УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ, КРЫЛО И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ШУМА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ
DEVICE FOR LIFT INCREASE, WING AND DEVICE FOR NOISE DECREASE INCORPORATED WITH LIFT INCREASE DEVICE

{0001} Настоящее изобретение относится, в частности, к устройству для увеличения подъемной силы, крылу и устройству для снижения шума, используемому с устройством для увеличения подъемной силы, выполненному с возможностью подавления аэродинамического шума.
Уровень техники
{0002} Шум от самолета во время взлета и посадки является серьезной проблемой для окружающей среды в зоне аэропорта. Шум, создающий эту проблему, включает шум двигателя, исходящий от двигателя, и аэродинамический шум, исходящий от устройств для увеличения подъемной силы (например, предкрылков, закрылков и подобных устройств) и шасси.
{0003} Проектирование устройств для увеличения подъемной силы, которые служат достижению аэродинамических характеристик, необходимых при взлете/посадке самолета, и являются, как указано выше, одним из источников шума, было сосредоточено именно на достижении аэродинамических характеристик и не ориентировалось на снижение шума.
Соответственно, в обычных современных самолетах не встречается конструкций, в которых, например, в закрылок, являющийся устройством для увеличения подъемной силы, было бы включено средство, уменьшающее исходящий от него шум.
{0004} Вместе с тем в последние годы, как указывалось выше, шум стал серьезной проблемой, вследствие чего начали предпринимать шаги, направленные на снижение шума от устройства для увеличения подъемной силы. Предлагались различные технические приемы для уменьшения шума от закрылка, являющегося устройством для увеличения подъемной силы (как например, раскрыто в патентных документах ПД1-ПД3).
Источники информации
Патентные документы
{0005}
Патент США №6491260, описание (ПД1).
Патент США №5738298, описание (ПД2).
Заявка на патент США №2001/0030264, описание (ПД3).
Раскрытие изобретения
Недостатки, присущие известным устройствам
{0006} Хотя в источнике ПД1 раскрыт технический прием, в соответствии с которым на конце закрылка размещают группу щетинок, его практическая реализация проблематична из-за низкой ремонтопригодности указанного средства.
{0007} В источнике ПД3 раскрыт технический прием, предусматривающий наличие у поверхности отрицательного давления (верхней поверхности) основного крыла подвижного вспомогательного закрылка или подобного средства, создающего встречный вихрь, который препятствует возникновению сбегающего вихря, то есть вихря, направленного назад с конца закрылка.
Однако этому способу (предполагающему наличие подвижного вспомогательного закрылка) присущ недостаток, заключающийся в том, что для приведения в движение вспомогательного закрылка требуется привод, что ведет к увеличению веса самолета. Последствия увеличения веса из-за наличия привода оказываются существенными, особенно для малых и средних самолетов.
{0008} В источнике ПД2 раскрыт технический прием для уменьшения шума, производимого закрылком, с помощью листообразного гребня, который может иметь различную форму и расположен в конце закрылка.
Однако практическое осуществление такого гребня, выступающего над поверхностью отрицательного давления (верхней) закрылка, проблематично, поскольку, когда закрылок с гребнем убирают в основное крыло, гребень и основное крыло мешают друг другу.
{0009} С другой стороны, в случае использования гребня, выступающего над поверхностью положительного давления (нижней) закрылка, описанный выше эффект снижения шума не подтвержден изобретателями экспериментально и не всегда может быть достигнут.
{0010} Кроме того, поскольку в малых и средних самолетах участок/место для размещения закрылка меньше, чем у больших самолетов, имеются проблемы, связанные с ограниченным пространством для установки движущегося механизма снижения шума, что затрудняет сам процесс установки.
{0011} Настоящее изобретение направлено на решение вышеописанных проблем, и его задача заключается в том, чтобы предложить устройство для увеличения подъемной силы, крыло и устройство для снижения шума, используемые с устройством для увеличения подъемной силы, которые могут снизить шум, создаваемый при выпущенном закрылке, не допуская ухудшения аэродинамических характеристик при убирании закрылка и не допуская увеличения веса.
Решение поставленной задачи
{0012} Настоящим изобретением предложены следующие пути решения поставленной задачи.
Устройство для увеличения подъемной силы, предложенное в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, содержит основной элемент закрылка, установленный с возможностью выпуска и убирания относительно основного крыла;
и выступающий элемент, имеющий плавный контур и расположенный вблизи по меньшей мере одного концевого участка поверхности положительного давления основного элемента закрылка, выступая в направлении от основного элемента закрылка.
{0013} В соответствии с вышеописанным первым аспектом после выпуска основного элемента закрылка из основного крыла концевой вихрь крыла, образующийся на концевом участке основного элемента закрылка, может ослабляться и, кроме того, отводиться от поверхности основного элемента закрылка.
Концевой вихрь крыла представляет собой поток воздуха на концевом участке основного элемента закрылка, который направлен к поверхности отрицательного давления от поверхности положительного давления основного элемента закрылка. Наличие указанного выступающего элемента позволяет ослабить этот вихрь. Кроме того, благодаря отклонению выступающим элементом вышеописанного потока воздуха указанный поток может отводиться от поверхности основного элемента закрылка.
{0014} Поскольку выступающий элемент является неподвижным элементом, выступающим по плавному контуру из поверхности положительного давления основного элемента закрылка, и не требует приводного механизма, неблагоприятное влияние на выполнение выпуска/уборки основного элемента закрылка будет менее вероятным по сравнению с другими устройствами, предполагающими наличие таких механизмов.
{0015} Кроме того, хотя выступающий элемент и выступает из основного крыла, когда основной элемент закрылка убран в основное крыло, то есть в состоянии крейсерского полета самолета, оборудованного устройством для увеличения подъемной силы согласно настоящему изобретению, ухудшения аэродинамических характеристик на устройстве для увеличения подъемной силы удается избежать, поскольку выступающий элемент имеет плавные очертания, то есть обтекаемую форму.
{0016} В соответствии с вышеописанный первым аспектом желательно, чтобы выступающий элемент проходил вдоль концевого участка основного элемента закрылка и чтобы концевые участки выступающего элемента со стороны передней кромки и задней кромки были уже в направлении размаха основного элемента закрылка по сравнению с по существу центральным участком выступающего элемента.
{0017} При этом, поскольку выступающий элемент проходит вдоль концевого участка основного элемента закрылка, концевой вихрь крыла, создаваемый у концевого участка основного элемента закрылка, может ослабляться по хорде основного элемента закрылка.
С другой стороны, поскольку длина выступающего элемента, в направлении размаха основного элемента закрылка, на концевых участках со стороны передней кромки и задней кромки меньше, чем длина на по существу центральном участке основного элемента, удается избежать увеличения аэродинамического лобового сопротивления в отличие от случая, когда указанная длина в направлении размаха по существу неизменна.
{0018} В соответствии с вышеописанным первым аспектом желательно, чтобы выступающий элемент проходил вдоль концевого участка основного элемента закрылка и чтобы длина выступающего элемента в направлении размаха основного элемента закрылка была по существу неизменной.
{0019} При этом, поскольку выступающий элемент проходит вдоль концевого участка основного элемента закрылка, концевой вихрь крыла, создаваемый у концевого участка основного элемента закрылка, может ослабляться по хорде основного элемента закрылка.
Поскольку в данной конфигурации длина выступающего элемента в направлении размаха по существу неизменна, концевой вихрь крыла, образующийся у концевого участка основного элемента закрылка, с большей надежностью ослабляется вдоль хорды основного элемента закрылка по сравнению со случаем, когда выступающий элемент сужается в направлении размаха у концевого участка передней кромки и у концевого участка задней кромки.
{0020} В соответствии с вышеописанным первым аспектом может предусматриваться, что выступающий элемент выступает из основного элемента закрылка в направлении размаха основного элемента закрылка.
В описанной выше конфигурации предпочтительно, чтобы размер выступающего элемента в направлении размаха основного элемента закрылка находился в диапазоне от 0,1 до 0,25 от размера основного элемента закрылка в направлении хорды и размер выступающего элемента в направлении хорды основного элемента закрылка был в диапазоне от 0,44 до 0,95 указанного размера основного элемента закрылка.
{0021} В этом случае приведение размеров выступающего элемента по размаху и по хорде к указанным диапазонам значений позволяет ослабить концевой вихрь крыла, создаваемый у концевого участка основного элемента закрылка, и избежать увеличения аэродинамического лобового сопротивления.
{0022} Согласно второму аспекту настоящего изобретения крыло содержит основное крыло и описанное выше устройство для увеличения подъемной силы согласно настоящему изобретению, установленное с возможностью выпуска и убирания относительно задней кромки основного крыла.
{0023} В соответствии с вышеописанным вторым аспектом, благодаря использованию крыла по настоящему изобретению, после выпуска основного элемента закрылка из основного крыла концевой вихрь крыла, создаваемый у концевого участка основного элемента закрылка, может ослабляться и, кроме того, отводиться от поверхности основного элемента закрылка.
При этом неблагоприятное влияние на выполнение выпуска/убирания основного элемента закрылка маловероятно. Кроме того, таким образом удается избежать ухудшения аэродинамических характеристик крыла.
{0024} Согласно третьему аспекту настоящего изобретения устройство для снижения шума, используемое с устройством для увеличения подъемной силы, содержит съемный основной элемент, выполненный с возможностью присоединения к концевому участку основного элемента закрылка и возможностью отсоединения от концевого участка основного элемента закрылка, установленного с возможностью выпуска и убирания относительно основного крыла; и выступающий элемент, имеющий плавный контур и выступающий от поверхности съемного основного элемента на стороне поверхности положительного давления основного элемента закрылка в направлении от съемного основного элемента.
{0025} В соответствии с вышеописанным третьим аспектом настоящего изобретения после выпуска основного элемента закрылка, к которомуприсоединено устройство для снижения шума согласно настоящему изобретению, из основного крыла концевой вихрь крыла, создаваемый у концевого участка основного элемента закрылка, может ослабляться и, кроме того, отводиться от поверхности основного элемента закрылка.
При этом неблагоприятное влияние на выполнение выпуска/убирания основного элемента закрылка маловероятно. Кроме того, появляется возможность избежать ухудшения аэродинамических характеристик крыла.
{0026} Благодаря тому, что указанный съемный основой элемент может присоединяться к основному элементу закрылка и отсоединяться от него, в отличие от обычных устройств для увеличения подъемной силы, не снабженных устройством для снижения шума по настоящему изобретению, устройство для снижения шума по настоящему изобретению может быть использовано для модернизации существующего оборудования.
Технический эффект, обеспечиваемый изобретением
{0027} Устройство для увеличения подъемной силы, крыло и устройство для снижения шума, используемые с устройством для увеличения подъемной силы, согласно настоящему изобретению обеспечивают преимущество, которое заключается в том, что шум, создаваемый при выпущенном закрылке, может уменьшаться за счет ослабления концевого вихря крыла, образующегося у концевого участка основного элемента закрылка после выпуска основного элемента закрылка из основного крыла и, кроме того, за счет отвода концевого вихря крыла от поверхности основного элемента закрылка.
Преимущество заключается также в том, что удается избежать увеличения веса конструкции, поскольку выступающий элемент является неподвижным элементом с плавным контуром, выступающим из поверхности положительного давления основного элемента закрылка и не требует какого-либо приводного механизма. Еще одно преимущество заключается в том, что удается не допустить ухудшения аэродинамических характеристик при убранном закрылке, поскольку выступающий элемент имеет плавные очертания, то есть обтекаемую форму.
Краткое описание чертежей
{0028}
Фиг.1 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее крыло, предложенное в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, и относится к состоянию, в котором закрылок выпущен из основного крыла.
Фиг.2 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка на Фиг.1.
На Фиг.3 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.1, при наблюдении со стороны передней кромки.
На Фиг.4 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.1, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
На Фиг.5 представлен чертеж, иллюстрирующий параметры формы выступающего элемента на Фиг.2.
Фиг.6 представляет собой сечение по линии А-А, иллюстрирующее параметры формы выступающего элемента на Фиг.5.
Фиг.7 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно первой модификации первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.8 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.7, при наблюдении со стороны передней кромки.
На Фиг.9 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.7, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Фиг.10 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно второй модификации первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.11 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.10, при наблюдении со стороны передней кромки.
На Фиг.12 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.10, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Фиг.13 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно третьей модификации первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.14 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.13, при наблюдении со стороны передней кромки.
На Фиг.15 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.13, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Фиг.16 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно четвертой модификации первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.17 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.16, при наблюдении со стороны передней кромки.
На Фиг.18 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.16, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Фиг.19 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.20 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.19, при наблюдении со стороны передней кромки.
На Фиг.21 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.19, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
На Фиг.22 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно первой модификации второго варианта осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.23 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.22, при наблюдении со стороны передней кромки.
На Фиг.24 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.22, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Фиг.25 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно второй модификации второго варианта осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.26 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.25, при наблюдении со стороны передней кромки.
На Фиг.27 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.25, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Фиг.28 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно третьей модификации второго варианта осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.29 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.28, при наблюдении со стороны передней кромки.
На Фиг.30 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.28, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Фиг.31 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно четвертой модификации второго варианта осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.32 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.31, при наблюдении со стороны передней кромки.
На Фиг.33 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.31, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Фиг.34 представляет собой схематическое изображение, поясняющее конструкцию аэродинамической трубы, использованной для измерения аэродинамического шума.
На Фиг.35 представлен чертеж, на котором схематически показана конфигурацию модели крыла.
На Фиг.36 показан график, иллюстрирующий соотношение между частотой и уровнем звукового давления в аэродинамическом шуме.
На Фиг.37 показан график, где проводится сравнение уровней аэродинамического шума, создаваемого в крыльях разных типов.
Фиг.38 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.39 представляет собой сечение по линии В-В, которое служит пояснением к форме основного элемента закрылка и съемного основного элемента на Фиг.38.
Фиг.40 представляет собой сечение, которое поясняет случай, когда закрылок 3С на Фиг.39 не снабжен устройством для снижения шума.
Осуществление изобретения
{0029}
Первый вариант осуществления
Ниже со ссылками на Фиг.1-6 описано крыло согласно первому варианту осуществления предложенного изобретения.
В этом варианте осуществления устройство для увеличения подъемной силы и крыло, предложенные настоящим изобретением, будут описаны на примере закрылка и крыла самолета.
Фиг.1 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее крыло, предложенное в соответствии с данным вариантом осуществления, причем на чертеже показана ситуация, когда закрылок выпущен из основного крыла. Как показано на Фиг.1, крыло 1А-1 содержит основное крыло 2 и закрылок (устройство для увеличения подъемной силы) 3А-1.
{0030} Основное крыло 2 является элементом, который вместе с закрылком 3А-1 составляет крыло 1А-1 и имеет такой аэродинамический профиль, который обеспечивает необходимые аэродинамические характеристики крылу 1А-1, когда закрылок 3А-1 убран, и узлу, состоящему из основного крыла 2 и закрылка 3А-1, когда закрылок 3А-1 выпущен.
{0031} Закрылок 3А-1 располагается на задней кромке основного крыла 2, причем внутри основного крыла 2 имеется приводной механизм (не показан), который убирает и выпускает закрылок 3А-1.
Следует отметить, что на передней кромке основного крыла 2 может быть предусмотрено еще одно устройство для увеличения подъемной силы, например, предкрылок или подобное устройство, или же крыло 1А-1 может быть образовано только основным крылом 2 и закрылком 3А-1; на это не накладывается специальных ограничений.
{0032} Фиг.2 представляет собой сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка. На Фиг.3 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.1, при наблюдении со стороны передней кромки. На Фиг.4 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.1, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Закрылок 3А-1 представляет собой устройство, которое служит для увеличения подъемной силы, создаваемой крылом 1А-1, и используется, например, во время взлета/посадки самолета, оснащенного крыльями 1А-1.
Как показано на Фиг.2-4, закрылок 3А-1 включает основной элемент 5 и выступающий элемент 6А-1. Отметим, что при описании этого варианта осуществления подразумевается, что закрылок 3А-1 представляет собой щелевой закрылок или подобное устройство, имеющее один основной элемент 5 закрылка; однако возможно использование закрылков других типов, и на это не накладывается специальных ограничений.
{0033} Как показано на Фиг.1, основной элемент 5 закрылка составляет часть задней кромки основного крыла 2 и располагается так, что может складываться в направлении вогнутой поверхности положительного давления основного крыла 2.
Как и в крыле 1А-1, у основного элемента 5 закрылка имеется передняя кромка ПК, которая соответствует стороне входа потока воздуха, задняя кромка ЗК, которая соответствует стороне выхода потока воздуха, вогнутая поверхность положительного давления ППД и выпуклая поверхность отрицательного давления ПОД.
{0034} Как показано на Фиг.2-4, выступающий элемент 6А-1, имеющий обтекаемую форму с плавными очертаниями, расположен на концевом участке поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка и выступает в направлении от основного элемента 5 закрылка (то есть вниз, если смотреть на Фиг.2 и 3).
{0035} Описание этого варианта осуществления приведено на основе примера, в котором каждое из крыльев 1А-1 самолета, правое и левое, имеют по одному закрылку 3А-1 и выступающие элементы 6А-1 находятся на концевых участках элементов 5 закрылков со стороны концов крыльев 1А-1.
Следует отметить, что на участке крыла 1А-1, который располагается ближе к фюзеляжу самолета, чем указанный закрылок 3А-1, могут иметься один или более основных элементов 5 закрылков без выступающего элемента 6А-1, которые будут располагаться друг за другом с небольшими промежутками; на это не накладывается специальных ограничений.
Наличие указанных небольших промежутков помогает предотвратить возникновение концевого вихря крыла, который вызывает аэродинамический шум у концевого участка основного элемента 5 закрылка.
{0036} С другой стороны, концевой участок основного элемента 5 закрылка, имеющегося со стороны фюзеляжа самолета, также может быть оснащен выступающим элементом 6А-1; на это не накладывается специальных ограничений. В этом случае, закрылки 3А-1 могут располагаться друг за другом с предварительно заданными промежутками, и на это не накладывается специальных ограничений.
В этом случае, в отличие от случая с описанными выше небольшими промежутками, в предварительно заданных промежутках может создаваться концевой вихрь крыла, вызывающий аэродинамический шум у концевого участка основного элемента 5 закрылка.
{0037} Как показано на Фиг.2, выступающий элемент 6А-1 имеет такую форму, что величина выступа из основного элемента 5 закрылка плавно увеличивается от передней кромки ПК основного элемента 5 закрылка по существу к ее центру и плавно уменьшается по существу от центра к задней кромке ЗК.
{0038} С другой стороны, как показано на Фиг.3, выступающий элемент 6А-1 имеет такую форму, что величина выступа из основного элемента 5 закрылка плавно увеличивается от концевого участка основного элемента 5 закрылка к центру (влево на Фиг.3), после чего плавно уменьшается.
{0039} Кроме того, как показано на Фиг.4, выступающий элемент 6А-1 имеет такую форму, что его ширина, представляющая собой размер в направлении размаха основного элемента 5 закрылка (слева направо на Фиг.4), плавно увеличивается от передней кромки ПК основного элемента 5 закрылка по существу к ее центру и плавно уменьшается по существу от центра к задней кромке ЗК. Концевой участок выступающего элемента 6А-1 основного элемента 5 закрылка со стороны конца крыла (справа на Фиг.4) располагается вдоль конца основного элемента 5.
{0040} Другими словами, концевые участки со стороны передней кромки ПК и задней кромки ЗК основного элемента 5 закрылка выполнены таким образом, что длина основного элемента 5 закрылка в направлении размаха, то есть его ширина, меньше по сравнению с шириной по существу центрального участка выступающего элемента.
{0041} На Фиг.5 представлен чертеж, иллюстрирующий параметры формы выступающего элемента на Фиг.2. На Фиг.6 показано сечение по линии А-А, иллюстрирующее параметры формы выступающего элемента на Фиг.5.
Как показано на Фиг.5 и 6, параметры формы выступающего элемента 6А-1 включают ширину W, высоту Н, длину L по хорде и позицию Х прикрепления на передней кромке. Как показано на Фиг.6, выступающий элемент 6А-1 имеет полукруглое поперечное сечение.
{0042} Данный вариант осуществления может быть проиллюстрирован примером, в котором, если принять длину хорды, представляющей собой отрезок, соединяющий переднюю кромку ПК и заднюю кромку ЗК основного элемента 5 закрылка, за с, то ширина W выступающего элемента 6А-1 составляет 0,20 с, его высота Н - 0,10 с, его длина L по хорде - 0,95 с, а позиция Х прикрепления на передней кромке - 0,05 с.
{0043} Далее рассмотрен технический результат, обеспечиваемый при использовании крыла 1А-1, имеющего вышеописанную форму.
Основной элемент 5 закрылка 3А-1 в крыле 1А-1 выпускают из основного крыла 2 при взлете, как показано на Фиг.1, и убирают в основную часть 2 крыла, чтобы образовать цельный аэродинамический профиль во время крейсерского полета.
{0044} Следует отметить, что степень выпуска основного элемента 5 закрылка отличается при взлете и при посадке, причем при посадке основной элемент 5 закрылка выпускают на большую величину, чем при взлете. В данном варианте осуществления преимущественно описана работа устройства при посадке, когда от основного элемента 5 закрылка исходит значительный аэродинамический шум.
{0045} Когда самолет с крылом 1А-1 занимает положение для посадки, из основного крыла 2 выпускают основной элемент 5 закрылка, как показано на Фиг.1, чтобы достичь аэродинамических характеристик, требуемых при посадке.
Типичные углы отклонения закрылков, то есть углы, на которые выпускают основной элемент 5 закрылка, составляют, например, 32,5°, 35° и так далее. При этом типичные углы атаки в положении для приземления составляют, например, 6°, 10° и так далее.
{0046} После выпуска основного элемента 5 закрылка из основного крыла 2 поток воздуха делится на две части, одна из которых проходит со стороны выпуклой поверхности основного крыла 2, находясь в зоне отрицательного давления, а вторая - со стороны вогнутой поверхности, находясь в зоне положительного давления. Огибая основное крыло 2, воздух также течет вдоль поверхности отрицательного давления ПОД и поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка.
{0047} Большая часть воздуха, проходящего вдоль поверхности отрицательного давления ПОД и поверхности положительного давления ППД, направляется в сторону выхода к задней кромке ЗК основного элемента 5 закрылка. С другой стороны, та часть воздуха, которая движется вдоль поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка, при прохождении рядом с концевым участком основного элемента 5 закрылка затекает через концевой участок основного элемента закрылка на поверхность отрицательного давления ПОД из-за разности давлений между поверхностью отрицательного давления ПОД и поверхностью положительного давления ППД.
Это течение создает концевой вихрь крыла у концевого участка основного элемента 5 закрылка.
{0048} Поскольку на концевом участке основного элемента 5 закрылка имеется выступающий элемент 6А-1, воздух, направляемый от поверхности положительного давления ППД к поверхности отрицательного давления ПОД через концевой участок основного элемента 5 закрылка, отклоняется вдоль выступающего элемента 6А-1. Иначе говоря, в потоке воздуха, движущегося от поверхности положительного давления ППД к поверхности отрицательного давления ПОД, огибая через концевой участок основного элемента 5 закрылка, создается разрыв.
{0049} В описанной выше конфигурации после выпуска основного элемента 5 закрылка из основного крыла 2 концевой вихрь крыла, образующийся у концевого участка основного элемента 5 закрылка, может ослабляться и, кроме того, отводиться от поверхности основного элемента 5 закрылка.
Таким образом, наличие выступающего элемента 6А-1 может обеспечивать ослабление концевого вихря, представляющего собой поток воздуха, проходящий по краю основного элемента 5 закрылка от поверхности положительного давления ППД к поверхности отрицательного давления ПОД. В результате закрылок 3А-1 согласно данному варианту осуществления может обеспечить значительное уменьшение аэродинамического шума.
{0050} Кроме того, благодаря тому, что выступающий элемент 6А-1 проходит вдоль концевого участка основного элемента 5 закрылка, концевой вихрь крыла, создаваемый у концевого участка основного элемента 5 закрылка, может ослабляться по мере перемещения по хорде основного элемента 5 закрылка.
{0051} С другой стороны, поскольку выступающий элемент 6А-1 является неподвижным элементом, выступающим по плавному контуру из поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка, и не требует приводного механизма, удается уменьшить, по сравнению с другими устройствами, предусматривающими наличие таких механизмов, неблагоприятное воздействие на выполнение выпуска/убирания основного элемента 5 закрылка.
{0052} Несмотря на то, что в ситуации, когда основной элемент 5 закрылка убран в основное крыло 2, то есть в ходе крейсерского полета самолета, снабженного закрылком 3А-1 согласно описанному варианту осуществления, выступающий элемент 6А-1 выступает из основного крыла 2, аэродинамические характеристики закрылка 3А-1 не ухудшаются, поскольку указанный выступающий элемент имеет обтекаемую форму.
{0053} В частности, поскольку размер выступающего элемента 6А-1, измеряемый по размаху основного элемента 5 закрылка, на концевых участках передней кромки ПК и у концевого участка задней кромки ЗК меньше, чем на его по существу центральном участке, удается избежать увеличения аэродинамического лобового сопротивления в отличие от случая, когда размер в направлении размаха по существу неизменен.
{0054} Результаты измерений аэродинамического шума модели крыла 1А-1, снабженной закрылком 3А-1 согласно данному варианту осуществления, будут описаны далее вместе с данными по другим вариантам осуществления.
{0055}
Первая модификация первого варианта осуществления
Далее описана первая модификация первого варианта осуществления настоящего изобретения со ссылками на Фиг.7-9.
Хотя основная конфигурация для крыла в этой модификации аналогична той, которая была описана для первого варианта осуществления в целом, имеются отличия в форме закрылка. Поэтому для данной модификации будет описан только закрылок со ссылками на Фиг.7-9, а описание других элементов будет опущено.
На Фиг.7 показано сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно данной модификации. На Фиг.8 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.7, при наблюдении со стороны передней кромки. На Фиг.9 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.7, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Следует отметить, что компоненты, совпадающие с компонентами закрылка, соответствующего первому варианту осуществления, обозначены здесь теми же номерами позиций, и их описание далее опущено.
{0056} Как показано на Фиг.7-9, закрылок 3А-2 крыла 1А-2 включает основной элемент 5 и выступающий элемент 6А-2.
Выступающий элемент 6А-2, имеющий гладкую обтекаемую форму, выступает на концевом участке поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка в направлении от основного элемента 5 закрылка (вниз на Фиг.7 и 8).
Выступающий элемент 6А-2 имеет ту же форму, что и выступающий элемент 6А-1 в первом варианте осуществления, за исключением того, что его ширина по размаху составляет по существу половину ширины выступающего элемента, в соответствии с первым вариантом осуществления.
{0057} В частности, указанная модификация может быть проиллюстрирована примером, в котором ширина W выступающего элемента 6А-2 составляет 0,10 с, высота Н - 0,05 с, длина L по хорде - 0,95 с и позиция Х прикрепления на передней кромке - 0,05 с.
{0058} Поскольку технический результат, обеспечиваемый при использовании крыла 1А-2 описанной выше конфигурации, аналогичен результату, обеспечиваемому при использовании крыла 1А-1 согласно первому варианту осуществления, описание этого технического результата опущено.
{0059} Отметим, что результаты измерения аэродинамического шума для крыла 1А-2 с закрылком 3А-2 согласно рассматриваемой модификации описаны далее вместе с данными по другим вариантам осуществления.
{0060}
Вторая модификация первого варианта осуществления
Далее со ссылкой на Фиг.10-12 описана вторая модификация первого варианта осуществления настоящего изобретения.
Хотя основная конфигурация для крыла в этой модификации аналогична той, которая была описана для первого варианта осуществления в целом, имеются отличия по форме закрылка. Поэтому для данной модификации описан только закрылок со ссылками на Фиг.10-12, а описание других элементов опущено.
На Фиг.10 показано сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно данной модификации. На Фиг.11 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.10, при наблюдении со стороны передней кромки. На Фиг.12 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.10, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Следует отметить, что компоненты, совпадающие с компонентами первого варианта осуществления в целом, обозначены теми же номерами позиций, и их описание опущено.
{0061} Как показано на Фиг.10-12, закрылок ЗА-3 крыла 1А-3 содержит основной элемент 5 и выступающий элемент 6А-3.
Выступающий элемент 6А-3, имеющий гладкую обтекаемую форму, выступает на концевом участке поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка в направлении от основного элемента 5 закрылка (вниз на Фиг.10 и 12).
{0062} Выступающий элемент 6А-3 имеет ту же форму, что и выступающий элемент 6А-1 в первом варианте осуществления, за исключением того, что его длина, то есть размер по хорде крыла по существу вдвое меньше, и другую позицию прикрепления на передней кромке.
{0063} В частности, эта модификация может быть проиллюстрирована примером, в котором ширина W выступающего элемента 6А-3 составляет 0,20 с, высота Н - 0,10 с, длина L по хорде - 0,44 с и позиция Х прикрепления на передней кромке - 0,20 с.
{0064} Поскольку технический результат, достигаемый при использовании крыла 1А-3 описанной выше конфигурации аналогичен результату, достигаемому при использования крыла 1А-1 согласно первому варианту осуществления, описание этого результата будет опущено.
{0065}
Третья модификация первого варианта осуществления
Далее со ссылкой на Фиг.13-15 описана третья модификация первого варианта осуществления настоящего изобретения.
Хотя основная конфигурация для крыла в этой модификации аналогична той, которая была описана для первого варианта осуществления в целом, имеются отличия по форме закрылка. Поэтому для данной модификации описан только закрылок со ссылками на Фиг.13-15, а описание других элементов опущено.
На Фиг.13 показано сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно данной модификации. На Фиг.14 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.13, при наблюдении со стороны передней кромки. На Фиг.15 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.13, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Следует отметить, что компоненты, совпадающие с компонентами первого варианта осуществления, обозначены теми же номерами позиций, и их описание опущено.
{0066} Как показано на Фиг.13-15, закрылок 3А-4 крыла 1А-4 содержит основной элемент 5 и выступающий элемент 6А-4.
Выступающий элемент 6А-4, имеющий гладкую обтекаемую форму, выступает на концевом участке поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка в направлении от основного элемента 5 закрылка (вниз на Фиг.13 и 14).
{0067} Выступающий элемент 6А-4 имеет ту же форму, что и выступающий элемент 6А-1 в первом варианте осуществления, за исключением того, что имеет вдвое меньшую ширину, то есть размер по размаху, и вдвое меньшую длину, то есть размер по хорде крыла, и другую позицию прикрепления на передней кромке.
{0068} В частности, эта модификация может быть проиллюстрирована примером, в котором ширина W выступающего элемента 6А-4 составляет 0,10 с, высота Н - 0,05 с, длина L по хорде - 0,48 с и позиция Х прикрепления на передней кромке - 0,50 с.
{0069} Поскольку технический результат, достигаемый при использовании крыла 1А-4 описанной выше конфигурации, аналогичен результату, достигаемому при использовании крыла 1А-1 согласно первому варианту осуществления, описание этого результата опущено.
{0070} Следует отметить, что результаты измерений аэродинамического шума модели крыла 1А-4, снабженной закрылком 3А-4 согласно данному варианту осуществления, описаны далее вместе с данными по другим вариантам осуществления.
{0071} Четвертая модификация первого варианта осуществления
Далее со ссылками на Фиг.16-18 описан четвертый вариант осуществления первого варианта осуществления настоящего изобретения.
Хотя основная конфигурация для крыла в этой модификации аналогична той, которая была описана для первого варианта осуществления в целом, имеются отличия по форме закрылка. Поэтому для данной модификации описан только закрылок со ссылками на Фиг.16-18, тогда описание других элементов опущено.
На Фиг.16 показано сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно данной модификации. На Фиг.17 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.16, при наблюдении со стороны передней кромки. На Фиг.18 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.16, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Компоненты, совпадающие с компонентами устройства, соответствующему первому варианту осуществления, обозначены теми же номерами позиций, и их описание опущено.
{0072} Как показано на Фиг.16-18, закрылок 3А-5 крыла 1А-5 содержит основной элемент 5 и выступающий элемент 6А-5.
Выступающий элемент 6А-5, имеющий гладкую обтекаемую форму, выступает на концевом участке поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка в направлении от основного элемента 5 закрылка (вниз на Фиг.16 и 17).
{0073} Выступающий элемент 6А-5 имеет ту же форму, что и выступающий элемент 6А-1 в первом варианте осуществления, за исключением того, что имеет вдвое меньшую ширину (размер в направлении размаха) и вдвое меньшую длину (размер по хорде крыла), большую высоту и другую позицию прикрепления на передней кромке.
{0074} В частности, эта модификация может быть проиллюстрирована примером, в котором ширина W выступающего элемента 6А-5 составляет 0,10 с, высота Н - 0,10 с, длина L по хорде - 0,44 с и позиция Х прикрепления на передней кромке - 0,20 с.
{0075} Поскольку технический результат от использования крыла 1А-5 описанной выше конфигурации аналогичен результату от использования крыла 1А-1 согласно первому варианту осуществления, описание этого результата опущено.
{0076}
Второй вариант осуществления
Далее со ссылками на Фиг.19-21 описан второй вариант осуществления настоящего изобретения.
Хотя основная конфигурация для крыла в этом варианте осуществления аналогична той, которая описана для первого варианта осуществления, имеются отличия по форме закрылка. Поэтому для данного варианта осуществления описан только закрылок со ссылками на Фиг.19-21, а описание других элементов опущено.
На Фиг.19 показано сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно данному варианту осуществления. На Фиг.20 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.19, при наблюдении со стороны передней кромки. На Фиг.21 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.19, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Следует отметить, что компоненты, совпадающие с компонентами устройства в соответствии с первым вариантом осуществления, обозначены теми же номерами позиций, и их описание опущено.
{0077} Как показано на Фиг.19-21, закрылок 3В-1 крыла 1В-1 содержит основной элемент 5 и выступающий элемент 6 В-1.
Выступающий элемент 6В-1, имеющий гладкую обтекаемую форму, выступает на концевом участке поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка в направлении от основного элемента 5 закрылка (вниз на Фиг.19 и 20).
{0078} Как показано на Фиг.19, выступающий элемент 6В-1 выполнен таким образом, что величина выступа из основного элемента 5 закрылка плавно увеличивается от передней кромки ПК основного элемента 5 закрылка по существу к его центру и плавно уменьшается по существу от центра к задней кромке ЗК.
{0079} С другой стороны, как показано на Фиг.20, выступающий элемент 6 В-1 выполнен таким образом, что величина выступа из основного элемента 5 закрылка плавно увеличивается от концевого участка основного элемента 5 закрылка к центру (влево на Фиг.20), после чего плавно уменьшается. Иначе говоря, выступающий элемент 6В-1 имеет полукруглое поперечное сечение.
{0080} Кроме того, как показано на Фиг.21, выступающий элемент 6В-1 выполнен таким образом, что его ширина, представляющая собой размер основного элемента 5 закрылка по размаху (слева направо на Фиг.21) основного элемента 5 закрылка, остается неизменной от передней кромки ПК основного элемента 5 закрылка до ее задней кромки ЗК. Концевой участок выступающего элемента 6А-1 основного элемента 5 закрылка со стороны конца крыла (справа на Фиг.21) располагается вдоль конца крыла.
{0081} В частности, этот вариант осуществления может быть проиллюстрирован примером, в котором ширина W выступающего элемента 6В-1 составляет 0,25 с, высота Н - 0,13 с, длина L по хорде - 0,95 с и позиция Х прикрепления на передней кромке - 0,50 с.
{0082} Поскольку технический результат, достигаемый при использовании крыла 1В-1 описанной выше конфигурации, аналогичен результату, достигаемому при использования крыла 1А-1 согласно первому варианту осуществления, описание этого результата опущено.
{0083} Поскольку в данной конфигурации размер выступающего элемента 6В-1 по размаху по существу неизменен, создаваемый концевой вихрь крыла с большей надежностью ослабляется по мере перемещения по хорде основного элемента 5 закрылка по сравнению со случаем, когда выступающий элемент 6А-1 имеет уменьшенный размер по размаху у концевого участка передней кромки ПК и у концевого участка задней кромки ЗК и так далее.
{0084} Следует отметить, что результаты измерений аэродинамического шума модели крыла 1В-1, снабженной закрылком 3В-1 согласно данному варианту осуществления, описаны далее вместе с данными по другим вариантам осуществления.
{0085}
Первая модификация второго варианта осуществления
Далее со ссылками на Фиг.22-24 описана первая модификация второго варианта осуществления настоящего изобретения.
Хотя основная конфигурация для крыла в этой модификации аналогична той, которая была описана для второго варианта осуществления в целом, имеются отличия по форме закрылка. Поэтому для данной модификации описан только закрылок со ссылками на Фиг.22-24, а описание других элементов опущено.
На Фиг.22 показано сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно данной модификации. На Фиг.23 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.22, при наблюдении со стороны передней кромки. На Фиг.24 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.22, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Следует отметить, что компоненты, совпадающие с компонентами устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления, обозначены теми же номерами позиций, и их описание опущено.
{0086} Как показано на Фиг.22-24, закрылок 3В-2 крыла 1В-2 содержит основной элемент 5 и выступающий элемент 6В-2.
Выступающий элемент 6В-2, имеющий гладкую обтекаемую форму, выступает из концевого участка поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка в направлении от основного элемента 5 закрылка (вниз на Фиг.22 и 23).
{0087} Выступающий элемент 6В-2 имеет ту же форму, что и выступающий элемент 6В-1 в первом варианте осуществления, за исключением того, что имеет по существу вдвое меньшую ширину, то есть размер по размаху.
{0088} В частности, эта модификация может быть проиллюстрирована примером, в котором ширина W выступающего элемента 6В-2 составляет 0,13 с, высота Н - 0,07 с, длина L по хорде - 0,95 с и позиция Х прикрепления на передней кромке - 0,05 с.
{0089} Поскольку технический результат, достигаемый при использования крыла 1В-2 описанной выше конфигурации, аналогичен результату, достигаемому при использования крыла 1В-1 согласно второму варианту осуществления, описание этого результата опущено.
{0090} Следует отметить, что результаты измерений аэродинамического шума модели крыла 1В-2, снабженной закрылком 3В-2 согласно данной модификации, описаны далее вместе с данными по другим вариантам осуществления.
{0091}
Вторая модификация второго варианта осуществления
Далее со ссылками на Фиг.15-27 описана вторая модификация второго варианта осуществления настоящего изобретения.
Хотя основная конфигурация для крыла в этой модификации аналогична той, которая была описана для второго варианта осуществления в целом, имеются отличия по форме закрылка. Поэтому для данной модификации описан только закрылок со ссылками на Фиг.25-27, а описание других элементов опущено.
На Фиг.25 показано сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно данной модификации. На Фиг.26 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.25, при наблюдении со стороны передней кромки. На Фиг.27 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.25, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Следует отметить, что компоненты, совпадающие с компонентами второго варианта осуществления, обозначены здесь теми же номерами позиций, и их описание опущено.
{0092} Как показано на Фиг.25-27, закрылок 3В-3 крыла 1В-3 содержит основной элемент 5 и выступающий элемент 6В-3.
Выступающий элемент 6В-3, имеющий гладкую обтекаемую форму, выступает из концевого участка поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка в направлении от основного элемента 5 закрылка (вниз на Фиг.25 и 26).
{0093} Выступающий элемент 6В-3 имеет ту же форму, что и выступающий элемент 6В-1 во втором варианте осуществления, за исключением того, что имеет по существу вдвое меньшую длину, то есть размер по хорде крыла, и другую позицию прикрепления на передней кромке.
{0094} В частности, эта модификация может быть проиллюстрирована примером, в котором ширина W выступающего элемента 6В-3 составляет 0,25 с, высота Н - 0,13 с, длина L по хорде - 0,44 с и позиция Х прикрепления на передней кромке - 0,20 с.
{0095} Поскольку технический результат, достигаемый при использовании крыла 1В-3 описанной выше конфигурации аналогичен результату, достигаемому при использовании крыла 1В-1 согласно второму варианту осуществления, описание этого результата опущено.
{0096}
Третья модификация второго варианта осуществления
Далее со ссылками на Фиг.28-30 описана третья модификация второго варианта осуществления настоящего изобретения.
Хотя основная конфигурация крыла в этой модификации аналогична той, которая описана выше для второго варианта осуществления в целом, имеются отличия по форме закрылка. Поэтому для данной модификации описан только закрылок со ссылками на Фиг.28-30, а описание других элементов опущено.
На Фиг.28 показано сечение, иллюстрирующее форму выступающего элемента закрылка согласно данной модификации. На Фиг.29 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.28, при наблюдении со стороны передней кромки. На Фиг.30 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.28, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Следует отметить, что компоненты, совпадающие с компонентами второго варианта осуществления, обозначены здесь теми же номерами позиций, и их описание опущено.
{0097} Как показано на Фиг.28-30, закрылок 3В-4 крыла 1В-4 содержит основной элемент 5 и выступающий элемент 6В-4.
Выступающий элемент 6В-4, имеющий гладкую обтекаемую форму, выступает из концевого участка поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка в направлении от основного элемента 5 закрылка (вниз на Фиг.28 и 29).
{0098} Выступающий элемент 6В-4 имеет ту же форму, что и выступающий элемент 6В-1 во втором варианте осуществления, за исключением того, что имеет вдвое меньшую ширину, то есть размер по размаху, и вдвое меньшую длину, то есть размер по хорде крыла, и другую позицию прикрепления на передней кромке.
{0099} В частности, эта модификация может быть проиллюстрирована примером, в котором ширина W выступающего элемента 6В-4 составляет 0,13 с, высота Н - 0,07 с, длина L по хорде - 0,48 с и позиция Х прикрепления на передней кромке - 0,50 с.
{0100} Поскольку технический результат, достигаемый при использовании крыла 1В-4 описанной выше конфигурации, аналогичен результату от использования крыла 1В-1 согласно второму варианту осуществления, описание этого результата опущено.
{0101} Следует отметить, что результаты измерений аэродинамического шума модели крыла 1В-4, снабженной закрылком 3В-4 согласно данной модификации, описаны далее вместе с данными по другим вариантам осуществления.
{0102}
Четвертая модификация второго варианта осуществления
Далее со ссылками на Фиг.31-33 описана четвертая модификация второго варианта осуществления настоящего изобретения.
Хотя основная конфигурация крыла в этой модификации в целом аналогична той, которая описана выше для второго варианта осуществления, имеются отличия по форме закрылка. Поэтому для данной модификации описан только закрылок со ссылками на Фиг.31-33, а описание других элементов опущено.
На Фиг.31 показано сечение, которое служит пояснением к форме выступающего элемента закрылка согласно четвертой модификации. На Фиг.32 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.31, при наблюдении со стороны передней кромки. На Фиг.33 схематически показан закрылок, изображенный на Фиг.31, при наблюдении со стороны поверхности положительного давления.
Следует отметить, что компоненты, совпадающие с компонентами второго варианта осуществления, обозначены теми же номерами позиций, и их описание опущено.
{0103} Как показано на Фиг.31-33, закрылок 3В-5 крыла 1В-5 содержит основной элемент 5 и выступающий элемент 6В-5.
Выступающий элемент 6В-5, имеющий гладкую обтекаемую форму, выступает из концевого участка поверхности положительного давления ППД основного элемента 5 закрылка в направлении от основного элемента 5 закрылка (вниз на Фиг.31 и 32).
{0104} Выступающий элемент 6В-5 имеет ту же форму, что и выступающий элемент 6В-1 во втором варианте осуществления, за исключением того, что имеет вдвое меньшую ширину, то есть размер по размаху, и вдвое меньшую длину, то есть размер по хорде крыла, и другую позицию прикрепления на передней кромке.
{0105} В частности, данная модификация может быть проиллюстрирована примером, в котором ширина W выступающего элемента 6В-5 составляет 0,13 с, высота Н - 0,13 с, длина L по хорде - 0,44 с и позиция Х прикрепления на передней кромке - 0,20 с.
{0106} Поскольку технический результат от использования крыла 1В-5 описанной выше конфигурации аналогичен результату от использования крыла 1В-1 согласно второму варианту осуществления, описание этого результата опущено.
{0107} Далее описаны результаты измерений аэродинамического шума на модели самолета, снабженной описанным выше крылом 1А-1 или 1В-1.
Фиг.34 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее конструкцию аэродинамической трубы, использованной для измерения аэродинамического шума.
Как показано на Фиг.34, для описанного здесь измерения аэродинамического шума использовалась аэродинамическая труба 50 с замкнутым контуром.
Аэродинамическая труба 50 содержит вентилятор 51, например лопастной или иной, для нагнетания воздуха, электродвигатель 52, приводящий во вращение вентилятор 51, канал 53 движения воздуха и измерительный участок 54, в котором располагается модель самолета, являющаяся объектом измерений, и выполняется измерение шума и других характеристик.
{0108} В соответствии с данным вариантом осуществления измерение аэродинамического шума выполнялось в низкоскоростной аэродинамической трубе Центра аэродинамических технологий при Управлении аэрокосмических исследований и разработок Японского агентства аэрокосмических исследований.
{0109} При измерении аэродинамического шума использовалась модель в масштабе 1:10 реального самолета, на который могут быть установлены крылья 1А-1 или 1В-1 и который находится в конфигурации для посадки, когда аэродинамический шум максимален.
В частности, предполагается, что передняя опора и основная опора, составляющие шасси, приведены в действие, то есть находятся в состоянии, в котором они выступают из фюзеляжа и в котором угол атаки относительно потока воздуха составляет 6°, что соответствует моменту посадки.
{0110} Кроме того, крылья 1А-1 и 1В-1 модели самолета приведены в состояние, в котором угол основного элемента 5 закрылка, то есть угол, под которым основной элемент 5 закрылка выпущен из основного крыла 2, составляет 32,5°, и предкрылки, располагающиеся на передних кромках крыльев 1А-1 и 1В-1, выпущены.
{0111} На измерительном участке 54 установлен набор микрофонов, которые могут измерять аэродинамический шум от модели самолета и обнаруживать местонахождение источника звука. Иначе говоря, микрофоны могут определять участки, на которых создается аэродинамический шум.
Набор микрофонов располагается в нижней части модели самолета, то есть с той стороны, где находится закрылок 3А-1 или 3В-1 крыла 1А-1 или 1В-1. Такое приспособление позволяет идентифицировать источник звука в нижней части модели самолета.
{0112} При этом вентилятор 51 и электродвигатель 52 создают на измерительном участке 54 поток воздуха, соответствующий скорости самолета во время посадки. В описываемой ситуации измерение аэродинамического шума выполнялось при моделировании скорости ветра 50 м/с.
{0113} При измерении аэродинамического шума в описанных выше условиях с использованием моделей самолетов с крыльями 1А-1 и 1В-1 в обоих случаях было подтверждено снижение шума на 3-4 дБ по сравнению с ситуации, в которой используют обычное крыло, не имеющее закрылка 3А-1 или подобного ему.
{0114} Кроме того, как показала идентификация источника звука, в отличие от обычного крыла, не имеющего закрылка 3А-1 или подобного ему, в котором в основном элементе закрылка со стороны конца крыла, то есть у его наружной части, создается аэродинамический шум от концевого вихря крыла, при использовании крыльев 1А-1 и 1В-1 описанное выше возникновение аэродинамического шума от концевого вихря крыла успешно подавляется.
{0115} Далее будут описаны результаты измерения аэродинамического шума с моделью крыла 1А-1, 1А-2, 1А-4, 1В-1, 1В-2 или 1В-4, снабженной описанным выше закрылком 3А-1, 3А-2, 3А-4, 3В-1, 3В-2 или 3В-4.
{0116} На Фиг.35 представлен чертеж, схематически изображающий конфигурацию модели крыла.
Как показано на Фиг.35, модель М крыла, используемая при измерении аэродинамического шума, предусматривает, что крыло К выступает из фюзеляжа ФЗ. На передней кромке крыла К имеется предкрылок ПКРЛ, и на его задней кромке имеется закрылок ЗКРЛ.
{0117} При выполнении измерений аэродинамического шума с любым из крыльев 1А-1, 1А-2, 1А-4, 1В-1, 1В-2 или 1В-4 в качестве указанного выше закрылка ЗКРЛ может использоваться любой из закрылков 3А-1, 3А-2, 3А-4, 3В-1, 3В-2 или 3В-4, и любой из этих закрылков представляет собой описанный выше закрылок ЗКРЛ и закрепленное на нем средство фиксации.
{0118} В конкретной модели М крыла размер WS по размаху крыла К составляет приблизительно 1,265 м и размер WC по хорде составляет приблизительно 0,6 м. Предкрылок ПКРЛ располагается на передней кромке крыла К на всем ее протяжении по размаху. Закрылок ЗКРЛ располагается на задней кромке крыла К со стороны фюзеляжа Ф3, и его длина по размаху составляет приблизительно 0,7 от размера WC по размаху крыла К.
{0119} Далее, чтобы измерить аэродинамический шум в ситуации посадки, предкрылок ПКРЛ выпускают на 25° и закрылок ЗКРЛ выпускают на 35°, модель размещают так, чтобы угол атаки составлял приблизительно 10°.
{0120} С другой стороны, как и в случае модели самолета, для измерения аэродинамического шума на модели М крыла использовалась аэродинамическая труба 50 с замкнутым контуром, и на измерительном участке 54, то есть вокруг модели крыла М, формировался поток воздуха, соответствующий потоку при посадке. В описываемой ситуации измерение аэродинамического шума выполнялось при моделировании скорости ветра 50 м/с.
{0121} На Фиг.36 показано соотношение между частотой и уровнем звукового давления при описанных выше условиях для аэродинамического шума, создаваемого в моделях М, соответствующих крыльям 1А-1 и 1В-1. Кривая, помеченная кругами, иллюстрирует аэродинамический шум от крыла 1А-1. Кривая, помеченная направленными вниз треугольниками, иллюстрирует аэродинамический шум от крыла 1В-1.
{0122} Жирная кривая иллюстрирует аэродинамический шум от закрылка ЗКРЛ обычной конструкции, не имеющего описанного выше выступающего элемента 6А-1. Кривая, помеченная квадратами, иллюстрирует аэродинамический шум от закрылка ЗКРЛ с гребнем, который выступает над поверхностью положительного давления (нижней) закрылка и конструкция которого раскрыта в описанном выше источнике ПД2.
{0123} Как показано на Фиг.36, на участке частот выше приблизительно 2 кГц линии, кривые крылья 1А-1 и 1В-1 располагаются ниже кривых, иллюстрирующих обычный закрылок ЗКРЛ, не имеющий выступающего элемента 6А-1, и на участке частот выше приблизительно 3 кГц эти кривые находятся ниже кривой, иллюстрирующей закрылок ЗКРЛ с выступающим вниз гребнем.
{0124} Иначе говоря, на участке частот выше приблизительно 2 кГц уровень звукового давления аэродинамического шума от крыльев 1А-1 и 1В-1 ниже уровня звукового давления аэродинамического шума от крыла с обычным закрылком ЗКРЛ, не имеющим выступающего элемента 6А-1. Кроме того, на участке частот выше приблизительно 3 кГц этот уровень ниже уровня звукового давления аэродинамического шума от крыла с закрылком ЗКРЛ, снабженным выступающим вниз гребнем.
{0125} На Фиг.37 показано соотношение величин аэродинамического шума от моделей М, соответствующих крыльям 1А-1, 1А-2, 1А-4, 1В-1, 1В-2 и 1В-4, при описанных выше условиях.
{0126} Столбики на Фиг.37, помеченные 1А-1, 1А-2, 1А-4, 1В-1, 1В-2 и 1В-4, обозначают величину аэродинамического шума от моделей М, в которых используются конструкции крыльев 1А-1, 1А-2, 1А-4, 1В-1, 1В-2, и 1В-4 соответственно.
РА1 и РА2 - это столбики, обозначающие величину аэродинамического шума от крыла с обычным закрылком ЗКРЛ, не имеющим выступающих частей 6А-1. Разница в длине этих столбиков РА1 и РА2 отражает варьирование величины шума во время измерений.
{0127} Как показано на Фиг.37, аэродинамический шум от всех моделей М, соответствующих крыльям 1А-1, 1А-2, 1А-4, 1В-1, 1В-2 и 1В-4, меньше аэродинамического шума от крыла, имеющего обычный закрылок ЗКРЛ без выступающего элемента 6А-1.
В частности, самое низкое значение аэродинамического шума демонстрируют модели М, соответствующие крыльям 1А-1 и 1В-1, и это значение постепенно повышается при переходе сначала к моделям М, соответствующим крыльям 1А-2 и 1В-2, а затем к моделям М, соответствующим крыльям 1А-4 и 1В-4.
{0128}
Третий вариант осуществления
Далее со ссылками на Фиг.38-40 описан третий вариант осуществления настоящего изобретения.
Хотя основная конфигурация для крыла в этом варианте осуществления аналогична той, которая была описана для первого варианта осуществления, имеются отличия в форме закрылка. Поэтому для данного варианта осуществления описан только закрылок со ссылками на Фиг.38-40, а описание других элементов опущено.
Фиг.38 представляет собой схематическое изображение, поясняющее форму выступающего элемента закрылка согласно этому варианту осуществления. Фиг.39 представляет собой сечение по линии В-В, показанной на Фиг.38, иллюстрирующее форму основного элемента закрылка и съемного основного элемента.
Следует отметить, что компоненты, совпадающие с компонентами первого варианта осуществления в целом, обозначены здесь теми же номерами позиций, и их описание опущено.
{0129} Как показано на Фиг.38-39, закрылок 3С крыла 1C содержит основной элемент 5, устройство 7 для снижения шума и концевое ребро 8А.
{0130} Устройство 7 для снижения шума снабжено съемным основным элементом 7А и выступающим элементом 6А-1.
Как показано на Фиг.38 и 39, съемный основной элемент 7А имеет по существу тот же аэродинамический профиль, что и основной элемент 5 закрылка, и может присоединяться к концевому участку основного элемента 5 закрылка и отсоединяться от него.
{0131} Выступающий элемент 6А-1 составляет единое целое с вогнутой поверхностью положительного давления ППД на съемном основном элементе 7А. Кроме того, внутри съемного основного элемента 7А имеются дополнительные кронштейны 9, которые используются для присоединения к основному элементу 5 закрылка и отсоединения от него, а также концевому ребру 8А.
Дополнительные кронштейны 9 входят внутрь съемного основного элемента 7 в направлении размаха основного элемента 5 закрылка и располагаются с определенными промежутками между ними в направлении хорды. Дополнительные кронштейны 9 закрепляют на концевом ребре 8А, расположенном на основном элементе 5 закрылка с помощью крепежных элементов, например дополнительных крепежных деталей.
{0132} Концевое ребро 8А представляет собой элемент по существу Н-образного поперечного сечения, расположенный на основном элементе 5 закрылка и используемый, наряду с дополнительными кронштейнами 9, для присоединения/отсоединения съемного основного элемента 7. Концевое ребро 8А располагается между основным элементом 5 закрылка и съемным основным элементом 7А и направлено вдоль хорды основного элемента 5 закрылка.
{0133} Фиг.40 представляет собой сечение, иллюстрирующее конфигурацию, в которой закрылок 3С на Фиг.39 не снабжен устройством для снижения шума.
В таком случае, как показано на Фиг.40, закрылок 3С содержит основной элемент 5 и концевое ребро 8В.
В отличие от описанной выше конструкции 8А, в форме концевого ребра 8В отсутствуют части полок, выступающие из концевого участка основного элемента 5 закрылка.
{0134} Когда основной элемент 5 закрылка с присоединенным к нему устройством 7 для снижения шума согласно данному варианту осуществления выпускают из основного крыла, концевой вихрь крыла, создаваемый у концевого участка основного элемента 5 закрылка, может ослабляться и, кроме того, отводиться от поверхности основного элемента 5 закрылка.
При этом неблагоприятное влияние на выполнение выпуска/убирания основного элемента 5 закрылка будет маловероятным. Кроме того, можно будет избежать ухудшения аэродинамических характеристик крыла.
{0135} Благодаря тому, что съемный основной элемент 7А может присоединяться к основному элементу закрылка и отсоединяться от основного элемента 5 закрылка, устройство 7 для снижения шума согласно данному варианту осуществления может быть использовано для модернизации обычных закрылков, не имеющих такого устройства 7 для снижения шума.
{0136} Отметим, что техническое содержание настоящего изобретения не ограничивается описанными выше вариантами осуществления, и возможны их различные модификации, не выходящие за пределы сущности настоящего изобретения.
Так, согласно изобретению, описываемому в настоящей заявке, достаточно, чтобы ширина и высота выступающего элемента в направлении вдоль потока изменялись плавно и при этом плавно изменялась площадь поперечного сечения выступающего элемента; настоящее изобретение не ограничивается выступающими частями 6А-1, 6А-2, 6А-3, 6А-4 и 6А-5, имеющими очертания в виде дуги, выступающей из поверхности положительного давления ППД, и выступающими частями 6В-1, 6В-2, 6В-3, 6В-4 и 6В-5, имеющими прямоугольные очертания, как в конкретных вариантах осуществления, описанных выше; выступающий элемент может иметь форму с дугообразными очертаниями у передней кромки ПК и прямоугольными очертаниями у задней кромки ЗК, причем два этих участка будут плавно соединены переходным участком; на это не накладывается специальных ограничений.
Номера позиций
{0137}
1А-1, 1А-2, 1А-3, 1А-4, 1А-5, 1В-1, 1В-2, 1В-3, 1В-4, 1В-5 -крыло
2 - основное крыло
3А-1, 3А-2, 3А-3, 3А-4, 3А-5, 3В-1, 3В-2, 3В-3, 3В-4, 3В-5 - закрылок (устройство для увеличения подъемной силы)
5 - основной элемент закрылка
6А-1, 6А-2, 6А-3, 6А-4, 6А-5, 6В-1, 6В-2, 6В-3, 6В-4, 6В-5 - выступающий элемент
7 - устройство для снижения шума
7А - съемный основной элемент
ПК - передняя кромка
ЗК - задняя кромка
ППД - поверхность положительного давления