КРЫЛО ШИРОКОФЮЗЕЛЯЖНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА /ВАРИАНТЫ/
WIDE-BODY AIRCRAFT WING (VERSIONS)

Изобретение относится к области моделирования широкофюзеляжных летательных аппаратов гражданского назначения, преимущественно, самолетов с прямоугольной, трапециевидной формой крыла.
Известно крыло широкофюзеляжного летательного аппарата, содержащее каркас, обшивку, верхние и нижние аэродинамические поверхности, элементы отклонения воздушных потоков и турбореактивный/реактивный двигатель [1].
Задача изобретения заключается в увеличении подъемной силы крыльев, повышении маневренности широкофюзеляжного летательного аппарата.
Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что в крыле широкофюзеляжного летательного аппарата, содержащем каркас, обшивку, верхние и нижние аэродинамические поверхности, элементы отклонения воздушных потоков, по меньшей мере, один турбореактивный/реактивный двигатель, в каркасе выполнено круглое сквозное отверстие с размещенным в нем открытым для набегающего воздушного потока полым вращающимся на центральной оси диском, имеющим обод, выпуклую верхнюю и плоскую нижнюю аэродинамические поверхности, причем между диском и каркасом образована кольцевая щель, а держатель диска неподвижно прикреплен к каркасу и расположен вдоль по отношению к осевой линии фюзеляжа
Технический результат решения поставленной задачи достигается также тем, что в крыле широкофюзеляжного летательного аппарата, содержащем каркас, обшивку, верхние и нижние аэродинамические поверхности, элементы отклонения воздушных потоков, по меньшей мере, один турбореактивный/реактивный двигатель, в каркасе выполнено круглое сквозное отверстие для оси руля направления, установленного со стороны нижней/верхней аэродинамической поверхности.
На фиг. 1 изображен общий вид широкофюзеляжного летательного аппарата с установленными на крыльях вращающимися дисками и рулями направления; на фиг. 2 - изображена схема крепления вращающегося диска к каркасу крыла; на фиг. 3 изображен обтекаемый кожух для привода вращения диска; на фиг. 4 изображен фрагмент крыла с установленным со стороны нижней аэродинамической поверхности рулем направления; на фиг. 5 показана схема привода поворота руля направления.
Прикрепленные к несущему (обладающему подъемной силой) плоскому широкому фюзеляжу 1 летательного аппарата (фиг. 1) крылья 2 содержат каркас 3, обшивку 4, элементы (закрылки, элероны) 5 отклонения воздушного потока, обтекающего верхние 6 и нижние 7 аэродинамические поверхности. Крылья могут иметь традиционный (Н.Е. Жуковского) профиль или иной, например, профиль плоской пластины. Каждое крыло имеет треугольной формы концевой участок 8, отогнутый, по отношению к верхней аэродинамической поверхности на угол α=125-135°. Над каждым крылом (со стороны стекающих с крыла воздушных потоков) на пилонах 9 установлен, по меньшей мере, один турбореактивный/реактивный двигатель 10. Эквивалентным техническим решением может быть установка под крылом на выступающих вперед пилонах турбовинтовых двигателей. В каркасе выполнено круглое сквозное отверстие 11 с размещенным в нем и открытым для набегающего воздушного потока полым вращающимся на центральной оси 12 диском 13 с образованием между диском и каркасом кольцевой щели 14. Диск прикреплен к каркасу держателем 15, расположенным вдоль по отношению к осевой линии (Ось F) фюзеляжа. Каждый диск имеет одинаковые обод 16, выпуклую верхнюю 17 и плоскую нижнюю 18 аэродинамические поверхности, причем нижние аэродинамические поверхности крыла и диска лежат в одной плоскости (фиг. 2). Между верхней и нижней аэродинамическими поверхностями диска установлена втулка-распорка 19, жестко соединенная с осью. Полость 20 диска может быть заполнена газовой средой легче воздуха. Газ может быть помещен, например, в тонкостенный герметичный баллон (не показан), занимающий весь свободный объем полости диска. Эквивалентным техническим решением является заполнение полости диска пенопластом. Держатель диска состоит из верхнего 21 (выполненного по хорде) и нижнего 22 (прямого) ребер жесткости с подшипниками 23 для установки оси и площадкой 24 для привода 25 вращения диска, например, электродвигателя с переменной скоростью (частотой) вращения вала ротора. Привод вращения диска может быть помещен в обтекаемый кожух 26 (фиг. 3) и установлен сверху или снизу на держателе диска.
В каркасе (фиг. 1 и 4) выполнено круглое сквозное отверстие 27 для размещения оси 28 руля 29 направления, установленного со стороны нижней аэродинамической поверхности с возможностью поворота в подшипниках 30. Руль направления имеет профиль тонкого ромба. В качестве привода руля направления на крыле неподвижно закреплен гидродвигатель (пневмодвигатель) 31 (фиг. 5). Руль направления может быть установлен со стороны верхней аэродинамической поверхности. Эквивалентным техническим решением является использование для поворота руля направления червячного, цепного привода.
Изготавливают модель, опытный образец летательного аппарата (фиг. 1) с широким фюзеляжем 1 и крыльями 2, имеющими каркас 3, обшивку 4, элементы 5 отклонения воздушного потока, обтекающего верхние 6 и нижние 7 аэродинамические поверхности.
Крылья изготавливают, например, плоскими прямоугольной формы со скругленными краями со стороны набегающего воздушного потока. Каждое крыло снабжают концевым участком 8 треугольной формы, отогнутым, по отношению к верхней аэродинамической поверхности, на угол α, например, α=135°. Такое выполнение концевого участка уменьшает возможность образования за крылом мощного вихревого шнура. На крылья сверху устанавливают на пилонах 9 турбореактивные/реактивные двигатели 10. В каркасе каждого крыла выполняют круглое сквозное отверстие 11 для установки вращающегося диска 13 и круглое сквозное отверстие 27 для установки оси 28 руля 29 направления.
Изготавливают вращающиеся диски (фиг. 1 и 2). Каждый обод 16 изготавливают из нержавеющей стали с одинаковой массой. Втулки-распорки 19 изготавливают легкими. Верхние 17 и нижние 18 аэродинамические поверхности получают методом штамповки из гладкого листового тонкостенного материала, устойчивого к атмосферной коррозии. Изготовленные диски центруют в статике и динамике (при вращении). Полость 20 диска заполняют газовой средой легче воздуха или пенопластом.
Из алюминиевого сплава методом точного литья изготавливают держатели 15 вращающегося диска, состоящие из верхних 21 и нижних 22 ребер жесткости с встроенными подшипниками 23 для установки оси 12 и площадками 24 для привода 25. На держатели устанавливают, например, сверху, привод вращения диска. В качестве привода используют маломощный (рассчитанный только на вращение диска в воздушной среде) электродвигатель постоянного тока с переменной скоростью (частотой) вращения вала ротора. Для уменьшения аэродинамического сопротивления встречному воздушному потоку электродвигатель помещают в тонкостенный обтекаемый кожух 26 (фиг. 3), закрепляемый, например, на верхнем ребре жесткости.
Каждый держатель с установленным в него свободно вращающимся диском прикрепляют (заклепками, болтами) к каркасу, располагая его вдоль по отношению к осевой линии (Ось F) фюзеляжа с образованием между диском и краем отверстия в каркасе крыла щели 14 кольцевой формы.
Проводят вторичную центровку дисков при вращении одного из них по часовой стрелке, а другого - против часовой стрелки.
Взлетно-посадочный режим лета летательного аппарата может быть выполнен, например, при нулевой, возрастающей, убывающей скорости вращения дисков. Увеличение скорости вращения диска, как и уменьшение ее до нуля (торможение), осуществляют посредством изменения скорости (частоты) вращения вала ротора электродвигателя. Набегающий на диск воздушный поток будет создавать аэродинамическую подъемную силу за счет разницы давлений воздуха на его выпуклой и плоской аэродинамических поверхностях. При вращении дисков возникает гироскопический эффект, обеспечивающий высокую устойчивость положения летательного аппарата в неустойчивой воздушной среде (восходящие, нисходящие, боковые потоки воздуха) и при совершении прямолинейной посадки. В нелетных условиях диски на крыльях защищают чехлом от осадка снега и образования наледи.
Летательный аппарат с широким фюзеляжем уступает в маневренности летательному аппарату с фюзеляжем традиционной «сигарообразной» формы. Установленные под крыльями (над крыльями) рули направления позволяют при синхронной работе улучшить маневренность широкофюзеляжного летательного аппарата при полете и на взлетно-посадочных режимах.
Изобретение увеличивает подъемную силу крыльев и устойчивость широкофюзеляжного летательного аппарата при перемещении в воздушной среде. Изобретение повышает маневренность широкофюзеляжного летательного аппарата.
Источник информации
1. RU 2174089, 2001.