RU192918U1 - AIRCRAFT - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области авиастроения и может быть использована в конструкциях летательных аппаратов с коротким взлетом и посадкой.Летательный аппарат содержит фюзеляж, в полости которого имеют возможность размещения силовая установка и грузовой отсек, пристыкованные к фюзеляжу крылья, а также воздухозаборник и щелевые сопла. Воздухозаборник расположен в верхней критической точке профилей фюзеляжа и крыльев, а щелевое сопло выполнено в задней кромке фюзеляжа и крыльев, при этом летательный аппарат оснащен законцовками на крыльях, носиком, размещенным на передней кромке фюзеляжа и консолей крыла по всему их размаху с возможностью изменения его угла наклона, а также гребнями, разделяющими поверхности фюзеляжа и крыльев, а также крыльев и их законцовок. 2 ил.The utility model relates to the field of aircraft engineering and can be used in the construction of aircraft with short take-off and landing. The aircraft contains a fuselage, in the cavity of which there is the possibility of placing a power plant and a cargo compartment, wings joined to the fuselage, as well as an air intake and slot nozzles. The air intake is located at the upper critical point of the fuselage and wing profiles, and the slotted nozzle is made at the trailing edge of the fuselage and wings, while the aircraft is equipped with wing tips, a nose placed on the front edge of the fuselage and wing consoles throughout their entire scope with the possibility of changing its angle tilt, as well as ridges separating the surface of the fuselage and wings, as well as the wings and their tips. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области авиастроения и может быть использована в конструкциях летательных аппаратов с коротким взлетом и посадкой.The utility model relates to the field of aircraft construction and can be used in the construction of aircraft with short take-off and landing.

Известен самолет короткого взлета и посадки, содержащий фюзеляж и крыло, скомпонованные по аэродинамической схеме «летающее крыло», органы управления, а также силовую установку, включающую двигатель с воздушным винтом, силовая установка и органы управления размещены в области носовой части самолета над верхней поверхностью «летающего крыла» на опоре, при этом органы управления выполнены в виде переднего горизонтального оперения и переднего вертикального оперения, смонтированных на опоре с возможностью их обдува потоком от воздушного винта, который также имеет возможность обдува верхней поверхности «летающего крыла».Known short take-off and landing aircraft containing the fuselage and wing, arranged according to the aerodynamic scheme "flying wing", the controls, as well as the power plant, including the engine with a propeller, the power plant and controls are located in the nose of the aircraft above the upper surface " flying wing ”on a support, while the controls are made in the form of front horizontal tail and front vertical tail mounted on a support with the possibility of blowing them with a stream from the air propeller, which also has the ability to blow the upper surface of the "flying wing".

(см. патент РФ №2604951, кл. В64С 29/00, 2016 г.).(see RF patent No. 2604951, class B64C 29/00, 2016).

В результате анализа известного решения необходимо отметить, что возможность обдува верхней поверхности «летающего крыла» потоком воздуха от воздушного винта силовой установки позволяет увеличить подъемную силу, однако этот эффект увеличения подъемной силы незначителен, так как проявляется только на части крыла, расположенной непосредственно за винтом и, соответственно, гиперциркуляция по крылу распределена неравномерно.As a result of the analysis of the known solution, it should be noted that the possibility of blowing the upper surface of the “flying wing” with air flow from the propeller of the propulsion system allows to increase the lifting force, but this effect of increasing the lifting force is insignificant, since it manifests itself only on the part of the wing located directly behind the screw and accordingly, wing hypercirculation is unevenly distributed.

Известен летательный аппарат, содержащий фюзеляж, лобовая и кормовая части которого выполнены симметричными, верхняя поверхность фюзеляжа выполнена в виде цилиндрического сегмента, сопряженного с боковыми поверхностями сферической формы, к которым пристыкованы крылья, расположенные на фюзеляже воздухозаборники, размещенные в полости фюзеляжа силовую установку в виде турбореактивных двигателей и грузовой отсек. На верхней поверхности фюзеляжа в кормовой части имеется ряд открытых со стороны внешнего течения воздушного потока полостей с размещенными в них обтекаемыми телами, образующими вихревые ячейки. Летательный аппарат оснащен системой управления движением и его стабилизации, выполненной в виде блоков сопл, установленных на боковых поверхностях летательного аппарата, а также механизмом фиксации положения схода воздушного потока с задней кромки фюзеляжа.A known aircraft containing the fuselage, the front and aft parts of which are symmetrical, the upper surface of the fuselage is made in the form of a cylindrical segment mating with the side surfaces of a spherical shape, to which the wings are located, the air intakes located on the fuselage located in the fuselage cavity are a power plant in the form of a turbojet engines and cargo compartment. On the upper surface of the fuselage in the rear there is a series of cavities open from the external flow of the air flow with streamlined bodies placed in them, forming vortex cells. The aircraft is equipped with a motion control and stabilization system, made in the form of nozzle blocks mounted on the side surfaces of the aircraft, as well as a mechanism for fixing the position of the air flow from the trailing edge of the fuselage.

(см. патент РФ №2033945, кл. В64С 39/00, 1995 г.) - наиболее близкий аналог.(see RF patent No. 2033945, class B64C 39/00, 1995) is the closest analogue.

В результате анализа выполнения данного летательного аппарата необходимо отметить, что в нем воздушный канал находится под обшивкой фюзеляжа, а отсос газа из него осуществляется двигателем силовой установки, при этом дополнительный воздухозаборник расположен в носовой части летательного аппарата и совмещен с основным воздухозаборником двигателя. Такая большая длина воздушных каналов приводит к значительным гидравлическим потерям и, соответственно, к снижению общего КПД системы.As a result of the analysis of the implementation of this aircraft, it should be noted that the air channel is located under the fuselage skin, and the gas is sucked out by the engine of the power plant, while the additional air intake is located in the nose of the aircraft and is combined with the main air intake of the engine. Such a large length of air channels leads to significant hydraulic losses and, consequently, to a decrease in the overall efficiency of the system.

Кроме того, профили с вихревыми ячейками представляют собой однорежимное устройство, при этом, способствуя увеличению подъемной силы, вихревые ячейки на лобовое сопротивление влияют в существенно меньшей степени, что не позволяет в значительной степени увеличить подъемную силу.In addition, the profiles with vortex cells represent a single-mode device, while contributing to an increase in the lifting force, the vortex cells affect the drag resistance to a much lesser extent, which does not allow a significant increase in the lifting force.

Наличие большого количества воздуховодов и вихревых ячеек внутри фюзеляжа уменьшает полезный объем и не позволяет разместить внутри летательного аппарата достаточное количество топлива и грузов.The presence of a large number of air ducts and vortex cells inside the fuselage reduces the usable volume and does not allow to place a sufficient amount of fuel and cargo inside the aircraft.

Техническим результатом настоящей полезной модели является увеличение подъемной силы летательного аппарата за счет более эффективного использования энергии силовой установки и отбора воздуха из критической точки профилей, образующих фюзеляж и крылья летательного аппарата, с последующим его прохождением через силовую установку и выдувом через сопло в задней кромке фюзеляжи и крыльев, а также за счет увеличения значения подсасывающей силы, направленной вперед, по направлению полета.The technical result of this utility model is to increase the lift of the aircraft due to more efficient use of the power of the power plant and air extraction from the critical point of the profiles forming the fuselage and wings of the aircraft, with its subsequent passage through the power plant and blowing through the nozzle in the trailing edge of the fuselage and wings, as well as by increasing the value of the suction force directed forward in the direction of flight.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в летательном аппарате, содержащем фюзеляж, в полости которого имеют возможность размещения силовая установка и грузовой отсек, пристыкованные к фюзеляжу крылья, а также воздухозаборник и щелевые сопла, новым является то, что воздухозаборник расположен в верхней критической точке профилей фюзеляжа и крыльев, а щелевое сопло выполнено в задней кромке фюзеляжа и крыльев, при этом летательный аппарат оснащен законцовками на крыльях, носиком, размещенным на передней кромке фюзеляжа и консолей крыла по всему их размаху с возможностью изменения его угла наклона, а также гребнями, разделяющими поверхности фюзеляжа и крыльев, а также крыльев и их законцовок.The specified technical result is ensured by the fact that in the aircraft containing the fuselage, in the cavity of which the power plant and the cargo compartment, the wings are docked to the fuselage, as well as the air intake and slotted nozzles, the air intake is located at the upper critical point of the profiles fuselage and wings, and a slotted nozzle is made in the trailing edge of the fuselage and wings, while the aircraft is equipped with wingtips, a nose placed on the front edge of the fuselage and wing consoles throughout their span with the possibility of changing its tilt angle, as well as ridges separating the surfaces of the fuselage and wings, as well as the wings and their wingtips.

Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которыхThe essence of the claimed utility model is illustrated by graphic materials on which

- на фиг. 1 - летательный аппарат, аксонометрическая проекция, вид со стороны отклоняемого носика;- in FIG. 1 - aircraft, axonometric projection, view from the side of the deflected nose;

- на фиг. 2 - летательный аппарат, аксонометрическая проекция, вид со стороны щелевого сопла.- in FIG. 2 - aircraft, axonometric projection, view from the side of the slotted nozzle.

На графических материалах нижеследующими позициями обозначены конструктивные элементы летательного аппарата:On graphic materials, the following positions indicate the structural elements of the aircraft:

1 - фюзеляж;1 - fuselage;

2 - крыло;2 - wing;

3 - законцовка крыла;3 - wingtip;

4 - воздухозаборник;4 - air intake;

5 - щелевое сопло;5 - slotted nozzle;

6 - гребень;6 - comb;

7 - отклоняемый носик.7 - rejected nose.

Летательный аппарат состоит из несущего фюзеляжа 1, пристыкованных к фюзеляжу крыльев 2 и пристыкованных к крыльям законцовок 3. В верхней критической точке профилей фюзеляжа и крыльев расположен воздухозаборник 4, предназначенный для подачи воздуха из окружающей среды в силовую установку (не показана) летательного аппарата. Критическая точка образующих фюзеляж 1 и крылья 2 профилей может быть в каждом случае определена специалистами расчетным и (или) экспериментальным путем.The aircraft consists of a carrier fuselage 1, docked to the fuselage of the wings 2 and docked to the wings of the wingtips 3. At the upper critical point of the profiles of the fuselage and wings is an air intake 4, designed to supply air from the environment to the power plant (not shown) of the aircraft. The critical point forming the fuselage 1 and the wings 2 profiles can in each case be determined by specialists by calculation and (or) experimental means.

В задней кромке фюзеляжа и крыльев расположено щелевое сопло 5.A slotted nozzle 5 is located at the trailing edge of the fuselage and wings.

Наружные поверхности набранных разными профилями фюзеляжа и крыльев отделены друг от друга вертикальными гребнями 6, выполненными в виде пластин. Такие же гребни 6 отделяют плоскости крыла, имеющие воздухозаборник и щелевое сопло, от законцовок 3 крыльев, которые воздухозаборника и сопла не имеют. Гребни выполнены только по наружной поверхности фюзеляжа и крыльев. Летательный аппарат имеет отклоняемый носок 7 с острой кромкой, размещенный вдоль передней кромки фюзеляжа и консолей крыла по всему размаху. В качестве механизма отклонения (поворота) носика 7 может быть использована широкая гамма механизмов, например, практически любой гидравлический привод (не показан).The outer surfaces of the fuselage and wings drawn by different profiles are separated from each other by vertical ridges 6 made in the form of plates. The same ridges 6 separate the wing planes having an air intake and a slotted nozzle from the wing tips 3, which do not have an air intake and nozzle. The ridges are made only on the outer surface of the fuselage and wings. The aircraft has a deflectable nose 7 with a sharp edge, placed along the front edge of the fuselage and wing consoles throughout the span. As a deflection (rotation) mechanism of the spout 7, a wide range of mechanisms can be used, for example, almost any hydraulic drive (not shown).

В фюзеляже 1 размещены силовая установка летательного аппарата и грузовой отсек (на показаны). Силовая установка может быть выполнена различным известным специалистам образом, например, аналогично ее выполнению в наиболее близком аналоге. Летательный аппарат оснащен системой его управления (не показана).In the fuselage 1 placed the power plant of the aircraft and the cargo compartment (shown). The power plant can be performed in various ways known to specialists, for example, similarly to its implementation in the closest analogue. The aircraft is equipped with a control system (not shown).

Летательный аппарат работает следующим образом.The aircraft operates as follows.

Для взлета летательного аппарата включают силовую установку. При работе силовой установки, за счет отбора воздуха из окружающей среды, создается разрежение в воздухозаборнике 4, расположенным на верхней поверхности фюзеляжа 1 и крыльев 2 в районе критической точки соответствующих формообразующих профилей фюзеляжа 1 и крыльев 2. Из воздухозаборника 4 воздух поступает в силовую установку, а из нее по внутреннему каналу (не показан) крыла и фюзеляжа - в щелевые сопла 5, расположенные в задних кромках крыла и фюзеляжа. Веерная струя, истекающая из щелевого сопла 5, создает реактивную тягу. Благодаря большой степени расширения струя имеет на выходе из сопла скорость и температуру, близкие к скорости полета и температуре окружающей среды. Это обеспечивает высокий пропульсивный коэффициент полезного действия струи. Вертикальные гребни 6 обеспечивают разделение (изоляцию) несущих поверхностей фюзеляжа 1 и крыльев 2 друг от друга. Это весьма существенно, так как несущие поверхности образованы различными профилями, имеют собственные законы изменения циркуляции воздушного потока, которые не должны влиять друг на друга. Гребни 6 позволяют исключить перетекание воздушных потоков вдоль размаха аэродинамических поверхностей летательного аппарата и обеспечивают независимое распределение воздушных потоков на поверхности фюзеляжа 1 и крыла 2, что позволяет сохранить необходимый режим течения для каждой поверхности и добиться эффективной работы каждого аэродинамического элемента летательного аппарата, что существенно увеличивает подъемную силу летательного аппарата.To take off the aircraft include a power plant. During operation of the power plant, due to the selection of air from the environment, a vacuum is created in the air intake 4 located on the upper surface of the fuselage 1 and wings 2 in the region of the critical point of the corresponding forming profiles of the fuselage 1 and wings 2. From the air intake 4, air enters the power plant, and from it through the inner channel (not shown) of the wing and fuselage — into slotted nozzles 5 located at the trailing edges of the wing and fuselage. The fan stream flowing out of the slot nozzle 5 creates a jet thrust. Due to the large degree of expansion, the jet has a velocity and temperature close to the flight speed and the ambient temperature at the nozzle exit. This provides a high propulsive efficiency of the jet. Vertical ridges 6 provide separation (isolation) of the bearing surfaces of the fuselage 1 and the wings 2 from each other. This is very significant, since the bearing surfaces are formed by different profiles, have their own laws of change in the circulation of air flow, which should not affect each other. The ridges 6 make it possible to eliminate the flow of air flows along the span of the aerodynamic surfaces of the aircraft and provide an independent distribution of air flows on the surface of the fuselage 1 and wing 2, which allows to maintain the required flow regime for each surface and to achieve the effective operation of each aerodynamic element of the aircraft, which significantly increases the lift the power of the aircraft.

Отклоняемый носик 7 используется при взлете и посадке летательного аппарата для обеспечения безотрывного обтекания аэродинамических поверхностей летательного аппарата на больших углах атаки.The deflectable nose 7 is used during take-off and landing of the aircraft to ensure continuous flow around the aerodynamic surfaces of the aircraft at large angles of attack.

На режиме крейсерского полета носик 7 отклонен вниз на оптимальный угол, соответствующий углу атаки и скорости полета и обеспечивает максимальное значение подсасывающей силы, т.е. сосредоточенной силы, которая направлена вперед по движению летательного аппарата.In cruise flight mode, the spout 7 is tilted down by an optimal angle corresponding to the angle of attack and flight speed and provides the maximum value of the suction force, i.e. concentrated force, which is directed forward along the movement of the aircraft.

Законцовки крыльев 3 всегда отклонены вниз, что уменьшает потери подъемной силы вследствие возможного перетекания воздуха с нижней поверхности крыльев на верхнюю, а также препятствуют образованию за самолетом мощных вихревых структур.The wingtips 3 are always deflected down, which reduces the loss of lift due to the possible flow of air from the lower surface of the wings to the upper, and also prevents the formation of powerful vortex structures behind the plane.

Таким образом, указанный технический результат обеспечивается за счет использования энергии силовой установки, отбирающей воздух в районе критической точки профилей, образующих фюзеляж 1 и крылья 2, а также выдувом реактивной струи в районе их задней кромки. Эффективность работы аэродинамических поверхностей летательного аппарата обеспечивается за счет использования гребней 6, отклоненных вниз законцовок крылев 3 и отклоняемых носков 7.Thus, the specified technical result is ensured by using the energy of the power plant, which takes air in the region of the critical point of the profiles forming the fuselage 1 and wings 2, as well as by blowing a jet stream in the region of their trailing edge. The efficiency of the aerodynamic surfaces of the aircraft is ensured by the use of ridges 6, the wing tips 3 deflected down and the socks 7 deflected.

Claims (1)

Летательный аппарат, содержащий фюзеляж, в полости которого имеют возможность размещения силовая установка и грузовой отсек, пристыкованные к фюзеляжу крылья, а также воздухозаборник и щелевые сопла, отличающийся тем, что воздухозаборник расположен в верхней критической точке профилей фюзеляжа и крыльев, а щелевое сопло выполнено в задней кромке фюзеляжа и крыльев, при этом летательный аппарат оснащен законцовками на крыльях, носиком, размещенным на передней кромке фюзеляжа и консолей крыла по всему их размаху с возможностью изменения его угла наклона, а также гребнями, разделяющими поверхности фюзеляжа и крыльев, а также крыльев и их законцовок.An aircraft containing a fuselage, in the cavity of which a power plant and a cargo compartment are located, wings are docked to the fuselage, as well as an air intake and slotted nozzles, characterized in that the air intake is located at the upper critical point of the fuselage and wing profiles, and the slotted nozzle is made in the rear edge of the fuselage and wings, while the aircraft is equipped with wingtips, a nose placed on the front edge of the fuselage and wing consoles throughout their span with the possibility of changing its angle of inclination, as well as ridges separating the surfaces of the fuselage and wings, as well as the wings and their tips.

Images