RU2687857C1 - Vehicle air drag reducing device - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: device is intended to reduce drag of vehicle air. Device comprises a power supply, a metal electrode, a fairing metal body, an insulator around the electrode, wherein the metal electrode and the fairing body are electrically connected to the power supply source, the power supply source is made polar, the metal electrode is needle-shaped, insulator is made from material with high coefficient of dielectric permeability, for example electrical porcelain, and negative pole of source is connected to a needle electrode.EFFECT: higher reliability of air resistance reducing device operation.1 cl, 1 dwg

Description

Устройство относится к технике снижения аэродинамического сопротивления тел в воздушном потоке.The device relates to a technique for reducing the aerodynamic drag of bodies in an air stream.

Известно устройство для уменьшения лобового сопротивления транспортного средства, (Патент РФ N 2085765, кл. F15D 1/10, Способ уменьшения аэродинамического сопротивления тела., Дубинов А.Е., Корнилова И.Ю.; Заявл: 24.03.1995., опубл. 1997, Бюл. №21), которое обеспечивает воздействие на встречный поток газа подачей струи газа с частицами твердого материала навстречу потоку и одновременным производством колебательных движений головной частью твердого тела относительно центра ее тяжести.A device for reducing the drag of a vehicle is known, (Patent of the Russian Federation N 2085765, class F15D 1/10, Method for reducing body aerodynamic resistance., Dubinov AE, Kornilova I.Yu .; Announcement: 03/24/1995., Publ. 1997, Bull. No. 21), which provides an impact on a counter-flow of gas by supplying a jet of gas with particles of solid material towards the flow and simultaneous production of oscillatory movements by the head part of the solid relative to its center of gravity.

Указанное устройство обеспечивает снижение аэродинамического сопротивления, но сложно в изготовлении и требует больших затрат энергии на колебательные движения головной части твердого тела, требует твердого материала и не обладает надежностью крепления головной части вследствие вибрационных воздействий.The specified device provides a reduction in aerodynamic resistance, but is difficult to manufacture and requires a large expenditure of energy on the oscillatory movements of the head of a solid, requires a solid material and does not have the reliability of fastening the head part due to vibration effects.

Известно устройство для уменьшения лобового сопротивления транспортного средства, (Статья: Третьяков П.К., Гаранин А.Ф., Грачев Г.Н. и др. Управление сверхзвуковым обтеканием тел с использованием мощного оптического пульсирующего разряда // ДАН. - 1996. Том 351, N 3. - С. 339-340) включающее импульсный лазер мощного оптического пульсирующего разряда, луч которого направлен навстречу движению транспортного средства.A device is known to reduce vehicle drag, (Article: Tretyakov P.K., Garanin A.F., Grachev G.N. and others. Control of supersonic flow around bodies using a powerful optical pulsed discharge // DAN. - 1996. Vol. 351, N 3. - p. 339-340) including a pulsed laser of a powerful optical pulsating discharge, the beam of which is directed towards the movement of the vehicle.

Устройство обеспечивает снижение лобового сопротивления воздуха транспортному средству за счет формирования потока лучевой анергии на борту летательного аппарата, его фокусировки и излучения в атмосферный воздух, создания в нем области энерговыделения, формирования объемного плазменного канала, который снижает интенсивность ударных волн перед летательным аппаратом. Недостаток: требует для этого очень сложного и энергоемкого оборудования.The device provides a reduction in frontal air resistance of the vehicle due to the formation of a beam of radiation anergy on board the aircraft, its focusing and radiation into the atmospheric air, creating an area of energy release in it, forming a voluminous plasma channel that reduces the intensity of shock waves in front of the aircraft. Disadvantage: requires for this very complex and energy-intensive equipment.

Известно, также устройство для уменьшения лобового сопротивления транспортного средства (Патент РФ №2171205, МПК F15D 001/10. Способ уменьшения аэродинамического сопротивления тела в сверхзвуковом потоке / Дубинов А.Е., Корнилова И.Ю.; Заявл: 11.15.1999; Опубл.: 27.07.2001., Изобретения РФ. бюл. №28). Принято за прототип. Устройство содержит источник импульсного высоковольтного напряжения, сегнетрэлектрический элемент, металлический электрод, металлический корпус, изолятор. При этом уменьшение аэродинамического сопротивления тела в сверхзвуковом потоке, заключающееся в импульсно-периодическом энергетическом воздействии на встречный поток газа, осуществляется путем подачи импульсно-периодического высоковольтного напряжения вдоль поверхности сегнетоэлектрического элемента, размещенного в лобовой части летательного аппарата. Устройство основано на явлении зажигания электрического разряда вдоль поверхности сегнетоэлектрика, что приводит к образованию слоя приповерхностной плазмы. Сегнетоэлектрический элемент выполняется в виде обтекаемого тела, размещенного на лобовой части летательного аппарата. В центр сегнетоэлектрического элемента параллельно направлению летательного аппарата помещается металлический электрод. Вторым электродом является сам корпус летательного аппарата. К этим двум электродам прикладываются периодически следующие импульсы высокого напряжения. В результате этого вдоль поверхности сегнетоэлектрического элемента зажигается электрический разряд. Такое расположение электродов позволяет создать слой приповерхностной плазмы на обтекателе.It is also known a device for reducing vehicle drag (RF Patent No. 2171205, IPC F15D 001/10. Method for reducing body aerodynamic drag in supersonic flow / Dubinov A.E., Kornilov I.Yu.; Claim: 11.15.1999; Publ. .: 07.27.2001., Inventions of the Russian Federation. Bull. No. 28). Taken as a prototype. The device contains a source of pulsed high voltage, a ferroelectric element, a metal electrode, a metal body, an insulator. At the same time, the aerodynamic resistance of a body in a supersonic flow, consisting in a pulse-periodic energy effect on a counter-flow of gas, is reduced by applying a pulse-periodic high-voltage voltage along the surface of a ferroelectric element located in the frontal part of the aircraft. The device is based on the phenomenon of ignition of an electric discharge along the surface of a ferroelectric, which leads to the formation of a layer of near-surface plasma. The ferroelectric element is in the form of a streamlined body placed on the frontal part of the aircraft. In the center of the ferroelectric element parallel to the direction of the aircraft is placed a metal electrode. The second electrode is the airframe itself. Periodically following high voltage pulses are applied to these two electrodes. As a result, an electrical discharge is ignited along the surface of the ferroelectric element. This arrangement of the electrodes allows you to create a layer of near-surface plasma on the fairing.

Недостатком прототипа является нестабильная работа сегнетоэлектрика, т.к. она - зависит от температуры плазмы, требует применения дорогостоящих материалов и высокой стоимости оборудования.The disadvantage of the prototype is the unstable operation of a ferroelectric, since it depends on the plasma temperature, requires the use of expensive materials and the high cost of equipment.

Задачей (Техническим результатом) настоящего изобретения является повышение надежности работы устройства снижения сопротивления воздуха.The objective (Technical result) of the present invention is to increase the reliability of the device for reducing air resistance.

Задача решается тем что устройство для снижения лобового сопротивления воздуха транспортного средства включающее источник электропитания, металлический электрод, металлический корпус обтекателя, изолятор вокруг электрода, причем металлический электрод и корпус обтекателя электрически связаны с источником электропитания, причем источник электропитания выполнен полярным, металлический электрод выполнен игольчатым, изолятор выполнен из материала с высоким коэффициентом диэлектрической проницаемости, например электрофарфора, а отрицательный полюс источника соединен с игольчатым электродом.The task is solved by the fact that the device for reducing the frontal resistance of the vehicle air includes a power source, a metal electrode, a metal fairing body, an insulator around the electrode, and the metal electrode and the fairing body are electrically connected to the power source, the power source is made polar, The insulator is made of a material with a high dielectric constant, for example, electric porcelain, and The source source pole is connected to a needle electrode.

Анализ уровня техники, включающий поиск по патентно-информационным источникам, содержащим сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что предлагаемое устройство отличается от известной тем что, транспортное средство оснащено в передней части транспортного средства коронирующими электродами, подключенными к источнику питания, и между электродами возникает коронный разряд что приводит к уменьшению вязкости воздуха, этот признак отсутствует в описаниях аналогов и прототипа, что доказывает "новизну изобретения".The analysis of the prior art, including a search for patent information sources containing information about the analogues of the claimed invention, allowed to establish that the proposed device differs from the known one in that the vehicle is equipped with a discharge electrode connected to a power source and between the electrodes in the front part of the vehicle. there is a corona discharge which leads to a decrease in air viscosity; this feature is absent in the descriptions of the analogs and the prototype, which proves the "novelty of the invention."

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня установлено что, исходя из уровня техники, выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками преобразований на достижение технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".To verify the compliance of the claimed invention with the requirement of the inventive step, it has been established that, based on the prior art, the effect of the transformations envisaged by the essential features on the achievement of the technical result has been revealed. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step".

Соответствие заявленного изобретения требованию "промышленная применимость" обосновывается тем, что устройство уменьшения лобового сопротивления воздуха в транспортном средстве состоит из элементов, представляющих собой известные устройства, комплектование которых не представляет трудностей.Compliance with the claimed invention the requirement of "industrial applicability" is justified by the fact that the device for reducing the frontal air resistance in a vehicle consists of elements that are known devices, the acquisition of which is not difficult.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Устройство для уменьшения лобового сопротивления транспортного средства чертеж включает: металлический электрод - 1, металлический корпус обтекателя - 2, изолятор 3 вокруг электрода - 1, источник электропитания - 4Device for reducing the drag of a vehicle; the drawing includes: a metal electrode - 1, a metal body of the fairing - 2, an insulator 3 around the electrode - 1, a power supply - 4

В режиме движения транспортного средства запускается источник электропитания 4, напряжение которого прикладывают к электродам 1. Изолятор вокруг электрода 3 используется для предотвращения электрического пробоя. Коронный разряд, стекающий с заостренного электрода 1, приводит к ионизации газовой среды перед лобовой частью в приповерхностном слое обтекаемого транспортного средства, к уменьшению вязкости вбздуха и отталкиванию отрицательных аэроионов от поверхности лобовой части, соответственно, к снижению давления в приповерхностном слое воздуха, как следствие, к уменьшению аэродинамического сопротивления транспортного средства.In the vehicle running mode, a power supply 4 is started, the voltage of which is applied to the electrodes 1. An insulator around the electrode 3 is used to prevent electrical breakdown. Corona discharge flowing from the pointed electrode 1 leads to ionization of the gaseous medium in front of the frontal layer in the near-surface layer of the streamlined vehicle, reduction of air viscosity and repulsion of negative aeroions from the surface of the frontal part, respectively, reduction of pressure in the near-surface air layer, as a result to reduce the aerodynamic drag of the vehicle.

Claims (1)

Устройство для снижения лобового сопротивления воздуха транспортного средства, включающее источник электропитания, металлический электрод, металлический корпус обтекателя, изолятор вокруг электрода, причем металлический электрод и корпус обтекателя электрически связаны с источником электропитания, отличающееся тем, что источник электропитания выполнен полярным, металлический электрод выполнен игольчатым, изолятор выполнен из материала с высоким коэффициентом диэлектрической проницаемости, например электрофарфора, а отрицательный полюс источника соединен с игольчатым электродом.A device for reducing the frontal air resistance of a vehicle, comprising a power source, a metal electrode, a metal fairing body, an insulator around the electrode, the metal electrode and the fairing body being electrically connected to a power source, characterized in that the power source is made polar, the metal electrode is acicular, The insulator is made of a material with a high dielectric constant, for example, electro porcelain, and is negative The second pole of the source is connected to the needle electrode.

Images