Крыло самолета

Полезная модель относится к авиационной технике и может быть использована в конструкции разрабатываемых самолетов.
Известно крыло самолета с установленными на верхней поверхности крыла жесткими сдвижными панелями, которые в режиме взлета и посадки выходят в поток за заднюю кромку крыла, увеличивая подъемную силу за счет увеличения площади и кривизны крыла (Житомирский Г.И. Конструкция самолетов. М. Машиностроение, 1991 год, стр. 133-134). Недостатком данного крыла самолета является повышенная сложность конструкции и ее изготовления, влияющая отрицательно на надежность летательного аппарата.
Известна, принятая в качестве прототипа, конструкция крыла летательного аппарата по патенту RU №2515698 класса МПК В64С 23/02, которая имеет заостренную заднюю кромку и закругленную переднюю кромку, и в которой подъемная сила создается подвижной лентой, скользящей в направлении движения аппарата над верхней и нижней плоскостями крыла. Основным недостатком прототипа является усложненная конструкция крыла, снижающая надежность летательного аппарата в целом.
Целью предложенной полезной модели является обеспечение без усложнения конструкции увеличения подъемной силы и снижения лобового сопротивления летательного аппарата на режимах взлета, посадки и горизонтального полета для уменьшения длины пробега и снижения расхода топлива на данных режимах работы.
Полезная модель поясняется схематическими чертежами, где на фиг. 1 представлено крыло самолета, в плане (верхняя поверхность крыла снята), на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1 и на фиг. 3 - поз.1 по фиг. 2.
Крыло самолета имеет заостренную заднюю кромку 1 и скругленную переднюю кромку 2, а также верхнюю поверхность 3 крыла над хордой профиля крыла, жестко соединенную (например, сваркой) с вибратором, выполненным в виде вибронаконечника 4 (состоящего из цилиндрического корпуса с расположенным на его оси валом, имеющим торцевые подшипники и эксцентрик - типовая конструкция), соединенного гибким валом 5 с электродвигателем 6. Поверхность 3 закреплена на каркасных элементах крыла (соединена с нижней поверхностью крыла) с использованием уплотнений 7, выполненных с возможностью поглощения вибрации. Конструкция вибратора может быть выполнена в виде электромагнитного вибратора (например, марки WURGEN MR-1), работающего от электросети самолета (на чертежах не показан).
Предложенная полезная модель работает следующим образом.
При включении в работу вибратора 4 наружная поверхность 3 крыла начинает вибрировать с большой частотой и малой амплитудой, в результате чего на поверхности 3 происходит разрушение (скалывание) вязкого подслоя пограничного слоя воздушного потока, обтекающего поверхность 3 и резкое уменьшение сопротивления трения (С.А. Ищенко, А.А. Бондарец. Влияние вибрации поверхности, омываемой полуограниченной струей на характеристики ее пограничного слоя, ISSN 1813-1166. Вiсник НАУ, 2010, №2). Эти эффекты являются следствием передачи энергии вибрации поверхностью 3 молекулам воздуха в слое, прилегающем к поверхности 3 крыла. Снижение сопротивления трения приводит к возрастанию скорости обтекания воздухом и снижению статического давления на верхней поверхности 3 крыла (В.А. Александров и др. Возбуждение вихревых течений на свободной поверхности жидкости вибрирующей пластиной. Журнал технической физики, 2019 г., том 89, вып.7, стр. 1005). При этом возрастает разность давлений на верхней и нижней поверхности крыла самолета и возрастает подъемная сила. В существующей практике эксплуатации самолетов увеличение подъемной силы возможно в ограниченных пределах увеличением угла атаки или увеличением площади крыла при использовании средств механизации крыла (выдвижением закрылков, например). В предложенной конструкции крыла использование вибрации верхней плоскости крыла дает увеличение подъемной силы даже при углах атаки близких к 0 и, соответственно, при минимальном лобовом сопротивлении, что позволяет не только уменьшить длину пробега самолета в режимах взлета и посадки, но и снизить расход топлива в режиме горизонтального полета.
Закрепление поверхности 3 на каркасных элементах крыла (фиг. 2 и 3) с использованием уплотнений 7, выполненных с возможностью поглощения вибрации (например, из резины, фторопласта и проч.), позволяет устранить возможное отрицательное влияние вибрации на конструктивные элементы крыла и корпуса самолета.