RU2801495C2

RU2801495C2 - Генератор вихрей

Info

Publication number: RU2801495C2
Application number: RU2020143596A
Authority: RU
Inventors: Мурад Абрамович Брутян; Александр Владимирович Потапчик; Татьяна Николаевна Грачёва; Федор Александрович Абрамов
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2023-08-09

Abstract

Изобретение относится к генераторам вихрей для летательных аппаратов. Генератор вихрей для аэродинамической поверхности летательного аппарата выполнен в форме листа, закрепленного с одного края на аэродинамической поверхности под углом к местному направлению потока и изогнутого в поперечном направлении в сторону подветренной стороны листа. Крепление листа к аэродинамической поверхности выполнено под углом от 80° до 100° в месте его крепления. Внешний край листа выполнен с углом изгиба 30° - 0° к аэродинамической поверхности у места закрепления листа. Изобретение направлено на уменьшение значения аэродинамического сопротивления при сохранении положительного влияния на аэродинамические характеристики. 4 ил.

Description

Изобретение относится к авиационной технике и, в частности, к конструкциям генераторов вихрей для летательных аппаратов.

Для улучшения аэродинамических характеристик летательных аппаратов известны различные конструкции генераторов вихрей, которые используются для создания в потоке у обтекаемой поверхности летательного аппарата вихревых жгутов, с целью перемешивания пограничного слоя, предотвращения отрыва потока и улучшения аэродинамических характеристик летательного аппарата (см., например, П. Чжен. Управление отрывом потока. М: из-во Мир, 1997 г. стр. 276-302).

Аналогами заявляемого изобретения также являются генераторы вихрей, защищенные патентами US №6.126.118, МПК В64С 23/06, В64С 21/10,2000 г.; US №8.656.957, МПК F15C 1/16, 2012 г.; US №9.416.802, МПК В64С 21/02, F15D 1/00, 2015 г.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, заявляемого изобретения, является генератор вихрей описанный в патенте US №4.655.419, МПК В64С 23/06, 1987 г. Выбранный прототип наиболее удобен для крепления на поверхностях летательных аппаратов и выполнен в виде плоского листа, закрепленного с одного края на аэродинамической поверхности под углом к местному направлению потока на обтекаемой поверхности летательного аппарата.

Общим недостатком приведенных аналогов и прототипа заявляемого изобретения является большое собственное аэродинамическое сопротивление, создаваемое генераторами вихрей.

Задачей и техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшение собственного аэродинамического сопротивления, создаваемого генератором вихрей.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что генератор вихрей, имеющий форму листа, закрепленного с одного края на аэродинамической поверхности летательного аппарата под углом к местному направлению потока, выполнен с изгибом листа в направлении его подветренной стороны. При этом, лист закреплен под углом от 80° до 100° к аэродинамической поверхности в месте крепления листа, а угол изгиба внешнего края листа выполнен в диапазоне от 30° до 0° к аэродинамической поверхности у места закрепления листа.

На фиг. 1 представлен генератор вихрей в изометрической проекции.

На фиг. 2 представлено поперечное сечение генератора вихрей.

На фиг. 3 представлено поперечное обтекание генератора вихрей по патенту US 4.655.419 (прототип).

На фиг. 4 представлено поперечное обтекание заявляемого генератора вихрей.

Заявляемый генератор вихрей для аэродинамических поверхностей летательных аппаратов, выполнен в виде листа 1, закрепленного с одного края 2 на аэродинамической поверхности 3, например, с помощью кронштейна 4 под углом к местному направлению потока 5. Лист 1 может быть выполнен с закругленной передней частью 6 (Фиг. 1). Лист генератора вихрей выполнен с изгибом в направлении подветренной стороны листа 7 (фиг. 1, 2).

Лист 1 закреплен к аэродинамической поверхности 3 под углом β в диапазоне от 80° до 100°. Внешний край листа 8 выполнен с углом изгиба γ в диапазоне от 30° до 0° к аэродинамической поверхности 3 у места закрепления листа.

Сущность работы заявляемого изобретения состоит в создании благоприятных условий для формирования одного устойчивого вихря без образования вторичных мелких вихрей, путем придания листу изгиба в направлении подветренной стороны листа.

Для объяснения преимуществ заявляемого генератора вихрей необходимо рассмотреть картину формирования вихрей на обтекаемой поверхности за листом генератора вихрей, выполненного по патенту US 4.655.419 (фиг. 3). При обтекании плоского листа, установленного под углом к местному направлению потока, происходит образование основного большого вихря 9, оказывающего положительное влияние на аэродинамические характеристик летательного аппарата и группы мелких вторичных вихрей 10. Мелкие вихри, не оказывают положительного влияния на аэродинамические характеристик летательного аппарата, но создают дополнительное аэродинамическое сопротивление.

В заявляемом генераторе вихрей, придание листу изгиба в направлении его подветренной стороны обеспечивает благоприятные условия для формирования одного устойчивого вихря 9 без образования мелких вихрей, создающих дополнительное сопротивление (фиг. 4).

Проведенные в аэродинамической трубе экспериментальные исследования на модели крыла показали, что заявляемый генератор вихрей имеет на 47% меньше значение аэродинамического сопротивления при сохранении положительного влияния на аэродинамические характеристики.

Claims

Генератор вихрей для аэродинамической поверхности летательного аппарата, выполненный в форме листа, закрепленного с одного края на аэродинамической поверхности под углом к местному направлению потока и изогнутого в поперечном направлении в сторону подветренной стороны листа, крепление листа к аэродинамической поверхности выполнено под углом от 80° до 100° в месте его крепления, отличающийся тем, что внешний край листа выполнен с углом изгиба 30° - 0° к аэродинамической поверхности у места закрепления листа.