WO2019212387A1 - Способ создания подъёмной силы лопасти или тяги винта и эжекторная лопасть ольховского - Google Patents
Способ создания подъёмной силы лопасти или тяги винта и эжекторная лопасть ольховского Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019212387A1 WO2019212387A1 PCT/RU2019/000282 RU2019000282W WO2019212387A1 WO 2019212387 A1 WO2019212387 A1 WO 2019212387A1 RU 2019000282 W RU2019000282 W RU 2019000282W WO 2019212387 A1 WO2019212387 A1 WO 2019212387A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- blade
- lower edge
- ejector
- propeller
- holes
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/16—Blades
- B64C11/20—Constructional features
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/32—Rotors
- B64C27/46—Blades
- B64C27/473—Constructional features
Definitions
- a method of creating the lifting force of a blade or propeller thrust and an ejector blade of Olkhovsky is a method of creating the lifting force of a blade or propeller thrust and an ejector blade of Olkhovsky.
- the invention relates to the field of aviation, in particular to the structures of propellers of aircraft, aircraft or quadrocopters, helicopter blades.
- Patent Known 2465173 Cl, publ., 10.27.2012 which discusses the design of the pulling and rotors of unmanned aerial vehicles and ultralight aircraft - aeromechanical propeller.
- the thrust of the screws is controlled mechanically due to the rotation of their blades, this leads to a complication of the device and energy loss.
- the proposed method of creating lifting force and traction is applicable in a wide range of speeds and has a significant energy gain compared with the prototype for creating traction and / or lifting force.
- the technical result of the invention is the creation of a helicopter blade, a propeller or a propeller or quadrocopter propeller blade, which have low power consumption and high efficiency.
- This goal is achieved by the fact that on the lower edge of the blade creates a system of blind holes perpendicular to the chord of the blade or tilted in the direction of flow.
- the holes can be round, ellipsoidal, conical with a base on the lower edge, pyramidal with a base on the lower edge or square.
- the effectiveness of the system is determined by the ratio of the length of the holes to the cross-sectional area or the average cross-sectional area. The greater the length in “calibers”, the higher the ejector efficiency holes.
- the air is sucked out of the plugged holes, thereby reducing the pressure in the holes.
- the reaction of the medium to voids creates pressure on the lower edge, which significantly exceeds the pressure caused by the difference in the velocity of flow around the upper and lower edges.
- the lifting force is created not due to the difference in flow rates, but due to the reaction of the medium to voids, and since it is several times higher than the lifting force of a standard blade, when combined, it is the main resulting lifting force.
- the control of the lifting force (its change) is carried out by changing the angle of attack of the ejector blade at positive or negative angles.
- the increase in lift occurs when the negative angles of attack increase until the flow stalls .
- the flow velocity in the boundary layer increases compared to the upper edge, and thereby the ejector effect sharply increases.
- the reaction of the medium to voids creates pressure on the lower edge.
- FIG. 1 shows a cross section through an ejector blade.
- FIG. 2 shows a section of an ejector blade downstream with a characteristic curvature at the lower edge.
- FIG. 3 shows a section of an ejector blade in isometric section.
- FIG. 4 shows a part of an ejector blade with a curvature at the lower edge in isometry.
- the ejector blade works as follows:
- blind holes 2 located on the lower edge of the blade 3 perpendicular to the chord of the blade or with an inclination towards the flow.
- the lower edge 3 of the blade is blown by the oncoming flow, while air is sucked (ejected) from the holes 2, forming a total zone of reduced pressure.
- the reaction of the medium to voids creates pressure on the lower edge.
- the larger the angle of attack of the blade the greater the ejection effect due to the greater flow velocity and, accordingly, large ejection angles.
- the formation of the lifting force depends on the depth of the blind holes, the diameter of the holes or their average area, their inclination in the flow, the total area of the holes on the lower edge, the flow velocity and its angle with respect to the lower edge.
- the lower edge Since the lifting force of the blade is formed due to the ejection of air from the holes, the lower edge has a total pressure caused by the reaction of the medium to voids, significantly larger than the upper one and creates a significantly higher lifting force with respect to a conventional blade at the same speeds and angles of attack, respectively, in the negative and plus side.
- a method of creating the lifting force of a rotor blade or propeller and the Olkhovsky ejector blade allows to achieve a significant gain in the energy of the aircraft and / or helicopter when they movement in the air due to the creation of a significantly greater lifting, pulling or pushing force (two to three times) at the same energy costs.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям лопастей винтов летательных аппаратов, самолета, квадрокоптера или вертолета. Техническим результатом изобретений является создание лопасти вертолета, лопасти толкающего или тянущего винта самолета или квадрокоптера, которые обладают малым энергопотреблением и высоким КПД. Сущность изобретений заключается в том, что создании подъемной силы лопасти воздушного винта состоящей из нижней кромки и верхней с характерной кривизной, на нижней кромке эжекторной лопасти воздушного винта создают систему глухих отверстий, перпендикулярных хорде лопасти или с наклоном в сторону потока.
Description
Способ создания подъёмной силы лопасти или тяги винта и эжекторная лопасть Ольховского.
Область техники
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтов летательных аппаратов, самолета или квадрокоптера, лопасти вертолёта.
Предшествующий уровень техники
Известен патент РФ N° 2529065 Cl , опуб., 27.09.2014, в котором рассматривается лопасть несущего винта летательного аппарата, относящегося к воздухоплаванию, предназначенная для создания аэродинамической подъемной силы. Недостатками указанной лопасти является её высокое аэродинамическое сопротивление при движении, а также наличие турбины внутри этой лопасти, что приводит к снижению КПД.
Известен патент
2465173 Cl, опуб., 27.10.2012, в котором рассматривается устройство тянущих и несущих винтов беспилотных летательных аппаратов и сверхлегких самолетов - аэромеханический воздушный винт. В данном устройстве управление тягой винтов производится механически за счет разворота их лопастей, это приводит к усложнению устройства и потерям энергии.
Раскрытие изобретений
Предлагаемый способ создания подъёмной силы и тяги применим в широком диапазоне скоростей и имеет существенный выигрыш в энергии по сравнению с прототипом для создания тяги и/или подъёмной силы.
Техническим результатом изобретений является создание лопасти вертолёта, лопасти толкающего или тянущего винта самолета или квадрокоптера, которые обладают малым энергопотреблением и высоким КПД. Поставленная цель достигается тем, что на нижней кромке лопасти создается система глухих отверстий, перпендикулярных хорде лопасти или наклоненных в сторону движения потока. Отверстия могут быть круглыми, эллипсоидными, коническими с основанием на нижнюю кромку, пирамидальными с основанием на нижнюю кромку или квадратными. Во всех случаях эффективность системы определяется отношением длины отверстий к площади сечения или средней площади сечения. Чем больше длина в «калибрах», тем выше эффективность эжекторных
отверстий. Эжектируемый движением потока, обтекающего нижнюю кромку лопасти, воздух отсасывается из заглушенных отверстий, тем самым снижая давление в отверстиях. Реакция среды на пустоты создает давление на нижнюю кромку, которое значительно превышает давление, вызванное разностью скоростей обтекания верхней и нижней кромки. Таким образом, подъёмная сила создается не за счет разности скоростей потока, а за счет реакции среды на пустоты и так как она в несколько раз превышает подъёмную силу стандартной лопасти, то при сложении она является основной результирующей подъёмной силой.
Управление подъемной силой (её изменение) осуществляется изменением угла атаки эжекторной лопасти на положительные или отрицательные углы.
При использовании обычной аэродинамической схемы лопасти с характерной кривизной на верхней кромке лопасти, увеличение подъёмной силы происходит с увеличением угла атаки лопасти. На нем как обычно возникает разница давлений за счет разности скоростей обтекания и вызванная этой разностью подъёмная сила, направленная вверх. Нижняя кромка, снабженная в большом количестве наклоненными в сторону движения потока глухими отверстиями, также обтекается набегающим потоком и за счет эжекторного эффекта в отверстиях создаётся разрежение, которое увеличивается с увеличением угла атаки, так как увеличивается угол эжектирования. Реакция среды на пустоты создает давление на нижнюю кромку. Эти силы векторно складываются, и так как они направлены в одну сторону, результирующая сила будет значительно превышать подъёмную силу обычной лопасти.
При варианте «перевернутой лопасти», то есть когда характерная кривизна находится на нижней кромке лопасти, и также на нижней кромке расположено большое количество глухих отверстий, перпендикулярных хорде лопасти или наклоненных в сторону потока, увеличение подъёмной силы происходит при увеличении отрицательных углов атаки до срыва потока. Это происходит потому, что на нижней кромке за счет характерной кривизны при увеличении отрицательного угла атаки возрастает по сравнению с верхней кромкой скорость обтекания в пограничном слое и тем самым резко возрастает эжекторный эффект. Реакция среды на пустоты создает давление на нижнюю кромку. Так как подъёмная сила «перевернутой лопасти», создаваемая за счет разности обтекания потоками верхней и нижней кромок направлена в этом случае вниз, то при векторном сложении с результирующей силой, возникающей в эжекторных отверстиях, она вычитается из неё. Эжекторная составляющая результирующей силы в несколько раз (в 2-Зраза) больше и тем самым мы получаем выигрыш в общей силе. Это можно использовать в конструкции винтов квадрокоптеров для увеличения скороподъёмности.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан разрез эжекторной лопасти по потоку.
На фиг. 2 показан разрез эжекторной лопасти по потоку с характерной кривизной на нижней кромке.
На фиг. 3 показана часть эжекторной лопасти в разрезе в изометрии.
На фиг. 4 показана часть эжекторной лопасти с зарактерной кривизной на нижней кромке в изометрии.
Лучшие варианты осуществления изобретений
Работа эжекторной лопасти вертолёта или лопасти винта иллюстрируется позициями: (Фиг.1,2, 3,4) лопасть 1, глухие отверстия 2, нижняя кромка лопасти 3, верхняя кромка лопасти 4.
Эжекторная лопасть работает следующим образом:
Для увеличения подъёмной силы лопасти 1 она снабжена глухими отверстиями 2, расположенными на нижней кромке лопасти 3 перпендикулярно хорде лопасти или с наклоном в сторону потока. Фиг.1,2, 3,4.
Нижняя кромка 3 лопасти обдувается набегающим потоком, при этом из отверстий 2 отсасывается (эжектируется) воздух, образуя суммарную зону пониженного давления. Реакция среды на пустоты создает давление на нижнюю кромку. Чем больше угол атаки лопасти, тем больше эжектирующий эффект за счет большей скорости обтекания и соответственно больших углов эжектирования. Зоной создания подъёмной силы лопасти с помощью эжектирующих отверстий теоретически можно считать от 0 градусов до зоны срыва потока - это зависит от скорости набегающего потока и формы лопасти. Формирование подъёмной силы зависит от глубины глухих отверстий, диаметра отверстий или их средней площади, их наклона по потоку, суммарной площади отверстий на нижней кромке, скорости потока и его угла по отношению к нижней кромке.
Промышленная применимость
Так как подъёмная сила лопасти формируется за счет эжекции воздуха из отверстий, нижняя кромка имеет суммарное давление, вызванное реакцией среды на пустоты, существенно больше верхней и создает существенно большую подъёмную силу по отношению к обычной лопасти на тех же скоростях и углах атаки соответственно в минусовую и плюсовую сторону.
Таким образом, использование изобретения «Способ создания подъёмной силы лопасти или тяги винта и эжекторная лопасть Ольховского» позволяет достичь существенного выигрыша в энергетике летательного аппарата и/или вертолета при их
движении в воздухе за счет создания значительно большей подъёмной, тянущей или толкающей силы (в два-три раза) при одинаковых затратах энергии.
Claims
1. Способ создания подъёмной силы лопасти воздушного винта состоящей из нижней кромки и верхней с характерной кривизной, отличающийся тем, что на нижней кромке эжекторной лопасти воздушного винта создают систему глухих отверстий, перпендикулярных хорде лопасти или с наклоном в сторону потока.
2. Эжекторная лопасть воздушного винта, состоящая из нижней кромки и верхней с характерной кривизной, отличающаяся тем, что на нижней кромке эжекторной лопасти создана система глухих отверстий перпендикулярных хорде лопасти или с наклоном в сторону потока.
3. Эжекторная лопасть воздушного винта по п. 2. отличающаяся тем, что характерная кривизна профиля лопасти расположена на нижней кромке лопасти воздушного винта.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116404 | 2018-05-03 | ||
| RU2018116404 | 2018-05-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2019212387A1 true WO2019212387A1 (ru) | 2019-11-07 |
Family
ID=68386460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000282 WO2019212387A1 (ru) | 2018-05-03 | 2019-04-19 | Способ создания подъёмной силы лопасти или тяги винта и эжекторная лопасть ольховского |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2019212387A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112389630A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-23 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种上层大气层超高速巡航飞行器的减重机翼 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2447153A1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-02 | Zuei-Ling Lin | Method of enhancing the output efficiency of a propeller and reducing the noise thereof |
| RU2482011C2 (ru) * | 2010-11-30 | 2013-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Гребной винт |
| US20170174321A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Amazon Technologies, Inc. | Propeller treatments for sound dampening |
| US20170334554A1 (en) * | 2014-12-19 | 2017-11-23 | Sikorsky Aircraft Corporation | Aircraft rotor blade with reduced stress |
-
2019
- 2019-04-19 WO PCT/RU2019/000282 patent/WO2019212387A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2447153A1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-02 | Zuei-Ling Lin | Method of enhancing the output efficiency of a propeller and reducing the noise thereof |
| RU2482011C2 (ru) * | 2010-11-30 | 2013-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Гребной винт |
| US20170334554A1 (en) * | 2014-12-19 | 2017-11-23 | Sikorsky Aircraft Corporation | Aircraft rotor blade with reduced stress |
| US20170174321A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Amazon Technologies, Inc. | Propeller treatments for sound dampening |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112389630A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-23 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种上层大气层超高速巡航飞行器的减重机翼 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3363731B1 (en) | Ejector and airfoil configurations | |
| US7134631B2 (en) | Vorticity cancellation at trailing edge for induced drag elimination | |
| US9555895B2 (en) | Motor pylons for a kite and airborne power generation system using same | |
| JP5308349B2 (ja) | 大きな振動ピッチングモーメントの発生を遅らせて最大揚力を増大させるための、ロータブレード上の渦発生片 | |
| EP1159533B1 (en) | Centrifugal air flow control | |
| US8579594B2 (en) | Wind turbine blade with submerged boundary layer control means | |
| EP2957766B1 (en) | Pressure side stall strip for wind turbine blade | |
| US20050106016A1 (en) | Method and system for regulating fluid flow over an airfoil or a hydrofoil | |
| US7475853B2 (en) | Method and system for regulating external fluid flow over an object's surface, and particularly a wing and diffuser | |
| WO2009026926A1 (en) | Wind turbine blade with submerged boundary layer control means comprisin crossing sub-channels | |
| US20160152324A1 (en) | Fluidic fence for performance enhancement | |
| US10669026B2 (en) | Lift cell modules and lift pods | |
| US10730606B2 (en) | Systems, methods, and apparatuses for airfoil configuration in aircraft | |
| WO2019212387A1 (ru) | Способ создания подъёмной силы лопасти или тяги винта и эжекторная лопасть ольховского | |
| US9708060B2 (en) | Flow diverting lift element | |
| RU103093U1 (ru) | Устройство создания подъемной силы над поверхностью воды | |
| RU2267657C2 (ru) | Способ повышения эффективности работы лопасти (варианты) | |
| CN216943525U (zh) | 一种带偏转导流片的分布式电涵道襟翼增升系统 | |
| CN209833977U (zh) | 一种二维流体飞行器 | |
| GB2374331A (en) | Aerofoil with protruding aerodynamic surface | |
| US4895323A (en) | Rag control for powered lift aircraft | |
| US11325701B2 (en) | Aircraft propulsion system, method of manufacture and use thereof | |
| WO2019212386A1 (ru) | Способ создания подъёмной силы крыла и эжекторное крыло ольховского | |
| WO2019239123A1 (en) | Wing-tip device | |
| CN216301451U (zh) | 一种利用射流振荡器强化的涡流发生器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19796266 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19796266 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |