RO128282A2 - Method and device with multiple independent slots for flow control on the upper side wing - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method and a device conferring high upward force to aircraft wings along with a reduced wing drag force. According to the invention, the method consists in that two or more depression zones are created around two or more slots located on the upper side wing, in the rear part, which suck the fluid jet and lead it towards an upper body (), the depression being taken over from the upstream, through some slots placed on the terminal part of the leading edge corresponding with those in the rear part, and transmitted into the terminal part of the wing by means of some independent grooves () with a Coanda effect generated by its curved-convex surface. The device claimed by the invention is provided with a system having some diaphragms () driven by some servo motors ().

Description

METODA ȘI DISPOZITIV CU FANTE MULTIPLE INDEPENDENTE PENTRU CONTROLUL CURGERII PE EXTRADOSUL ARIPIIMETHOD AND DEVICE WITH MULTIPLE INDEPENDENT FANS FOR FLOW CONTROL ON THE ARIP EXTRADOS

Invenția se referă la o metodă și la un dispozitiv destinat aripilor aeronavelor pentiu a le conferi o forță de portanță crescută și o forță de rezistență la înaintare mai mică, interveninduse asupra curgerii pe extradosul acestora.The invention relates to a method and to a device intended for the wings of aircraft to give them a higher lifting force and a lower bearing strength, acting on the flow on their extrados.

Sunt cunoscute din literatura de specialitate, în scopul creșterii portanței aripii diverse sisteme de hipersustentație, cum ar fi voletul de bord de atac, voleții de bord de fugă, precum și diverse combinații dintre aceștia, iar în scopul micșorării rezistenței la înaintare sunt diverse metode precum micșorarea rugozității suprafeței exterioare, utilizarea unor lacuri speciale care conferă suprafețelor aripei o rugozitate mică. Folosirea voleților este eficientă și facilă dar prezintă dezavantajul că este însoțită de o creștere semnificativă a rezistenței la înaintare, ceea ce impune utilizarea lor doar în fazele de decolare sau aterizare a aeronavelor. în ceea ce privește metoda micșorării rugozității pentru scăderea forței de rezistență la înaintare, eficiența este extrem de limitată.They are known in the literature, in order to increase the wing's reach various hypersensitivity systems, such as the attack board volley, the flight board volley, as well as various combinations between them, and for the purpose of reducing the resistance to advancement there are various methods such as reduction of the roughness of the outer surface, the use of special lakes that give the surface of the wing a small roughness. The use of the flywheels is efficient and easy, but it has the disadvantage that it is accompanied by a significant increase in the resistance to advancement, which requires their use only in the take-off or landing phases of the aircraft. Regarding the method of reducing the roughness to decrease the force of the resistance to advancement, the efficiency is extremely limited.

Metoda și dispozitivul, conform soluției propuse, înlătură neajunsul principal al utilizării voleților, și anume creșterea rezistenței la înaintare concomitent cu creșterea portanței aripii, prin faptul că acționează mult mai intens asupra stratului limită din zona terminală, pe extrados, acolo unde apar vârtejurile induse, unde există o disipare mare a energiei consumate pentru propulsia aeronavei.The method and device, according to the proposed solution, remove the main shortcoming of the use of the volts, namely the increase of the resistance to advancement concomitant with the increase of the wing's portability, by the fact that it acts much more intensely on the boundary layer in the end zone, on the extrados, where the induced vortices appear where there is a large dissipation of the energy consumed for the propulsion of the aircraft.

Soluția propusă constă în conceperea unei canalizații interioare aripii care să facă legătura dintre niște fante din zone cu presiune statică scăzută plasate în partea anterioară a extradosului și niște zone depresionare create special în partea sa posterioară, în aval, cu ajutorul altor fante. Aceaste ultime zone au rolul de a aspira stratul limită înspre aripă, efect ce se suprapune peste efectul Coandă care acționează în aceleași zone datorită formei curb-divergente a suprafeței extradosului, întârziind astfel desprinderea sa, reducând turbulențele. Prin superpoziția efectului de succiune al zonelor depresionare cu efectul Coandă ce acționează în zona respectivă, rezultă o acțiune amplificată a efectului Coandă ce se manifestă prin creșterea portanței și scăderea rezistenței la înaintare a aripii aeronavei, pentru o gamă variată de viteze de zbor.The proposed solution consists of designing an inner pipe for the wing to connect some slots in areas with low static pressure placed in the front of the extradition and some depression areas created especially in its rear part, downstream, with the help of other slots. The latter areas have the role of aspirating the boundary layer towards the wing, an effect that overlaps over the Coandă effect acting in the same areas due to the curved-divergent shape of the extradate surface, thus delaying its detachment, reducing turbulence. By superimposing the suction effect of the depressed areas with the Coandă effect acting in the respective area, it results in an amplified action of the Coandă effect that is manifested by increasing the lift and decreasing the resistance to the advancement of the aircraft wing, for a varied range of flight speeds.

Soluția propusă prezintă următoarele avantaje:The proposed solution has the following advantages:

- crește forța de portanță a aripii aeronavei;- the lifting force of the aircraft wing is increased;

^“2011-00895-t 3 -09- 2011^ “2011-00895-t 3 -09- 2011

- micșorează forța de rezistență la înaintare a aripii aeronavei;- decreases the forward strength of the aircraft wing;

- poate fi aplicată împreună cu celelalte metode cunoscute, în principal a voleților de bord de atac și de bord de fugă pentru creșterea forței de portanță în etapele zborului de aterizare, respectiv de decolare, efectele acestora cumulându-se;- it can be applied in conjunction with the other known methods, mainly of the attack and flight board flaps for increasing the lifting force during the landing and take-off stages, respectively, their effects being cumulated;

- metoda și dispozitivul conform invenției devin mai eficiente, amplificându-se efectul de aspirare, și deci întârzierea desprinderii stratului limită pe extradosul aripii, pe măsura creșterii vitezei aeronavei, prin scăderea presiunii statice ce se transmite din amonte în aval;- the method and device according to the invention become more efficient, amplifying the suction effect, and thus delaying the detachment of the boundary layer on the wing extractor, as the speed of the aircraft increases, by decreasing the static pressure transmitted from upstream to downstream;

- scade consumul de energie necesar deplasării aeronavei și, implicit consumul de combustibil;- decreases the energy consumption needed to move the aircraft and, consequently, the fuel consumption;

- scade consumul de energie disipată în mediul ambiant, în principal prin energie sonică prin diminuarea curgerii turbulente pe extrados metoda și dispozitivul conform invenției permițând realizarea unui zbor ecologic.- the energy consumption dissipated in the environment decreases, mainly by sonic energy by diminishing the turbulent flow on the extrados method and device according to the invention allowing an ecological flight.

Se dă, în continuare, cu titlu de exemplu, un mod de aplicare a metodei și de realizare a dispozitivului conform invenției, referitor la fig. 1, 2 și 3, care reprezintă:An example of a method of applying the method and of making the device according to the invention with reference to FIG. 1, 2 and 3, representing:

-fig. 1, vedere în proiecție axonometrică a ansamblului unui tronson de aripă, conform invenției;FIG. 1, axonometric projection view of the assembly of a wing section according to the invention;

- fig. 2, vedere în proiecție axonometrică, laterală, zonală din B din fig. 1;FIG. 2, axonometric, lateral, zonal projection view of B in fig. 1;

-fig. 3, secțiune transversală cu un plan median după axa A-A din fig. 1;FIG. 3, cross-section with a median plane along the A-A axis of fig. 1;

Dispozitivul, conform invenției, este practic un tronson de aripă alcătuit dintr-un corp superior 1, care adăpostește combustibil, aparatură și instalații etc., de care este fixat un corp median 2, care poate deasemenea adăposti de asemenea combustibil, echipamente etc., susținut de niște montanți 3, cu rolul de a păstra distanța dintre corpul superior 1 și corpul median 2, creându-se un canal a, ce face legătura aerodinamică între partea superioară din amonte a extradosului și partea terminală curb - divergentă, din aval a acestuia. De corpul median 2 al dispozitivului, este fixat un corp inferior 4, care are rolul de a adăposti ca și in cazurile anterioare, rezervoare de combustibil, instalații etc., distanța dintre corpurile 2 și 4 fiind păstrată de niște montanți 5 care crează un canal b, ce face o altă legătură aerodinamică între partea superioară din amonte a extradosului tronsonului aripii și partea terminală curb - divergentă a sa.The device, according to the invention, is basically a wing section consisting of an upper body 1, which houses fuel, equipment and installations, etc., of which a median body 2 is fixed, which can also also contain fuel, equipment, etc., supported by some uprights 3, with the role of maintaining the distance between the upper body 1 and the median body 2, creating a channel a, which makes the aerodynamic connection between the upper part upstream of the extrados and the curved-diverging terminal part, downstream of it. . By the median body 2 of the device, a lower body 4 is fixed, which has the role of sheltering as in the previous cases, fuel tanks, installations etc., the distance between bodies 2 and 4 being kept by some uprights 5 which create a channel. b, which makes another aerodynamic connection between the upper upstream part of the wing section and its curved-diverging terminal part.

în partea din amonte a carenei, în fanta din zona canalului a, presiunea statică este mică și, datorită formei specifice a acestuia, presiunea scăzută este captată și transmisă în aval, creându-se pe suprafața posterioară a extradosului aripii o zonă depresionară, de succiune, carein the upstream part of the hull, in the slot in the channel area a, the static pressure is low and, due to its specific shape, the low pressure is captured and transmitted downstream, creating a depressive, suction zone on the rear surface of the wing. , which

CAT 2 O 1 1 - O O 0 9 5 - f 3 -09- 2011 atrage curentul de fluid ce în prealabil a fost deviat înspre aripă datorită amorsării efectului Coandă pe porțiunea curb - divergentă a sa, întârziind desprinderea acestuia și formarea turbioanelor. La fel, în partea din amonte a carenei, în fanta din zona canalului b, presiunea statică este mică și, datorită formei specifice a acestuia, presiunea scăzută este captată și transmisă în aval, creându-se pe suprafața posterioară a extradosului aripii o zonă depresionară, de succiune, care atrage curentul de fluid ce în prealabil a fost deviat înspre aripă datorită amorsării efectului Coandă pe porțiunea curb - divergentă a sa, întârziind desprinderea acestuia și formarea turbioanelor.CAT 2 O 1 1 - O O 0 9 5 - f 3 -09- 2011 draws the current of fluid that was previously diverted to the wing due to the priming of the Coandă effect on its curved-divergent portion, delaying its detachment and the formation of swirls. Similarly, in the upstream part of the hull, in the slot in the channel b area, the static pressure is low and, due to its specific shape, the low pressure is captured and transmitted downstream, creating a depressive zone on the posterior surface of the wing. , of suction, which attracts the current of fluid that previously was diverted to the wing due to the priming of the Coandă effect on its curved-divergent portion, delaying its detachment and formation of swirls.

Pentru protecția dispozitivului împotriva depunerilor de praf se poate folosi o husă sau un sistem de protecție alcătuit, la partea anterioară, din niște diafragme anterioare 6 care obturează fantele de pe extrados din zonele canalelor a și b prin acționarea unor pârghii articulate 7 în sensul indicat de săgeți, de către niște servomotoare 8 care pot fi hidraulice, pneumatice sau electrice. Sub acțiunea servomotoarelor 8 diafragmele anterioare 6 culisează pe o șină de ghidare anterioară 9, prin intermediul unor role de ghidare 10. La celălalt capăt al tronsonului de aripă, pe partea anterioară și simetrică a axei A-A simt aceleași elemente constructive, cu aceleași funcții. La partea posterioară, sistemul de protecție este alcătuit din niște diafragme posterioare 11, care obturează fantele posterioare de pe extrados din zonele canalelor a și b prin acționarea unor pârghii articulate 12 în sensul indicat de săgeți, de către niște servomotoare 13 care pot fi hidraulice, pneumatice sau electrice. Sub acțiunea servomotoarelor 13 diafragmele posterioare 11 culisează pe o șină de ghidare posterioară 14, prin intermediul unor role de ghidare identice cu cele din zona anterioară. La celălalt capăt al tronsonului de aripă, pe partea posterioară și simetrică a axei A-A sunt aceleași elemente constructive, cu aceleași funcții.For the protection of the device against dust deposits, a cover or protection system made up, at the front, of some anterior diaphragms 6 that obstruct the slots on the extrados in the areas of channels a and b can be used by actuating articulated levers 7 in the sense indicated by arrows, by servomotors 8 which can be hydraulic, pneumatic or electric. Under the action of the actuators 8 the front diaphragms 6 slide on a front guide rail 9, by means of guide rollers 10. At the other end of the wing section, on the front and symmetrical axis A-A feel the same constructive elements, with the same functions. At the rear, the protection system is composed of rear diaphragms 11, which obstruct the rear slots on the extrados in the areas of channels a and b by actuating articulated levers 12 in the direction indicated by arrows, by servomotors 13 which can be hydraulic, pneumatic or electric. Under the action of the servomotors 13 the rear diaphragms 11 slide on a rear guide rail 14, by means of guide rollers identical to those of the previous area. At the other end of the wing section, on the back and symmetrical side of axis A-A are the same constructive elements, with the same functions.

în exemplul anterior a fost prezentat un mod de aplicare a metodei și de realizare a dispozitivului pentru cazul când se utilizează două fante plasate în două zone depresionare anterioare care comunică independent cu două zone depresionare create în partea posterioară prin intermediul a două canale independente a respectiv b. De asemenea, sistemul de protecție împotriva prafului a avut două diafragme anterioare și două diafragme posterioare. Pe aceleași principii se poate aplica metoda și realiza dispozitivul cu fante multiple, independente, adică cu mai mult de două fante care comunică independent, bijectiv, cu zone depresionare create în partea posterioară prin intermediul mai multor canale independente. Sistemul de protecție având un număr egal de diafragme anterioare, respectiv posterioare, cu numărul de fante utilizate.In the previous example there was presented a method of applying the method and making the device for the case when using two slots placed in two previous depression zones that communicate independently with two depression zones created at the rear through two independent channels respectively. Also, the dust protection system had two front and two rear diaphragms. On the same principles, the method can be applied and the device has multiple, independent slots, that is, with more than two slots that communicate independently, bijective, with depression zones created in the rear through several independent channels. The protection system having an equal number of front and rear apertures, respectively, with the number of slots used.

Claims (3)

REVENDICĂRI 1. Metodă și dispozitiv cu fante multiple independente pentru controlul curgerii pe extradosul aripii, caracterizat prin aceea că, în scopul creșterii forței de portanță și micșorării forței de rezistență la înaintare, se creează două sau mai multe zone depresionare în jurul a două sau mai multe fante situate pe extradosul aripii, în partea posterioară, care aspiră jetul fluid dirijându-1 înspre corpul superior (1), depresiunea fiind preluată din amonte, prin niște fante în corespondență cu cele posterioare și transmisă în partea terminală a aripii, cu ajutorul unor canale independente (a) , (b) etc.1. Method and device with independent multiple slots for flow control on the wing extruder, characterized in that two or more depressive zones are created around two or more for the purpose of increasing the lifting force and decreasing the forward resistance force. slots located on the extradition of the wing, at the rear, which aspirate the fluid jet directing it towards the upper body (1), the depression being taken upstream, through slots corresponding to the rear ones and transmitted to the terminal part of the wing, by means of channels independent (a), (b) etc. 2. Metodă și dispozitiv cu fante multiple independente pentru controlul curgerii pe extradosul aripii, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, prin construcția sa permite superpoziția efectului zonelor depresionare, de succiune, create pe partea posterioară a extradosului aripii prin intermediul unor canale independente (a), (b) etc., cu efectul Coandă generat de suprafața curb-divergentă a sa.2. Method and device with independent multiple slots for controlling the flow on the wing extruder, according to claim 1, characterized in that, by its construction, it allows the superposition of the effect of the depression, suction zones, created on the back of the wing extradition through independent channels ( a), (b) etc., with the Coandă effect generated by its curved-divergent surface. 3. Metodă și dispozitiv cu fante multiple independente pentru controlul curgerii pe extradosul aripii, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizată prin aceea că, pentru protecția fantelor , dispozitivul este dotat cu un sistem prevăzut cu diafragme obturatoare (6) respectiv (11) ce sunt acționate de niște servomotoare (8) și (13).3. Method and device with independent multiple slots for controlling the flow on the wing extruder, according to claims 1 and 2, characterized in that, for the protection of the slots, the device is equipped with a system provided with shutter apertures (6) and (11) which are actuated by actuators (8) and (13).