RU2557581C1 - Adaptive wing - Google Patents

Adaptive wing Download PDF

Info

Publication number
RU2557581C1
RU2557581C1 RU2013158997/11A RU2013158997A RU2557581C1 RU 2557581 C1 RU2557581 C1 RU 2557581C1 RU 2013158997/11 A RU2013158997/11 A RU 2013158997/11A RU 2013158997 A RU2013158997 A RU 2013158997A RU 2557581 C1 RU2557581 C1 RU 2557581C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fixed
kinematic chains
ribs
wing
stringers
Prior art date
Application number
RU2013158997/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013158997A (en
Inventor
Виталий Сергеевич Сусанин
Никита Александрович Андрощук
Николай Васильевич Курлаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
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 бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
Priority to RU2013158997/11A priority Critical patent/RU2557581C1/en
Publication of RU2013158997A publication Critical patent/RU2013158997A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2557581C1 publication Critical patent/RU2557581C1/en

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Chain Conveyers (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: adaptive wing comprises longeron, ribs with flexible trailing edges, consisting of rigid segments of kinematic chains and drives, connected by outputs to inputs of rigid segments of kinematic chains, fixed stringers, arranged in parallel to the longeron and fixed by their sections on sections of ribs, wing covering fixed on the respective sections of external surfaces of longeron, ribs with flexible trailing edges and fixed stringers. Movable stringers are made in the form of composite pivotally interconnected metal beams and pivotally connected by their respective ends to the ends of rigid segments of the kinematic chains.
EFFECT: reduction of undesirable variations of covering on the flexible rear edge of the wing.
1 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области проектирования летательных аппаратов и может быть использовано для создания адаптивных крыльев, имеющих лучшие аэродинамические характеристики.The proposed technical solution relates to the field of aircraft design and can be used to create adaptive wings with the best aerodynamic characteristics.

Аналогичные технические решения известны, см., например опубликованную статью «DESIGN ASPECTS OF THE ELASTIC TRAILING EDGE FOR AN ADAPTIVE WING» в сборнике статей RTO MP-36, 18-20 октября 1999 года (копия статьи на 8-ми листах прилагается), в которой охарактеризована конструкция адаптивного крыла, которое содержит:Similar technical solutions are known, see, for example, the published article “DESIGN ASPECTS OF THE ELASTIC TRAILING EDGE FOR AN ADAPTIVE WING” in the RTO MP-36 collection of articles, October 18–20, 1999 (a copy of the article on 8 sheets is attached), in which characterized the design of the adaptive wing, which contains:

- лонжероны;- spars;

- нервюры с гибкими задними кромками, которые состоят из жестких звеньев кинематических цепей и приводами, подсоединенными своими соответствующими выходами к соответствующим входам жестких звеньев кинематических цепей;- ribs with flexible trailing edges, which consist of hard links of kinematic chains and drives connected by their respective outputs to the corresponding inputs of hard links of kinematic chains;

- неподвижные стрингеры, закрепленные своими соответствующими участками на соответствующих участках нервюр;- motionless stringers fixed by their respective sections on the corresponding sections of the ribs;

- гибкую обшивку крыла самолета, закрепленную на соответствующих участках внешних поверхностей лонжерона, нервюр, жестких звеньев кинематических цепей и неподвижных стрингеров.- flexible covering of the wing of the aircraft, fixed on the corresponding sections of the outer surfaces of the spar, ribs, rigid links of the kinematic chains and fixed stringers.

Все перечисленные признаки являются общими с предлагаемым для патентования адаптивным крылом.All of these features are common with the patented adaptive wing.

Известно также аналогичное техническое решение, см. опубликованную заявку США на изобретение №2013/0099050, которое выбрано в качестве ближайшего аналога, прототипа и которое содержит:A similar technical solution is also known, see published US application for invention No. 2013/0099050, which is selected as the closest analogue, prototype and which contains:

- лонжерон;- spar;

- нервюры с гибкими задними кромками, которые состоят из жестких звеньев кинематических цепей и приводами, закрепленными на одной из боковых поверхностей нервюр и подсоединенными своими соответствующими выходами к соответствующим входам жестких звеньев кинематических цепей;- ribs with flexible trailing edges, which consist of hard links of kinematic chains and drives attached to one of the side surfaces of the ribs and connected with their respective outputs to the corresponding inputs of the hard links of kinematic chains;

- неподвижные стрингеры, установленные параллельно лонжерону и закрепленные своими соответствующими участками на соответствующих участках нервюр;- fixed stringers installed parallel to the spar and fixed with their respective sections on the corresponding sections of the ribs;

- обшивку крыла самолета, закрепленную на соответствующих участках внешних поверхностей лонжерона, нервюр, жестких звеньев кинематических цепей и неподвижных стрингеров.- the wing covering of the aircraft, fixed on the corresponding sections of the outer surfaces of the spar, ribs, rigid links of the kinematic chains and fixed stringers.

Общими признаками предлагаемого технического решения для патентования и прототипа являются все перечисленные признаки выбранного прототипа.Common features of the proposed technical solutions for patenting and prototype are all of the listed features of the selected prototype.

Технический результат, который невозможно достичь ни одним из известных технических решений, заключается в устранении (снижении) нежелательных отклонений обшивки на гибкой задней кромки крыла, состоящей из звеньев кинематических цепей.The technical result, which cannot be achieved by any of the known technical solutions, consists in eliminating (reducing) unwanted deviations of the skin on the flexible trailing edge of the wing, consisting of links of kinematic chains.

Причиной невозможного достижения указанного технического результата является то, что в известных охарактеризованных аналогичных технических решениях отсутствуют необходимые узлы и блоки, обеспечивающие устранение (снижение) нежелательных отклонений обшивки на гибкой задней кромки, которая состоит из жестких звеньев кинематических цепей.The reason for the impossible achievement of the indicated technical result is that the well-known similar technical solutions lack the necessary nodes and blocks that ensure the elimination (reduction) of unwanted deviations of the skin on the flexible trailing edge, which consists of hard links of kinematic chains.

Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений можно сделать вывод, что задача создания адаптивных крыльев, обладающих лучшими аэродинамическими характеристиками, является актуальной на сегодняшний день.Given the characteristics and analysis of known similar technical solutions, we can conclude that the task of creating adaptive wings with the best aerodynamic characteristics is relevant today.

Указанный технический результат достигается тем, что адаптивное крыло, содержащее лонжерон, нервюры с гибкими задними кромками, состоящими из жестких звеньев кинематических цепей и приводами, подсоединенными своими соответствующими выходами к соответствующим входам жестких звеньев кинематических цепей, неподвижные стрингеры, установленные параллельно лонжерону и закрепленные своими соответствующими участками на соответствующих участках нервюр, гибкую обшивку крыла самолета, закрепленную на соответствующих участках внешних поверхностей лонжерона, нервюр, с гибкими задними кромками, состоящими из звеньев кинематических цепей и неподвижных стрингеров, снабжено подвижными стрингерами, выполненными в виде составных, шарнирно закрепленных между собой металлических балок и шарнирно подсоединенных своими соответствующими концами к соответствующим концам жестких звеньев кинематических цепей.The specified technical result is achieved by the fact that the adaptive wing containing the spar, ribs with flexible trailing edges, consisting of hard links of kinematic chains and drives connected by their respective outputs to the corresponding inputs of hard links of kinematic chains, fixed stringers mounted parallel to the spar and fixed by their respective sections on the corresponding sections of the ribs, a flexible skin of the wing of the aircraft, fixed on the corresponding sections of the external turns spars, ribs, with flexible trailing edges, consisting of links of kinematic chains and fixed stringers, equipped with movable stringers made in the form of composite metal beams pivotally attached to each other and pivotally connected with their respective ends to the corresponding ends of the rigid links of kinematic chains.

Введение подвижных стрингеров, выполненных в виде составных шарнирно закрепленных между собой металлических балок и шарнирно подсоединенных своими соответствующими концами к соответствующим концам жестких звеньев кинематических цепей, в процессе эксплуатации предлагаемой конструкции адаптивного крыла, при различных условиях полета самолета, с соответствующих выходов приводов на соответствующие входы жестких звеньев кинематических цепей нервюр, закрепленных перпендикулярно продольной оси лонжерона, поступают механические воздействия, которые обеспечивают требуемое отклонение задней кромки крыла самолета, в вертикальной плоскости, а возникающие при этом отклонения концов жестких звеньев кинематических цепей относительно друг друга, за счет сжимающих и растягивающих усилий подвижных стрингеров, выполненных в виде составных шарнирно соединенных между собой металлических балок и шарнирно подсоединенных своими соответствующими концами к соответствующим концам жестких звеньев кинематических цепей, компенсируются за счет изменения расстояний между концами жестких звеньев кинематических цепей, придавая и поддерживая форму и внешний обвод адаптивного крыла, т.е. обеспечивая требуемое формообразование адаптивного крыла, лучшие аэродинамические качества адаптивного крыла и лучшую степень демпфирования колебаний концов жестких звеньев кинематических цепей и прочих деформируемых частей адаптивного крыла. В чем и проявляется достижение технического результата.The introduction of movable stringers, made in the form of composite metal beams pivotally interconnected and pivotally connected with their respective ends to the corresponding ends of the kinematic chain rigid links, during operation of the proposed design of the adaptive wing, under various flight conditions of the aircraft, from the respective drive outputs to the corresponding hard inputs the links of the kinematic chains of ribs fixed perpendicular to the longitudinal axis of the spar receive mechanical actions that provide the required deviation of the trailing edge of the wing of the aircraft, in the vertical plane, and the resulting deviations of the ends of the rigid links of the kinematic chains relative to each other, due to the compressive and tensile forces of the movable stringers, made in the form of composite metal beams pivotally connected to each other and pivotally connected by their respective ends to the corresponding ends of the rigid links of the kinematic chains, are compensated by changing the distances between the ends of the same links of kinematic chains, giving and maintaining the shape and external contour of the adaptive wing, i.e. providing the required shaping of the adaptive wing, the best aerodynamic qualities of the adaptive wing and the best degree of damping of the vibrations of the ends of the rigid links of the kinematic chains and other deformable parts of the adaptive wing. In what the achievement of the technical result is manifested.

Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни одно их них не содержит как всей совокупности существенных признаков, так и отличительных признаков, предлагаемого для патентования адаптивного крыла, что позволило сделать вывод о его соответствии критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».The analysis of the known technical solutions showed that not one of them contains both the whole set of essential features and the distinctive features proposed for patenting the adaptive wing, which made it possible to conclude that it meets the patentability criteria of “novelty” and “inventive step”.

Предлагаемая конструкция адаптивного крыла летательного аппарата поясняется следующим описанием и чертежом, на котором изображено крыло летательного аппарата, которое содержит:The proposed design of the adaptive wing of the aircraft is illustrated by the following description and drawing, which shows the wing of the aircraft, which contains:

- лонжерон - 1, выполненный, например, в виде металлической балки, закрепленной одним из своих концов на соответствующем участке корпуса летательного аппарата (конструкция летательного аппарата на чертеже не представлена);- spar - 1, made, for example, in the form of a metal beam fixed to one of its ends on the corresponding section of the aircraft body (the aircraft structure is not shown in the drawing);

- нервюры - 2 (элементы конструкции аэродинамической поверхности крыла), выполненные, например, в виде плоских металлических листов элипсообразной формы с зауженными одними своими (задними) кромками, расположенными другими своими передними (лобовыми) кромками в направлении встречного воздушного потока, установленные и закрепленные перпендикулярно соответствующими участками своих поверхностей, на соответствующих участках поверхности металлической балки лонжерона - 1, жестких звеньев кинематических цепей - 3, закрепленных на соответствующих участках кромок нервюр - 2 и гидравлических приводов - 4, закрепленных на одной из боковых поверхностей нервюр - 2, подсоединенных своими соответствующими выходами (штоками гидроцилиндров) к соответствующим входам жестких звеньев кинематических цепей - 3 и своими соответствующими входами к соответствующим входам схемы управления, которая на чертежах не представлена и не обозначена;- ribs - 2 (structural elements of the aerodynamic surface of the wing), made, for example, in the form of flat metal sheets of elliptical shape with narrowed one of their (rear) edges, located with their other front (frontal) edges in the direction of the oncoming air flow, mounted and fixed perpendicular corresponding sections of their surfaces, on the corresponding sections of the surface of the metal beam of the spar - 1, the rigid links of the kinematic chains - 3, fixed to the corresponding areas of the edges of the ribs - 2 and hydraulic drives - 4, mounted on one of the side surfaces of the ribs - 2, connected by their respective outputs (hydraulic cylinder rods) to the corresponding inputs of the hard links of the kinematic chains - 3 and their corresponding inputs to the corresponding inputs of the control circuit, which not shown and not indicated in the drawings;

- неподвижные стрингеры - 5, установленные параллельно лонжерону - 1 и закрепленные своими соответствующими участками на соответствующих участках нервюр - 2;- fixed stringers - 5, mounted parallel to the spar - 1 and fixed with their respective sections on the corresponding sections of the ribs - 2;

- подвижные стрингеры - 6, выполненные в виде составных, шарнирно закрепленных между собой профилированных металлических балок и шарнирно подсоединенных своими соответствующими концами к соответствующим концам (выходам) жестких звеньев кинематических цепей - 3 (позиции шарниров на чертеже не обозначены);- movable stringers - 6, made in the form of composite, profiled metal beams hinged to each other and pivotally connected with their respective ends to the corresponding ends (outputs) of the rigid links of the kinematic chains - 3 (the positions of the hinges are not indicated in the drawing);

- гибкую обшивку - 7 крыла летательного аппарата, выполненную, например, в виде композитного материала, состоящего из углеродного волокна и полиуретана и закрепленную на соответствующих участках внешних поверхностей лонжерона - 1, нервюр - 2, неподвижных - 5 и подвижных - 6 стрингеров и жестких звеньев кинематических цепей - 3, посредством, например, заклепок или клеевого соединения.- flexible skin - 7 wings of the aircraft, made, for example, in the form of a composite material consisting of carbon fiber and polyurethane and fixed on the corresponding sections of the outer surfaces of the spar - 1, ribs - 2, fixed - 5 and movable - 6 stringers and rigid links kinematic chains - 3, through, for example, rivets or adhesive bonding.

Предлагаемое адаптивное крыло функционирует следующим образом.The proposed adaptive wing operates as follows.

В процессе эксплуатации предлагаемого адаптивного крыла, при различных условиях полета самолета и требуемых маневрах, возникает необходимость в дифференцированном отклонении задней кромки адаптивного крыла, так как кривизна профиля адаптивного крыла в разных сечениях по размаху адаптивного крыла начинает варьироваться, что приводит к изменению формообразования адаптивного крыла и к ухудшению его аэродинамического качества.During operation of the proposed adaptive wing, under different flight conditions of the aircraft and the required maneuvers, there is a need for differentially deflecting the trailing edge of the adaptive wing, since the curvature of the adaptive wing profile in different sections along the adaptive wing span begins to vary, which leads to a change in the shape of the adaptive wing and to the deterioration of its aerodynamic quality.

Для устранения данной ситуации под действием соответствующих сигналов задания, поступающих на соответствующие входы соответствующих гидравлических приводов - 4, которые срабатывают и воздействуют штоками своих гидроцилиндров на соответствующие входы жестких звеньев кинематических цепей - 3, которые отклоняют соответствующие участки задней кромки адаптивного крыла относительно друг друга по определенному конструктивному закону и обеспечивают таким образом необходимую кривизну профиля адаптивного крыла в каждом сечении.To eliminate this situation, under the action of the corresponding reference signals arriving at the corresponding inputs of the corresponding hydraulic actuators - 4, which are activated and act by the rods of their hydraulic cylinders on the corresponding inputs of the hard links of the kinematic chains - 3, which deflect the corresponding sections of the trailing edge of the adaptive wing relative to each other according to a certain constructive law and thus provide the necessary curvature of the profile of the adaptive wing in each section.

При этом подвижные стрингеры - 6 за счет сжимающих и растягивающих усилий, возникающих в следствии дифференцированного отклонения задней кромки адаптивного крыла, изменяют расстояния между соответствующими поверхностями жестких звеньев кинематических цепей - 3 и свое расположение. В следствии чего поддерживается форма и внешний отвод адаптивного крыла, а также происходит перераспределение аэродинамических нагрузок с обшивки - 7 и обеспечивается необходимое формообразование адаптивного крыла.In this case, the mobile stringers - 6 due to the compressive and tensile forces arising from the differential deflection of the trailing edge of the adaptive wing, change the distances between the corresponding surfaces of the rigid links of the kinematic chains - 3 and their location. As a result, the shape and external retraction of the adaptive wing are maintained, as well as the redistribution of aerodynamic loads from the skin - 7 and the necessary shaping of the adaptive wing is ensured.

Таким образом, предлагаемая конструкция адаптивного крыла за счет использования подвижных стрингеров - 6 обеспечивает требуемое формообразование адаптивного крыла, лучшие аэродинамические качества адаптивного крыла и лучшую степень демпфирования колебаний концов жестких звеньев кинематических цепей - 3 и прочих деформируемых частей адаптивного крыла.Thus, the proposed design of the adaptive wing through the use of movable stringers - 6 provides the required shaping of the adaptive wing, the best aerodynamic qualities of the adaptive wing and the best degree of damping of the vibrations of the ends of the rigid links of the kinematic chains - 3 and other deformable parts of the adaptive wing.

Claims (1)

Адаптивное крыло, содержащее лонжерон, нервюры с гибкими задними кромками, состоящими из жестких звеньев кинематических цепей и приводами, подсоединенными своими соответствующими выходами к соответствующим входам жестких звеньев кинематических цепей, неподвижные стрингеры, установленные параллельно лонжерону и закрепленные своими соответствующими участками на соответствующих участках нервюр и обшивку крыла, закрепленную на соответствующих участках внешних поверхностей лонжерона, нервюр с гибкими задними кромками, состоящими из жестких звеньев кинематических цепей, неподвижных стрингеров, отличающееся тем, что оно снабжено подвижными стрингерами, выполненными в виде составных, шарнирно соединенных между собой металлических балок и шарнирно подсоединенных своими соответствующими концами к соответствующим концам жестких звеньев кинематических цепей. An adaptive wing containing a spar, ribs with flexible trailing edges, consisting of hard links of kinematic chains and drives connected by their respective outputs to the corresponding inputs of hard links of kinematic chains, fixed stringers mounted parallel to the spar and fixed by their respective sections on the corresponding sections of ribs and casing wings fixed to the corresponding sections of the outer surfaces of the spar, ribs with flexible trailing edges, consisting of hard links of kinematic chains, fixed stringers, characterized in that it is equipped with movable stringers made in the form of composite, metal beams pivotally connected to each other and pivotally connected with their respective ends to the corresponding ends of the rigid links of kinematic chains.
RU2013158997/11A 2013-12-30 2013-12-30 Adaptive wing RU2557581C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013158997/11A RU2557581C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Adaptive wing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013158997/11A RU2557581C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Adaptive wing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013158997A RU2013158997A (en) 2015-07-10
RU2557581C1 true RU2557581C1 (en) 2015-07-27

Family

ID=53538144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013158997/11A RU2557581C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Adaptive wing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2557581C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652536C1 (en) * 2017-01-24 2018-04-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Adaptive wing
RU2657062C1 (en) * 2017-07-06 2018-06-08 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Adaptive aerodynamic surface

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1762488A1 (en) * 1990-01-30 1994-04-30 Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского Adaptive wing
US6644599B2 (en) * 2000-11-11 2003-11-11 Eads Deutschland Gmbh Mechanism for at least regionally adjusting the curvature of airfoil wings

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1762488A1 (en) * 1990-01-30 1994-04-30 Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского Adaptive wing
US6644599B2 (en) * 2000-11-11 2003-11-11 Eads Deutschland Gmbh Mechanism for at least regionally adjusting the curvature of airfoil wings

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652536C1 (en) * 2017-01-24 2018-04-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Adaptive wing
RU2657062C1 (en) * 2017-07-06 2018-06-08 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Adaptive aerodynamic surface

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013158997A (en) 2015-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106715263B (en) Deformation skin for aircraft
CN106335629B (en) Fuselage spar structure with continuous integral fastened upper and lower chord sections
CN105730673B (en) Landing gear bay roof of improved design
US20060157623A1 (en) Wing, in particular airfoil of an aircraft, with a variable profile shape
US10207790B2 (en) Changeable wing profile
US8579230B2 (en) Attachment pylon for aircraft turboshaft engine, comprising rear flaps with mobile incidence
US9233749B1 (en) Variable camber adaptive compliant wing system
US8205840B2 (en) Elongated, torsion-deformable aerodynamic element
BRPI0911484A2 (en) lift wing for an aircraft
KR101271485B1 (en) Morphing wing of air vehicle
NL2018538B1 (en) Airfoil-shaped body with a variable outer shape
CN102390520A (en) Empennage capable of improving bird strike resistance of airplane
JP6930876B2 (en) Aircraft wing and aircraft including the aircraft wing
US2881994A (en) Convex panel wing construction
US20150259061A1 (en) Aerodynamic device
RU2557581C1 (en) Adaptive wing
RU2008129375A (en) FLEXIBLE CONTROL SURFACE FOR AIRCRAFT
US1341758A (en) Variable-camber rib for aeroplane-wings
US9868510B2 (en) Aircraft control surface
RU142977U1 (en) ADAPTIVE WING
EP3305656A1 (en) Wing, flap, and aircraft
US9908611B2 (en) Changeable wing profile
CN109760833B (en) Foldable elastic wing
WO2020003239A3 (en) Tail sitter
RU166828U1 (en) AIRCRAFT WING

Legal Events

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

Effective date: 20171231