the bottom, a slit hole 17 is made in the form of a segment of a circle (Fig. 5) or trapezoid (base up). The deflection elements of the flowing air flows (flaps, ailerons) are hollow (Fig. 6), moreover, air is pumped out of the cavities 18 or filled with gas lighter than air (helium, light gas, hydrogen).

Эквивалентным техническим решением является изготовление и применение в модели, экспериментальном образце летательного аппарата ромбовидного прямого широкого крыла вместо крыла, описанного выше.An equivalent technical solution is the manufacture and use in a model, an experimental model of an aircraft of a diamond-shaped straight wide wing instead of the wing described above.

В условиях полета летательного аппарата воздух, набегая на нижние аэродинамические поверхности, создает подъемную силу, которая повышается за счет увеличения разрежения воздуха со стороны верхних аэродинамических поверхностей, вследствие отбора воздуха через решетки. Небольшая подъемная сила возникает вследствие разницы плотности воздуха окружающей среды и газа (отсутствие газа) в полостях элеронов и закрылок. Наличие встроенного в крыло эжектора увеличивает тягу, а струя газа, истекающего из его выходного отверстия, не создает завихрений воздуха на аэродинамических поверхностях. Небольшие завихрения воздуха возникают за электронами и закрылками, что обусловлено режимом полета летательного аппарата.Under the conditions of flight of an aircraft, air running onto the lower aerodynamic surfaces creates a lifting force, which increases due to an increase in rarefaction of air from the upper aerodynamic surfaces, due to air intake through the grilles. A small lifting force occurs due to the difference in the density of ambient air and gas (lack of gas) in the cavities of the ailerons and flaps. The presence of an ejector built into the wing increases thrust, and a stream of gas flowing from its outlet does not create air turbulence on aerodynamic surfaces. Small air turbulence occurs behind the electrons and flaps, due to the flight mode of the aircraft.

В нелетных условиях решетки на крыльях летательного аппарата закрывают (брезентом, пленками) от возможных осадков. Щелевые отверстия на нижней аэродинамической поверхности выполняют, в основном, функцию отвода жидких осадков, например, в случае неожиданного ливня на совершивший посадку летательный аппарат.In non-flying conditions, the lattices on the wings of the aircraft are closed (with tarpaulin, films) from possible precipitation. The slotted openings on the lower aerodynamic surface mainly perform the function of draining liquid sediments, for example, in the event of an unexpected rainfall on an aircraft landing.

Такое выполнение крыла летательного аппарата уменьшает его аэродинамическое сопротивление, увеличивает подъемную силу.This embodiment of the wing of the aircraft reduces its aerodynamic drag, increases lift.

Источник информацииThe source of information

1. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский - М.: Советская энциклопедия, 1976. - С.434 (самолет ТУ-144).1. Polytechnical dictionary. Ch. ed. I.I. Artobolevsky - M .: Soviet Encyclopedia, 1976. - P.434 (TU-144 aircraft).

Claims

1. The wing of the aircraft, containing the upper and lower aerodynamic surfaces, converging at an acute angle from the side of the incoming air flow, bounded by the walls of the cavity, located between the upper and lower aerodynamic surfaces, jet engines, ejectors, deflection elements of the flowing air flows, characterized in that jet engines and ejectors are installed between the upper and lower aerodynamic surfaces, and the jet nozzles and the inlet openings of the ejectors Hur communicate with the cavities having a top planar / convex gratings for air inlet.

2. The wing of the aircraft according to claim 1, characterized in that the area of the holes in the gratings is greater than the total area of the suction nozzles of the jet engines and the inlet openings of the ejectors.

3. The wing of the aircraft according to claim 1, characterized in that a slotted hole in the form of a circle / trapezoid segment is made in the bottom wall of the cavity.

4. The wing of the aircraft according to claim 1, characterized in that the outlet of the ejector has the shape of a trapezoid / circle segment.

5. The wing of the aircraft according to claim 1, characterized in that the deflection elements of the flowing air flows have airtight cavities that do not contain air or contain gas lighter than air.