RU2749174C1 - Aircraft wing - Google Patents
Aircraft wing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749174C1 RU2749174C1 RU2020135343A RU2020135343A RU2749174C1 RU 2749174 C1 RU2749174 C1 RU 2749174C1 RU 2020135343 A RU2020135343 A RU 2020135343A RU 2020135343 A RU2020135343 A RU 2020135343A RU 2749174 C1 RU2749174 C1 RU 2749174C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wing
- section
- center section
- span
- cantilever
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/10—All-wing aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике и предназначено для разработки средне- и дальнемагистральных пассажирских самолетов с крейсерской скоростью полета в диапазоне М=0.8-0.92.The proposed invention relates to aeronautical engineering and is intended for the development of medium and long-haul passenger aircraft with a cruising flight speed in the range of M = 0.8-0.92.
Известны различные схемы крыльев современных пассажирских самолетов. Типичное крыло пассажирского самолета состоит из центроплана, консолей и необходимых функциональных систем для эксплуатации при крейсерских числах М=0.8-0.92.Various wing designs are known for modern passenger aircraft. A typical wing of a passenger aircraft consists of a center section, consoles and the necessary functional systems for operation at cruising numbers M = 0.8-0.92.
Известно крыло самолета Боинг В-777-300 (см. Пассажирский самолеты мира, сост. Беляев В.В., стр 230-231, Москва, АСПОЛ, Аргус 1997 г.), состоящее из центроплана, консолей, выполненное с удлинением λ=7-11, сужением η=3-4.5, стреловидностью χ1/4=30-35°.Known aircraft wing Boeing B-777-300 (see Passenger aircraft of the world, compiled by V. Belyaev, pp. 230-231, Moscow, ASPOL, Argus 1997), consisting of a center section, consoles, made with an aspect ratio λ = 7-11, narrowing η = 3-4.5, sweep χ 1/4 = 30-35 °.
Известно крыло самолета Эрбас АЗЗО-200 (см. Пассажирский самолеты мира, сост. Беляев В.В., стр 122-123, Москва, АСПОЛ, Аргус 1997 г.), состоящее из центроплана, консолей, выполненное с удлинением λ=7-11, сужением η=3-4.5, стреловидностью χ1/4=30-35°.Known aircraft wing Airbus AZZO-200 (see Passenger aircraft of the world, comp. Belyaev V.V., pp. 122-123, Moscow, ASPOL, Argus 1997), consisting of a center section, consoles, made with an aspect ratio λ = 7- 11, narrowing η = 3-4.5, sweep χ 1/4 = 30-35 °.
Известно крыло самолета ИЛ-96М, состоящее из центроплана, консолей, выполненное с удлинением λ=7-11, сужением η=3-4.5 и стреловидностью до χ1/4=30° и содержащее сверхкритические профили, крейсерская скорость полета М=0.8, передняя кромка крыла при виде сверху прямолинейная, задняя кромка выполнена с небольшим наплывом (см. Пассажирские самолеты мира, сост. Беляев В.В., стр 146-147, Москва, АСПОЛ, Аргус 1997 г.).Known wing of the IL-96M aircraft, consisting of a center section, consoles, made with an elongation λ = 7-11, a narrowing η = 3-4.5 and a sweep to χ 1/4 = 30 ° and containing supercritical profiles, cruising speed M = 0.8, the leading edge of the wing when viewed from above is straight, the trailing edge is made with a slight influx (see Passenger aircraft of the world, comp. V. Belyaev, pp. 146-147, Moscow, ASPOL, Argus 1997).
Прототипом предлагаемого технического решения является крыло летательного аппарата (Патент РФ №2662590 МПК В64С 3/10, опуб. 26.07.2018 г.), содержащее центроплан и консоль, выполненное с единой передней кромкой без излома, задней кромкой с изломом, со стреловидностью χ=28÷35°, профили крыла по размаху на участке от 0 до 40% в носовой части имеют увеличенную площадь на величину 10÷20% и длину концевых участков профилей («хвостиков»), увеличенную на ~ 1÷3% относительно профиля расположенного на 43% по размаху крыла, значение радиусов носков профилей крыла отнесенных к местной хорде составляет rн≥1.5%, относительная толщина профилей имеет величину порядка 14% в бортовом сечении и уменьшается до 9% на участке от 65% размаха крыла и до его конца.The prototype of the proposed technical solution is an aircraft wing (RF Patent No. 2662590 IPC
Общим для всех рассмотренных схем недостатком является ухудшение обтекания верхней поверхности крыла и, как следствие, потеря аэродинамического качества и значительное снижение топливной эффективности при числе Маха М≥0,8.A common disadvantage for all the considered schemes is the deterioration of the flow around the upper surface of the wing and, as a consequence, the loss of aerodynamic quality and a significant decrease in fuel efficiency at Mach number M≥0.8.
Задачей и техническим результатом изобретения является повышение аэродинамического совершенства (аэродинамического качества), и топливной эффективности, повышение скорости полета в диапазоне крейсерских скоростей М=0.8-0.92.The objective and technical result of the invention is to increase aerodynamic perfection (aerodynamic quality), and fuel efficiency, increase flight speed in the range of cruising speeds of M = 0.8-0.92.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в крыле летательного аппарата, содержащем центроплан и консоли, выполненные с единой передней кромкой без излома, задней кромкой как минимум с одним изломом, со стреловидностью χ=28÷35°, каждая консоль соединена с центропланом с изломом по задней кромке и имеет излом задней кромки на расстоянии 35÷50% полуразмаха крыла от центральной оси, относительная толщина профиля центроплана имеет величину в 14÷16%, а относительная толщина профиля консоли имеет 11÷12% на участке от центроплана до излома консоли, консоль выполнена с положительной закрученностью ε=2÷5° в сечении 0-10% полуразмаха крыла, концевые сечения на участке 50÷100% полуразмаха крыла с отрицательной закрученностью ε=(-2)÷(-5°).The solution to the problem and the technical result is achieved by the fact that in the wing of the aircraft, containing the center section and consoles, made with a single leading edge without a break, the trailing edge with at least one break, with a sweep χ = 28 ÷ 35 °, each cantilever is connected to the center section with a break along the trailing edge and has a break in the trailing edge at a distance of 35 ÷ 50% of the wing half-span from the central axis, the relative thickness of the center section profile has a value of 14 ÷ 16%, and the relative thickness of the cantilever profile has 11 ÷ 12% in the section from the center section to the break console, the console is made with a positive twist ε = 2 ÷ 5 ° in the section of 0-10% of the half-span of the wing, the end sections in the section of 50-100% of the half-span of the wing with negative twist ε = (- 2) ÷ (-5 °).
На фиг. 1 показан общий вид полуразмаха крыла;FIG. 1 shows a general view of the wing half-span;
на фиг. 2 - типовой профиль крыла;in fig. 2 - typical wing profile;
на фиг. 3 - распределение циркуляции и коэффициента подъемной силы;in fig. 3 - distribution of circulation and lift coefficient;
на фиг. 4 - распределение давления в сечениях крыла по размаху;in fig. 4 - distribution of pressure in wing sections along the span;
на фиг. 5 - характерная картина обтекания верхней поверхности крыла,in fig. 5 - a typical flow pattern around the upper surface of the wing,
на фиг. 6 - изменение аэродинамического качества от числа Маха крейсерского полета для предполагаемого крыла и прототипа.in fig. 6 - the change in aerodynamic quality from the Mach number of cruising flight for the proposed wing and prototype.
Полуразмах крыла летательного аппарата 1 (Фиг. 1) состоит из центроплана 2 сложной пространственной формы и консоли 3.Консоль выполнена с удлинением λ=7÷11, сужением η=3÷4,5 и стреловидностью χ=28÷35°. Консоль выполнена с единой передней кромкой 4 без излома, с изломами 5 и 6 по задней кромке 7, задним наплывом 8. Излом 5 это место соединения центроплана с консолью, излом 6 расположен на расстоянии 35÷50% полуразмаха крыла от центральной оси.The wing half-span of the aircraft 1 (Fig. 1) consists of a
Крыло спроектировано с относительной толщиной профилей порядка 14÷16% у центроплана, 11÷12% на участке от центроплана до излома консоли, консоль крыла выполнена с положительной закрученностью ε=2÷5° в сечении 20÷30% размаха крыла, концевые сечения на участке 50÷100% размаха крыла спроектированы с отрицательной закрученностью ε=(-2)÷(-5°).The wing is designed with a relative thickness of the profiles of the order of 14-16% at the center section, 11-12% in the section from the center section to the kink of the console, the wing console is made with a positive twist ε = 2-5 ° in the section of 20-30% of the wing span, the end sections on 50 ÷ 100% of the wing span are designed with negative twist ε = (- 2) ÷ (-5 °).
Крыло содержит профили 9 (Фиг. 2).The wing contains profiles 9 (Fig. 2).
Крыло сформировано по семи базовым сечениям, полученным при помощи многоэтапной процедуры аэродинамического проектирования, состоящей из этапа начального выбора геометрии, этапа решения обратной задачи и этапа многорежимной оптимизации на 5 режимах полета: М=0.85 Су=0.55, 0.5; М=0.84 Су=0.55, 0.525; М=0.86 Су=0.525. В результате оптимизационной процедуры был определен оптимальный набор проектных параметров, который максимизирует выбранную целевую функцию (аэродинамического качества) с учетом аэродинамических и конструктивных ограничений.The wing is formed according to seven basic sections obtained using a multi-stage aerodynamic design procedure, which consists of an initial geometry selection stage, a stage for solving the inverse problem, and a multi-mode optimization stage for 5 flight modes: М = 0.85 Cy = 0.55, 0.5; M = 0.84 Cy = 0.55, 0.525; M = 0.86 Cy = 0.525. As a result of the optimization procedure, an optimal set of design parameters was determined, which maximizes the selected objective function (aerodynamic quality), taking into account aerodynamic and design constraints.
Крыло летательного аппарата 1 имеет закон распределения циркуляции (Фиг. 3) близкий по значениям к эллиптическому, такое распределение позволяет ослабить волновой кризис на консолях при больших значениях коэффициента подъемной силы Су, снизить величину изгибающего момента и защитить концевые сечения от преждевременного отрыва потока.The wing of the aircraft 1 has a circulation distribution law (Fig. 3) close in value to an elliptical one, such a distribution allows one to weaken the wave crisis on the consoles at high values of the lift coefficient Su, reduce the bending moment and protect the end sections from premature flow separation.
Был выполнен ряд расчетных исследований, в полном диапазоне крейсерских режимов полета. На фиг. 4 приведено характерное распределение давления в сечениях крыла по размаху. 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 carried out in the full range of cruising flight modes. FIG. 4 shows the characteristic distribution of pressure in the wing sections over the span. The calculation results showed that the proposed wing has a continuous flow (Fig. 5) of the upper surface of the wing in the entire operational range of angles of attack and Mach numbers M.
Были выполнены сравнительные исследования предлагаемого крыла с крылом - прототипом. Результаты исследований (фиг. 6) показали, что предлагаемое крыло летательного аппарата по сравнению с прототипом позволяет без ухудшения аэродинамических показателей увеличить максимальное аэродинамическое качество самолета на ΔКмах ≈ 0.5÷1.5 и получить для дальнемагистралъного пассажирского самолета улучшение показателя топливной эффективности на 5-10% и, как следствие, уменьшение вредных выбросов в атмосферу.Comparative studies of the proposed wing with the prototype wing were carried out. The research results (Fig. 6) showed that the proposed wing of the aircraft, in comparison with the prototype, allows, without deteriorating aerodynamic performance, to increase the maximum aerodynamic quality of the aircraft by ΔKmax ≈ 0.5 ÷ 1.5 and to obtain an improvement in fuel efficiency by 5-10% for a long-range passenger aircraft, and as a result, reduction of harmful emissions into the atmosphere.
Таким образом, удается создать крыло летательного аппарата, обладающее следующими преимуществами:Thus, it is possible to create an aircraft wing with the following advantages:
- высокие аэродинамическое качество и топливная эффективность на дозвуковых скоростях полета Мкрейс=0.8-0.92.- high aerodynamic quality and fuel efficiency at subsonic flight speeds M cruise = 0.8-0.92.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020135343A RU2749174C1 (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Aircraft wing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020135343A RU2749174C1 (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Aircraft wing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2749174C1 true RU2749174C1 (en) | 2021-06-07 |
Family
ID=76301333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020135343A RU2749174C1 (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Aircraft wing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2749174C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU216044U1 (en) * | 2021-09-01 | 2023-01-16 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | aircraft wing |
Citations (5)
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 |
US6138957A (en) * | 1998-12-23 | 2000-10-31 | Northrop Grumman Corporation | Swept-back wings with airflow channeling |
DE202005020011U1 (en) * | 2005-12-22 | 2006-04-20 | Scheuermann, Wolfgang Werner | Three dimensional wing design for tailless airplane, has wing with leading edge that is swept between specific degrees, trailing edge proceeding through defined lapse of wing profile depth, where root of wing is formed of belly profiles |
CN106347663A (en) * | 2016-09-22 | 2017-01-25 | 北京尖翼科技有限公司 | Unmanned aerial vehicle with wing body and flying wing blended layout |
RU2662590C1 (en) * | 2017-09-21 | 2018-07-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Aircraft wing |
-
2020
- 2020-10-28 RU RU2020135343A patent/RU2749174C1/en active
Patent Citations (5)
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 |
US6138957A (en) * | 1998-12-23 | 2000-10-31 | Northrop Grumman Corporation | Swept-back wings with airflow channeling |
DE202005020011U1 (en) * | 2005-12-22 | 2006-04-20 | Scheuermann, Wolfgang Werner | Three dimensional wing design for tailless airplane, has wing with leading edge that is swept between specific degrees, trailing edge proceeding through defined lapse of wing profile depth, where root of wing is formed of belly profiles |
CN106347663A (en) * | 2016-09-22 | 2017-01-25 | 北京尖翼科技有限公司 | Unmanned aerial vehicle with wing body and flying wing blended layout |
RU2662590C1 (en) * | 2017-09-21 | 2018-07-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Aircraft wing |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU216044U1 (en) * | 2021-09-01 | 2023-01-16 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | aircraft wing |
RU216045U1 (en) * | 2021-09-01 | 2023-01-16 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | aircraft wing |
RU216083U1 (en) * | 2021-09-01 | 2023-01-16 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Aircraft wing and engine nacelle |
RU2813390C1 (en) * | 2023-09-11 | 2024-02-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский Центр "Институт имени Н.Е. Жуковского" (ФГБУ "НИЦ" Институт имени Н.Е. Жуковского") | Long-haul aircraft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0988225B1 (en) | Blunt-leading-edge raked wingtips | |
US6293497B1 (en) | Airplane with unswept slotted cruise wing airfoil | |
RU2600413C1 (en) | Aircraft wing | |
EP2738092B1 (en) | System and method for minimizing wave drag through bilaterally asymmetric design | |
US8439302B2 (en) | Aircraft with at least two rudder units in a non central arrangement | |
US20060226283A1 (en) | Hybrid transonic-subsonic aerofoils | |
WO1998017529A9 (en) | Airplane with unswept slotted cruise wing airfoil | |
RU2662590C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2749174C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2609623C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2645557C1 (en) | Aerial vehicle wing | |
US5112120A (en) | Natural flow wing | |
RU2679104C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2717405C1 (en) | Aircraft wing | |
RU216044U1 (en) | aircraft wing | |
RU2713579C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2118270C1 (en) | Multi-member tip | |
RU2813390C1 (en) | Long-haul aircraft | |
CN215475744U (en) | Stealth unmanned aerial vehicle | |
RU2772846C2 (en) | Wing of an aerial vehicle | |
RU216045U1 (en) | aircraft wing | |
RU2707164C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2662595C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2693389C1 (en) | Aircraft wing | |
RU2540293C1 (en) | Aircraft wing |