НОСОВАЯ ЧАСТЬ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (ВАРИАНТЫ)
FORWARD FUSELAGE (VERSIONS)

Изобретение относится к области моделирования сверхзвуковых пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов гражданского назначения.
Известна носовая часть летательного аппарата, содержащая кабину управления с вытянутой вперед головкой в форме конуса [1]. При сверхзвуковых скоростях летательный аппарат и его носовая часть, обтекаемые плотными, даже на больших высотах, массами воздуха, подвергаются значительному аэродинамическому нагреву, что является одним из существенных препятствий к дальнейшему увеличению скорости.
Задача изобретения заключается в уменьшении возможности аэродинамического нагрева носовой части летательного аппарата.
Технический результат достигается тем, что в носовой части летательного аппарата, содержащей кабину управления с вытянутой вперед головкой в форме конуса, головка имеет форму усеченного конуса с прикрепленной к его вершине пластиной, изготовленной из жаростойкого материала и расположенной перпендикулярно/наклонно к набегающему воздушному потоку. По периметру основания усеченного конуса установлен на ребро обруч, изготовленный из жаростойкого материала и расположенный перпендикулярно/наклонно к набегающему воздушному потоку. Ребро обруча имеет переменную высоту.
На фиг.1 и 2, изображены, соответственно, примерные схемы течения воздуха у поверхности известной и предлагаемой носовой части летательного аппарата; на фиг.3 и 4 показаны возможные формы пластин; на фиг.5 и 6 - возможные формы обруча; на фиг.7 и 8 изображены, соответственно, профили края пластины и обруча.
Известная носовая часть летательного аппарата содержит кабину 1 управления с вытянутой вперед головкой 2 в форме конуса, например кругового прямого. В этом случае, набегающий со сверхзвуковыми скоростями воздушный поток (фиг.1), соприкасается со всей поверхностью (обшивкой) носовой части летательного аппарата.
В предлагаемой носовой части летательного аппарата (фиг.2) головка имеет форму усеченного конуса с прикрепленной к его вершине пластиной 3. По периметру основания усеченного конуса установлен на ребро обруч 4. В этом случае, набегающий воздушный поток частично соприкасается с поверхностью носовой части летательного аппарата.
Пластина и обруч могут быть установлены на носовой части летательного аппарата как перпендикулярно, так и наклонно по отношению к набегающему воздушному потоку. Пластина может быть тонкой сплошной круглой (фиг.3) или овальной (фиг.4). Между пластиной и вершиной головки может быть расположен слой (не показан) теплоизоляции. Форма обруча зависит от формы основания усеченного конуса. Например, обруч может быть круглым или овальным, замкнутым или разомкнутым с постоянной (фиг.5) или переменной (фиг.6) высотой h ребра. Возможна также квадратная (прямоугольная) форма обруча со скругленными углами. Края пластины (фиг.7) и обруча (фиг.8) имеют острую кромку 5.
Для сравнительной оценки и проверки на аэродинамический нагрев изготавливают модели известной (фиг.1) и предлагаемой (фиг.2) носовой части летательного аппарата (пилотируемого самолета), содержащие кабину 1 управления с головкой 2. На предлагаемую модель устанавливают перпендикулярно к набегающему воздушному потоку изготовленную, например, из керамики круглую пластину 3 и изготовленный из жаростойкого металла (сплав на основе титана) обруч 4 с постоянной высотой h ребра и острой кромкой 5. При изготовлении пластины и обруча исходят из условия: чем выше скорость летательного аппарата, тем меньше размер (диаметр) пластины и высота ребра обруча. Оснащение модели пластиной и обручем уменьшит ее нагрев, но увеличит аэродинамическое сопротивление, на преодоление которого потребуется большая мощность двигательной (силовой) установки летательного аппарата.
Изобретение позволяет уменьшить аэродинамический нагрев носовой части летательного аппарата.
Источник информации
1. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский. - М.: Советская энциклопедия, 1976. - С.434.