RU2601495C1 - Method of lift force creation and device for its implementation - Google Patents

Method of lift force creation and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2601495C1
RU2601495C1 RU2015124227/11A RU2015124227A RU2601495C1 RU 2601495 C1 RU2601495 C1 RU 2601495C1 RU 2015124227/11 A RU2015124227/11 A RU 2015124227/11A RU 2015124227 A RU2015124227 A RU 2015124227A RU 2601495 C1 RU2601495 C1 RU 2601495C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
viscous fluid
layer
particles
region
vortex
Prior art date
Application number
RU2015124227/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Владимирович Макаров
Владимир Николаевич Макаров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Вентиляция Экология Безопасность" (ООО "ВЭБ")
Николай Владимирович Макаров
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 Общество с ограниченной ответственностью "Вентиляция Экология Безопасность" (ООО "ВЭБ"), Николай Владимирович Макаров filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Вентиляция Экология Безопасность" (ООО "ВЭБ")
Priority to RU2015124227/11A priority Critical patent/RU2601495C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2601495C1 publication Critical patent/RU2601495C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C23/00—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
    • B64C23/06—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by generating vortices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/10—Drag reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: group of inventions relates devices, creating lift force in viscous fluid. Proposed method of lift force creation on surface consists in creation of pressure difference, acting on opposite sides of surface by increasing circulation of viscous fluid around it. On one of side surfaces region formed, bordered by layer of particles of viscous fluid, and it is turned towards surface. Viscous fluid jet is sampled from region to form medium jet, flowing into area and accelerated therein as flowing around surface, limiting area for reduction of static pressure in it. Particles in layer of medium are whirled in intense swirl, layer of stable vortices, attached to surface is formed. Medium jet, inflowing into low pressure area and accelerated in it, is swirled in high-energy vortex bundle. Device to create lift force on surface has container, filled with viscous fluid, channels connecting said tank with top surface. Container with help of confuser channel is connected tangentially with vortex formation device, made up of cylindrical vortex chamber connected with help of shaped channels with top surface. Vortex chamber has helical shape with side tangential inlets.
EFFECT: group of inventions is aimed at expansion of technical facilities.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к аппаратам, находящимся в вязкой текучей среде, и касается конструирования и технологии создания устройств, обеспечивающих получение подъемной силы аппаратов.The invention relates to mechanical engineering, in particular to apparatuses located in a viscous fluid medium, and relates to the design and technology of creating devices for obtaining the lifting force of the apparatus.

Известен способ создания подъемной силы на поверхности (патент RU 2116224), находящейся в вязкой текучей среде, заключающийся в создании разности давлений, действующих на противоположные стороны этой поверхности за счет увеличения циркуляции вязкой текучей среды вокруг нее путем образования на одной из сторон этой поверхности слоя частиц вязкой текучей среды, движущихся на расстоянии от последней и повороте этого слоя частиц в направлении соответствующей стороны поверхности путем понижения давления вязкой текучей среды в области, ограниченной с одной стороны слоем частиц, а с другой - одной из сторон упомянутой поверхности.There is a method of creating a lifting force on a surface (patent RU 2116224) located in a viscous fluid, which consists in creating a pressure difference acting on opposite sides of this surface by increasing the circulation of the viscous fluid around it by forming a particle layer on one side of this surface viscous fluid moving at a distance from the last and turning this layer of particles towards the corresponding side of the surface by lowering the pressure of the viscous fluid in the region, limited constant on the one hand a layer of particles, and on the other - one of the sides of said surface.

Недостатком данного способа создания подъемной силы является низкий КПД и незначительный диапазон применения, поскольку он способствует незначительному увеличению циркуляции вязкой текучей среды.The disadvantage of this method of creating lift is a low efficiency and a small range of applications, since it contributes to a slight increase in the circulation of viscous fluid.

Известен также способ создания подъемной силы на поверхности (патент RU 2144886), находящейся в вязкой текучей среде, заключающийся в создании разности давлений, действующих на противоположные стороны этой поверхности за счет увеличения циркуляции вязкой текучей среды вокруг нее путем образования на одной из сторон этой поверхности слоя частиц вязкой текучей среды, движущихся на расстоянии от последней и повороте этого слоя частиц в направлении соответствующей стороны поверхности путем понижения давления вязкой текучей среды в области, ограниченной с одной стороны слоем частиц, а с другой - одной из сторон упомянутой поверхности с помощью отбора струи вязкой текучей среды из упомянутой области с образованием струи вязкой текучей среды, втекающей в упомянутую область и ускоряемой в ней по мере обтекания ею поверхности, ограничивающей упомянутую область для снижения в ней статического давления. Известно устройство для осуществления этого способа создания подъемной силы на поверхности, находящейся в вязкой текучей среде, расположенное в передней по отношению к направлению горизонтального движения этой поверхности части, содержащее емкость, заполненную вязкой текучей средой, каналы, сообщающие указанную емкость с верхней поверхностью.There is also a method of creating a lifting force on a surface (patent RU 2144886) located in a viscous fluid, which consists in creating a pressure difference acting on opposite sides of this surface by increasing the circulation of the viscous fluid around it by forming a layer on one side of this surface particles of viscous fluid moving at a distance from the last and turning this layer of particles towards the corresponding side of the surface by lowering the pressure of the viscous fluid in the region bounded on one side by a layer of particles, and on the other, one of the sides of said surface by selecting a stream of viscous fluid from said region to form a stream of viscous fluid flowing into said region and accelerating therein as it flows around the surface bounding said region to reduce static pressure in it. A device is known for implementing this method of generating lifting force on a surface located in a viscous fluid located in the front part relative to the horizontal direction of movement of this surface, containing a container filled with a viscous fluid, channels communicating the specified capacity with the upper surface.

Однако слой частиц вязкой текучей среды, ограничивающий область пониженного давления, увеличивает подъемную силу, действующую на поверхность только за счет роста циркуляции, обусловленной увеличением кривизны «аэродинамического профиля» по сравнению с «жестким профилем» за счет струи, движущейся под углом к поверхности. Кроме того, снижение давления за счет изъятия части вязкой текущей среды и эжектирующего действия струи недостаточно эффективно и приводит к существенному рассеиванию энергии, то есть снижению КПД при увеличении подъемной силы.However, a layer of viscous fluid particles, limiting the low-pressure region, increases the lifting force acting on the surface only due to increased circulation due to the increased curvature of the "aerodynamic profile" compared to the "rigid profile" due to the jet moving at an angle to the surface. In addition, the decrease in pressure due to the removal of part of the viscous flowing medium and the ejective action of the jet is not effective enough and leads to a significant dispersion of energy, that is, a decrease in efficiency with an increase in lift.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в расширении диапазона применения, расширении арсенала технических средств и повышении эффективности способа создания подъемной силы, то есть КПД.The technical problem to which the invention is directed is to expand the range of applications, expand the arsenal of technical means and increase the efficiency of the method of creating lifting force, that is, efficiency.

Поставленная задача решается тем, что в способе создания подъемной силы на поверхности, находящейся в вязкой текучей среде, заключающемся в создании разности давлений, действующих на противоположные стороны этой поверхности за счет увеличения циркуляции вязкой текучей среды вокруг нее путем образования на одной из сторон этой поверхности слоя частиц вязкой текучей среды, движущихся на расстоянии от последней и повороте этого слоя частиц в направлении соответствующей стороны поверхности путем понижения давления вязкой текучей среды в области, ограниченной с одной стороны слоем частиц, а с другой - одной из сторон упомянутой поверхности с помощью отбора струи вязкой текучей среды из упомянутой области с образованием струи вязкой текучей среды, втекающей в упомянутую область и ускоряемой в ней по мере обтекания ею поверхности, ограничивающей упомянутую область для снижения в ней статического давления, частицы в слое вязкой текучей среды, ограничивающем область пониженного статического давления, закручивают в интенсивное вихревое движение, формируя слой устойчивых присоединенных к поверхности вихрей, а втекающую в область пониженного давления и ускоряемую в ней струю вязкой текучей среды закручивают в высокоэнергетический вихревой жгут. В устройстве для осуществления способа создания подъемной силы на поверхности, находящейся в вязкой текучей среде, расположенном в передней по отношению к направлению горизонтального движения этой поверхности части, содержащем емкость, заполненную вязкой текучей средой, каналы, сообщающие указанную емкость с верхней поверхностью, емкость с помощью конфузорного канала тангенциально соединена с вихреобразователем, выполненным в виде цилиндрической вихревой камеры, сообщающейся с помощью профилированных каналов с верхней поверхностью. Вихревая камера выполнена винтообразной формы с одним или двумя боковыми тангенциальными входами.The problem is solved in that in the method of creating a lifting force on a surface located in a viscous fluid, which consists in creating a pressure difference acting on opposite sides of this surface by increasing the circulation of the viscous fluid around it by forming a layer on one side of this surface particles of viscous fluid moving at a distance from the last and turning this layer of particles towards the corresponding side of the surface by lowering the pressure of the viscous fluid in a region bounded on one side by a layer of particles and on the other side of one side of the surface by selecting a stream of viscous fluid from said region to form a stream of viscous fluid flowing into said region and accelerating therein as it flows around the surface bounding it said region to reduce static pressure therein, particles in a layer of viscous fluid bounding the region of reduced static pressure are twisted into an intense vortex motion, forming a layer of stable connected to the surface of the vortex, and flows into the region of reduced pressure and accelerates it in a stream of a viscous fluid in a high spin vortex harness. In the device for implementing the method of creating a lifting force on a surface located in a viscous fluid located in the front part relative to the horizontal direction of movement of this surface, containing a container filled with a viscous fluid, channels communicating the specified capacity with the upper surface, the capacity using the confuser channel is tangentially connected to the vortex generator, made in the form of a cylindrical vortex chamber, communicating with the help of profiled channels from the upper surface . The vortex chamber is helical in shape with one or two lateral tangential entrances.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена несущая поверхность в виде крыла, в передней части которой изображено устройство для создания подъемной силы, продольный разрез; на фиг. 2 - вариант исполнения устройства для создания подъемной силы с вихреобразователем, имеющим тангенциальный фронтальный подвод вязкой текучей среды; на фиг. 3 - вариант исполнения устройства для создания подъемной силы с вихреобразователем, имеющим тангенциальный боковой подвод вязкой текучей среды и спиралевидную вихревую камеру, фронтальный разрез.In FIG. 1 shows a bearing surface in the form of a wing, in front of which there is a device for creating a lifting force, a longitudinal section; in FIG. 2 is an embodiment of a device for generating lifting force with a vortex generator having a tangential frontal supply of viscous fluid; in FIG. 3 is an embodiment of a device for generating lifting force with a vortex generator having a tangential lateral inlet of a viscous fluid and a spiral vortex chamber, frontal section.

Устройство создания подъемной силы содержит несущую поверхность в виде корпуса 1 по форме аэродинамического профиля крыла в горизонтальном движении в вязкой текучей среде, с верхней А и нижней С поверхностями.The lifting force generating device comprises a bearing surface in the form of a body 1 in the form of an aerodynamic profile of a wing in horizontal movement in a viscous fluid medium, with upper A and lower C surfaces.

В передней части несущей поверхности 1 по отношению к направлению ее горизонтального движения расположено устройство создания подъемной силы с вихреобразователем 2, соединенным профилированными каналами 3, 4 с верхней поверхностью А. Вихреобразователь 2 с помощью конфузорного канала 5 тангенциально соединен с емкостью 6, заполненной вязкой текучей средой.In front of the bearing surface 1 with respect to the direction of its horizontal movement, there is a device for creating a lifting force with a vortex generator 2 connected by profiled channels 3, 4 to the upper surface A. The vortex generator 2 is tangentially connected to a container 6 filled with a viscous fluid using a confuser channel 5 .

Для малого диапазона интенсивности закручивания частиц вязкой текучей среды конструкция вихреобразователя 2 устройства для создания подъемной силы выполнена в форме цилиндрической вихревой камеры 7 с фронтальным тангенциальным входом 8, соединенным конфузорным каналом 5 с емкостью 6 в передней части несущей поверхности 1 (фиг. 2). Для большего диапазона интенсивности закручивания частиц вязкой текучей среды конструкция вихреобразователя устройства для создания подъемной силы включает в себя винтообразную вихревую камеру 7 с одним или двумя боковыми тангенциальными входами 8 (фиг. 3).For a small range of intensity of swirling particles of viscous fluid, the design of the vortex generator 2 of the device for creating a lifting force is made in the form of a cylindrical vortex chamber 7 with a front tangential inlet 8 connected by a confuser channel 5 with a capacity 6 in front of the bearing surface 1 (Fig. 2). For a greater range of viscous fluid particle swirling intensities, the design of the vortex generator of the lifting force device includes a helical vortex chamber 7 with one or two lateral tangential inlets 8 (Fig. 3).

В передней части несущей поверхности 1, то есть в месте расположения устройства для создания подъемной силы, на ее поверхности А перед профилированным каналом 3 вихреобразователя 2 вдоль размаха несущей поверхности 1 установлен щиток 11 с возможностью отклонения от верхней поверхности А.A shield 11 is mounted on the front of the bearing surface 1, that is, at the location of the device for generating lifting force, on its surface A in front of the profiled channel 3 of the vortex generator 2 along the span of the bearing surface 1 with the possibility of deviation from the upper surface A.

Над верхней поверхностью А несущей поверхности 1 в процессе ее горизонтального движения при отклонении щитка 11 образуется область пониженного статического давления Д, ограниченная слоем частиц Е вязкой текучей среды, сошедших со щитка 11 и движущихся на расстоянии от поверхности А в направлении к задней кромке 12 несущей поверхности 1, и верхней поверхностью А несущей поверхности 1, образуя совместно с несущей поверхностью 1 в виде крыла «аэродинамический профиль».Above the upper surface A of the bearing surface 1 during its horizontal movement when the shield 11 is deflected, a region of reduced static pressure D is formed, limited by a layer of particles E of viscous fluid coming off the shield 11 and moving at a distance from the surface A in the direction to the rear edge 12 of the bearing surface 1, and the upper surface A of the bearing surface 1, forming together with the bearing surface 1 in the form of a wing "aerodynamic profile".

Устройство, реализующее представленный способ создания подъемной силы, работает следующим образом. В процессе горизонтального движения несущей поверхности (крыла) 1 со скоростью Vк набегающий со скоростью Vп=-Vк на ее переднюю часть поток вязкой текучей среды, обтекая отклоненный щиток 11, формирует при сходе с него отрывное течение слоя частиц вязкой текучей среды, движущихся на расстоянии от поверхности А несущей поверхности 1 и поворачивающихся в направлении вышеуказанной поверхности вследствие понижения давления вязкой текучей среды в области, ограниченной с одной стороны слоем частиц, а с другой - поверхностью А. Одновременно интенсивно завихренный в вихреобразователе 7 (9) поток частиц вязкой текучей среды, поступающий из емкости 6 по конфузорному каналу 5 и тангенциальному входу 8 (10), вытекая из выходного профилированного канала 3, взаимодействует с отрывным течением.A device that implements the presented method of creating lift, works as follows. In the process of horizontal movement of the bearing surface (wing) 1 at a speed of V k, a flow of a viscous fluid running at a speed of V p = -V k flows around its deflected flap 11 and forms a tear-off flow of a layer of viscous fluid particles when it leaves it, moving at a distance from the surface A of the bearing surface 1 and rotating in the direction of the above surface due to a decrease in the pressure of a viscous fluid in the region bounded by a layer of particles on one side and surface A. sively swirling in vortex shedding 7 (9), the flow of the viscous fluid particles flowing from the container 6 through confused channels 5 and 8 tangential inlet (10) emerging from the exit of the profiled channel 3, is reacted with a tear-off current.

За счет эжектирующего эффекта высокоэнергетической закрученной струи, вытекающей из канала 3, и эффекта Магнуса, обусловленного взаимодействием закрученных в вихрь частиц вязкой текучей среды с отрывным течением, возникают циркуляционные силы Жуковского Rц, действующие на систему устойчивых присоединенных вихрей. За счет этих сил происходит формирование полноценного объемного «аэродинамического профиля» с областью пониженного статического давления и дополнительной подъемной силы ZR1, действующей на жесткий профиль, обусловленной преобразованием, в соответствии с уравнением Бернулли, статического давления в этой области в динамическое давление устойчивых вихрей. Для обеспечения устойчивости системы присоединенных вихрей, то есть обеспечения равенства скорости струи частиц вязкой текучей жидкости Vc, вытекающих из канала 3, и скорости движения вихрей Vв, согласно теории «вихревой дорожки Кармана», необходимо соблюдение условия, при котором ширина слоя высокоэнергетической закрученной струи на выходе из профилированного канала 3 (4), равная ширине выходного сечения профилированных каналов 3 (4), должна быть не более 10% от диаметра вихреобразователя 2:Due to the ejecting effect of the high-energy swirling jet flowing out of channel 3 and the Magnus effect due to the interaction of viscous fluid particles swirled into a vortex with a separated flow, Zhukovsky’s circulation forces R c acting on a system of stable attached vortices arise. Due to these forces, a full-fledged volume “aerodynamic profile” is formed with a region of lowered static pressure and an additional lifting force ZR 1 acting on the rigid profile due to the transformation, in accordance with the Bernoulli equation, of the static pressure in this region into the dynamic pressure of stable vortices. To ensure the stability of the system of attached vortices, that is, to ensure equality of the speed of the jet of particles of viscous fluid fluid V c flowing from channel 3, and the speed of the vortices V c , according to the theory of the “Karman vortex track”, it is necessary to observe the condition under which the width of the high-energy swirl jets at the exit from the shaped channel 3 (4), equal to the width of the output section of the shaped channels 3 (4), should be no more than 10% of the diameter of the vortex generator 2:

h3≤0.1dк.h 3 ≤0.1d k .

Циркуляционные силы Rц, обеспечивающие устойчивое движение в направлении к поверхности А слоя частиц вязкой текучей среды, оторвавшиеся с отклоненного щитка 11, определяются по формуле (Прандль Л., Титьенс О. Гидро- и аэромеханика. - М.: ОНТИ НКТП СССР 1935, т. 2. - 283 с.)The circulating forces R c , providing a steady movement towards the surface A of a layer of viscous fluid particles, detached from the deflected shield 11, are determined by the formula (L. Prandl, O. Tietens Hydro and aeromechanics. - M.: ONTI NKTP USSR 1935, T. 2. - 283 p.)

Figure 00000001
Figure 00000001

Дополнительная подъемная сила ΔR1, действующая на жесткий профиль, обусловленная системой устойчивых присоединенных вихрей и равная снижению статического давления над поверхностью А, увеличивается пропорционально росту циркуляции вокруг несущей поверхности и скорости потока вязкой текучей средыThe additional lifting force ΔR 1 acting on the rigid profile, due to the system of stable attached vortices and equal to the decrease in static pressure above surface A, increases in proportion to the increase in circulation around the bearing surface and the flow rate of viscous fluid

Figure 00000002
Figure 00000002

Одновременно высокоэнергетическая завихренная струя, вытекающая из канала 4 вихреобразователя за счет эжектирующего эффекта, способствует эффективному закручиванию вязкой текучей среды в области пониженного давления, ограниченной поверхностью А и системой устойчивых присоединенных вихрей, тем самым способствуя дополнительному снижению статического давления в вышеуказанной области, то есть созданию дополнительной подъемной силы ΔR2, равной кинетической энергии вращения частиц вязкой текучей среды и определяется по формулеAt the same time, the high-energy swirling jet flowing out of the vortex generator channel 4 due to the ejection effect promotes effective swirling of a viscous fluid in the low-pressure region bounded by surface A and a system of stable attached vortices, thereby contributing to an additional decrease in the static pressure in the above region, i.e., to create an additional lifting force ΔR 2 equal to the kinetic energy of rotation of particles of a viscous fluid and is determined by the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

где к4 - конфузорность профилированного канала 4.where k 4 is the confusion of the profiled channel 4.

Таким образом, высокоэнергетические завихренные струи, вытекающие из каналов 3 и 4 вихреобразователя 2, способствуя формированию объемного «аэродинамического профиля» за счет создания системы устойчивых присоединенных вихрей и дополнительному снижению статического давления в области пониженного давления за счет эжектирующего действия завихренной струи, существенно увеличивают циркуляцию потока вязкой текучей среды вокруг «аэродинамического профиля», то есть силы Жуковского, увеличивающиеся с ростом циркуляции, способствуя тем самым созданию с минимальными потерями энергии дополнительной подъемной силыThus, the high-energy swirling jets flowing from the channels 3 and 4 of the vortex generator 2, contributing to the formation of a volumetric “aerodynamic profile” due to the creation of a system of stable attached vortices and an additional decrease in static pressure in the low-pressure region due to the ejected action of the swirling jet, significantly increase the circulation of the flow viscous fluid around the "aerodynamic profile", that is, Zhukovsky’s forces that increase with increasing circulation, thereby contributing to with minimal energy loss for extra lift

ΔR=ΔR1+ΔR2,ΔR = ΔR 1 + ΔR 2 ,

приложенной в центре давления (ЦД) жесткого профиля, способствуют повышению эффективности увеличения подъемной силы несущей поверхности 1.applied in the center of pressure (CP) of a rigid profile, contribute to increasing the efficiency of increasing the lifting force of the bearing surface 1.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в достижении максимальной кинетической энергии вращения циркуляционного потока вязкой текучей среды, обтекающей несущую поверхность с новообразованным толстым профилем («аэродинамический профиль»), за счет передачи ей этой энергии через интенсивное закручивание частиц в слое вязкой текучей среды, ограничивающей область пониженного давления, и дополнительного снижения давления путем создания вихревого жгута в эжектирующей струе.The essence of the invention is to achieve the maximum kinetic energy of rotation of the circulation flow of a viscous fluid flowing around a bearing surface with a newly formed thick profile ("aerodynamic profile"), due to the transfer of this energy through intensive swirling of particles in a layer of viscous fluid, limiting the low-pressure region , and additional pressure reduction by creating a vortex bundle in the ejection jet.

Этот способ позволяет сделать вихреисточник (вихреообразователь), формирующий слой интенсивно закрученных частиц вязкой текучей среды в полости, расположенной в передней части несущей поверхности аппарата (корпусе), в месте отклонения струи вязкой текучей среды от вышеуказанной поверхности, основным источником существенного увеличения энергии циркуляции, а также снижения статического давления в области пониженного давления и, как результат, увеличения подъемной силы.This method allows you to make a vortex source (vortex generator), forming a layer of intensely swirling particles of viscous fluid in a cavity located in front of the apparatus bearing surface (body), in the place of deviation of the viscous fluid from the above surface, the main source of a significant increase in circulation energy, and also reducing static pressure in the reduced pressure region and, as a result, increasing the lifting force.

Увеличение эффективности создания подъемной силы достигается за счет повышения устойчивости и управляемости процесса отрыва вязкой текучей среды от поверхности за счет интенсивного закручивания части струи, вытекающей из поверхности, путем создания слоя устойчивых присоединенных вихрей («вихревая дорожка Кармана»), ограничивающих область пониженного давления, на который в соответствии с эффектом Магнуса действует подъемная сила вследствие возникновения дополнительной циркуляции вязкой текучей среды.The increase in the efficiency of creating the lifting force is achieved by increasing the stability and controllability of the process of tearing off a viscous fluid from the surface by intensively twisting the part of the jet emerging from the surface by creating a layer of stable attached vortices (“Karman vortex track”), limiting the low-pressure region by which, in accordance with the Magnus effect, a lifting force acts due to the occurrence of additional circulation of a viscous fluid.

Регулирование интенсивности закручивания частиц вязкой текучей среды в вихреобразователе позволяет управлять размерами области пониженного давления, то есть размерами «аэродинамического профиля» за счет формы «вихревой дорожки Кармана» и, как результат, величиной дополнительной циркуляции вязкой текучей среды вокруг «аэродинамического профиля», способствующей созданию дополнительной подъемной силы, то есть увеличению разности статического давления между сторонами несущей поверхности.The intensity control of the swirling of particles of viscous fluid in the vortex generator allows you to control the size of the reduced pressure region, that is, the size of the "aerodynamic profile" due to the shape of the "Karman vortex track" and, as a result, the amount of additional circulation of the viscous fluid around the "aerodynamic profile", contributing to the creation additional lifting force, that is, an increase in the difference in static pressure between the sides of the bearing surface.

Кроме того, интенсивное закручивание эжектирующей струи, подаваемой в область пониженного давления и ускоряемой в ней, по мере обтекания поверхности, ограничивающей упомянутую область, способствуя существенному преобразованию статического давления вязкой текучей среды в этой области в кинетическую энергию вращающихся вихрей, приводит к дополнительному снижению давления в вышеуказанной области.In addition, the intensive twisting of the ejection jet supplied to the region of reduced pressure and accelerated therein as it flows around the surface bounding the region, contributing to a significant transformation of the static pressure of the viscous fluid in this region into the kinetic energy of the rotating vortices, leads to an additional decrease in pressure in the above area.

Предлагаемый способ создания подъемной силы на несущей поверхности аппарата, крыле (поверхности), находящейся в вязкой текучей среде, относится к способам повышения эффективности преобразования кинетической энергии вязкой текучей среды, обтекающей аппарат, в разность статических давлений, действующих на противоположные стороны несущей поверхности аппарата.The proposed method of creating a lifting force on a carrier surface of a device, a wing (surface) located in a viscous fluid, relates to methods for increasing the conversion efficiency of the kinetic energy of a viscous fluid flowing around the apparatus into the difference of static pressures acting on opposite sides of the carrier surface of the apparatus.

Повышение эффективности создания подъемной силы происходит за счет существенного увеличения циркуляции вязкой текучей среды вокруг поверхности аппарата, что в соответствии с теорией Жуковского - Чаплыгина - Кутта приводит к увеличению разности давлений на его несущей поверхности.The increase in the efficiency of creating a lifting force occurs due to a significant increase in the circulation of a viscous fluid around the surface of the apparatus, which, in accordance with the Zhukovsky-Chaplygin-Kutta theory, leads to an increase in the pressure difference on its bearing surface.

Кроме того, дополнительно понижение давления в упомянутой области осуществляют путем изъятия из последней части вязкой текучей среды.In addition, additional pressure reduction in the above-mentioned area is carried out by removing from the last part of the viscous fluid.

Отличительная особенность предлагаемого способа заключается в формировании слоя вязкой текучей среды на расстоянии от поверхности в виде слоя устойчивых присоединенных вихрей, то есть в интенсивном закручивании частиц струи вязкой текучей среды, направляемой под углом к поверхности.A distinctive feature of the proposed method is the formation of a layer of viscous fluid at a distance from the surface in the form of a layer of stable attached vortices, that is, in the intensive swirling of particles of a stream of viscous fluid directed at an angle to the surface.

Существенное увеличение разности давлений между сторонами поверхности при реализации данного способа повышения подъемной силы происходит за счет дополнительной циркуляции вязкой текучей среды, возникающей вследствие обтекания слоя устойчивых присоединенных вихрей, то есть интенсивно закрученных частиц, в соответствии с эффектом Магнуса.A significant increase in the pressure difference between the sides of the surface during the implementation of this method of increasing the lifting force occurs due to the additional circulation of a viscous fluid resulting from the flow around a layer of stable attached vortices, i.e. intensely swirling particles, in accordance with the Magnus effect.

Claims (3)

1. Способ создания подъемной силы на поверхности, находящейся в вязкой текучей среде, заключающийся в создании разности давлений, действующих на противоположные стороны этой поверхности за счет увеличения циркуляции вязкой текучей среды вокруг нее путем образования на одной из сторон этой поверхности слоя частиц вязкой текучей среды, движущихся на расстоянии от последней, и повороте этого слоя частиц в направлении соответствующей стороны поверхности путем понижения давления вязкой текучей среды в области, ограниченной с одной стороны слоем частиц, а с другой - одной из сторон упомянутой поверхности с помощью отбора струи вязкой текучей среды из упомянутой области с образованием струи вязкой текучей среды, втекающей в упомянутую область и ускоряемой в ней по мере обтекания ею поверхности, ограничивающей упомянутую область для снижения в ней статического давления, отличающийся тем, что частицы в слое вязкой текучей среды, ограничивающем область пониженного статического давления, закручивают в интенсивное вихревое движение, формируя слой устойчивых присоединенных к поверхности вихрей, а втекающую в область пониженного давления и ускоряемую в ней струю вязкой текучей среды закручивают в высокоэнергетический вихревой жгут.1. A method of creating a lifting force on a surface in a viscous fluid, which consists in creating a pressure difference acting on the opposite sides of this surface by increasing the circulation of the viscous fluid around it by forming a layer of viscous fluid particles on one side of this surface, moving at a distance from the latter, and turning this layer of particles in the direction of the corresponding side of the surface by lowering the pressure of a viscous fluid in an area bounded on one side a layer of particles, and on the other hand, on one side of said surface by selecting a stream of viscous fluid from said region to form a stream of viscous fluid flowing into said region and accelerating therein as it flows around the surface bounding said region to decrease therein static pressure, characterized in that the particles in the layer of viscous fluid, limiting the region of low static pressure, twist in an intense vortex motion, forming a layer of stable attached to the surface of the vortices, and a stream of viscous fluid flowing into the region of low pressure and accelerated in it is twisted into a high-energy vortex rope. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1 создания подъемной силы на поверхности, находящейся в вязкой текучей среде, расположенное в передней по отношению к направлению горизонтального движения этой поверхности части, содержащее емкость, заполненную вязкой текучей средой, каналы, сообщающие указанную емкость с верхней поверхностью, отличающееся тем, что емкость с помощью конфузорного канала тангенциально соединена с вихреобразователем, выполненным в виде цилиндрической вихревой камеры, сообщающейся с помощью профилированных каналов с верхней поверхностью.2. A device for implementing the method according to claim 1 of creating a lifting force on a surface located in a viscous fluid, located in front of a part relative to the horizontal direction of movement of this surface, containing a container filled with a viscous fluid, channels communicating the specified capacity with the upper surface, characterized in that the capacity using the confuser channel is tangentially connected to the vortex generator, made in the form of a cylindrical vortex chamber, communicating using profiled channels It als to the upper surface. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что вихревая камера выполнена винтообразной формы с одним или двумя боковыми тангенциальными входами. 3. The device according to claim 2, characterized in that the vortex chamber is made in a helical shape with one or two lateral tangential entrances.
RU2015124227/11A 2015-06-22 2015-06-22 Method of lift force creation and device for its implementation RU2601495C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124227/11A RU2601495C1 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Method of lift force creation and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124227/11A RU2601495C1 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Method of lift force creation and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2601495C1 true RU2601495C1 (en) 2016-11-10

Family

ID=57278068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015124227/11A RU2601495C1 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Method of lift force creation and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2601495C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1903818A (en) * 1932-03-02 1933-04-18 Bernhard G Jutting Wing lift system for aircraft
US3525486A (en) * 1966-02-22 1970-08-25 Hawker Siddeley Aviation Ltd Vortex generators
RU2144886C1 (en) * 1998-03-02 2000-01-27 Антоненко Сергей Владимирович Method and device for creating lift force

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1903818A (en) * 1932-03-02 1933-04-18 Bernhard G Jutting Wing lift system for aircraft
US3525486A (en) * 1966-02-22 1970-08-25 Hawker Siddeley Aviation Ltd Vortex generators
RU2144886C1 (en) * 1998-03-02 2000-01-27 Антоненко Сергей Владимирович Method and device for creating lift force

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009087423A1 (en) Improvements in or relating to jet nozzles
JP5883506B2 (en) Improved centrifuge
JP2008523973A (en) Apparatus for injecting fluid into a rotating fluidized bed
RU2271960C2 (en) Method and device for enhancing operating and economical efficiency of combined methods of control of boundary layer
JP2015062906A (en) Bubble generating mechanism and shower head with bubble generating mechanism
EP2434093A2 (en) Cooled turbine blades for a gas turbine engine
WO2018100915A1 (en) Microbubble generating nozzle
JP5493153B2 (en) Microbubble generating pump, moving blade for microbubble generating pump and stationary blade for microbubble generating pump
CN105855078A (en) Centrifugal nozzle with multihole cyclone wall and spray method
RU2737161C1 (en) Hydrovortex kinematic dust suppression method and device for implementation thereof
US4316721A (en) Method for producing a thrust in manoeuvering engines for a watercraft and a manoeuvering engine constructed for the same
CN110891674A (en) Microbubble generating apparatus and microbubble generating method, and shower apparatus and oil-water separating apparatus having the same
US20120292264A1 (en) Device and Method for Removing Suspended-Material Particles
RU2601495C1 (en) Method of lift force creation and device for its implementation
KR101864116B1 (en) Nano-bubble generator
US8701314B2 (en) Fluid jets
CN108149651B (en) Design method of rotational flow blocking and diffusion composite energy dissipater
CN211384954U (en) Micro-reactor
CN108839771A (en) A kind of power generating type dock
RU119261U1 (en) MICROWAVE DISINTEGRATOR
Minkov et al. CFD-modeling of a flow in a hydrocyclone with an additional water injector
RU70696U1 (en) LIQUID-GAS EJECTOR
DE102011111144A1 (en) Propulsion agent for aircraft or ships
RU2718801C1 (en) Water flow energy absorber
CN104841300B (en) A kind of centrifugal microfluidic control emulsifier unit and its method

Legal Events

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

Effective date: 20180623