RU2686784C1 - Aircraft wing - Google Patents

Aircraft wing Download PDF

Info

Publication number
RU2686784C1
RU2686784C1 RU2018127545A RU2018127545A RU2686784C1 RU 2686784 C1 RU2686784 C1 RU 2686784C1 RU 2018127545 A RU2018127545 A RU 2018127545A RU 2018127545 A RU2018127545 A RU 2018127545A RU 2686784 C1 RU2686784 C1 RU 2686784C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wing
section
profiles
aircraft
sweep
Prior art date
Application number
RU2018127545A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Лонгенович Болсуновский
Николай Николаевич Брагин
Сергей Владимирович Пейгин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ОПТИМЕНГА-777"
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 "ОПТИМЕНГА-777" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ОПТИМЕНГА-777"
Priority to RU2018127545A priority Critical patent/RU2686784C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2686784C1 publication Critical patent/RU2686784C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • B64C3/10Shape of wings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: invention relates to the aviation equipment. Wing of aircraft consists of centre section, console and required functional systems, is made with extension λ=7–11, narrowing η=3–4.5 and sweep χ=28–35° and comprises supercritical profiles with increased radii of socks. Front edge of wing at straight vertical view, rear edge is made with an influx, wing profiles are made with filling of upper surface of front part, equal to Kn=0.7–0.8 to 5 % of local chords, and with middle line on section of 10 to 40 % of local chords, having "shelf" type with ratio of corresponding ordinates of middle lines, relative thickness of profiles has value of about 15 % in onboard cross-section and decreases to 8–9 % in end section with virtually constant value on section from 65 % span of wing and to its end.EFFECT: invention is aimed at increasing aerodynamic quality of aircraft, improving fuel efficiency and reducing harmful emissions into atmosphere.1 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates.

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике, преимущественно к дозвуковым самолетам со стреловидным крылом. Изобретение может быть использовано как при разработке крыльев средне- и дальнемагистральных пассажирских самолетов.The present invention relates to aircraft technology, mainly to subsonic aircraft with swept wings. The invention can be used as in the development of the wings of medium and long-haul passenger aircraft.

Предшествующий уровень техники Prior art

В настоящее время при создании пассажирских самолетов необходимо достижения множества различных ограничений которые иногда противоречат друг другу. Основными целями при проектировании современных крыльев остается повышение величины аэродинамического качества и критерия топливной эффективности и высокой скорости полета и как следствие снижение экологического воздействия на окружающую среду. Вышеперечисленные ограничения могут быть обеспечены путем улучшения аэродинамического совершенства при создании крыльев пассажирских самолетов. Предлагаемое крыло спроектировано для эксплуатации в диапазоне крейсерских скоростей М=0.78-0.88.Nowadays, when creating passenger planes, it is necessary to achieve many different restrictions that sometimes contradict each other. The main objectives in the design of modern wings is to increase the magnitude of the aerodynamic quality and the criterion of fuel efficiency and high speed of flight and, as a consequence, to reduce the environmental impact on the environment. The above limitations can be achieved by improving aerodynamic perfection when creating the wings of passenger aircraft. The proposed wing is designed for operation in the range of cruising speeds M = 0.78-0.88.

Известны различные схемы крыльев современных пассажирских самолетов. Типичное крыло пассажирского самолета состоит из центроплана, консоли и необходимых функциональных систем для эксплуотации при крейсерских числах М=0.78-0.88.There are various schemes of the wings of modern passenger aircraft. A typical wing of a passenger aircraft consists of a center section, a console and the necessary functional systems for operating with cruising numbers M = 0.78–0.88.

Известно крыло самолета Эрбас Индастри А-330-300 (см. Пассажирский самолеты мира, сост. Беляев В.В., стр 124-125, Москва, АСПОЛ, Аргус 1997 г.), выполненное с удлинением λ= 7-11, сужением η= 3-4.5, стреловидностью χ1/4= 28-35°, М=0.78-0.88.The wing of the plane Airbus Industry A-330-300 is known (see Passenger aircraft of the world, compiled by V. Belyaev, pp. 124-125, Moscow, ASPOL, Argus 1997), made with an extension of λ = 7-11, narrowing η = 3-4.5, sweep χ 1/4 = 28-35 °, M = 0.78-0.88.

Известно крыло самолета Боинг В-777-200 (см. Пассажирские самолеты мира, сост. Беляев В.В., стр 226-227, Москва, АСПОЛ, Аргус 1997г.), выполненное с удлинением λ= 7-11, сужением η= 3-4.5, стреловидностью χ1/4= 28-35°, М=0.78-0.88.The wing of the Boeing B-777-200 is known (see Passenger airplanes of the world, compiled by Belyaev VV, pp. 226-227, Moscow, ASPOL, Argus 1997), made with an elongation λ = 7-11, narrowing η = 3-4.5, sweep χ 1/4 = 28-35 °, M = 0.78-0.88.

Известно крыло с наплывом (Патент РФ №2248303 МПК В64С 3/14, опуб. 19.06.2003г.), выполненное с удлинением λ= 9-11, сужением η = 3-4.5, стреловидностью χ1/4= 25-35° 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 with an influx (Patent of the Russian Federation No. 2228303 IPC W64C 3/14, published on 19.06.2003), made with an elongation λ = 9-11, narrowing η = 3-4.5, sweep χ 1/4 = 25-35 ° c front and rear overhangs forming a profile formed as a spatial system based on the middle surface, the wing overhang profile is formed with linear inserts in the nose and tail parts, which are located at the extremum points of the functions describing the coordinates of the upper and lower wing surfaces, while the length of the linear areas of inserts equal to the length of the sagging.

Прототипом предлагаемого технического решения является крыло самолета (Патент №2600413, МПК В64С 3/10, опубл. 20.10.2016) Крыло состоит из центроплана, консоли. Крыло выполнено с удлинение λ = 7-11, сужением η = 3-4.5 и стреловидностью χ= 25-35° и содержащем сверхкритические профили. Передняя кромка крыла при виде сверху прямолинейная и не имеет переднего наплыва. Задняя кромка выполнена с наплывом. Величина радиусов носков сечений крыла отнесенных к местной хорде rн.≤0.7%, средняя линия профилей крыла по форме имеет вогнутый участок в диапазоне от носка профиля и до 60% хорды до 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 (подрезкой) в хвостовой части профиля.The prototype of the proposed technical solution is the wing of the aircraft (Patent No. 2600413, MPK VS64S 3/10, publ. 10/20/2016). The wing consists of a center section, a console. The wing is made with an elongation λ = 7-11, a narrowing η = 3-4.5 and a sweep χ = 25-35 ° and containing supercritical profiles. The front edge of the wing, when viewed from above, is rectilinear and does not have a front flow. The rear edge is made with the influx. The size of the radii of the socks of the wing sections referred to the local chord rn . ≤0.7%, the middle line of the wing profiles has a concave section in the range from the profile toe and up to 60% of the chord to the wing end profiles and bend in the tail section of the profile. The shape of the upper surface of the wing sections is characterized by a long section of small curvature in the area of 30-60% of the profile chord and the position of the maximum ordinate of the upper surface near 40% of the profile chord. The shape of the lower surface of the profile is made with a section of strong curvature (trimming) in the tail section of the profile.

Общим для всех рассмотренных схем недостатком является ухудшение обтекания верхней поверхности крыла в корневой части крыла и в области 25-35% размаха крыла как следствие потеря аэродинамического качества при числе Маха М≥0,8 и, как следствие, значительное снижение топливной эффективности.A common disadvantage of all the considered schemes is the deterioration of the flow around the upper surface of the wing in the root of the wing and in the region of 25-35% of the wing span as a result of loss of aerodynamic quality with Mach number M≥0.8 and, as a result, a significant decrease in fuel efficiency.

Сущность изобретенияSummary of Invention

Задачей, решаемой заявленным изобретением, является улучшение технико-экономических и технико-эксплуатационных характеристик.The problem solved by the claimed invention is the improvement of technical, economic and technical and operational characteristics.

Техническим результатом изобретения является повышение аэродинамического качества, критерия топливной эффективности и как следствие снижение экологического воздействия на окружающую среду, снижения выбросов вредных веществ в атмосферу, при сохранении высокой крейсерской скорости полета в диапазоне чисел Маха М=0.78-0.88.The technical result of the invention is to improve the aerodynamic quality, the criterion of fuel efficiency and as a result reduce the environmental impact on the environment, reduce emissions of harmful substances into the atmosphere, while maintaining a high cruising flight speed in the range of Mach numbers M = 0.78-0.88.

Решение поставленной задача и технический результат достигаются тем, что в стреловидном крыле, состоящем из центроплана, консоли и необходимых функциональных систем, выполнено с удлинением λ = 7-11, сужением η = 3-4.5 и стреловидностью χ= 25-35° и содержащем сверхкритические профили, передняя кромка крыла при виде сверху прямолинейная, задняя кромка выполнена с наплывом, профили крыла выполнены с наполнением верхней поверхности передней части равным Кн=0.7-0.8 до 5 % местных хорд, и со средней линией на участке от 10 до 40% местных хорд, имеющей "полочный" характер с отношением соответствующих ординат средних линий, относительная толщина профилей имеет величину порядка 15% в бортовом сечении и уменьшается до 8-9% в концевом сечении с практически неизменным значение на участке от 65% размаха крыла и до его конца.The solution of the task and the technical result is achieved by the fact that in the swept wing consisting of a center section, a console and the necessary functional systems, the extension is λ = 7-11, the restriction is η = 3-4.5 and the sweep χ = 25-35 ° and containing supercritical the profiles, the leading edge of the wing, when viewed from above, are rectilinear, the trailing edge is made with an influx, the wing profiles are made with filling the upper surface of the front part equal to Kn = 0.7-0.8 to 5% of local chords, and with the middle line in the area from 10 to 40% of local chords having a shelf "character with the ratio of the corresponding ordinates of the middle lines, the relative thickness of the profiles has a value of about 15% in the side section and decreases to 8-9% in the terminal section with a practically unchanged value from 65% of the wing span and to its end

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного крыла летательного аппарата с использованием чертежей, на которых показано:Details, features, and advantages of the present invention follow from the following description of the embodiments of the claimed aircraft wing using the drawings which show:

На фиг. 1 показан общий вид стреловидного крыла,FIG. 1 shows a general view of the swept wing,

на фиг. 2 - типовой профиль крыла,in fig. 2 - typical wing profile,

на фиг. 3 показаны средние линии характерных продольных сечений крыла,in fig. 3 shows the middle lines of characteristic longitudinal sections of the wing,

на фиг. 4 – распределение относительной максимальной толщины вдоль размаха крыла,in fig. 4 - the distribution of the relative maximum thickness along the wing span,

на фиг. 5- характерная картина обтекания верхней поверхности крылаin fig. 5- characteristic pattern of the flow around the upper surface of the wing

на фиг. 6 – изменение аэродинамического качества от числа Маха крейсерского полета и показатель топливной эффективности К*М.in fig. 6 - the change in aerodynamic quality from the Mach number of the cruise flight and the fuel efficiency index K * M.

На чертежах цифрами показаны следующие позиции:In the drawings, the numbers indicate the following items:

1 - стреловидное крыло летательного аппарата, 2 – центроплан, 3 – консоль крыла, 4 – передняя кромка крыла, 5 – задняя кромка крыла, 6 - излом задней кромки крыла, 7 - наплыв на задней кромки крыла, 8 – суперкритический профиль, 9 – средняя линия профиля, 10 – «полочный» участок на средней линии профиля, 11 - убывающий закон распределение толщины (

Figure 00000001
) сечений по размаху (
Figure 00000002
) крыла.1 - swept wing of the aircraft, 2 - center section, 3 - wing console, 4 - front edge of the wing, 5 - rear edge of the wing, 6 - fracture of the rear edge of the wing, 7 - influx on the rear edge of the wing, 8 - supercritical profile, 9 - middle line of the profile, 10 - “shelving” section on the middle line of the profile, 11 - decreasing law of thickness distribution (
Figure 00000001
a) sections in scope (
Figure 00000002
) wing.

Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION

Стреловидное крыло (1) (Фиг. 1) состоящее из центроплана (2) и консоли (3), выполнено с удлинением λ=7÷11, сужением η=3÷4,5 и стреловидностью χ=25÷35°, без изломов по передней кромке (4) и изломом (6) и наплывом (7) на задней кромке (5) крыла и суперкритическими профилями (8) (фиг.2) со средними линиями (9) особенность которых состоит в наличии "полочного" участка (10). Обводы передней части профилей (до ≈5 местных хорд) имеют коэффициент наполнения Кн =0,70-0,80 (фиг.3). Крыло имеет убывающий закон распределения толщины (

Figure 00000001
) (11) (Фиг. 4) сечений по размаху (
Figure 00000002
) крыла от 0 до 60% вдоль размаха крыла, относительная толщина профилей имеет величину порядка 15% в бортовом сечении (
Figure 00000002
=0) и уменьшается до 8-9% в концевом сечении (
Figure 00000002
=1) с практически неизменным значением на участке от 65% размаха крыла и до его конца.Swept wing (1) (Fig. 1) consisting of a center section (2) and a cantilever (3), is made with an elongation λ = 7 ÷ 11, a narrowing η = 3 ÷ 4.5 and a sweep χ = 25 ÷ 35 °, without kinks along the leading edge (4) and the fracture (6) and the influx (7) on the trailing edge (5) of the wing and supercritical profiles (8) (figure 2) with middle lines (9) which feature is the presence of the “shelving” section ( ten). The contours of the front part of the profiles (up to ≈5 local chords) have a filling ratio K n = 0.70-0.80 (figure 3). The wing has a decreasing thickness distribution law (
Figure 00000001
) (11) (Fig. 4) sections along the span (
Figure 00000002
) wing from 0 to 60% along the span of the wing, the relative thickness of the profiles has a value of about 15% in the side section (
Figure 00000002
= 0) and decreases to 8-9% in the terminal section (
Figure 00000002
= 1) with a practically unchanged value in the area from 65% of the wing span to the end.

Крыло сформировано по девяти базовым сечениям, полученным при помощи многоэтапной процедуры аэродинамического проектирования, состоящих из этапа начального выбора геометрии, этапа решения обратной задачи и этапа многорежимной оптимизации на 10 режимах полета.The wing is formed in nine basic sections, obtained using a multi-stage aerodynamic design procedure consisting of the initial geometry selection stage, the inverse problem solution stage and the multi-mode optimization stage for 10 flight modes.

Был выполнен ряд расчетных исследований, в полном диапазоне крейсерских режимов полета. Результаты расчетов показали что, предлагаемое крыло имеет безотрывный характер обтекания (фиг. 5) верхней поверхности крыла во всем эксплуатационном диапазоне углов атаки и чисел Маха М.A number of computational studies were performed, in the full range of cruising flight modes. The results of the calculations showed that the proposed wing has a continuous flow around the upper surface of the wing (Fig. 5) in the entire operational range of angles of attack and Mach numbers M.

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 ΔКмах ≈ 0.1÷0.6 в диапазоне чисел Маха М=0.78÷0.88 и топливной эффективности ΔКмах*М ≈ 0.1÷0.5 (Фиг.6) и, как следствие, снижение расхода топлива и увеличение безопасности полета.Comparative studies of the proposed wing with a wing - the prototype. The research results showed that the proposed aircraft wing compared to the prototype allows, without worsening aerodynamic parameters, to provide an additional increase in aerodynamic quality ΔKmax ≈ 0.1 ÷ 0.6 in the range of Mach numbers M = 0.78 ÷ 0.88 and fuel efficiency ΔKmax * M ≈ 0.1 ÷ 0.5 (Fig. 6) and, as a result, reduction of fuel consumption and increase in flight safety.

Таким образом, удается создать крыло летательного аппарата, обладающее следующими преимуществами:Thus, it is possible to create a wing of the aircraft, which has the following advantages:

- высокие значения коэффициентов аэродинамического качества и топливной эффективности на дозвуковых скоростях полета Мкрейс=0.78-0.88.- high values of the coefficients of aerodynamic quality and fuel efficiency at subsonic flight speeds M cruise = 0.78-0.88.

Claims (1)

Крыло летательного аппарата, состоящее из центроплана, консоли и необходимых функциональных систем, выполнено с удлинением λ = 7-11, сужением η = 3-4.5 и стреловидностью χ = 28-35° и содержит сверхкритические профили, передняя кромка крыла при виде сверху прямолинейная, задняя кромка выполнена с наплывом, отличающееся тем, что профили крыла выполнены с наполнением верхней поверхности передней части, равным Кн=0.7-0.8 до 5% местных хорд, и со средней линией на участке от 10 до 40% местных хорд, имеющей "полочный" характер с отношением соответствующих ординат средних линий, относительная толщина профилей имеет величину порядка 15% в бортовом сечении и уменьшается до 8-9% в концевом сечении с практически неизменным значением на участке от 65% размаха крыла и до его конца.The wing of the aircraft, consisting of a center section, a console and the necessary functional systems, is made with an elongation λ = 7-11, a narrowing η = 3-4.5 and a sweep χ = 28-35 ° and contains supercritical profiles, the forward edge of the wing is straight-line when viewed from above, rear edge is made with an influx, characterized in that the wing profiles are made with the filling of the upper surface of the front part equal to Kn = 0.7-0.8 to 5% of local chords, and with the middle line in the area from 10 to 40% of local chords having "shelf" character with the ratio of the corresponding ordin t midlines, the relative thickness of the profiles is of the order of 15% in the bead section and is reduced to 8-9% in the end section with a substantially constant value in the area from 65% of wing span and to its end.
RU2018127545A 2018-07-26 2018-07-26 Aircraft wing RU2686784C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018127545A RU2686784C1 (en) 2018-07-26 2018-07-26 Aircraft wing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018127545A RU2686784C1 (en) 2018-07-26 2018-07-26 Aircraft wing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2686784C1 true RU2686784C1 (en) 2019-04-30

Family

ID=66430666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018127545A RU2686784C1 (en) 2018-07-26 2018-07-26 Aircraft wing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2686784C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5314142A (en) * 1991-03-19 1994-05-24 British Aerospace Public Limited Company Wing root aerofoil for forward swept wings
US8186616B2 (en) * 2004-12-21 2012-05-29 Israel Aerospace Industries Ltd. Hybrid transonic-subsonic aerofoils
RU2600413C1 (en) * 2015-09-14 2016-10-20 Ооо "Оптименга-777" Aircraft wing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5314142A (en) * 1991-03-19 1994-05-24 British Aerospace Public Limited Company Wing root aerofoil for forward swept wings
US8186616B2 (en) * 2004-12-21 2012-05-29 Israel Aerospace Industries Ltd. Hybrid transonic-subsonic aerofoils
RU2600413C1 (en) * 2015-09-14 2016-10-20 Ооо "Оптименга-777" Aircraft wing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Seitz et al. The DLR project LamAiR: design of a NLF forward swept wing for short and medium range transport application
US6089502A (en) Blunt-leading-edge raked wingtips
US7878458B2 (en) Method and apparatus for enhancing engine-powered lift in an aircraft
RU2600413C1 (en) Aircraft wing
RU2639354C2 (en) System and method for minimizing wave resistance by two-sided asymmetrical structure
WO1994018069A1 (en) High-efficiency, supersonic aircraft
RU2662590C1 (en) Aircraft wing
Bushnell Supersonic aircraft drag reduction
WO1995017334A1 (en) Aircraft wing/nacelle combination
RU2686784C1 (en) Aircraft wing
EP2987721A1 (en) Nose cone structure for pylon of aircraft with wing-hung layout
RU2609623C1 (en) Aircraft wing
RU2645557C1 (en) Aerial vehicle wing
RU2679104C1 (en) Aircraft wing
US11584506B2 (en) Aircraft wing assemblies
KR101015391B1 (en) A Natural Laminar Flow Airfoil for Very Light Jets
RU2693389C1 (en) Aircraft wing
RU2662595C1 (en) Aircraft wing
CN111247068A (en) Aircraft pylon fairing
RU216044U1 (en) aircraft wing
RU2540293C1 (en) Aircraft wing
RU2772846C2 (en) Wing of an aerial vehicle
RU2717416C1 (en) Aircraft wing
RU2713579C1 (en) Aircraft wing
RU2707164C1 (en) Aircraft wing

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210126

Effective date: 20210126