RU2600413C1 - Aircraft wing - Google Patents
Aircraft wing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2600413C1 RU2600413C1 RU2015139051/11A RU2015139051A RU2600413C1 RU 2600413 C1 RU2600413 C1 RU 2600413C1 RU 2015139051/11 A RU2015139051/11 A RU 2015139051/11A RU 2015139051 A RU2015139051 A RU 2015139051A RU 2600413 C1 RU2600413 C1 RU 2600413C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wing
- profile
- chord
- section
- sections
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
- B64C3/10—Shape of wings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при разработке крыльев перспективных средне- и дальнемагистральных пассажирских самолетов.The invention relates to aircraft and can be used in the development of the wings of promising medium and long-haul passenger aircraft.
Наряду с необходимостью обеспечения высокого уровня аэродинамического качества и топливной эффективности при проектировании перспективных крыльев пассажирских самолетов особое внимание уделяется повышению скорости и безопасности полета. Предлагаемое крыло спроектировано для эксплуатации в диапазоне крейсерских скоростей M=0,84-0,86.Along with the need to ensure a high level of aerodynamic quality and fuel efficiency in the design of promising wings of passenger aircraft, special attention is paid to improving the speed and safety of flight. The proposed wing is designed for operation in the cruising speed range M = 0.84-0.86.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Из уровня техники известны различные схемы крыльев современных пассажирских самолетов, например известна конструкция крыла самолета Боинг B-777-200 (см. Пассажирские самолеты мира, сост. Беляев В.В., с. 226-227, Москва, АСПОЛ, Аргус 1997 г.), выполненное с удлинением λ=7-11, сужением η=3-4,5, стреловидностью .Various wing patterns of modern passenger aircraft are known from the prior art, for example, the wing structure of a Boeing B-777-200 aircraft is known (see Passenger Airplanes of the World, comp.V. Belyaev, pp. 226-227, Moscow, ASPOL, Argus 1997 .), performed with elongation λ = 7-11, narrowing η = 3-4.5, sweep .
Также из уровня техники известно крыло самолета Локхид L-1011-500 «Тристар» (см. Пассажирские самолеты мира, сост. Беляев В.В., с. 242-243, Москва, АСПОЛ, Аргус 1997 г.), выполненное с удлинением λ=7-11, сужением η=3-4.5, стреловидностью .Also known from the prior art is the wing of the Lockheed L-1011-500 Tristar aircraft (see Passenger Airplanes of the World, comp.V. Belyaev, p. 242-243, Moscow, ASPOL, Argus 1997), with extension λ = 7-11, narrowing η = 3-4.5, sweep .
Известно крыло летательного аппарата, выполненное с наплывом (Патент РФ №2248303, МПК B64C 3/14, опубл. 19.06.2003), выполненное с удлинением λ=9-11, сужением η=3-4,5, стреловидностью , с передними и задними наплывами, образующими профиль, сформированный как пространственная система на базе срединной поверхности, профиль наплывов крыла образован с линейными участками вставок в носовой и хвостовой частях, которые размещены в точках экстремума функций, описывающих координаты верхней и нижней поверхностей крыла, при этом протяженность линейных участков вставок равна длине наплывов.Known wing of the aircraft, made with the influx (RF Patent No. 2248303, IPC
Из уровня техники также известно скоростное стреловидное крыло (Патент РФ №2311315, МПК B64C 3/10, опубл. 27.11.2007). Известное крыло состоит из центроплана и консоли, выполненное с удлинением λ=9-11, сужением η=3-4,2, углами стреловидности по передней кромке до , крыло сформировано как единая пространственная система на базе неплоской срединной поверхности, имеющей в бортовых сечениях S-образную форму средних линий с отрицательной вогнутостью в хвостовых частях при и положительной вогнутостью f=0,015-0,02 при , а при переходе от бортовых сечений далее по размаху отрицательная вогнутость постепенно исчезает и положения максимальной положительной вогнутости плавно смещаются назад по хорде от значений у борта до значений в концевых сечениях, верхние образующие профилей выполнены так, что на расчетных режимах максимальные разрежения не превышают предельно допустимых значений Срmax доп, при этом относительная толщина профилей формируется по двум законам: от передней кромки до x=0,3 в диапазоне c=0-8% и от x=0,3 до задней кромки в диапазоне c=0-17% и максимальные толщины профилей располагаются при .The high-speed swept wing is also known from the prior art (RF Patent No. 2311315, IPC
Наиболее близким аналогом изобретения является скоростное стреловидное крыло (Патент РФ №2540293, МПК B64C 3/10, опубл. 14.08.2013). Известное стреловидное крыло состоит из центроплана, консолей и необходимых функциональных систем, выполнено с удлинением λ=7-11, сужением η=3-4,5 и стреловидностью до и содержащим сверхкритические профили, передняя кромка крыла при виде сверху прямолинейная, задняя кромка выполнена с наплывом, величина радиусов носков сечений крыла, отнесенных к местной хорде, rн≤0,7%, форма верхней поверхности сечений крыла выполнена с участком малой кривизны, с составляющим 30-50% хорды профиля и определена соотношением Ув.п/Ув.п.max≥0,75 и положением ординаты Ув.п.max верхней поверхности в диапазоне 35-40% хорды профиля, форма нижней поверхности профиля выполнена с подрезкой в хвостовой части.The closest analogue of the invention is a high-speed swept wing (RF Patent No. 2540293, IPC
Общим для всех рассмотренных схем недостатком является большая потеря аэродинамического качества при числе Маха М≥0,8 и, как следствие, значительное снижение топливной эффективности.A common drawback of all the considered schemes is a large loss of aerodynamic quality with a Mach number of M≥0.8 and, as a result, a significant decrease in fuel efficiency.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей, решаемой изобретением, является улучшение технико-экономических и технико-эксплуатационных характеристик.The problem solved by the invention is the improvement of technical, economic and technical and operational characteristics.
Технический результат изобретения заключается в повышении крейсерской скорости полета в диапазоне чисел Маха М=0,84-0,86 при обеспечении высокого уровня аэродинамического качества и показателя топливной эффективностиThe technical result of the invention is to increase cruising flight speed in the range of Mach numbers M = 0.84-0.86 while ensuring a high level of aerodynamic quality and an indicator of fuel efficiency
Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что стреловидное крыло, состоящее из центроплана, консолей, выполнено с удлинением λ=7-11, сужением η=3-4,5 и стреловидностью до X=35° и содержащим сверхкритические профили, передняя кромка крыла при виде сверху прямолинейная, задняя кромка выполнена с наплывом, величина радиусов носков сечений крыла, отнесенных к местной хорде, rн≤0,7%, причем средняя линия профилей крыла по форме имеет вогнутый участок в диапазоне от носка профиля и до 60% хорды кроме концевых профилей крыла и отгибом в хвостовой части профиля, форма верхней поверхности сечений крыла характеризуется продолжительным участком малой кривизны на участке 30-60% хорды профиля и положением максимальной ординаты верхней поверхности вблизи 40% хорды профиля, форма нижней поверхности профиля выполнена с участком сильной кривизны в хвостовой части профиля.The technical result of the claimed invention is achieved due to the fact that the swept wing, consisting of a center wing, consoles, is made with lengthening λ = 7-11, narrowing η = 3-4.5 and sweep to X = 35 ° and containing supercritical profiles, the leading edge when viewed from above, the wings are straight, the trailing edge is inflated, the radius of the socks of the wing sections referred to the local chord is r n ≤0.7%, and the middle line of the wing profiles has a concave shape in the range from the nose of the profile to 60% chords except wing profiles a and bending in the tail section of the profile, the shape of the upper surface of the wing sections is characterized by a long portion of small curvature in the region of 30-60% of the chord of the profile and the position of the maximum ordinate of the upper surface near 40% of the chord of the profile, the shape of the lower surface of the profile is made with a section of strong curvature in the tail section profile.
Крыло сформировано по девяти базовым сечениям, полученным при помощи многоэтапной процедуры аэродинамического проектирования, состоящей из этапа начального выбора геометрии, этапа решения обратной задачи и этапа многорежимной оптимизации, поверхность крыла образована путем построения сплайн-поверхности по первым пяти сечениям, следующая сплайн-поверхность строится по четвертому и пятому базовым сечениям и стыкуется с последним сечением линейчатым участком.The wing is formed from nine basic sections obtained using a multi-stage aerodynamic design procedure, consisting of the initial geometry selection stage, the inverse problem solving stage and the multi-mode optimization stage, the wing surface is formed by constructing a spline surface from the first five sections, the next spline surface is constructed from the fourth and fifth base sections and is joined with the last section by a ruled section.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Детали, признаки, а также преимущества изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного крыла летательного аппарата с использованием чертежей, на которых показано:Details, features, as well as advantages of the invention follow from the following description of embodiments of the claimed wing of the aircraft using the drawings, which show:
На фиг. 1 показан общий вид стреловидного крыла летательного аппарата, In FIG. 1 shows a General view of the swept wing of the aircraft,
на фиг. 2 - распределение относительной максимальной толщины вдоль размаха крыла,in FIG. 2 - distribution of the relative maximum thickness along the wingspan,
на фиг. 3 - типовой профиль консоли крыла,in FIG. 3 - typical profile of the wing console,
на фиг. 4 - распределение нагрузки по размаху крыла,in FIG. 4 - load distribution according to wing span,
на фиг. 5 - изменение аэродинамического качества К и показателя топливной эффективности К*М от числа Маха крейсерского полета,in FIG. 5 - change in the aerodynamic quality K and the fuel efficiency indicator K * M from the Mach number of the cruise flight,
На фиг. 1-5 цифрами обозначены следующие позиции:In FIG. 1-5 numbers indicate the following positions:
1 - крыло летательного аппарата; 2 - центроплан; 3 - консоль крыла; 4 - передняя кромка; 5 - задняя кромка; 6 - излом; 7 - наплыв; 8 - кривая равномерного распределения толщины сечений по размаху крыла; 9 - сверхкритический профиль; 10 - носок; 11 - верхняя поверхность; 12 - нижняя поверхность; 13 - участок сильной кривизны.1 - wing of the aircraft; 2 - center section; 3 - wing console; 4 - leading edge; 5 - trailing edge; 6 - kink; 7 - influx; 8 - curve of uniform distribution of thickness large cross-sections wings 9 - supercritical profile; 10 - toe; 11 - upper surface; 12 - bottom surface; 13 - plot of strong curvature.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Заявленное крыло летательного аппарата состоит из центроплана, консоли.The claimed wing of the aircraft consists of a center section, console.
Крыло летательного аппарата (1) (фиг. 1) состоит из центроплана (2) и консоли (3), выполнено с удлинением λ=7-11, сужением η=3-4,5 и стреловидностью до X=35°, без наплыва и излома по передней кромке (4) и с изломом (6) и наплывом (7) на задней кромке (5) крыла. Благодаря отсутствию излома по передней (4) кромке крыло имеет более равномерное распределение толщины сечений по размаху крыла (8) (фиг. 2) и меньшие нагрузки на конструкцию крыла по сравнению с крыльями, имеющими наплыв на передней кромки крыла. Это, в свою очередь, позволяет снизить вес конструкции крыла.The wing of the aircraft (1) (Fig. 1) consists of a center section (2) and a console (3), made with lengthening λ = 7-11, narrowing η = 3-4.5 and sweep to X = 35 °, without inflow and a kink along the leading edge (4) and with a kink (6) and an influx (7) on the trailing edge (5) of the wing. Due to the absence of a break along the front (4) edge, the wing has a more even distribution of thickness large cross-sections wing (8) (Fig. 2) and lower load on the wing structure compared to wings having an influx at the leading edge of the wing. This, in turn, reduces the weight of the wing structure.
Крыло содержит сверхкритические профили (9) (фиг. 3), характеризующиеся средней линией профилей крыла, по форме имеющей вогнутый участок в диапазоне от носка профиля и до 60% хорды кроме концевых профилей крыла и отгибом в хвостовой части профиля, радиусами носков (10) профиля, имеющими величину rн≤0,7%, (где rн - величина радиусов носков сечений крыла, отнесенных к местной хорде), положением максимальной ординаты верхней поверхности вблизи 40% хорды профиля. Форма верхней поверхности (11) профиля (9) характеризуется продолжительным участком малой кривизны на участке 30-60% хорды профиля. Нижняя поверхность (12) профиля выполнена с участком сильной кривизны (подрезкой) (13) в хвостовой части профиля.The wing contains supercritical profiles (9) (Fig. 3), characterized by the middle line of the wing profiles, having a concave shape in the range from the nose of the profile and up to 60% of the chord except for the wing end profiles and the limb in the tail of the profile, the radii of the socks (10) profile, with a value of r n ≤0.7% (where r n is the radius of the socks of the wing sections, referred to the local chord), the position of the maximum ordinate of the upper surface near 40% of the chord of the profile. The shape of the upper surface (11) of the profile (9) is characterized by a long section of small curvature in the region of 30-60% of the profile chord. The bottom surface (12) of the profile is made with a section of strong curvature (trimming) (13) in the tail of the profile.
Крыло сформировано по девяти базовым сечениям, полученным при помощи многоэтапной процедуры аэродинамического проектирования, состоящей из этапа начального выбора геометрии, этапа решения обратной задачи и этапа многорежимной оптимизации, поверхность крыла образована путем построения сплайн-поверхности по первым пяти сечениям, следующая сплайн-поверхность строится по четвертому и пятому базовым сечениям и стыкуется с последним сечением линейчатым участком.The wing is formed from nine basic sections obtained using a multi-stage aerodynamic design procedure, consisting of the initial geometry selection stage, the inverse problem solving stage and the multi-mode optimization stage, the wing surface is formed by constructing a spline surface from the first five sections, the next spline surface is constructed from the fourth and fifth base sections and is joined with the last section by a ruled section.
Распределение нагрузки по размаху отличается от эллиптического (фиг. 4). Такое распределение позволяет ослабить волновой кризис на консолях при больших Су, снизить изгибающий момент и защитить концевые сечения от преждевременного срыва.The distribution of the load across the span differs from the elliptical (Fig. 4). Such a distribution makes it possible to weaken the wave crisis on consoles at large Su, reduce the bending moment and protect the end sections from premature failure.
Были выполнены сравнительные исследования предлагаемого крыла с крылом - прототипом. Результаты исследований показали, что предлагаемое крыло летательного аппарата по сравнению с прототипом позволяет без ухудшения аэродинамических показателей обеспечить дополнительное увеличение аэродинамического качества ΔKmax≈0,6÷1,0 в диапазоне чисел Маха М=0,8÷0,85 и топливной эффективности ΔKmax*М≈0,48÷0,85 (фиг. 5) и, как следствие, снижение расхода топлива и увеличение безопасности полета.Comparative studies of the proposed wing with the wing prototype were performed. The research results showed that the proposed wing of the aircraft compared to the prototype allows without any deterioration in aerodynamic performance to provide an additional increase in aerodynamic quality ΔKmax≈0.6 ÷ 1.0 in the range of Mach numbers M = 0.8 ÷ 0.85 and fuel efficiency ΔKmax * M≈0.48 ÷ 0.85 (Fig. 5) and, as a result, reduced fuel consumption and increased flight safety.
Таким образом, удается создать крыло летательного аппарата, обладающее следующими преимуществами:Thus, it is possible to create an aircraft wing having the following advantages:
-высокие аэродинамическое качество и топливная эффективность на дозвуковых скоростях полета в диапазоне чисел Маха Мкрейс=0,84-0,86.-high aerodynamic quality and fuel efficiency at subsonic flight speeds in the range of Mach numbers M cruise = 0.84-0.86.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015139051/11A RU2600413C1 (en) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | Aircraft wing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015139051/11A RU2600413C1 (en) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | Aircraft wing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2600413C1 true RU2600413C1 (en) | 2016-10-20 |
Family
ID=57138745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015139051/11A RU2600413C1 (en) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | Aircraft wing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2600413C1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2645557C1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-02-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Aerial vehicle wing |
RU2679104C1 (en) * | 2018-03-23 | 2019-02-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ОПТИМЕНГА-777" | Aircraft wing |
RU2686784C1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-04-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ОПТИМЕНГА-777" | Aircraft wing |
RU2688639C1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "ОПТИМЕНГА-777" | Aircraft wing |
RU2707164C1 (en) * | 2019-04-19 | 2019-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью «ОПТИМЕНГА-777» | Aircraft wing |
RU2713579C1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-02-05 | Общество с ограниченной ответственностью «ОПТИМЕНГА-777» | Aircraft wing |
RU2717412C1 (en) * | 2019-07-24 | 2020-03-23 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Aircraft wing |
RU2772846C2 (en) * | 2020-11-11 | 2022-05-26 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Wing of an aerial vehicle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1580737A1 (en) * | 1987-12-07 | 1995-12-10 | Г.С. Бюшгенс | Swept wing |
US8113462B2 (en) * | 2007-01-08 | 2012-02-14 | Israel Aerospace Industries, Ltd. | Low-drag swept wings |
RU2540293C1 (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Aircraft wing |
-
2015
- 2015-09-14 RU RU2015139051/11A patent/RU2600413C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1580737A1 (en) * | 1987-12-07 | 1995-12-10 | Г.С. Бюшгенс | Swept wing |
US8113462B2 (en) * | 2007-01-08 | 2012-02-14 | Israel Aerospace Industries, Ltd. | Low-drag swept wings |
RU2540293C1 (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Aircraft wing |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2645557C1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-02-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Aerial vehicle wing |
RU2679104C1 (en) * | 2018-03-23 | 2019-02-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ОПТИМЕНГА-777" | Aircraft wing |
RU2686784C1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-04-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ОПТИМЕНГА-777" | Aircraft wing |
RU2688639C1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "ОПТИМЕНГА-777" | Aircraft wing |
RU2713579C1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-02-05 | Общество с ограниченной ответственностью «ОПТИМЕНГА-777» | Aircraft wing |
RU2707164C1 (en) * | 2019-04-19 | 2019-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью «ОПТИМЕНГА-777» | Aircraft wing |
RU2717412C1 (en) * | 2019-07-24 | 2020-03-23 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Aircraft wing |
RU2772846C2 (en) * | 2020-11-11 | 2022-05-26 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Wing of an aerial vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2600413C1 (en) | Aircraft wing | |
CA2372166C (en) | Aircraft wing and fuselage contours | |
US5322242A (en) | High efficiency, supersonic aircraft | |
US6578798B1 (en) | Airlifting surface division | |
US8186616B2 (en) | Hybrid transonic-subsonic aerofoils | |
Seitz et al. | The DLR project LamAiR: design of a NLF forward swept wing for short and medium range transport application | |
IL188669A (en) | Low-drag swept wings | |
US8317128B2 (en) | Laminar flow wing optimized for transonic cruise aircraft | |
WO1998017529A9 (en) | Airplane with unswept slotted cruise wing airfoil | |
EP0932548A1 (en) | Airplane with unswept slotted cruise wing airfoil | |
RU2609623C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2662590C1 (en) | Aircraft wing | |
US20210009256A1 (en) | Elliptical wing tip and method of fabricating same | |
US5112120A (en) | Natural flow wing | |
RU2645557C1 (en) | Aerial vehicle wing | |
RU2540293C1 (en) | Aircraft wing | |
US2967030A (en) | Boundary-layer control means for lifting wings | |
RU2707164C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2679104C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2662595C1 (en) | Aircraft wing | |
Uhuad et al. | Wind tunnel investigation of the transonic aerodynamic characteristics of forward swept wings | |
RU2494917C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2713579C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2772846C2 (en) | Wing of an aerial vehicle | |
Tian et al. | Aerodynamic/mechanism optimization of a variable camber Fowler flap for general aviation aircraft |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180915 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190704 |