RU2381142C1 - Two-wing system with positive interference - Google Patents
Two-wing system with positive interference Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381142C1 RU2381142C1 RU2008132442/11A RU2008132442A RU2381142C1 RU 2381142 C1 RU2381142 C1 RU 2381142C1 RU 2008132442/11 A RU2008132442/11 A RU 2008132442/11A RU 2008132442 A RU2008132442 A RU 2008132442A RU 2381142 C1 RU2381142 C1 RU 2381142C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wing
- profile
- aircraft
- rear wing
- wings
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tires In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к самолетам, и может быть использовано на летательных аппаратах для улучшения аэродинамических характеристик крыла.The invention relates to aircraft, in particular to aircraft, and can be used on aircraft to improve the aerodynamic characteristics of the wing.
На сегодняшний день основной парк авиации составляют самолеты аэродинамической схемы «моноплан». Схема «моноплан» получила преимущественное распространение, несмотря на недостатки: относительно большие потери на стабилизацию, значительные габаритные размеры, низкая полезная нагрузка. Единственным преимуществом схемы «моноплан» является использование одного крыла и в связи с этим - отсутствие проблем, связанных с обеспечением удовлетворительных условий обтекания двух или более крыльев.To date, the main fleet of aircraft are aerodynamic planes "monoplane". The “monoplane” scheme gained predominant distribution, despite the disadvantages: relatively large stabilization losses, significant overall dimensions, and low payload. The only advantage of the “monoplane” scheme is the use of one wing, and in this regard, the absence of problems associated with providing satisfactory conditions for the flow around two or more wings.
Известны самолеты схемы «тандем», содержащие два крыла, расположенных на фюзеляже друг за другом. Недостатки схемы «тандем» заключаются в большом разносе масс и наличии режимов полета, в которых заднее крыло затеняется передним. Из-за указанных недостатков схема не получила развития.Known aircraft tandem scheme, containing two wings located on the fuselage one after another. The disadvantages of the tandem scheme are the large mass separation and the presence of flight modes in which the rear wing is obscured by the front. Due to these shortcomings, the scheme was not developed.
Для уменьшения затенения и разноса масс одно из крыльев тандема может быть выполнено с меньшей площадью. Известны самолеты схемы «канард», у которых переднее крыло меньше заднего. Известны также самолеты, у которых заднее крыло имеет меньшую площадь, чем переднее. Недостатком данных самолетов является недостаточная продольная устойчивость.To reduce shading and mass dispersion, one of the tandem wings can be made with a smaller area. Known Canard aircraft, in which the front wing is smaller than the rear. Aircraft are also known in which the rear wing has a smaller area than the front. The disadvantage of these aircraft is the lack of longitudinal stability.
Известны экспериментальные летательные аппараты схемы «полиплан», у которых крыло выполнено в виде крыльевой решетки, состоящей из трех и более планов. Данная схема не получила распространения из-за сложности расчетов и отсутствия теоретической базы.Known experimental aircraft scheme "polyplan", in which the wing is made in the form of a wing lattice, consisting of three or more plans. This scheme is not widespread due to the complexity of the calculations and the lack of a theoretical basis.
Известен самолет, имеющий два крыла с изменяемым углом установки, которые расположены в носовой и хвостовой частях фюзеляжа. Предусмотрены исполнительные механизмы, способные обеспечивать требуемую подъемную силу за счет изменения угла установки крыльев, выполненных поворотными относительно шарниров. Имеется автоматическая система стабилизации с помощью интерцепторов или рулевых поверхностей, выполненная с возможностью отключения ее в момент продольного управления самолетом (RU 2244662, 20.01.2005).Known aircraft having two wings with a variable installation angle, which are located in the nose and tail of the fuselage. Actuators are provided that can provide the required lifting force by changing the angle of the wings, made rotary relative to the hinges. There is an automatic stabilization system using spoilers or steering surfaces, made with the ability to disable it at the time of longitudinal control of the aircraft (RU 2244662, 20.01.2005).
Известен самолет, содержащий фюзеляж, имеющий верхнюю и нижнюю палубы, переднее крыло, расположенное в носовой части фюзеляжа, с изменяемым углом установки несущих поверхностей, и автоматическую систему продольной стабилизации с помощью интерцепторов или рулей. Дополнительно введено заднее крыло, которое расположено на верхней поверхности верхней палубы фюзеляжа, которая смещена относительно нижней палубы. Предусмотрен узел крепления и поворота переднего крыла. Крылья выполнены поворотными с осями поворота на шарнирах и с возможностью обеспечения заданного угла атаки при продольном управлении самолетом и разнесены по длине и высоте фюзеляжа для устранения аэродинамического влияния переднего крыла на заднее крыло. Переднее крыло установлено в носовой части и расположено на верхней поверхности нижней палубы фюзеляжа (RU 2286287, 27.10.2006).Known aircraft containing a fuselage having upper and lower decks, a front wing located in the nose of the fuselage, with a variable angle of the bearing surfaces, and an automatic longitudinal stabilization system using spoilers or rudders. Additionally introduced the rear wing, which is located on the upper surface of the upper deck of the fuselage, which is offset from the lower deck. The mounting and rotation of the front wing is provided. The wings are made rotary with hinge axes and with the possibility of providing a given angle of attack during longitudinal control of the aircraft and spaced along the length and height of the fuselage to eliminate the aerodynamic effect of the front wing on the rear wing. The front wing is installed in the bow and is located on the upper surface of the lower deck of the fuselage (RU 2286287, 10.27.2006).
Недостатки данных конструкций заключаются в паразитном перетекании воздуха из-под верхнего крыла на нижнее, а также то, что хвостовой горизонтальный стабилизатор снижает аэродинамическое качество конструкций.The disadvantages of these structures are the parasitic flow of air from under the upper wing to the lower one, as well as the fact that the tail horizontal stabilizer reduces the aerodynamic quality of the structures.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является самолет, содержащий комбинацию из двух крыльев, одно из которых установлено впереди, а другое - позади центра тяжести самолета, так что аэродинамический фокус изолированной комбинации крыльев совпадает с центром тяжести самолета (RU 2102287, 20.01.1998).The closest analogue of the claimed invention is an aircraft containing a combination of two wings, one of which is installed in front and the other behind the center of gravity of the aircraft, so that the aerodynamic focus of the isolated combination of wings coincides with the center of gravity of the aircraft (RU 2102287, 01.20.1998).
Задачей изобретения является создание такой конструкции двухкрыльевой системы с положительной интерференцией, которая исключала бы указанные выше недостатки и была бы простой самостабилизирующейся двухкрыльевой системой с отсутствием паразитной связи между крыльями, минимальным затенением заднего крыла и незначительным разносом масс.The objective of the invention is the creation of such a design of a two-wing system with positive interference, which would eliminate the above disadvantages and would be a simple self-stabilizing two-wing system with no parasitic connection between the wings, minimal shadowing of the rear wing and a small mass spacing.
Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении экономичности, улучшении обтекания крыльев воздухом и обеспечении продольной устойчивости летательного аппарата за счет специального расположения крыльев для образования интерференционной системы, а также в уменьшении размаха и площади аэродинамической несущей поверхности по сравнению с самолетами известных аэродинамических схем и рациональном использовании горизонтальных аэродинамических поверхностей.The technical result achieved by the implementation of this invention is to increase efficiency, improve the flow of air around the wings and ensure the longitudinal stability of the aircraft due to the special arrangement of the wings for the formation of an interference system, as well as to reduce the size and area of the aerodynamic bearing surface in comparison with aircraft of known aerodynamic schemes and rational use of horizontal aerodynamic surfaces.
Указанный технический результат достигается в двухкрыльевой системе с положительной интерференцией, содержащей переднее крыло и заднее крыло, установленное сзади и выше относительно переднего крыла, при этом в плоскостях продольного сечения системы на протяжении не менее половины размаха переднего крыла расстояние между носком профиля заднего крыла и задней кромкой профиля переднего крыла составляет 0,5-1,5 длины аэродинамической хорды профиля заднего крыла, а профиль и удлинение заднего крыла выбираются так, чтобы приращение подъемной силы по углу атаки у заднего крыла было больше, чем у переднего.The specified technical result is achieved in a two-wing system with positive interference, comprising a front wing and a rear wing mounted back and up relative to the front wing, while in the planes of the longitudinal section of the system for at least half the span of the front wing the distance between the nose of the rear wing profile and the trailing edge the profile of the front wing is 0.5-1.5 lengths of the aerodynamic chord of the profile of the rear wing, and the profile and extension of the rear wing are selected so that the increment is lifting There was more strength in the angle of attack at the rear wing than at the front.
Площадь заднего крыла меньше площади переднего крыла.The area of the rear wing is less than the area of the front wing.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид двухкрыльевой системы с положительной интерференцией (ДКСПИ) в плане; на фиг.2 - вид сечения А-А по фиг.1 продольной плоскости ДКСПИ.The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a view of a two-wing system with positive interference (DKSPI) in plan; figure 2 is a view of a section aa in figure 1 of the longitudinal plane DKSPI.
Двухкрыльевая система с положительной интерференцией содержит переднее крыло 1 и заднее крыло 2, установленное сзади и выше относительно переднего крыла 1. Переднее и заднее крылья 1, 2 за счет специального расположения образуют интерференционную систему, улучшающую обтекание крыльев воздухом и обеспечивающую продольную устойчивость летательного аппарата.The positive-interference double wing system comprises a
Площадь переднего крыла 1 больше площади заднего крыла 2, которое расположено относительно переднего крыла 1 таким образом, что уменьшает перетекание воздуха через заднюю кромку переднего крыла 1. Кроме того, геометрические параметры заднего крыла 2 выбраны так, чтобы получить на нем больший прирост подъемной силы по углу атаки, чем на переднем крыле 1.The area of the
Сущность заявленного изобретения заключается в том, чтобы в плоскостях продольного сечения рассматриваемой крыльевой системы расстояние L между носком 3 профиля заднего крыла 2 и задней кромкой 4 профиля переднего крыла 1 составляло 0,5-1,5 длины аэродинамической хорды профиля заднего крыла 2. Данное условие должно соблюдаться на протяжении не менее половины размаха переднего крыла 1.The essence of the claimed invention is that in the planes of the longitudinal section of the considered wing system, the distance L between the
Рекомендация по необязательному соблюдению параметра L по всему размаху переднего крыла связана с тем, что самолету не всегда требуется чрезмерный запас по сваливанию. Например, возможность сваливания в штопор обязательна для спортивно-пилотажных и учебных самолетов, а обеспечение положительной интерференции по всему крылу приведет не к штопору, а к парашютированию.The recommendation on the optional observance of the parameter L over the entire front wing span is related to the fact that the aircraft does not always require an excessive stall margin. For example, the possibility of stalling in a corkscrew is mandatory for sports aerobatic and training aircraft, and providing positive interference throughout the wing will lead not to a corkscrew, but to parachuting.
Изобретение может быть реализовано с использованием как прямоугольных в плане, так и иных крыльев.The invention can be implemented using both rectangular in plan and other wings.
Принцип действия ДКСПИ заключается в том, что заднее крыло уменьшает разрежение воздуха над задней кромкой переднего крыла. В результате уменьшается перетекание воздуха из-под нижней плоскости переднего крыла на его верхнюю плоскость через заднюю кромку, и, таким образом, снижается интенсивность пограничного слоя. Поскольку интенсивность пограничного слоя определяет срывные характеристики крыла, срыв воздушного потока на переднем крыле происходит дальше от носка. Соответственно уменьшается турбулентность за передним крылом, и заднее крыло работает в ламинизированном воздушном потоке.The principle of operation of the DKSPI is that the rear wing reduces the rarefaction of air above the rear edge of the front wing. As a result, the flow of air from under the lower plane of the front wing to its upper plane through the trailing edge is reduced, and thus, the intensity of the boundary layer is reduced. Since the intensity of the boundary layer determines the stall characteristics of the wing, the stall of the air flow on the front wing occurs farther from the toe. Accordingly, turbulence behind the front wing decreases, and the rear wing operates in a laminated air flow.
ДКСПИ обладает способностью самостабилизироваться по тангажу. Стабилизация осуществляется за счет того, что при увеличении угла атаки крыльевой системы уменьшается приращение углов скоса потока за передним крылом, и угол атаки заднего крыла увеличивается быстрее. Также профиль и удлинение заднего крыла выбираются так, чтобы приращение подъемной силы по углу атаки у заднего крыла была больше. В результате стабилизация осуществляется одновременно по двум составляющим, и ее запаса оказывается достаточно при центровках до 40-50% средней аэродинамической хорды (САХ) переднего крыла.DKSPI has the ability to self-stabilize in pitch. Stabilization is carried out due to the fact that with an increase in the angle of attack of the wing system, the increment of the bevel angles of the flow behind the front wing decreases, and the angle of attack of the rear wing increases faster. Also, the profile and lengthening of the hind wing are chosen so that the increment of the lifting force along the angle of attack at the hind wing is greater. As a result, stabilization is carried out simultaneously in two components, and its margin is sufficient when centering up to 40-50% of the average aerodynamic chord (MAR) of the front wing.
При проектировании летательного аппарата с использованием ДКСПИ необходимо добиваться, чтобы пограничный слой на переднем крыле или на большей его части был достаточно ослаблен, и при этом осуществлялось минимальное перетекание воздуха из-под заднего крыла на переднее. Такой принцип проектирования позволяет компенсировать потерю подъемной силы от перетекания воздуха между крыльями ростом подъемной силы на переднем крыле за счет улучшения его обтекаемости.When designing an aircraft using DKSPI, it is necessary to ensure that the boundary layer on the front wing or most of it is sufficiently weakened, while minimizing the flow of air from under the rear wing to the front. This design principle allows you to compensate for the loss of lift from the flow of air between the wings by the increase in lift in the front wing due to the improvement of its streamlining.
Варьированием параметра L и высоты расположения заднего крыла относительно переднего можно добиться повышения критического угла атаки ДКСПИ до значения более 30 градусов.By varying the parameter L and the height of the rear wing relative to the front one, it is possible to increase the critical angle of attack of DKSPI to a value of more than 30 degrees.
Параметр L зависит от удлинения крыльев. Чем больше удлинение, тем больше может быть значение L при прочих равных условиях.The parameter L depends on the elongation of the wings. The greater the elongation, the greater the value of L can be, ceteris paribus.
За счет использования ДКСПИ достигается следующее:Through the use of DKSPI the following is achieved:
1. Уменьшение размаха несущих поверхностей самолета, поскольку несущая площадь распределяется на два крыла. Кроме того, отпадает потребность в компенсации несущей площадью отрицательной подъемной силы стабилизатора.1. The decrease in the magnitude of the bearing surfaces of the aircraft, since the bearing area is distributed over two wings. In addition, there is no need to compensate the bearing area of the negative lift of the stabilizer.
2. Уменьшение длины летательного аппарата.2. Reducing the length of the aircraft.
3. Снижение веса летательного аппарата из-за меньшего размаха крыльев.3. Reduced weight of the aircraft due to the smaller wingspan.
4. Уменьшение разноса масс летательного аппарата из-за близкого расположения крыльев и малого веса заднего крыла.4. Reducing the mass separation of the aircraft due to the close location of the wings and the small weight of the rear wing.
5. Повышение эксплуатационных углов атаки.5. Improving operational angles of attack.
6. Возможность отказа от механизации крыльев за счет повышения эксплуатационных углов атаки.6. The possibility of refusing to mechanize wings by increasing operational angles of attack.
7. Возможность отказа от применения на летательном аппарате горизонтального стабилизатора.7. The possibility of refusing to use a horizontal stabilizer on an aircraft.
ДКСПИ может быть применена для конструирования самолетов и экранопланов с улучшенными техническими и экономическими характеристиками.DKSPI can be used to design aircraft and ekranoplanes with improved technical and economic characteristics.
С использованием ДКСПИ построен экспериментальный четырехместный экранолет (фиг.3). Ведущиеся с июня 2007 года испытания экранолета подтвердили способность ДКСПИ работать на углах атаки более 30 градусов и стабилизироваться по тангажу.Using DKSPI built an experimental four-seater ekranolet (figure 3). Conducted since June 2007, tests of the ekranolet confirmed the ability of the DKSPI to work at angles of attack of more than 30 degrees and stabilize with pitch.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132442/11A RU2381142C1 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Two-wing system with positive interference |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132442/11A RU2381142C1 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Two-wing system with positive interference |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2381142C1 true RU2381142C1 (en) | 2010-02-10 |
Family
ID=42123716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008132442/11A RU2381142C1 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Two-wing system with positive interference |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2381142C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018465C1 (en) * | 1991-05-23 | 1994-08-30 | Владимир Николаевич Архангельский | Aircraft, using screening effect |
| RU2082651C1 (en) * | 1995-08-09 | 1997-06-27 | Владимир Сергеевич Егер | Light flying vehicle |
| RU2099248C1 (en) * | 1995-12-19 | 1997-12-20 | Акционерное общество "Авиационный научно-технический комплекс им.А.Н.Туполева" | Aircraft |
| RU2102287C1 (en) * | 1996-08-13 | 1998-01-20 | Московское авиационное производственное объединение "МИГ" | Aircraft |
| FR2761658A1 (en) * | 1997-04-04 | 1998-10-09 | Pierre Mignet | DEVICE FOR CONTROLLING GOVERNORS OF AN AIRCRAFT AND AIRCRAFT EQUIPPED WITH THIS DEVICE |
-
2008
- 2008-08-07 RU RU2008132442/11A patent/RU2381142C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018465C1 (en) * | 1991-05-23 | 1994-08-30 | Владимир Николаевич Архангельский | Aircraft, using screening effect |
| RU2082651C1 (en) * | 1995-08-09 | 1997-06-27 | Владимир Сергеевич Егер | Light flying vehicle |
| RU2099248C1 (en) * | 1995-12-19 | 1997-12-20 | Акционерное общество "Авиационный научно-технический комплекс им.А.Н.Туполева" | Aircraft |
| RU2102287C1 (en) * | 1996-08-13 | 1998-01-20 | Московское авиационное производственное объединение "МИГ" | Aircraft |
| FR2761658A1 (en) * | 1997-04-04 | 1998-10-09 | Pierre Mignet | DEVICE FOR CONTROLLING GOVERNORS OF AN AIRCRAFT AND AIRCRAFT EQUIPPED WITH THIS DEVICE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11708158B2 (en) | Aircraft with right and left propulsion unit support beams extending between main and aft wings | |
| US10661884B2 (en) | Oblique blended wing body aircraft | |
| RU2539308C2 (en) | Aircraft horizontal stabiliser surface | |
| US20190322354A1 (en) | Lifting surfaces and associated method | |
| EP2490934B1 (en) | Aircraft horizontal stabiliser fitted with leading-edge strake | |
| US20090302167A1 (en) | Apparatus and method for use on aircraft with spanwise flow inhibitors | |
| CN107839893B (en) | airplane | |
| CN1571745A (en) | Aircraft configuration with improved aerodynamic performance | |
| CN106828872B (en) | Using the high rear wing high altitude long time tandem rotor aircraft aerodynamic arrangement of support empennage | |
| EP2322419A1 (en) | Wing structure for wig vehicle | |
| WO2013037379A1 (en) | Fuselage and method for reducing drag | |
| CN108045575A (en) | A kind of short takeoff vertical landing aircraft | |
| CN103231795A (en) | Corporate aircraft engine upper placement and front swept wing duck type layout | |
| WO2007048245A3 (en) | Aircraft having helicopter rotor and front mounted propeller | |
| EP3571118B1 (en) | Tailless aircraft | |
| CN107804469B (en) | airplane | |
| CN103569356B (en) | Wing tail boom | |
| CN106828933A (en) | A kind of HAE tandem rotor aircraft aerodynamic arrangement using upper inverted diherdral difference | |
| US20200324871A1 (en) | Aircraft wing | |
| CN103171758A (en) | Lift-rising method of flying wing type airplane | |
| RU2381142C1 (en) | Two-wing system with positive interference | |
| CN102428000A (en) | Method for enhancing the aerodynamic efficiency of the vertical tail of an aircraft | |
| CN204264454U (en) | Novel high lift canard configuration connects rotor aircraft | |
| CN205738056U (en) | A kind of aerodynamic arrangement of the big aircraft of strategy | |
| CN205469774U (en) | Aircraft with fin |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110808 |