RU2594321C1 - Aerodynamic profile of bearing surface of aircraft - Google Patents

Aerodynamic profile of bearing surface of aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2594321C1
RU2594321C1 RU2015119073/11A RU2015119073A RU2594321C1 RU 2594321 C1 RU2594321 C1 RU 2594321C1 RU 2015119073/11 A RU2015119073/11 A RU 2015119073/11A RU 2015119073 A RU2015119073 A RU 2015119073A RU 2594321 C1 RU2594321 C1 RU 2594321C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
profile
contour
blade
point
curvature
Prior art date
Application number
RU2015119073/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Антонович Золотухин
Original Assignee
Виктор Антонович Золотухин
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 Виктор Антонович Золотухин filed Critical Виктор Антонович Золотухин
Priority to RU2015119073/11A priority Critical patent/RU2594321C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2594321C1 publication Critical patent/RU2594321C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: profile includes upper convex AVMS and lower ANEDC circuits connected to front and rear edges, coordinates of which are defined relative to AC profile chord. Concave part NED of lower circuit follows the curvature of AVM upper contour. Curve of lower circuit has front N and rear D inflection points. Front point has rounding radius R. Point of maximum curvature B in upper circuit is located on one vertical line with the upper point E of lower circuit maximum curvature. Top contour on side of rear edge has concavity M to make MS profile tail.
EFFECT: higher lift of lifting propeller blade.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к авиастроению, а именно к аэродинамике, и может быть использовано при создании профилей эластичных убираемых лопастей сворачивающихся несущих винтов самолетов вертикального взлета и посадки, жестких лопастей несущих винтов вертолетов, крыльев самолетов, воздушных винтов самолетов, систем спасения и мягкого приземления космических объектов.The invention relates to aircraft manufacturing, namely to aerodynamics, and can be used to create profiles of elastic retractable rotor blades of rotor rotors for vertical take-off and landing aircraft, rigid rotor rotor blades of helicopters, airplane wings, aircraft propellers, rescue systems and soft landing of space objects.

Известен несущий винт с убираемыми (наматываемыми на барабаны) эластичными лопастями, имеющими переменный профиль по длине лопасти, при этом комлевая часть, длиной в два оборота намотки, имеет плоский профиль, а далее до конца лопасть имеет двояковыпуклый профиль (Патент US №3637168, МПК В64С 27/46, 25.01.1972).Known rotor with removable (wound on drums) elastic blades having a variable profile along the length of the blade, while the butt part, two turns of the winding, has a flat profile, and then to the end of the blade has a biconvex profile (US Patent No. 3637168, IPC B64C 27/46, 01.25.1972).

Известны аэродинамические профили несущих поверхностей летательных аппаратов (Кашафутдинов С.Г., Лушин B.C. Атлас аэродинамических характеристик крыловых профилей. - Новосибирск: Изд-во Сиб-НИА, 1994 г.).The aerodynamic profiles of the bearing surfaces of aircraft are known (Kashafutdinov SG, Lushin B.C. Atlas of aerodynamic characteristics of wing profiles. - Novosibirsk: Publishing House Sib-NIA, 1994).

Известны профили NACA-23009 и NACA-23012, применяемые при производстве лопастей несущих винтов большинства современных вертолетов (Вертолеты стран Мира. Под редакцией Лебедя В.Г. Изд-во АО «Редакция журнала «Бумеранг» при участии фирмы «Апрель», 1994 г.).Known profiles NACA-23009 and NACA-23012, used in the production of rotor blades of most modern helicopters (Helicopters of the World. Edited by Lebed V.G. Publishing House of the Editorial Board of the magazine "Boomerang" with the participation of the company "April", 1994 .).

Эластичные убираемые лопасти, с указанными выше профилями не могут сворачиваться (наматываться) на барабаны без перекосов и возможных поломок кромок лопастей вследствие невозможности без перекосов наложения друг на друга двух выпуклых плоскостей.Elastic retractable blades, with the above profiles, cannot be folded (wound) onto the drums without distortions and possible breakages of the edges of the blades due to the impossibility of two convex planes overlapping each other.

Второй общий недостаток, который объединяет приведенные профили, заключается в том, что большая часть подъемной силы несущей поверхности формируется за счет создания разряжения по верхнему контуру поверхности и меньшая часть за счет давления на нижний контур от набегающего потока.The second common drawback that combines the above profiles is that most of the lifting force of the bearing surface is formed by creating a vacuum along the upper surface contour and a smaller part due to pressure on the lower contour from the incoming flow.

Известен профиль крыла летательного аппарата (Патент RU №2461492, МПК В64С 3/14, В64С 27/32, В64С 11/18, 20.09.2012), содержащий острые переднюю и заднюю кромки, а также верхний и нижний контуры, при этом нижний контур выполнен прямолинейным от передней до задней кромки, образуя хорду профиля, а верхний контур имеет прямолинейный участок, который расположен параллельно продольной оси летательного аппарата и соединен с задней кромкой нижнего контура плавной кривой.A known wing profile of the aircraft (Patent RU No. 2461492, IPC В64С 3/14, В64С 27/32, В64С 11/18, 09/20/2012) containing sharp front and rear edges, as well as upper and lower contours, with the lower contour made rectilinear from the leading to the trailing edge, forming a chord of the profile, and the upper contour has a straight portion that is parallel to the longitudinal axis of the aircraft and connected to the trailing edge of the lower contour of a smooth curve.

У крыла с таким профилем подъемная сила формируется взаимодействием набегающего потока только с нижним контуром за счет установочного угла нижнего контура. Давление по верхнему контуру практически равно давлению невозмущенного воздуха на высоте полета. В итоге общая подъемная сила крыла с таким профилем более чем в два раза превосходит подъемную силу аналогичного по размерам крыла с профилем двояковыпуклой классической формы. Но эластичную лопасть несущего винта с таким профилем невозможно свернуть и намотать на барабан без перекосов и повреждений кромок лопасти.For a wing with such a profile, the lifting force is formed by the interaction of the incident flow only with the lower contour due to the installation angle of the lower contour. The pressure on the upper circuit is almost equal to the pressure of unperturbed air at altitude. As a result, the total lifting force of a wing with such a profile is more than twice the lifting force of a wing of a similar size with a profile of a biconvex classical shape. But an elastic rotor blade with such a profile cannot be rolled up and wound onto a drum without distortions and damage to the edges of the blade.

Первой задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности формирования подъемной силы лопастей и в целом увеличение тяги несущего винта. Второй задачей является создание профиля, позволяющего эластичной лопасти сворачиваться (наматываться на барабан) без перекосов и повреждений кромок лопасти.The first objective of the invention is to increase the efficiency of formation of the lifting force of the blades and, in general, increase the thrust of the rotor. The second task is to create a profile that allows the elastic blade to fold (wrap around the drum) without distortions and damage to the edges of the blade.

Третьей задачей является разработка профиля несущей аэродинамической поверхности, позволяющей эластичной лопасти в свернутом положении иметь меньший диаметр барабана и, значит, улучшить компактность всего несущего винта с убранными лопастями.The third task is to develop a profile of the bearing aerodynamic surface, allowing the elastic blade in the folded position to have a smaller drum diameter and, therefore, improve the compactness of the entire rotor with the blades removed.

Известный аэродинамический профиль несущего элемента летательного аппарата NACA-23009, являющийся ближайшим аналогом к заявленному профилю, взят за прототип.The well-known aerodynamic profile of the supporting element of the aircraft NACA-23009, which is the closest analogue to the claimed profile, is taken as a prototype.

Профиль NACA-23009 выполнен двояковыпуклым несимметричным и представляет собой основной профиль для изготовления жестких лопастей несущих винтов большинства существующих вертолетов.The NACA-23009 profile is biconvex asymmetrical and represents the main profile for the manufacture of rigid rotor blades of the majority of existing helicopters.

Профиль достаточно эффективно осуществляет свою функцию - создает подъемную силу жесткой лопасти вертолета, но требует доработки и изменения своей формы при изготовлении эластичной, сворачиваемой на барабан лопасти с одновременным еще большим увеличением подъемной силы лопасти.The profile performs its function quite effectively - it creates the lifting force of the rigid blade of the helicopter, but requires refinement and changing its shape in the manufacture of an elastic, rollable onto the drum blade with a simultaneous even greater increase in the lifting force of the blade.

Технический результат, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании компактного устройства - несущего винта с убранными (намотанными на барабан) без перекосов и повреждений кромок эластичными лопастями для самолетов вертикального взлета и посадки с одновременным увеличением подъемной силы лопастей несущего винта при его работе.The technical result, the solution of which the present invention is directed, is to create a compact device - a rotor with elastic blades removed (wound on a drum) without distortions and edge damage for vertical take-off and landing aircraft with a simultaneous increase in the lifting force of the rotor blades during its operation.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено следующее.The invention is illustrated by drawings, which depict the following.

На Фиг. 1 представлен профиль по изобретению, где:In FIG. 1 presents a profile according to the invention, where:

АВМСК - профиль, взятый за прототип, все точки которого заданы координатами относительно хорды профиля.AVMSK - a profile taken as a prototype, all points of which are given by coordinates relative to the profile chord.

АВМС - верхний контур профиля.AVMS - the upper profile contour.

АКС - нижний контур профиля.AKS - bottom profile profile.

АС - хорда профиля.AU - profile chord.

В - максимально удаленная точка верхнего контура от хорды профиля.In - the most remote point of the upper contour from the profile chord.

BE - высота точки В от хорды АС.BE is the height of point B from the AC chord.

ABMCDEN - профиль по предложенному изобретению.ABMCDEN - profile according to the invention.

NED - вогнутая часть нижнего контура профиля, имеющая одинаковую кривизну с верхним контуром АВМ. При этом нижний вогнутый контур не пересекает хорду АС, а верхний контур со стороны задней кромки имеет вогнутость вниз - точка М, образуя хвостовик МС профиля.NED is the concave part of the lower profile contour having the same curvature with the upper AVM contour. In this case, the lower concave contour does not intersect the AC chord, and the upper contour from the trailing edge side has a concavity downward - point M, forming the MS profile shank.

N - передняя точка перегиба нижнего контура профиля, имеющая радиус закругления R.N is the front inflection point of the lower profile contour having a radius of curvature R.

D - задняя точка перегиба нижнего контура профиля.D is the rear inflection point of the lower profile contour.

Способ образования профиля ABMCDEN по предложенному изобретению имеет несколько вариантов, например сдвиг вниз вертикально копии А′ЕМ′С′К′ профиля прототипа на расстояние BE максимально удаленной точки В кривой верхнего контура от хорды АС профиля, т.е. ВЕ=ЕЕ′, и наложения верхнего контура А′ЕМ′С сдвинутого профиля на нижний контур АКС верхнего профиля с образованием вогнутой части NED нижнего контура, передней N и задней D точек перегиба.The method for forming the ABMCDEN profile according to the proposed invention has several options, for example, a vertical downward copy of the A′EM′C′K ′ profile of the prototype by the distance BE of the most distant point B in the curve of the upper contour from the chord of the AC profile, i.e. BE = EE ′, and the superposition of the upper contour A′EM′C of the shifted profile on the lower contour of the ACS of the upper profile with the formation of the concave part NED of the lower contour, the front N and the back D inflection points.

На Фиг. 2 представлен общий вид сворачивающейся эластичной лопасти с предложенным по изобретению профилем.In FIG. 2 shows a general view of a folding elastic blade with a profile according to the invention.

1 - катушка барабана.1 - drum reel.

2 - комлевая плоская часть лопасти, имеющая длину в один оборот барабана.2 - butt flat part of the blade, having a length of one revolution of the drum.

2′ - профиль комлевой части лопасти.2 ′ is the profile of the butt part of the blade.

3 - первый наклонный переходной плосковыпуклый профиль.3 - the first inclined transition plano-convex profile.

4 - промежуточная часть лопасти, имеющая длину в один оборот барабана, с плосковыпуклым профилем.4 - the intermediate part of the blade, having a length of one revolution of the drum, with a plano-convex profile.

4′ - профиль промежуточной части лопасти, имеющий верхний контур одинаковой кривизны, как верхний контур основной рабочей части лопасти.4 ′ is the profile of the intermediate part of the blade having the upper contour of the same curvature as the upper contour of the main working part of the blade.

5 - первый преобразованный профиль основной рабочей части лопасти.5 - the first converted profile of the main working part of the blade.

5′ - профиль основной рабочей части лопасти.5 ′ - profile of the main working part of the blade.

6 - основная рабочая часть лопасти с преобразованным профилем.6 - the main working part of the blade with a converted profile.

7 - линия хвостовиков профилей основной рабочей части лопасти.7 - line shank profiles of the main working part of the blade.

8 - центробежный груз.8 - centrifugal load.

9 - стабилизатор.9 - stabilizer.

10 - рулевая поверхность.10 - steering surface.

11 - шарнирные узлы соединений.11 - hinge joints.

На Фиг. 3 представлен полуразрез катушки барабана со свернутой эластичной лопастью.In FIG. 3 shows a half-section of a drum coil with a rolled elastic blade.

Предлагаемый аэродинамический профиль несущей поверхности летательного аппарата работает следующим образом.The proposed aerodynamic profile of the bearing surface of the aircraft operates as follows.

При сворачивании лопасти, она плоским профилем 2′ комлевой части 2 длиной в один первый оборот плотно без перекосов и повреждений кромок лопасти ложится на основную часть катушки 1 барабана.When the blade is folded, it has a flat profile 2 ′ of the butt part 2 with a length of one first revolution tightly without distortions and damage to the edges of the blade rests on the main part of the reel 1 of the drum.

При втором обороте лопасть также плотно ложится нижней плоской поверхностью плосковыпуклого профиля 4′ промежуточной части 4 лопасти на плоскую поверхность предыдущего оборота лопасти с плоским профилем.In the second revolution, the blade also fits tightly with the lower flat surface of the convex profile 4 ′ of the intermediate part 4 of the blade on the flat surface of the previous revolution of the blade with a flat profile.

При третьем обороте и дальнейшем сворачивании лопасть нижней вогнутой поверхностью NED плотно ложится без перекосов и повреждений кромок лопасти на верхнюю поверхность АВМ преобразованного профиля основной рабочей части лопасти вследствие их одинаковой кривизны.At the third revolution and further folding, the blade with the lower concave surface NED fits tightly without distortions and damage to the blade edges on the upper surface of the AVM of the transformed profile of the main working part of the blade due to their identical curvature.

Из-за уменьшения относительной толщины лопасти, ее плотного прилегания при сворачивании уменьшается диаметр барабана, а значит, улучшается компактность всего несущего винта с убранными лопастями.Due to the decrease in the relative thickness of the blade, its tight fit during folding, the diameter of the drum decreases, which means that the compactness of the entire rotor with the blades removed is improved.

При движении несущего элемента с указанным профилем в воздушном потоке общая подъемная сила возникает частично за счет разрежения давления в струе, обтекающей выпуклый профиль верхнего контура АВМ несущей поверхности, а большая часть подъемной силы возникает за счет увеличения давления воздушного потока вследствие его торможения и ударного давления на вогнутую часть нижнего контура NED профиля, при этом происходит сдвиг в направлении от носка профиля к его средней части точки приложения общей подъемной силы от нижнего контура, вследствие чего возникает пикирующий момент, который уравновешивается кабрирующим моментом от действия обтекающего верхний контур воздушного потока на хвостовик МС профиля.When a carrier element with the specified profile moves in the air flow, the total lifting force arises in part due to the rarefaction of the pressure in the jet flowing around the convex profile of the upper contour of the AVM bearing surface, and the majority of the lifting force arises due to an increase in the air flow pressure due to its braking and shock pressure the concave part of the lower contour of the NED profile, with a shift in the direction from the nose of the profile to its middle part of the point of application of the total lifting force from the lower contour, due to and then a diving moment arises, which is balanced by the cabriding moment from the action of the airflow flowing around the upper contour of the MC profile shank.

Применение предложенного профиля позволяет улучшить компактность несущего винта с убранными (намотанными на барабан) без перекосов и повреждений кромок эластичными лопастями для самолетов вертикального взлета и посадки с одновременным увеличением подъемной силы лопастей несущего винта при его работе.The application of the proposed profile allows to improve the compactness of the rotor with the retracted (wound on the drum) without distortions and edge damage elastic blades for aircraft of vertical take-off and landing with a simultaneous increase in the lifting force of the rotor blades during its operation.

Claims (1)

Аэродинамический профиль несущей поверхности летательного аппарата, содержащий верхний и нижний контуры, образованный выпуклыми кривыми и точками их пересечений с заданными координатами относительно хорды профиля, отличающийся тем, что часть нижнего контура выполнена вогнутой, повторяет кривизну верхнего контура, не пересекает хорду и кривая нижнего контура имеет переднюю и заднюю точки перегиба, причем передняя точка имеет определенный радиус закругления, при этом точка максимальной кривизны верхнего контура расположена на одной вертикали с верхней точкой максимальной кривизны нижнего контура и верхний контур со стороны задней кромки имеет вогнутость вниз, образуя хвостовик профиля. The aerodynamic profile of the bearing surface of the aircraft, containing the upper and lower contours formed by convex curves and their intersection points with the given coordinates relative to the chord of the profile, characterized in that part of the lower contour is made concave, repeats the curvature of the upper contour, does not intersect the chord and the lower contour curve has front and rear inflection points, and the front point has a certain radius of curvature, while the point of maximum curvature of the upper contour is located on one in verticals with the upper point of maximum curvature of the lower contour and the upper contour from the trailing edge side have a concavity downward, forming a profile shank.
RU2015119073/11A 2015-05-20 2015-05-20 Aerodynamic profile of bearing surface of aircraft RU2594321C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119073/11A RU2594321C1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Aerodynamic profile of bearing surface of aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119073/11A RU2594321C1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Aerodynamic profile of bearing surface of aircraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2594321C1 true RU2594321C1 (en) 2016-08-10

Family

ID=56613278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015119073/11A RU2594321C1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Aerodynamic profile of bearing surface of aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2594321C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668482C1 (en) * 2017-07-18 2018-10-01 Виктор Антонович Золотухин Main rotor of aerial vehicle with retractable blades
RU2727787C1 (en) * 2019-08-29 2020-07-23 Виктор Антонович Золотухин Vertical take-off and landing aircraft with rotor with folding retractable blades

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4413796A (en) * 1978-05-29 1983-11-08 Societe Nationale Industrielle Et Aerospatiale Airfoil shape for aircraft
US4519746A (en) * 1981-07-24 1985-05-28 United Technologies Corporation Airfoil blade
RU2461492C2 (en) * 2010-11-01 2012-09-20 Джабраил Харунович Базиев Aircraft wing airfoil (versions)

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4413796A (en) * 1978-05-29 1983-11-08 Societe Nationale Industrielle Et Aerospatiale Airfoil shape for aircraft
US4519746A (en) * 1981-07-24 1985-05-28 United Technologies Corporation Airfoil blade
RU2461492C2 (en) * 2010-11-01 2012-09-20 Джабраил Харунович Базиев Aircraft wing airfoil (versions)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668482C1 (en) * 2017-07-18 2018-10-01 Виктор Антонович Золотухин Main rotor of aerial vehicle with retractable blades
RU2727787C1 (en) * 2019-08-29 2020-07-23 Виктор Антонович Золотухин Vertical take-off and landing aircraft with rotor with folding retractable blades

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6196795B2 (en) Performance-enhanced winglet system and method
US10625847B2 (en) Split winglet
US11148788B2 (en) Curved wingtip for aircraft
JP2015151128A5 (en)
WO2015143093A3 (en) Aerodynamically efficient lightweight vertical take-off and landing aircraft with pivoting rotors and stowing rotor blades
RU2503587C2 (en) Ledge to vary shock wave structure
US20160009391A1 (en) Stable Low Aspect Ratio Flying Wing
US20150028160A1 (en) Wingtip for a general aviation aircraft
US20170073062A1 (en) Variable Geometry Wingtip
RU2594321C1 (en) Aerodynamic profile of bearing surface of aircraft
US9988148B2 (en) Vehicle with asymmetric nacelle configuration
WO2015143098A3 (en) Aerodynamically efficient lightweight vertical take-off and landing aircraft with pivoting rotors and stowing rotor blades
CN203740128U (en) Wave-rider aircraft
CN107804469A (en) aircraft
CN207580184U (en) Aircraft
US9718534B2 (en) Aircraft lifting surface with variable sweep distribution along the span
CN108674652A (en) A kind of amphibious aircraft of double rectifications
US20120048995A1 (en) Method For Enhancing The Aerodynamic Efficiency Of The Vertical Tail Of An Aircraft
RU2581642C2 (en) Wing airfoil
CN203740118U (en) Folding wing type variation structure for aircraft with wide flight envelope
US2298040A (en) Fluid foil
CN103847964B (en) A kind of can the arc shaped wing aircraft of vrille
CN102358417B (en) Annular winglet of civil airliner wing
RU2685372C2 (en) Aerofoil profile (options) and wing
KR102669013B1 (en) An aircraft wing and wing tip device