RU2777139C1 - Адаптивное крыло с профилем изменяемой кривизны - Google Patents
Адаптивное крыло с профилем изменяемой кривизны Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777139C1 RU2777139C1 RU2021119711A RU2021119711A RU2777139C1 RU 2777139 C1 RU2777139 C1 RU 2777139C1 RU 2021119711 A RU2021119711 A RU 2021119711A RU 2021119711 A RU2021119711 A RU 2021119711A RU 2777139 C1 RU2777139 C1 RU 2777139C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wing
- mechanical
- profile
- mechanical chains
- chains
- Prior art date
Links
- 230000003044 adaptive Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 claims description 12
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000001331 Nose Anatomy 0.000 description 4
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Адаптивное крыло с профилем изменяемой кривизны содержит две механические цепи, обшивку и опоры-рычаги, соединяющие механические цепи с обшивкой. Каждые соседние из опор-рычагов соединены между собой тягами в районе обшивки. Имеются силовые элементы, крепящиеся к механическим цепям, балка-синхронизатор, синхронизирующая изгиб механических цепей и линейный привод, обеспечивающий изменение и сохранение заданной кривизны профиля крыла. Изобретение направлено на размещение силовых элементов, топливных баков, привода и проводки. 3 ил.
Description
Изобретение относится к авиационной и водной технике, где может быть использовано либо как крыло для создания основной подъемной силы, либо как поверхность для создания управляющих усилий на данный аппарат.
Известна схема и принцип действия адаптивной аэродинамической поверхности, содержащей, как минимум, одну панель, включающую сегменты профиля и соединенный с ними механизм преобразования профиля, который состоит из звеньев, соединенных в цепь, причем любые звенья n и n+2 дополнительно связаны механической связью таким образом, что вращение звена n приводит к вращению звена n+2 в обратном направлении (2657062 С1, МПК В64 с3/48, 08/06/18).
Характерной проблемой данной адаптивной аэродинамической поверхности является значительная трудность размещения внутри нее силовых элементов, приводов и топливных баков.
Задачей является усовершенствование механизма адаптивной аэродинамической поверхности таким образом, чтобы внутри нее можно было бы разместить необходимого размера силовые элементы, топливные баки, привода и проводку.
Ожидаемым результатом является крыло с профилем изменяемой кривизны, включающее как силовые элементы, так и оборудование.
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что адаптивное крыло с профилем изменяемой кривизны содержит минимум две механические цепи, обшивку, опоры-рычаги, соединяющие механические цепи с обшивкой, при этом каждые соседние из опор-рычагов соединены между собой тягами в районе обшивки, и силовые элементы, крепящиеся к механическим цепям, минимум одну балку-синхронизатор, синхронизирующую изгиб механических цепей и минимум один линейный привод, обеспечивающий изменение и сохранение заданной кривизны профиля крыла.
В качестве силового элемента могут быть лонжероны, кессоны, ферменные конструкции.
Фиг. 1 - Общая схема адаптивного крыла с профилем изменяемой кривизны.
Фиг. 2 - Общая схема механической цепи.
Фиг. 3 - Общая схема хвостовой части адаптивного крыла.
Адаптивное крыло с профилем изменяемой кривизны (фиг. 1) состоит из силового элемента 1, представляющего собой лонжероны, либо кессоны, либо ферменную конструкцию, к которому крепятся механические цепи 2 (фиг. 2). При этом нервюра с профилем переменной кривизны образуется подвижными опорами-рычагами 3, крепящимися к механической цепи 2, каждые соседние из которых соединены друг с другом тягами 4. При этом носовой и два соседних с ней опоры-рычага 5 в носовой части нервюры неподвижно соединены с механической цепью 2.
На фиг. 2 представлена типовая механическая цепь, состоящая из носового звена 11, силовых звеньев 12, хвостового звена 13 и трансмиссии 14.
Обшивка 6 представляет собой гибкое, но не растяжимое листовое тело, крепящееся к нервюрам с профилем переменной кривизны через законцовки опор-рычагов 3. Концы обшивки 6 в хвостовом районе крыла (фиг. 3) могут свободно перемещаться друг относительно друга, но почти плотно прилегают друг к другу. Для этого на хвостовом звене 13 механической цепи 2 имеются направляющие 7, по которым скользят муфты 8, к которым крепятся концы обшивки 6.
Опоры-рычаги 3 крепятся к звеньям механической цепи 11, 12, 13 в любом количестве и в любых местах (Фиг. 2). Но при этом их нельзя крепить к ее трансмиссии 14.
Количество и тип силовых элементов 1 зависит исключительно от характера нагрузок на крыло во всех его вариациях формы, конструктивных особенностей конкретного летательного аппарата и от весовой эффективности.
Топливные баки и крупногабаритное оборудование, расположенное внутри крыла, крепится к силовым элементам посредством шарниров, рычагов и скользящих муфт.
Для синхронного изгиба всех профилей крыла используется минимум одна силовая балка-синхронизатор 9, передающая и уравновешивающая крутящие моменты на всех механических цепях 2. В определенных случаях ее роль может выполнять второй лонжерон.
Приводов 10, осуществляющих изгиб крыла, может быть минимум один на каждую консоль крыла. Они представляют собой линейные актуаторы, которые могут совершать линейные перемещения. Расположены они таким образом, чтобы как можно равномернее распределять свои усилия на все механические цепи 2 и минимизировать крутящие моменты на силовых элементах 1 и балках-синхронизаторах 9. Крепятся приводы 10 с одной стороны к силовому элементу 1, с другой - к балке-синхронизатору 9.
В плане динамики данное крыло работает следующим образом:
аэродинамические силы действуют на обшивку крыла 6. С нее они передаются через опоры-рычаги 3 на звенья механических цепей 11, 12, 13. В механической цепи 2 усилия, передаваясь от звена к звену через ее трансмиссию 14, собираются на тех звеньях, которые крепятся к силовым элементам 1. С них усилия передаются на фюзеляж летательного аппарата.
В плане кинематики данное крыло работает следующим образом:
линейный привод 10 меняет расстояние между концом рычага на звене с силовым элементом 1 и концом рычага на звене с балкой-синхронизатором 9.
При этом он меняет угол между звеном механической цепи 2, которое крепится к силовому элементу 1 и звеном механической цепи 2, которое крепится к балке-синхронизатору 9.
В соответствии с принципом работы механической цепи 2, где поворот звена n-1 в одну сторону приводит к повороту звена n+1 в другую, работа линейного привода приводит к синхронному и кинематически заданному изменению углов между всеми звеньями 11, 12, 13.
Суммарно это приведет к изменению кривизны всей механической цепи 2.
Вслед за звеньями механической цепи 2 на новые положения в пространстве переместятся основания опор-рычагов 3. При этом их угол относительно звеньев механической цепи 11, 12, 13, к которым они присоединены, изменится как и расстояния между их основаниями.
Но при этом расстояниям между законцовками опор-рычагов 3 не будет меняться за счет соединяющих каждые соседние из них тяг 4.
Это не даст обшивке 6 ни натягиваться, ни сморщиваться при изменении кривизны профиля крыла.
Носовая опора-рычаг и две соседние с ней опоры-рычаги 5 остаются неподвижными относительно носового звена механической цепи 11.
Хвостовые края обшивки 6, не поддерживаемые опорами-рычагами 3, и крепящиеся к скользящим муфтам 8 линейно перемещаются друг относительно друга, но почти плотно прилегают друг к другу из-за близости направляющих 7, по которым скользят муфты 8 на хвостовом звене механической цепи 13.
В результате все крыло меняет кривизну своего профиля.
1. Поскольку для опор-рычагов 3 нет геометрических ограничений по длине (см. Фиг. 1), то внутри крыла возможно разместить необходимые силовые элементы, топливные баки, приводы и проводку.
2. Была построена подробная трехмерная модель адаптивного крыла с профилем изменяемой кривизны. В среде программы SolidWorks были проведены ее кинематические исследования, показавшие, что данное крыло геометрически способно в значительной мере менять кривизну своего профиля.
3. Был изготовлен полноразмерный и конструктивно полноценный сегмент крыла с профилем изменяемой кривизны. Его испытания показали, что данное крыло действительно способно значительно менять кривизну своего профиля. Эксперимент показал угол между носовым и хвостовым звеном механической цепи 2 при максимальном изгибе составил 80°.
Claims (1)
- Адаптивное крыло с профилем изменяемой кривизны, содержащее минимум две механические цепи, отличающееся тем, что содержит обшивку, опоры-рычаги, соединяющие механические цепи с обшивкой, при этом каждые соседние из опор-рычагов соединены между собой тягами в районе обшивки, силовые элементы, крепящиеся к механическим цепям, минимум одну балку-синхронизатор, синхронизирующую изгиб механических цепей и минимум один линейный привод, обеспечивающий изменение и сохранение заданной кривизны профиля крыла.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2777139C1 true RU2777139C1 (ru) | 2022-08-01 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU219405U1 (ru) * | 2023-06-13 | 2023-07-14 | Алексей Владимирович Потудинский | Крыло с изменяемым профилем |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1868748A (en) * | 1931-11-28 | 1932-07-26 | Herbert J Hogan | Variable camber airfoil |
RU2130858C1 (ru) * | 1997-10-22 | 1999-05-27 | Акционерное общество открытого типа "ОКБ Сухого" | Крыло изменяемой кривизны летательного аппарата |
US6481667B1 (en) * | 2001-03-05 | 2002-11-19 | Northrop Grumman Corporation | System and method for deflecting an aerodynamic control surface |
RU2657062C1 (ru) * | 2017-07-06 | 2018-06-08 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Адаптивная аэродинамическая поверхность |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1868748A (en) * | 1931-11-28 | 1932-07-26 | Herbert J Hogan | Variable camber airfoil |
RU2130858C1 (ru) * | 1997-10-22 | 1999-05-27 | Акционерное общество открытого типа "ОКБ Сухого" | Крыло изменяемой кривизны летательного аппарата |
US6481667B1 (en) * | 2001-03-05 | 2002-11-19 | Northrop Grumman Corporation | System and method for deflecting an aerodynamic control surface |
RU2657062C1 (ru) * | 2017-07-06 | 2018-06-08 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Адаптивная аэродинамическая поверхность |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU219405U1 (ru) * | 2023-06-13 | 2023-07-14 | Алексей Владимирович Потудинский | Крыло с изменяемым профилем |
RU2819456C1 (ru) * | 2023-06-13 | 2024-05-21 | Алексей Владимирович Потудинский | Адаптивное крыло |
RU222115U1 (ru) * | 2023-10-13 | 2023-12-12 | Алексей Владимирович Потудинский | Крыло с изменяемым профилем |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3263446B1 (en) | Folding wing | |
US7931240B2 (en) | Cellular support structures used for controlled actuation of fluid contact surfaces | |
US8056865B2 (en) | Mechanism for changing the shape of a control surface | |
Ramrakhyani et al. | Aircraft structural morphing using tendon-actuated compliant cellular trusses | |
CN108622370B (zh) | 飞机机翼 | |
ES2719092T3 (es) | Borde de ataque aerodinámico transformable | |
CN109572995B (zh) | 双程形状记忆合金和液压复合驱动的可变翼型机翼前缘 | |
Amendola et al. | Distributed actuation concepts for a morphing aileron device | |
EP2998217B1 (en) | A link for coupling an aircraft lift device to a track | |
CN106275388B (zh) | 一种基于平面连杆闭环单元的含复铰可变形机翼后缘机构 | |
Yuzhu et al. | Design and experiment of concentrated flexibility-based variable camber morphing wing | |
CN104176238A (zh) | 一种高精度轻质可控伸缩翼机构 | |
KR20170141182A (ko) | 트레일링 에지 플랩을 갖는 헬리콥터 에어로포일 | |
US20150259061A1 (en) | Aerodynamic device | |
CN111907693A (zh) | 一种可变弯度的机翼 | |
CN110001922B (zh) | 飞行器的机翼 | |
CN104176237B (zh) | 可变形机翼装置以及应用其的飞机 | |
RU2777139C1 (ru) | Адаптивное крыло с профилем изменяемой кривизны | |
Werter et al. | Design and experiments of a warp induced camber and twist morphing leading and trailing edge device | |
US2969933A (en) | Linking airplanes and wings of airplanes | |
US2749060A (en) | Airplane wing | |
CN115583333A (zh) | 气动表面的翼型件以及气动表面 | |
CN111688913B (zh) | 一种双驱动可变展长与上下反角的机翼 | |
WO2003082671A1 (en) | Aerofoil with variable camber | |
US8282035B2 (en) | Mechanical device for combining first and second control orders, and an aircraft provided with such a device |