RU2660191C2 - Aerodynamic wing of the flying apparatus with adaptive variable surface - Google Patents

Aerodynamic wing of the flying apparatus with adaptive variable surface Download PDF

Info

Publication number
RU2660191C2
RU2660191C2 RU2016147133A RU2016147133A RU2660191C2 RU 2660191 C2 RU2660191 C2 RU 2660191C2 RU 2016147133 A RU2016147133 A RU 2016147133A RU 2016147133 A RU2016147133 A RU 2016147133A RU 2660191 C2 RU2660191 C2 RU 2660191C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plate
wing
plates
actuators
microcomputer
Prior art date
Application number
RU2016147133A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016147133A (en
RU2016147133A3 (en
Inventor
Олег Николаевич Граничин
Константин Сергеевич Амелин
Наталья Олеговна Амелина
Original Assignee
Олег Николаевич Граничин
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 Олег Николаевич Граничин filed Critical Олег Николаевич Граничин
Priority to RU2016147133A priority Critical patent/RU2660191C2/en
Publication of RU2016147133A publication Critical patent/RU2016147133A/en
Publication of RU2016147133A3 publication Critical patent/RU2016147133A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2660191C2 publication Critical patent/RU2660191C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Z—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G16Z99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/14—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid
    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: device, an aerodynamic wing with an adaptively variable surface for compensating for turbulence, contains movable plates that have two axes of rotation, supported by elements of the wing frame. On the surface of each plate a sensor that measures the external pressure is located. Plates rotation is carried out by means of two executive servomechanisms under the control of a separate microcomputer, where receives information from the plate sensor and the current position of the plate. All microcomputers are connected to a network in which each microcomputer is connected only with microcomputers of neighboring plates.
EFFECT: invention is aimed at improving the stability and stability of flight.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области способов и устройств для изменения аэродинамических характеристик летательного аппарата.The invention relates to the field of methods and devices for changing the aerodynamic characteristics of an aircraft.

Известны различные варианты изменения изначально заданных параметров крыла в процессе полета. Устройство механизации крыла с помощью предкрылков или закрылков для улучшения характеристик крыла самолета на больших углах атаки при упрощении конструкции закрылков и расширении области применения самолета (см. патент RU 2323126 С2, В64С 3/50). Посадочный закрылок крыла самолета с устройством для обнаружения ошибок закрылка (см. патент RU 2423295, B64D 45). Закрылок самолета короткого взлета и посадки (см. патент RU 2549593, В64С 9/20). Крыло самолета с изменяемым профилем (см. патент ph 67Р59, СССР 1944, В64С 3/42).There are various options for changing the originally set wing parameters during the flight. A wing mechanization device using slats or flaps to improve the characteristics of an airplane wing at large angles of attack while simplifying the design of the flaps and expanding the scope of the aircraft (see patent RU 2323126 C2, B64C 3/50). Landing flap wing of the aircraft with a device for detecting flap errors (see patent RU 2423295, B64D 45). Flap of an airplane of short take-off and landing (see patent RU 2549593, B64C 9/20). A wing of a plane with a variable profile (see patent ph 67Р59, USSR 1944, ВСС 3/42).

Заявленное изобретение предназначено для использования в конструкции крыла летательных аппаратов различных форм, схем и размеров. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в радикальном уменьшении негативного воздействия турбулентного потока на крыло и, как следствие, увеличение устойчивости и стабильности полета летательного аппарата при попадании в такой турбулентный поток.The claimed invention is intended for use in the design of the wing of aircraft of various shapes, patterns and sizes. The problem to which the claimed invention is directed is to radically reduce the negative impact of turbulent flow on the wing and, as a result, increase the stability and stability of the flight of an aircraft when it enters such a turbulent flow.

Поставленная задача решается путем покрытия нижней и верхней поверхности аэродинамического крыла подвижными пластинами с датчиками давления, которые соединены с отдельным для каждой пластины бортовым микрокомпьютером, микрокомпьютеры связаны в децентрализованную вычислительную сеть, пластины могут вращаться в двух направлениях с помощью сервоприводов, управляемых микрокомпьютером пластины (Фиг. 1).The problem is solved by covering the lower and upper surfaces of the aerodynamic wing with movable plates with pressure sensors that are connected to a separate on-board microcomputer for each plate, microcomputers are connected to a decentralized computer network, the plates can rotate in two directions using servos controlled by the plate microcomputer (Fig. one).

Пластины имеют форму правильных многоугольников и, стыкуясь друг с другом, полностью повторяют профиль крыла. Пластины имеют две оси вращения (Фиг. 1, Фиг. 2). На верхней части каждой пластины расположен датчик, который измеряет давление, действующее на плоскость этой пластины. Датчик может быть сконструирован по-разному, с разной методикой измерений и разным видом выходных данных.The plates are in the form of regular polygons and, joining each other, completely repeat the wing profile. The plates have two axes of rotation (Fig. 1, Fig. 2). On the top of each plate is a sensor that measures the pressure acting on the plane of the plate. The sensor can be designed in different ways, with different measurement methods and different types of output data.

Вращение пластин осуществляется двумя исполнительными механизмами (Фиг. 2). Исполнительный механизм представляет собой устройство, в котором подвижной частью является либо вращающийся вал с насаженным на него рычагом, либо выдвигающийся вал с напаянным или прикрученным кольцом. В движение вал или стержень приводится либо электродвигателем, либо гидравлическим механизмом.The rotation of the plates is carried out by two actuators (Fig. 2). The actuator is a device in which the moving part is either a rotating shaft with a lever mounted on it, or a retractable shaft with a soldered or screwed ring. The shaft or shaft is driven by either an electric motor or a hydraulic mechanism.

Каждая пластина связана с отдельным бортовым микрокомпьютером (Фиг. 2). Микрокомпьютер представляет собой одноплатное вычислительное устройство с процессором, аналоговыми и цифровыми входами и выходами, микроконтроллером для установки и изменения программного обеспечения процессора. Все микрокомпьютеры принимают данные с датчиков своих пластин, а также связаны в две отдельные сети без единого центра для верхней и нижней поверхности. Каждый микрокомпьютер на основе показаний своего датчика, датчиков соседей и данных о текущем состоянии исполнительных механизмов своей пластины формирует управляющие сигналы на исполнительные механизмы своей пластины.Each plate is connected to a separate on-board microcomputer (Fig. 2). A microcomputer is a single-board computing device with a processor, analog and digital inputs and outputs, and a microcontroller for installing and changing the processor software. All microcomputers receive data from the sensors of their plates, and are also connected in two separate networks without a single center for the upper and lower surfaces. Each microcomputer, based on the readings of its sensor, sensors of neighbors and data on the current state of the actuators of its plate, generates control signals to the actuators of its plate.

Технический эффект предлагаемого изобретения заключается в реализации почти мгновенного реагирования всей поверхности крыла на возникающие внешние возмущения (турбулентный поток) за счет децентрализованной работы распределенной сети пластин с реагированием на изменение давления на небольшом участке крыла.The technical effect of the invention consists in the implementation of an almost instantaneous response of the entire wing surface to emerging external disturbances (turbulent flow) due to the decentralized operation of a distributed network of plates with response to pressure changes in a small area of the wing.

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая исполнения:The invention is illustrated by drawings, which do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of the claims of this technical solution, but are only illustrative materials of a particular case of execution:

На Фиг. 1 - Вид устройства крыла сверху: 1 - каркас крыла (1а - лонжерон крыла, 1б - нервюра крыла), 2 - пластина верхней поверхности №1, 3 - датчик давления пластины №4, 4 - оси вращения пластины №2, 5 - элерон крыла.In FIG. 1 - Top view of the wing device: 1 - wing frame (1a - wing spar, 1b - wing rib), 2 - plate of the upper surface No. 1, 3 - pressure sensor of plate No. 4, 4 - axis of rotation of plate No. 2, 5 - aileron wings.

На Фиг. 2 - Сечение крыла по нервюре устройства сбоку, разрез А-А: 1 - каркас крыла (1а - лонжерон крыла), 2 - пластина верхней поверхности №1, 3 - датчик давления пластины №4, 4 - оси вращения пластины №2, 5 - элерон крыла, 6 - исполнительные механизмы пластины №1, 7 - микрокомпьютер пластины №1.In FIG. 2 - wing section along the rib of the device from the side, section AA: 1 - wing frame (1a - wing spar), 2 - plate of the upper surface No. 1, 3 - pressure sensor of plate No. 4, 4 - axis of rotation of plate No. 2, 5 - wing aileron, 6 - actuators of plate No. 1, 7 - microcomputer of plate No. 1.

Claims (2)

1. Устройство аэродинамическое крыло летательного аппарата с адаптивно изменяющейся поверхностью, характеризующееся тем, что аэродинамическое крыло с произвольным профилем и произвольной формы содержит на всей рабочей поверхности подвижные пластинки, которые имеют две взаимно перпендикулярные оси вращения, расположенные на плоскости крыла, при этом каждая пластинка имеет на своей поверхности датчик, измеряющий внешнее давление на пластинку, и вращается двумя исполнительными механизмами, оси вращения закреплены на жестких элементах каркаса крыла, пластинки имеют форму правильного многоугольника, а расстояние от центра пластины до вершины многоугольника не превышает 5% от минимальной хорды аэродинамического крыла; сбор, обработка данных с датчика каждой пластинки и управление исполнительными механизмами одной пластинки осуществляется отдельным микрокомпьютером с предустановленным алгоритмом работы; все микрокомпьютеры связаны в две отдельных для нижней и верхней поверхности крыла сети, в которых каждый микрокомпьютер связан только со своими соседями, при этом количество соседей может быть разным в зависимости от месторасположения пластинки; у каждой из пластин микрокомпьютер формирует управляющие сигналы на исполнительные механизмы в зависимости от поставленной задачи и в результате обработки данных текущего состояния исполнительных механизмов своей пластины, показаний датчиков своей пластины и соседних.1. The device is an aerodynamic wing of an aircraft with an adaptively changing surface, characterized in that the aerodynamic wing with an arbitrary profile and arbitrary shape contains movable plates on the entire working surface that have two mutually perpendicular axes of rotation located on the plane of the wing, each plate having on its surface, a sensor that measures the external pressure on the plate, and rotates by two actuators, the axis of rotation are fixed to rigid elements wing frame, plates have the shape of a regular polygon, and the distance from the center of the plate to the top of the polygon does not exceed 5% of the minimum chord of the aerodynamic wing; the collection, processing of data from the sensor of each plate and the control of the actuators of one plate is carried out by a separate microcomputer with a predefined work algorithm; all microcomputers are connected in two separate networks for the lower and upper surface of the wing of the wing, in which each microcomputer is connected only with its neighbors, while the number of neighbors can be different depending on the location of the plate; in each of the plates, the microcomputer generates control signals to the actuators depending on the task and as a result of processing the current state data of the actuators of its plate, the readings of the sensors of its plate and neighboring ones. 2. Устройство аэродинамическое крыло летательного аппарата с адаптивно изменяющейся поверхностью п. 1, отличающееся тем, что контуры пластинок жестко крепятся к каркасу крыла, один исполнительный механизм каждой пластики изменяет ее выпуклость путем увеличения давления на нее изнутри.2. Device aerodynamic wing of an aircraft with an adaptively varying surface of item 1, characterized in that the contours of the plates are rigidly attached to the wing frame, one actuator of each plastic changes its convexity by increasing the pressure on it from the inside.
RU2016147133A 2016-11-30 2016-11-30 Aerodynamic wing of the flying apparatus with adaptive variable surface RU2660191C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147133A RU2660191C2 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Aerodynamic wing of the flying apparatus with adaptive variable surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147133A RU2660191C2 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Aerodynamic wing of the flying apparatus with adaptive variable surface

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016147133A RU2016147133A (en) 2018-05-30
RU2016147133A3 RU2016147133A3 (en) 2018-05-30
RU2660191C2 true RU2660191C2 (en) 2018-07-05

Family

ID=62557499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016147133A RU2660191C2 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Aerodynamic wing of the flying apparatus with adaptive variable surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2660191C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749679C1 (en) * 2020-12-17 2021-06-16 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Reconfigurable elastic-deformable panel and adaptive wing of the aircraft based on it

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU67059A1 (en) * 1944-03-02 1945-11-30 Г.И. Копзон Airplane wing with a variable profile
WO1999032963A1 (en) * 1997-12-22 1999-07-01 Accurate Automation Corporation Air data sensor apparatus and method
US20120185181A1 (en) * 2011-01-14 2012-07-19 Lockheed Martin Corporation Aerodynamic Force Sensing Apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU67059A1 (en) * 1944-03-02 1945-11-30 Г.И. Копзон Airplane wing with a variable profile
WO1999032963A1 (en) * 1997-12-22 1999-07-01 Accurate Automation Corporation Air data sensor apparatus and method
US20120185181A1 (en) * 2011-01-14 2012-07-19 Lockheed Martin Corporation Aerodynamic Force Sensing Apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749679C1 (en) * 2020-12-17 2021-06-16 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Reconfigurable elastic-deformable panel and adaptive wing of the aircraft based on it

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016147133A (en) 2018-05-30
RU2016147133A3 (en) 2018-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020524106A5 (en)
US20180215465A1 (en) Rotatable thruster aircraft with separate lift thrusters
KR101838796B1 (en) Aerial vehicle having airfoil to control slope
CN109153442B (en) Variable-pitch propeller device and variable thrust aircraft using same
CN103407571B (en) A kind of can be initiatively shimmy helicopter rotor system
US1917428A (en) Aircraft
Hu et al. Investigation of unsteady aerodynamics effects in cycloidal rotor using RANS solver
Yoon et al. Computational study of flow interactions in coaxial rotors
JP2021534028A (en) Tail sitter
KR102077291B1 (en) Flight vehicle and controlling method thereof
EA029645B1 (en) Design method for three-dimensional curved airfoil section
RU2660191C2 (en) Aerodynamic wing of the flying apparatus with adaptive variable surface
WO2019068839A1 (en) Control system for fluid borne vehicles
CN104443381B (en) A kind of small-sized four wing flutter aircraft
CN106494618B (en) Plumage formula flapping-wing aircraft
RU2016110050A (en) VERTICAL TAKEOFF AND LANDING FLIGHT AND ITS FLIGHT CONTROL METHOD
WO2011041991A2 (en) Aircraft using ducted fan for lift
Hayama et al. Trial production of kite wing attached multicopter for power saving and long flight
CN105109669B (en) Aircraft recovery spin improving device
KR101884903B1 (en) Unmanned aero vehicle
Walther Fundamental understanding of the unsteady aerodynamics of cycloidal rotors in hover at ultra-low Reynolds numbers
WO2016201661A1 (en) Lift force device for airplane, and takeoff method using device
RU2009117369A (en) MOTORCRAFT SCREWS OF Aircraft Wing
Marqués Advanced UAV aerodynamics, flight stability and control: an Introduction
Ramamurti et al. Computational fluid dynamics study of unconventional air vehicle configurations

Legal Events

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

Effective date: 20181201