RU230079U1

RU230079U1 - A single element of mechanization of the upper part of the aircraft and swept wing extensions

Info

Publication number: RU230079U1
Application number: RU2024120394U
Authority: RU
Inventors: Леонид Викторович Загородников; Сергей Олегович Минько
Original assignee: Леонид Викторович Загородников
Filing date: 2024-07-19
Publication date: 2024-11-15

Abstract

Полезная модель относится к самолетостроению и может быть использована при конструировании как дозвукового, так и сверхзвукового летательного аппарата с аэродинамической схемой крыла - высокоплан, для создания дополнительной подъемной силы на взлетно-посадочных режимах. Элемент механизации верхней части сверхзвукового летательного аппарата выполнен в виде стреловидного щитка, имеющего в своей задней части шарнирное соединение с верхней частью фюзеляжа. При этом указанный элемент имеет возможность управляемого поднятия кверху, а стреловидный щиток объединен с передними стреловидными наплывами крыла в единый элемент механизации, имеющий единую шарнирную ось соединения с центропланом и корневыми частями консолей крыла. Технический результат заключается в увеличении аэродинамического эффекта прироста подъемной силы при отклонении этого стреловидного элемента механизации. The utility model relates to aircraft construction and can be used in the design of both subsonic and supersonic aircraft with a high-wing aerodynamic configuration, to create additional lift in takeoff and landing modes. The mechanization element of the upper part of the supersonic aircraft is made in the form of an arrow-shaped shield, which has a hinged connection with the upper part of the fuselage in its rear part. In this case, the said element has the ability to be controlled upward, and the arrow-shaped shield is combined with the front arrow-shaped wing extensions into a single mechanization element, which has a single hinge axis of connection with the center section and the root parts of the wing consoles. The technical result consists in increasing the aerodynamic effect of the increase in lift when this arrow-shaped mechanization element is deflected.

Description

Полезная модель относится к самолетостроению и может быть использована при конструировании как дозвукового так и сверхзвукового летательного аппарата с аэродинамический схемой крыла - высокоплан, для создания дополнительной подъемной силы на взлетно-посадочных режимах.The utility model relates to aircraft construction and can be used in the design of both subsonic and supersonic aircraft with a high-wing aerodynamic configuration to create additional lift during takeoff and landing modes.

Ближайшим аналогом по конструкции предлагаемого решения является поднимающийся стреловидный щиток (RU 199649, опубл. 11.09.2020). Сущность указанного решения заключается в том, что в элементе механизации верхней части летательного аппарата, выполненном в виде щитка, имеющем шарнирное соединение с верхней частью летательного аппарата и имеющем возможность управляемого поднятия кверху, согласно полезной модели, щиток имеет в плане стреловидную форму, а шарнирное соединение расположено в задней части щитка.The closest analogue in design of the proposed solution is a rising arrow-shaped shield (RU 199649, published 11.09.2020). The essence of this solution is that in the mechanization element of the upper part of the aircraft, made in the form of a shield, having a hinged connection with the upper part of the aircraft and having the ability to be controlled upward, according to the utility model, the shield has an arrow-shaped shape in plan, and the hinged connection is located in the rear part of the shield.

Недостатком известного решения, выбранного в качестве прототипа, является недостаточный аэродинамический эффект.The disadvantage of the known solution chosen as a prototype is the insufficient aerodynamic effect.

Задача предложенного решения заключается в том, чтобы еще больше увеличить аэродинамический эффект прироста подъемной силы при отклонении этого стреловидного элемента механизации.The objective of the proposed solution is to further increase the aerodynamic effect of the increase in lift force when this swept element of the mechanization is deflected.

Решение поставленной задачи достигается тем, что крыло располагается в верхней части фюзеляжа по схеме «высокоплан», и стреловидный щиток объединяется с передними стреловидными наплывами крыла в единый конструктивный элемент механизации, имеющий в своей задней части единое шарнирное соединение с центропланом и передними корневыми частями консолей крыла. Передние кромки этого элемента также могут иметь двойную стреловидность либо плавную кривизну.The solution to the problem is achieved by the fact that the wing is located in the upper part of the fuselage according to the "high-wing" scheme, and the swept flap is combined with the front swept wing extensions into a single structural element of the mechanization, which has a single hinge joint in its rear part with the center section and the front root parts of the wing consoles. The leading edges of this element can also have a double sweep or a smooth curvature.

Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема механизации верхней части гипотетического истребителя (вид сбоку), на фиг. 2 - где А - схема механизации верхней части гипотетического истребителя (фронтальный вид), на фиг. 3 - схема механизации верхней части гипотетического истребителя (вид сверху).The claimed device is explained by drawings, where Fig. 1 shows a diagram of the mechanization of the upper part of a hypothetical fighter (side view), Fig. 2 - where A is a diagram of the mechanization of the upper part of a hypothetical fighter (frontal view), Fig. 3 is a diagram of the mechanization of the upper part of a hypothetical fighter (top view).

На фиг. 1 изображен стреловидный щиток 1, который конструктивно объединен с передними стреловидными наплывами крыла и соединен с верхней частью летательного аппарата центропланом крыла 2 и передними корневыми частями консолей крыла 3, обозначенными на фиг. 3 единым шарнирным соединением 4. Управление щитком осуществляется при помощи гидравлической тяги 5 обозначенной на фиг. 2.Fig. 1 shows a swept flap 1, which is structurally combined with the front swept flap extensions of the wing and connected to the upper part of the aircraft by the wing center section 2 and the front root sections of the wing consoles 3, indicated in Fig. 3 by a single hinge joint 4. The flap is controlled by means of a hydraulic rod 5 indicated in Fig. 2.

Предложенное устройство работает аналогичным образом, как и стреловидный щиток, описанный в патенте RU 199649. При поднятии этого элемента механизации на 10-15 градусов, генерируются мощные вихревые жгуты, создающие зону низкого давления на всей площади омывания корневых частей консолей крыла. Теория аэродинамики крыла малого удлинения на основании которой работает этот стреловидный элемент механизации описана на стр. 382, 383 в книге «Проектирование самолетов», 1983 год, Москва. Авторы: С.М. Егер, В.Ф. Мишин, Н.К. Лисейцев, А.А. Бадягин, В.Е. Ротин, Ф.И. Склянский, Н.А. Кондрашов, В.А. Киселев, Н.А. Фомин.The proposed device operates in a similar manner to the swept flap described in patent RU 199649. When this mechanization element is raised by 10-15 degrees, powerful vortex bundles are generated, creating a low-pressure zone over the entire area of washing of the wing root sections. The theory of low-aspect-ratio wing aerodynamics, on the basis of which this swept element of mechanization operates, is described on pp. 382, 383 in the book "Aircraft Design", 1983, Moscow. Authors: S.M. Yeger, V.F. Mishin, N.K. Liseytsev, A.A. Badyagin, V.E. Rotin, F.I. Sklyansky, N.A. Kondrashov, V.A. Kiselev, N.A. Fomin.

Площадь объединенного элемента механизации с наиболее выгодным углом стреловидности для создания вихревых жгутов получается значительно больше, чем площадь просто одного стреловидного щитка, что дает значительно большую подъемную силу даже при меньшем угле отклонения кверху. Критически важным для сохранения статической устойчивости по курсу на взлетно-посадочных режимах летательного аппарата с таким элементом механизации является достаточное по своей площади вертикальное хвостовое оперение, которое должно при поднятии этой мощной механизации удержать боковой аэродинамический фокус и центр лобового сопротивления позади центра масс летательного аппарата на всем эксплуатационном диапазоне изменения углов атаки режимов взлета и посадки. Опыты полетов летающей модели истребителя с крылом малого удлинения, в аэродинамический схеме «бесхвостка» (отношение длины модели к размаху крыла 2:1) показали высокую эффективность этой механизации, позволяющей значительно сократить разбег и пробег, а также снизить скорость взлета и посадки. Эта механизация позволяет очень быстро выйти из крутого пике на горизонтальный полет. Наличие такой механизации, имеющий в закрытом состоянии угол атаки примерно на 5 градусов больше, чем установочный угол атаки крыла, также полностью решает проблему разбежки аэродинамического фокуса при выходе на сверхзвуковую скорость. То есть центр масс у сверхзвукового летательного аппарата делается рядом с дозвуковым фокусом, а на сверхзвуковом режиме резко возрастет подъемная сила на этом щитке и удержит центр подъемной силы практически на прежнем месте.The area of the combined high-lift device with the most advantageous sweep angle for creating vortex bundles is significantly larger than the area of just one swept flap, which provides significantly greater lift even at a smaller upward deflection angle. Of critical importance for maintaining static stability along the course during takeoff and landing modes of an aircraft with such a high-lift device is a sufficiently large vertical tail unit, which must, when raising this powerful high-lift device, maintain the lateral aerodynamic focus and the drag center behind the aircraft's center of mass throughout the entire operational range of change in angles of attack of takeoff and landing modes. Flight experiments with a flying model of a fighter with a low aspect ratio, in a "tailless" aerodynamic configuration (the ratio of the model length to the wing span is 2:1) have shown the high efficiency of this high-lift device, which allows for a significant reduction in takeoff and landing roll, as well as a reduction in takeoff and landing speed. This high-lift device allows for a very quick exit from a steep dive to horizontal flight. The presence of such mechanization, which in the closed state has an angle of attack approximately 5 degrees greater than the installed angle of attack of the wing, also completely solves the problem of the aerodynamic focus spread when reaching supersonic speed. That is, the center of mass of a supersonic aircraft is made near the subsonic focus, and in the supersonic mode the lift force on this flap will sharply increase and will keep the center of lift force practically in the same place.

Таким образом, заявленное техническое решение обеспечивает увеличение аэродинамического эффекта прироста подъемной силы при отклонении этого стреловидного элемента механизации.Thus, the claimed technical solution ensures an increase in the aerodynamic effect of the increase in lift force when this swept element of the mechanization is deflected.

Claims

A mechanization element of the upper part of a supersonic aircraft, made in the form of an arrow-shaped shield, having a hinged connection with the upper part of the fuselage in its rear part, and having the ability to be controlled upward, characterized in that the arrow-shaped shield is combined with the front arrow-shaped wing extensions into a single mechanization element, having a single hinge axis of connection with the center section and the root parts of the wing consoles.