WO2017116256A1 - Aircraft - Google Patents
Aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017116256A1 WO2017116256A1 PCT/RU2015/000934 RU2015000934W WO2017116256A1 WO 2017116256 A1 WO2017116256 A1 WO 2017116256A1 RU 2015000934 W RU2015000934 W RU 2015000934W WO 2017116256 A1 WO2017116256 A1 WO 2017116256A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- wing
- aircraft
- fuselage
- angle
- landing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
- B64C3/38—Adjustment of complete wings or parts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/10—All-wing aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/16—Aircraft characterised by the type or position of power plants of jet type
- B64D27/20—Aircraft characterised by the type or position of power plants of jet type within, or attached to, fuselages
Definitions
- the invention relates to aircraft (LA) and relates in particular to aircraft.
- F-8 Crusader fighter of the American company Vought is known as a high-wing aircraft with a “normal” aerodynamic design.
- F-8 Crusader was the only serial aircraft in the history of aviation with a variable in-flight wing installation angle (in the longitudinal plane, relative to the fuselage). In take-off and landing flight modes, the wing of the aircraft was set at an angle of 10 °, and in cruise flight mode, the wing of the plane was set at an angle of 1 °.
- the use of a wing with a variable installation angle allows takeoff and landing with almost the horizontal position of the fuselage, which significantly reduces the required height of the landing gear (and, therefore, reduces the weight of the landing gear and fuselage); Good visibility from the cockpit.
- a typical aircraft with variable sweep of the wing is an American F-111 fighter (Bauer P. Aircraft of non-traditional designs. M: Mir, 1991, pp. 130-34, [3]).
- F-l l 1 the left and right wing consoles have direct sweep (variable, depending on the flight mode of the aircraft).
- the wing area is 38 m 2
- the area of the parachute canopy is 17 m 2 (http: // www. Airwar.ru/enc/fighter/mig29.html, [6]).
- the total relative area of plumage (GO + VO) for the aircraft of the “normal” aerodynamic scheme is 53% of the wing area (Sheinin V.M. Weighted design and efficiency of passenger aircraft. M: Mashinostroenie, 1984, p.194, [7]).
- both the KhV-35 bomber (performed according to the “flying wing” aerodynamic scheme) and the B-52 bomber (performed according to the “normal” aerodynamic scheme) have close values of maximum aerodynamic quality.
- the “normal” aerodynamic “Mirage” FIF airplane of the French company Dassault has a wing load of 6.2 kilonewtons per square meter (kN / m 2 ), and the similar “tailless” aerodynamic “Mirage” aerodynamic aerodynamic airplane “Mirage” the firm’s wing load is 3.5 kN / m. ”
- the landing speeds of both aircraft are 235 kilometers per hour (IK Maschinenko. Flying wings. M .: Mashinostroenie, 1988, p. 14. [10 ]).
- the tailless aerodynamic design (and the flying wing aerodynamic design), in practice, cannot realize its theoretical advantages in terms of increasing the maximum aerodynamic quality compared to the normal aerodynamic design. This is hindered by the only (still unsolved) problem: in the aerodynamic design “tailless” (and “flying wing”) it is impossible to use highly efficient take-off and landing wing mechanization (as in aircraft of the “normal” aerodynamic design).
- the engine intake channels are, on the one hand, located on the lower side of the wing, and on the other hand, located on the upper side of the fuselage.
- the shock waves from the vertical wedge and the air intake shell of the engine nacelle sit only on the lower surface of the wing, which reduces the angle of attack of the wing, and, therefore, reduces the aerodynamic drag of the wing and improves the aerodynamic quality of the aircraft.
- the location of two engines on top of each other in the plane of symmetry of the aircraft allows you to have a minimum total midship of the fuselage and engines, which increases the aerodynamic quality of the aircraft;
- the adopted arrangement of engines makes it possible to refuse vertical plumage, since in case of failure of one of the engines there is no destabilizing (unrolling) moment along the course, which increases the aerodynamic quality of the aircraft;
- the position of engine air intakes on the upper side of the fuselage prevents foreign objects from entering them when the aircraft moves on the ground.
- the task of the invention is to improve the flight performance of the prototype.
- the invention in one of the possible variants of its execution, has the following essential features in common with the prototype: the aircraft of the aerodynamic scheme "tailless", has, fuselage, wing, at least one device made to create power rods, for instance, 'jet engine (WFD) disposed in the plane of symmetry of the aircraft, the shroud of the above WFD is located on the lower side of the wing and the fuselage with the top side.
- WFD 'jet engine
- the wing consists of a center wing, left and right consoles, the wing center section is made with the possibility of changing its installation angle (in the longitudinal plane) with respect to the fuselage, the left and right wing sections are pivotally attached to the wing center section and are made with the possibility of changing the angle of their sweep, the wing has take-off and landing mechanization.
- the inventive aircraft has neither horizontal nor vertical plumage (that is, it is made according to the scheme “tailless”), which also increases its aerodynamic quality.
- the inventive aircraft has a straight, variable, sweep wing with a negative geometric twist and a negative transverse V angle. This allows us to provide static stability of the claimed aircraft in all axes only due to the wing: in pitch - due to sweep and negative geometric wing twists; along the roll - due to the required angle of the transverse V wing; at the rate - due to direct sweep, negative geometric twist and the required angle of the transverse V wing.
- FIG.1 4 shows one of the possible embodiments of the claimed invention in a variant of a subsonic administrative aircraft, where the numbers indicate: 1a, 16 and 1c - the center section of the wing in its position, with a horizontal cruise flight, on takeoff and landing flight modes and braking during landing, respectively; 2a, 26, and 2c show the right wing console in its position during horizontal cruise flight, in takeoff and landing flight modes and in braking mode during landing, respectively; For, 36 and Sv - the left wing console in its position, with horizontal cruise flight, on takeoff and landing flight modes and on the braking mode during landing, respectively; 4 - general engine nacelle; 5 and 6 - upper and lower double-circuit turbojet engines (turbofan engines), respectively; 7 - fuselage; 8 + 13 - wing elevons; 14 and 15 - fissile flaps of the wing; 16 + 21 - spoilers (dampers of the lifting force of the wing) of the wing; 22 and 23 - air intakes of the upper
- the flight direction of the aircraft is shown.
- the solid line shows the position of the center wing of wing 1a, right 2a, and left.
- the dash-dot line shows the position of the wing center section 16, the right 26 and left 36 wing consoles for takeoff and landing flight modes
- the dash-dot line shows the position of the wing center section 1c, the right 2c and the left Sv of the wing consoles during braking during landing.
- FIG. 1 shows a side view
- FIG. 2 shows a front view
- FIG. H shows a top view of the inventive aircraft.
- Figure 4 shows the location of the center wing of the wing to the engine nacelle when viewed from the side.
- FIG. 5 shows a side view of one of the possible embodiments of the claimed invention in a variant of a subsonic administrative aircraft, where the numbers indicate: 35- fuselage; 36 - left wing console (the right wing console is not shown and not shown in the figure); 37 - wing center section; 38 and 39 - upper and lower turbofan engines, respectively; 40 and 41 - air intakes of engines 38 and 39, respectively; 42 and 43 are rotary all-angle nozzles of the engines 38 and 39, respectively.
- FIG. 6 shows a front view of one of the possible embodiments of the claimed invention in a variant of a transport aircraft, where the numbers indicate: 48 — fuselage; 49 and 50 — left and right wing consoles, respectively; 51 - wing center section; 52, 53 and 54 - the left, central and right turbofan engines, respectively; 55 - common nacelle engines; 56, 57, 58 and 59 are vertical pylons.
- the claimed invention in one possible embodiment, in a variant of a subsonic administrative aircraft, is as follows.
- a swept (direct sweep) wing (FIG. 1 + 4) of variable sweep, consisting of a center wing (positions 1a, 16 and 1c), right (positions 2a, 26 and 2c) and left (positions Za, 36 and Sv ) consoles.
- turbofan engines upper 5 and lower 6
- fuselage 7 essentially a gondola for a payload.
- the wing center section (positions 1a, 16 and 1c) is hinged (the axis of the above hinge is perpendicular to the plane of symmetry of the aircraft) attached to the engine nacelle 4 (engine nacelle 4 is located on the underside of the wing center section).
- the wing center section (positions 1a, 16 and 1c) is made with the possibility of changing the angle of its installation (in the longitudinal plane) with respect to the nacelle 4 and the fuselage 7.
- the attachment center of the wing center and the rotary mechanism for changing the angle of its installation is made , for example, as in the case of well-known passenger aircraft, the attachment unit and the rotary mechanism for changing the angle of installation of the adjustable stabilizer (horizontal tail) are made, or is made as the attachment unit and the rotary mechanism for changing the angle of installation of the wing of the known vertical take-off and landing aircraft (VTOL) with a rotary wing, for example, as in the above American ex- 1 ">
- the wing center section has the ability to change its installation angle).
- the right (positions 2a, 26 and 2c) and left (positions Za, 36 and Sv) wing consoles are pivotally attached to the wing center section. At the same time, the right and left wing consoles have the ability to change their sweep angle within certain limits, turning in their above hinges.
- the attachment site of the rotary right and left wing consoles to the wing center wing (and the rotary mechanism for changing the sweep of the wing consoles) is made, for example, as in the known aircraft with variable sweep of the wing, for example, as in the aforementioned aircraft F-1 1 1 (but there may be other acceptable constructions of the assembly and the rotary mechanism - this is not important, but only the fact that the right and left wing consoles has a variable sweep).
- the attachment point of the left and right wing consoles to the wing center section and the rotary mechanism are not shown in the figures, since their specific design is not critical.
- the fuselage 7 is attached to the wing center section by means of a common engine nacelle 4 (ie, the fuselage 7 is attached to the underside of the engine nacelle 4, moreover, the fuselage 7 and the engine nacelle 4 are fixedly connected to each other).
- the center wing (and, therefore, the entire wing, including the right and left wing consoles) is made with the possibility of changing the installation angle (in the longitudinal plane) with respect to the nacelle 4 and the fuselage 7.
- the wings On the right and left consoles the wings have elevons 8 - ⁇ - 13, fissile flaps 14 and 15 (located at the ends of the wing consoles) and spoilers (dampers of the wing lift) 16-K21 (any other devices, for example, interceptors, can be used as wing dampers).
- the wing in the claimed invention has a negative geometric twist and a negative angle to the transverse V.
- the air inlet channels 22 and 23 are separated by a horizontal partition and have a separating cheek 24 (serves to exclude the influence of air flow in one air intake (for example, when surging in it) on the air flow in another air intake).
- the air intakes 22 and 23 of the engines 5 and 6 are located, on the one hand, on the lower side of the wing center, on the other hand, on the upper side of the fuselage 7 (that is, between the wing center section and the fuselage 7).
- the fuselage 7 has an entrance door 29 on the left side (on the right side of the fuselage 7 there is the same entrance door - not shown in the figures).
- the claimed aircraft has neither horizontal plumage, nor vertical plumage - it is made according to the scheme tailless tailless.
- the wing center wing of the aircraft being installed is set, by means of two hydraulic cylinders 28, to the minimum installation angle (for example, equal to 3 °) with respect to the longitudinal axes of the engine nacelle 4 and the fuselage 7, and occupies the position 1a (shown in the figures by a solid line).
- the right and left wing consoles are set (by means of a rotary mechanism, which is not shown in the figures) to the maximum sweep angle (equal in magnitude to the right and left wing consoles), for example, equal to 30 ° (along the front edge of the wing) - as in well-known subsonic jet administrative planes, and occupy positions 2a and 3a, respectively (the figures show a dash-dot line).
- the right 2a and left Behind the wing console have a direct sweep.
- the fuselage 7 and the engine nacelle 4 maintain their horizontal position, and the wing center section (and, consequently, the entire wing) is set to the optimal angle of attack.
- the center of pressure of the wing (the point of application of the lifting force of the wing) is in such a position with respect to the center of mass of the aircraft, which provides the required (optimal) degree of static stability of the aircraft in pitch.
- the wing center section of the claimed aircraft When landing (and during take-off), the wing center section of the claimed aircraft is installed, by means of two hydraulic cylinders 28, on the take-off the landing angle of the installation in the longitudinal plane (for example, at an angle of 10 °) with respect to the longitudinal axes of the engine nacelle 4 and the fuselage 7, and occupies position 16 (the figures show a dash-dot line). That is, the wing center section rotates about an angle of 10 ° relative to the axis of its hinge (located in the brackets of the wing 27). At the same time, the fuselage 7 and the engine nacelle 4 maintain their horizontal position.
- the right and left wing consoles are installed (by means of a rotary mechanism, which is not shown in the figures) at the minimum sweep angle (the same in magnitude for the right and left wing consoles), and occupy positions 26 and 36 (the dashed-dotted diagram in the figures line), respectively.
- the minimum sweep angle the same in magnitude for the right and left wing consoles
- the minimum sweep angle the same in magnitude for the right and left wing consoles
- the minimum sweep angle the same in magnitude for the right and left wing consoles
- occupy positions 26 and 36 the dashed-dotted diagram in the figures line
- the center of pressure of the wing both in cruising flight and in take-off and landing flight modes is in the same position with respect to the center of mass of the aircraft (but can be located in different places — if necessary).
- Reduced wing sweep on takeoff and landing modes flight allows the claimed aircraft (without horizontal tail) to have highly efficient take-off and landing mechanization (of any acceptable type, and not just its variant considered above).
- the wing of the claimed invention may have a maximum lift coefficient during take-off and landing of the same magnitude as that of aircraft of the “normal” aerodynamic design.
- the claimed invention allows to realize all the potential advantages of an aircraft without horizontal tail (aerodynamic tailless design) in terms of maximizing the aerodynamic quality of the aircraft.
- the sweep of the wing in the claimed invention changes for a completely different purpose (compared with the known aircraft with variable sweep of the wing, for example, compared with the above aircraft F-1 1 1).
- the sweep of the wing consoles of the claimed invention will need to be changed by an angle of about 10 °. This is because when changing the sweep of the wing.
- the center of mass of the aircraft moves (in the direction of the longitudinal axis of the plane) by a small amount (about 2% of the average aerodynamic chord (SAX)), while the center of pressure of the wing moves (in the direction of the longitudinal axis of the plane) by much larger value (when changing the sweep angle of the wing consoles by about 10 ° - it moves by 25% of the MAR).
- SAX average aerodynamic chord
- the wing bearing capacity increases during take-off and landing flight modes due to a change (decrease) in the wing sweep angle. But this happens for completely different reasons.
- the wing lift coefficient increases only by reducing the angle of sweep of the consoles wings.
- the wing lift coefficient increases not so much due to a decrease in the sweep angle of the wing, but due to the fact that it becomes possible for a tailless aircraft to have, in principle, a highly efficient take-off and landing mechanism.
- the inventive aircraft is controlled by: pitch and roll - by deflecting the elevons 8-43; along the course - by deflecting the fissile flaps 14 and 15 located at the ends of the right and left wing consoles (for example, as is the case with the famous American B-2 bomber made according to the flying wing aerodynamic scheme).
- the use in the claimed invention of a wing with a variable installation angle allows, in comparison with the prototype [12]: to maintain the horizontal position of the fuselage and engine nacelle (in any flight mode), which reduces the height of the landing gear (and, therefore, reduces the relative weight of the chassis and airframe) and reduces the aerodynamic drag of the airplane (and, therefore, increases the aerodynamic quality of the airplane); reduce the required wing area (since the wing area is determined by the conditions of balancing in flight, and not by the requirements for the landing gear nose wheel to take off), which increases the aerodynamic quality of the aircraft;
- the horizontal position of the engine nacelle in all flight modes makes it possible to have high engine efficiency (to have a high value of the coefficient of restoration of full engine pressure).
- the location in the claimed invention of the engine air intakes under the wing allows for high engine efficiency (high value of the recovery coefficient of the total pressure of the engines) when changing (increasing) the wing center angle.
- a wing with a variable sweep angle in comparison with the prototype [12] (and compared with other well-known aircraft aerodynamic schemes “tailless”, “flying wing” and “normal”): to have a highly efficient wing take-off and landing mechanization (as one of the possible options, elevons deflected by positive angles - as in the variant considered above), which allows to drastically reduce the required wing area, which drastically reduces the aerodynamic drag of the wing, and, consequently, drastically increases the maximum aerodynamic quality of the aircraft during cruise flight.
- the claimed aircraft can have wing take-off and landing gear of any acceptable type (flaps (single and multiple-winged); flaps; slats; energy mechanization (suction or blow-off of the boundary layer); combination of the above; and others).
- the claimed invention allows to realize all the potential advantages of the aircraft of the aerodynamic scheme "tailless" (and the aircraft as such) in terms of maximizing its aerodynamic quality.
- each fairing consists of two parts (not shown in the figures) - the upper part is fixedly attached to the lower surface of the wing center section, and the lower part is fixedly attached to the upper surface of the engine nacelle 4.
- the upper and lower parts of the fairings 25 and 26 move telescopically relative to each other, thereby preserving the streamlined shape of the fairings 25 and 26.
- the shape of the bow ntroplana wing is not changed, that-ground for aerodynamic efficiency claimed aircraft,
- the claimed invention has two engines (turbofan engines) located one above the other in the plane of symmetry of the aircraft at a minimum distance from each other. Consequently, if one of the engines fails, there is no destabilizing moment along the course, which makes it possible to abandon the vertical plumage as such. It reduces aerodynamic drag and increases the aerodynamic quality of the aircraft as a whole.
- the necessary static stability of the declared aircraft along the course is ensured by the direct sweep of the wing and the angle of the transverse V wing.
- the function of the pylon by which the fuselage is attached to the wing is performed by the engine nacelle.
- the construction height of the nacelle (in the horizontal plane) is quite sufficient to eliminate the problems associated with the aeroelasticity of the airframe structure.
- An embodiment of the claimed invention is possible when it has a thrust vector of the engine (or engines) can change its direction, for example, in the longitudinal plane relative to the wing chord (to create a pitch moment - for balancing and controlling the aircraft). This can be done, for example, by using a rotary nozzle on the engine.
- turbofan engines of any type single-circuit turbojet engines (turbojet engines), double-circuit turbojet engines, ramjet engines) ), and others
- liquid propellant rocket engines LRE
- a propeller or fan pulseling or pushing driven by an engine (or motors) of any acceptable type (piston, turboshaft, electric, and others), while the fan (and propeller) can be as open Gym, and placed in the channel; and other.
- An embodiment of the claimed invention is possible when each of the two engines is combined, for example, a combination of a turbojet engine and ramjet engine.
- An embodiment of the claimed invention is possible when one of the engines (for example, the upper one) is a turbojet engine and the other (lower) is a ramjet engine.
- An embodiment of the claimed invention is possible when, in addition to (or instead of) the engine, another type of engine is used, for example, an engine.
- the invention may have one or more engines located in the plane of symmetry of the aircraft one above the other (which may either be offset from each other in the direction of the longitudinal axis of the aircraft, or not offset).
- a possible embodiment of the claimed invention with a different (compared to that shown in FIG. K4) arrangement of engines for example, two engines are located on horizontal pylons in the rear of the fuselage (as in the well-known subsonic jet administrative aircraft) and the wing center wing is hinged directly to the fuselage, all other things being equal.
- a possible embodiment of the claimed invention is different from that shown in FIG. H4 in that instead of two turbofan engines 5 and 6, two fans are installed, driven, for example, by electric motors, ceteris paribus.
- a device (or several devices) generating a traction force can be located in any suitable place on the aircraft.
- An embodiment of the claimed invention is possible when it generally does not have a device generating traction force (propulsion), while its wing center section is pivotally attached directly to the fuselage (for example, from its upper side), ceteris paribus. That is, in this embodiment, the claimed invention is made in the form of a glider.
- the wing can have any acceptable shape in terms of: direct or reverse sweep; small elongation; high elongation; and other.
- an embodiment of the claimed invention is possible when the wing has a direct sweep in its cruise flight, and the wing has a reverse sweep during take-off and landing flight modes.
- variable wing sweep and a variable thrust vector of the engines of the claimed invention makes it possible to perform it in a variant of a short take-off and landing airplane, in which at take-off and landing the engines create a vertical component of the thrust force.
- the change in the sweep of the wing can also be used to expand the range of centerings of the aircraft - which eliminates one of the disadvantages of the known aircraft tailless aerodynamic design.
- the inventive aircraft can be performed according to any acceptable aerodynamic scheme: tailless (as discussed above), duck, normal, and more.
- a possible embodiment of the claimed invention differs from that shown in FIG. 1-M in that it has a vertical tail of any suitable type, for example, in the form of end washers (or wings) mounted on the ends of the wing consoles.
- the claimed invention can be used: as a manned aircraft of any type (for example, in the embodiment of a passenger aircraft); as an unmanned aerial vehicle.
- the inventive aircraft can have any acceptable flight speed: subsonic; supersonic; hypersonic. 00934
- a vertical wedge common to both engines can be used (as one of the possible options) (for example, a multi-stage, unchanged geometry) .
- the air intake channels of the engines are separated by a horizontal partition.
- the shock waves from the vertical wedge and the air intake shell of the engine nacelle sit only on the lower surface of the wing, which allows to reduce the angle of attack of the wing, and, therefore, to reduce the aerodynamic drag of the wing and increase the aerodynamic aircraft quality.
- the claimed invention can be used both in a variant of a plane for ordinary take-off and landing, and in a variant of a plane for vertical take-off and landing (for example, with a vertical arrangement of the fuselage during take-off and landing).
- FIGS. 1- ⁇ 4 An embodiment of the claimed invention is possible, which differs from that shown in FIGS. 1- ⁇ 4 in that its right and left wing consoles are capable of differentially changing their installation angles (for example, the right wing console increases its angle 00934
- the left wing console reduces its installation angle (like some well-known aircraft, the consoles of the fully rotatable horizontal tail differentially deviate)).
- a change in the sweep of the wing can be used to reduce the size of the aircraft when it is stored in the hangar or in the hold of the ship.
- the mechanisms for changing the wing installation angle and changing the wing sweep can be of any acceptable type: hydraulic drive; electric drive; and other.
- FIG. H4 A possible embodiment of the claimed invention (FIG. H4), when his wing is used as a means of reducing the mean free path of the aircraft during landing.
- the wing when landing the claimed aircraft, after the wheels touch the landing gear, the wing is organized by deflecting the spoilers 16 - ⁇ - 21 (or in any other suitable way, for example, by means of spoilers) located on the consoles wing, decrease (damping) of the aerodynamic lift force of the wing and increase the force of aerodynamic drag of the wing. That is, a stall is organized on the wing.
- the wing center wing (and, consequently, the right and left wing consoles), by means of two hydraulic cylinders 18, are set to positions 1c, 2c and Sv (shown in figures as a dashed line), respectively, for example, at an angle of 90 ° (but they can be installed at any other acceptable angle), with respect to the longitudinal axes of the engine nacelle 4 and the fuselage 7. That is, the angle of the wing center section during airplane braking during landing is increased compared to the take-off and landing angle (when wing there is no stall).
- a wing in the claimed invention to reduce the flight path of an airplane during landing, in comparison with known airplanes with brake parachutes, has the following advantages: it creates a greater aerodynamic drag force (since the wing area on the aircraft is larger than the area used on aircraft brake parachutes), which reduces the flight path of the aircraft during landing and allows the claimed aircraft to land on airfields with a shorter runway length; the wing does not need to be dropped from the plane and quickly removed from the landing strip; the aircraft uses the mechanism that already exists on it to change the angle of the wing (you do not need to have an additional unit such as a brake parachute - but you can also have one).
- the angle of installation of the wing may increase (in absolute value, compared with the take-off and landing angle of the installation), or in the direction of increasing the positive angle of the installation (as in the case considered above, when the wing creates, albeit not large (due to the stall of the flow on it), but PT / RU2015 / 000934
- the wing creates a small negative lifting force (but may not create) and a large aerodynamic drag force).
- FIG. 5 An embodiment of the claimed invention (FIG. 5) is possible, for example, in an embodiment of an administrative aircraft, when it has two engines 38 and 39 located one above the other in the plane of symmetry of the aircraft in the rear of the fuselage 35.
- Center wing wing 37 hinged attached to the air intakes 40 and 41 of the engines 38 and 39, and made with the possibility of changing the installation angle (with respect to the fuselage 35).
- the left 36 and right (not shown in the figure) wing consoles are pivotally attached to the center section of the wing 37 and are configured to change their sweep angle (with respect to the center plan 37 and the longitudinal axis of the fuselage 35).
- the air intakes 40 and 41 of the engines 38 and 39, respectively, are located on the upper side of the fuselage 35 (and on the lower side of the wing center section 37), and are separated by a horizontal partition.
- the air intakes 40 and 41 are fixedly attached to the fuselage 35.
- All-angular rotary nozzles 42 and 43 of the engines 38 and 39, respectively, allow you to change the thrust vector of the engines in the vertical and horizontal planes, which is used to control the aircraft in pitch and course.
- the use of the claimed invention of all-angular rotary nozzles 42 and 43 of the engines 38 and 39 allows to radically increase the flight safety of the claimed aircraft (compared to known aircraft), since even when the claimed aircraft (when the flow on the wing is interrupted) is in dangerous flight modes (stall, corkscrew), by changing the thrust vector of the engines, the claimed aircraft can be brought out of these dangerous flight modes.
- An embodiment of the claimed invention (FIG. 6) is possible, for example, in the embodiment of a transport aircraft when it has three engines 52, 53 and 54 located horizontally in a common engine nacelle 55 on the upper side of the central part of the fuselage 48.
- the wing center section 51 - is complete with the possibility of changing the installation angle (with respect to the fuselage 48), and the left 49 and right 50 of the wing console are pivotally attached to the wing center section 51 and are configured to change their sweep angle (with respect to the center section 51 and the longitudinal axis the fuselage 48).
- the nacelle 55 by means of two vertical pylons 56 and 57 is pivotally attached to the center section of the wing 51 from its lower side.
- the engine nacelle 55 is fixedly attached to the central part of the fuselage 48 from its upper side by means of two vertical pylons 58 and 59.
- the air intakes of the engines 52, 53 and 54 are located on the upper side of the central part of the fuselage 48 and on the lower side of the wing center section 51.
- the claimed invention can be used as: an aircraft of any acceptable type (supersonic, hypersonic, subsonic), both manned (for example, passenger) and unmanned); glider.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
О П И С А Н И Е И З О Б Р Е Т Е Н И Я O P I S A N I E I Z O B R E T E N I
Летательный аппарат Область техники Aircraft
Изобретение имеет отношение к летательным аппаратам (ЛА) и каса- ется в частности самолетов. The invention relates to aircraft (LA) and relates in particular to aircraft.
Предшествующий уровень техники State of the art
Из (http://ru.wikipedia.org/wiki/Vought_F-8_Crusader, [1]) известен па- лубный самолёт истребитель F-8 Crusader американской фирмы Vought, представляющий собой высокоплан «нормальной» аэродинамической схемы. F-8 Crusader являлся единственным в истории авиации серийным самолетом с изменяемым в полёте углом установки крыла (в продольной плоскости, относительно фюзеляжа). На взлетно-посадочных режимах полета крыло самолета устанавливалось на угол 10°, а на режиме крей- серского полёта крыло самолета устанавливалось на угол 1°. From (http://ru.wikipedia.org/wiki/Vought_F-8_Crusader, [1]), the F-8 Crusader fighter of the American company Vought is known as a high-wing aircraft with a “normal” aerodynamic design. F-8 Crusader was the only serial aircraft in the history of aviation with a variable in-flight wing installation angle (in the longitudinal plane, relative to the fuselage). In take-off and landing flight modes, the wing of the aircraft was set at an angle of 10 °, and in cruise flight mode, the wing of the plane was set at an angle of 1 °.
Преимущества самолета F-8 Crusader: использование крыла с изме- няемым углом установки позволяет выполнять взлёт и посадку при поч- ти горизонтальном положении фюзеляжа, что значительно уменьшает потребную высоту стоек шасси (а, следовательно, уменьшает вес шасси и фюзеляжа); обеспечивается хороший обзор из кабины пилота. Advantages of the F-8 Crusader aircraft: the use of a wing with a variable installation angle allows takeoff and landing with almost the horizontal position of the fuselage, which significantly reduces the required height of the landing gear (and, therefore, reduces the weight of the landing gear and fuselage); Good visibility from the cockpit.
Из (Ружицкий Е.И. Американские самолеты вертикального взлета. М: Астрель ACT, 2000, с.177-Н 90, [2]) известен американский эксперимен- тальный самолет ХС-142А вертикального взлета и посадки «нормаль- ной» аэродинамической схемы. У данного самолета при вертикальном взлете и посадке крыло устанавливается (в продольной плоскости, отно- сительно фюзеляжа) в вертикальное положение (поворачивается на угол 100°) посредством двойных синхронизированных винтовых домкратов, а в крейсерском полете крыло занимает горизонтальное положение. From (Ruzhitsky EI American vertical take-off aircraft. M: Astrel ACT, 2000, p. 177-H 90, [2]) the American experimental aircraft XC-142A vertical take-off and landing “normal Noah "aerodynamic design. In a given airplane, during vertical take-off and landing, the wing is installed (in the longitudinal plane, relative to the fuselage) in a vertical position (rotated through an angle of 100 °) by means of double synchronized screw jacks, and in cruising flight the wing occupies a horizontal position.
В 6( 80-е годы 20-го века на сверхзвуковых военных самолетах «нор- мальной» аэродинамической схемы довольно широко использовали крыло с изменяемой стреловидностью. Это позволяло самолету, с одной стороны, иметь хорошие взлетно-посадочные характеристики (путем уменьшения стреловидности крыла увеличивался коэффициент макси- мальной подъемной силы крыла Су.макс), а с другой стороны, снизить аэродинамическое сопротивление при полете с максимальной сверхзву- ковой скоростью (путем увеличения стреловидности крыла). In the 6th ( 80s of the 20th century) supersonic military aircraft of the “normal” aerodynamic design quite widely used a wing with variable sweep. This allowed the aircraft, on the one hand, to have good takeoff and landing characteristics (by reducing the sweep of the wing it increased the coefficient of the maximum lift of the wing (Su.max), and, on the other hand, to reduce the aerodynamic drag during flight at maximum supersonic speed (by increasing the sweep of the wing).
Типичным самолетом с изменяемой стреловидностью крыла является американский истребитель F-111 (Бауэре П. Летательные аппараты не- традиционных схем. М.: Мир, 1991 , с.130- 34, [3]). У F-l l 1 левая и пра- вая консоли крыла имеют прямую стреловидность (изменяемую, в зави- симости от режима полета самолета). A typical aircraft with variable sweep of the wing is an American F-111 fighter (Bauer P. Aircraft of non-traditional designs. M: Mir, 1991, pp. 130-34, [3]). In F-l l 1, the left and right wing consoles have direct sweep (variable, depending on the flight mode of the aircraft).
Из (патент США US 3529790 А, В64С 3/40, опубликован 22.09.1970, [4]) известен самолет «нормальной» аэродинамической схемы, у кото- рого крыло выполнено с возможностью изменения угла стреловидности и угла установки (атаки). У этого самолета поворотный узел крыла по- зволяет изменять как угол стреловидности крыла, так и угол установки крыла. Однако из-за конструктивного исполнения данного узла (кото- рый сложен конструктивно), диапазон изменения угла установки крыла невелик (в пределах 0-^5°). From (US Pat. No. 3,529,790 A, B64C 3/40, published September 22, 1970, [4]), an airplane of a “normal” aerodynamic design is known, in which the wing is configured to change the sweep angle and the angle of installation (attack). In this aircraft, the rotary wing assembly allows you to change both the angle of sweep of the wing and the angle of installation of the wing. However, due to the design of this unit (which is structurally complex), the range of change in the angle of installation of the wing is small (within 0- ^ 5 °).
На большинстве современных военных самолетов для сокращения длины пробега при посадке используются тормозные парашюты, кото- рые позволяют сократить длину пробега самолета при посадке на ЗСН-35%. Преимущество тормозных парашютов: тормозная сила не зави- сит от состояния взлетно-посадочной полосы. (Зайцев В.Н., РудаковMost modern military aircraft use brake parachutes to reduce the mileage during landing. Rye can reduce the mean free path when landing on the ZSN-35%. Advantage of brake parachutes: the braking force does not depend on the condition of the runway. (Zaitsev V.N., Rudakov
B. Л. Конструкция и прочность самолетов. Киев. Вища школа. 1978,B. L. Design and strength of aircraft. Kiev. Vishka school. 1978,
C.399, [5]). C.399, [5]).
Недостатки тормозных парашютов: их каждый раз приходится сбра- сывать с самолета и быстро убирать с взлетно-посадочной полосы; они довольно быстро изнашиваются ([5], с.402 ). Disadvantages of brake parachutes: each time they have to be dropped from the plane and quickly removed from the runway; they wear out rather quickly ([5], p.402).
Например, у советского самолета истребителя МиГ-29 площадь крыла равна 38 м 2 , а площадь купола тормозного парашюта равна 17 м 2 (http ://www. airwar.ru/enc/fighter/mig29.html , [6] ) . For example, in a Soviet MiG-29 fighter plane, the wing area is 38 m 2, and the area of the parachute canopy is 17 m 2 (http: // www. Airwar.ru/enc/fighter/mig29.html, [6]).
Как известно, самолеты без горизонтального оперения (аэродинамиче- ских схем «бесхвостка» и «летающее крыло»), теоретически, могут иметь более высокое аэродинамическое качество (из-за меньшего аэро- динамического сопротивления - из-за меньшей площади поверхности, омываемой набегающим воздушным потоком), по сравнению с самоле- тами «нормальной» аэродинамической схемы (имеющей горизонтальное оперение (ГО) и вертикальное оперения (ВО)). As you know, planes without horizontal tail (aerodrome “tailless” and “flying wing”), theoretically, can have higher aerodynamic quality (due to lower aerodynamic drag - due to the smaller surface area washed by the incident air flow), in comparison with airplanes of the “normal” aerodynamic design (having horizontal plumage (GO) and vertical plumage (VO)).
Например, суммарная относительная площадь оперения (ГО + ВО) у самолетов «нормальной» аэродинамической схемы составляет 53% от площади крыла (Шейнин В.М. Весовое проектирование и эффектив- ность пассажирских самолетов. М.: Машиностроение, 1984, с.194, [7]). For example, the total relative area of plumage (GO + VO) for the aircraft of the “normal” aerodynamic scheme is 53% of the wing area (Sheinin V.M. Weighted design and efficiency of passenger aircraft. M: Mashinostroenie, 1984, p.194, [7]).
Из (Соболев Д. А. Самолеты особых схем. М.: Машиностроение, 1989, с.61 , [8]) известен опытный американский дозвуковой бомбардировщик ХВ-35 аэродинамической схемы «летающее крыло» (первый полет в 1946 году), у которого коэффициент максимальной подъемной силы крыла Су.макс был равен 1 ,5 (для сравнения, у другого американского дозвукового бомбардировщика В-29 (первый полет в 1942 году) «нор- мальной» аэродинамической схемы коэффициент максимальной подъ- емной силы крыла Су.макс был равен 2,3). В результате для сохранения той же посадочной скорости на ХВ-35 пришлось увеличить площадь крыла. Это снижало величину максимального аэродинамического каче- ства самолета ХВ-35. From (Sobolev D. A. Airplanes of special schemes. M .: Mashinostroenie, 1989, p. 61, [8]), an experienced American subsonic bomber XB-35 aerodynamic scheme "flying wing" (the first flight in 1946), which the maximum lifting force coefficient of the Su.max wing was equal to 1.5 (for comparison, another American B-29 subsonic bomber (the first flight in 1942) had “normal maximum aerodynamic design, the coefficient of the maximum lifting force of the wing Su.max was equal to 2.3). As a result, to maintain the same landing speed on the XB-35, it was necessary to increase the wing area. This reduced the value of the maximum aerodynamic quality of the XB-35 aircraft.
У самолета ХВ-35 максимальное аэродинамическое качество было равно 22,6 ([8], с.63, табл.1.5). For the KhV-35 aircraft, the maximum aerodynamic quality was 22.6 ([8], p. 63, table 1.5).
Для сравнения, у другого американского дозвукового бомбардировщи- ка «нормальной» аэродинамической схемы со стреловидным крылом В-52 (первый полет в 1952 году) максимальное аэродинамическое каче- ство равно 21 ,5 (Соболев Д. А. Столетняя история «летающего крыла». М: РУСАВИА, 1998, с.208, [9]). For comparison, another American subsonic bomber of a “normal” aerodynamic design with a V-52 swept wing (first flight in 1952) has a maximum aerodynamic quality of 21.5 (DA Sobolev. Centennial history of the “flying wing”. M: RUSAVIA, 1998, p.208, [9]).
Как видно из вышеизложенного, и бомбардировщик ХВ-35 (выпол- ненный по аэродинамической схеме «летающее крыло») и бомбарди- ровщик В-52 (выполненный по «нормальной» аэродинамической схемы) имеют близкие значения максимального аэродинамического качества. As can be seen from the foregoing, both the KhV-35 bomber (performed according to the “flying wing” aerodynamic scheme) and the B-52 bomber (performed according to the “normal” aerodynamic scheme) have close values of maximum aerodynamic quality.
Еще один пример. У самолета «нормальной» аэродинамической схемы «Мираж» FIF французской фирмы Дассо нагрузка на крыло равна 6,2 килоньютон на метр квадратный (кН/м2), а у аналогичного по назначе- нию самолета аэродинамической схемы «бесхвостка» «Мираж» ШС той же фирмы нагрузка на крыло равна 3,5 кН/м". При этом, посадочные скорости у обоих самолетов равны 235 километров в час. (Костенко И.К. Летающие крылья. М.: Машиностроение, 1988, с.14. [10]). One more example. The “normal” aerodynamic “Mirage” FIF airplane of the French company Dassault has a wing load of 6.2 kilonewtons per square meter (kN / m 2 ), and the similar “tailless” aerodynamic “Mirage” aerodynamic aerodynamic airplane “Mirage” the firm’s wing load is 3.5 kN / m. ”Moreover, the landing speeds of both aircraft are 235 kilometers per hour (IK Kostenko. Flying wings. M .: Mashinostroenie, 1988, p. 14. [10 ]).
Как видно из вышеизложенного, самолет аэродинамической схемы «бесхвостка» (и аэродинамической схемы «летающее крыло»), на прак- тике, не может реализовать свои теоретические преимущества в плане увеличения максимального аэродинамического качества, по сравнению с самолетами «нормальной» аэродинамической схемы. Этому препятствует единственная (не решенная до сих пор) проблема: в аэродинамической схеме «бесхвостка» (и «летающее крыло») невоз- можно использовать высокоэффективную взлетно-посадочную механи- зацию крыла (как у самолетов «нормальной» аэродинамической схемы).As can be seen from the foregoing, the tailless aerodynamic design (and the flying wing aerodynamic design), in practice, cannot realize its theoretical advantages in terms of increasing the maximum aerodynamic quality compared to the normal aerodynamic design. This is hindered by the only (still unsolved) problem: in the aerodynamic design “tailless” (and “flying wing”) it is impossible to use highly efficient take-off and landing wing mechanization (as in aircraft of the “normal” aerodynamic design).
Это объясняется следующим. При использовании высокоэффективной взлетно-посадочной механизации крыла (например, при отклонении за- крылков или щитков) центр давления на крыле смещается назад, что приводит к увеличению пикирующего момента на крыле (Петров К.П. Аэродинамика элементов летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1985, с.1 13, [1 1]). This is explained by the following. When using highly effective wing take-off and landing mechanization (for example, when the flaps or flaps are deflected), the wing center of pressure is shifted back, which leads to an increase in the diving moment on the wing (Petrov KP Aerodynamics of elements of aircraft. M.: Mechanical Engineering, 1985, p.1 13, [1 1]).
На самолете без горизонтального оперения (на «бесхвостке» и «ле- тающем крыле») этот момент на пикирование нечем уравновесить. On an airplane without horizontal tail (on the “tailless” and “flying wing”) this dive moment has nothing to balance.
Это вынуждает на самолете схемы «бесхвостка» (и «летающем кры- ле»), для сохранения посадочной скорости и взлетно-посадочной дис- танции в требуемых пределах, увеличивать площадь крыла, что увели- чивает аэродинамическое сопротивление, а, следовательно, уменьшает величину максимального аэродинамического качества самолета в крей- серском полете, и не позволяет использовать все теоретические пре- имущества самолетов данной аэродинамической схемы. This forces the tailless scheme (and the “flying wing”) on the plane to increase the landing speed and take-off and landing distance within the required limits, to increase the wing area, which increases the aerodynamic drag, and, therefore, reduces the value maximum aerodynamic quality of the aircraft in cruise flight, and does not allow to use all the theoretical advantages of the aircraft of this aerodynamic scheme.
Таким образом, вышеуказанный недостаток самолетов аэродинамиче- ской схемы «бесхвостка» (и «летающее крыло») сводит на нет ее теоре- тические преимущества, по сравнению с самолетами «нормальной» аэ- ро динамической схемы. Thus, the aforementioned drawback of the tailless aircraft (and the “flying wing”) aerodynamic scheme nullifies its theoretical advantages compared to the “normal” aero dynamic aircraft.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является самолет аэро- динамической схемы «бесхвостка», известный из (RU 2486105, В64С 30/00, опубликован 27.06.2013, ([12]). В варианте сверхзвукового само- лета (ΦΗΓ.12ί13) он имеет, фюзеляж, крыло, два турбореактивных (ТРД) двигателя, размещенные в общей мотогондоле друг над другом в плоскости симметрии самолета. Мотогондола прикреплена к крылу с его нижней стороны. Фюзеляж прикреплен к крылу посредством общей мо- тогондолы двигателей. В сверхзвуковых воздухозаборниках двигателей в качестве генератора скачков уплотнения использован общий для обоих двигателей вертикальный многоступенчатый клин неизменяемой гео- метрии. Каналы воздухозаборников двигателей разделены между собой горизонтальной перегородкой. Таким образом, у данного самолета кана- лы воздухозаборников двигателей, с одной стороны, размещены с ниж- ней стороны крыла, а с другой стороны, размещены с верхней стороны фюзеляжа. При сверхзвуковой скорости полета скачки уплотнения от вертикального клина и обечайки воздухозаборника мотогондолы садятся только на нижнюю поверхность крыла, что позволяет уменьшить угол атаки крыла, а, следовательно, уменьшить аэродинамическое сопротив- ление крыла и повысить аэродинамическое качество самолета. Closest to the claimed invention is a tailless aircraft of the aerodynamic scheme known from (RU 2486105, B64C 30/00, published June 27, 2013, ([12]). In the version of the supersonic airplane (ΦΗΓ.12ί13) it has , fuselage, wing, two turbojet (TRD) engines placed in a common nacelle one above the other in plane of symmetry of the aircraft. The nacelle is attached to the wing from its underside. The fuselage is attached to the wing by means of a common engine nacelle. In supersonic engine air intakes, a vertical multistage wedge of constant geometry common to both engines was used as a generator of shock waves. The engine intake channels are separated by a horizontal partition. Thus, in this aircraft, the engine intake channels are, on the one hand, located on the lower side of the wing, and on the other hand, located on the upper side of the fuselage. At a supersonic flight speed, the shock waves from the vertical wedge and the air intake shell of the engine nacelle sit only on the lower surface of the wing, which reduces the angle of attack of the wing, and, therefore, reduces the aerodynamic drag of the wing and improves the aerodynamic quality of the aircraft.
Преимущества прототипа: расположение двух двигателей друг над другом в плоскости симметрии самолета позволяет иметь минимальный суммарный мидель фюзеляжа и двигателей, что повышает аэродинами- ческое качество самолета; принятое расположение двигателей позволяет отказаться от вертикального оперения, так как при отказе одного из дви- гателей не возникает дестабилизирующего (разворачивающего) момента по курсу, что повышает аэродинамическое качество самолета; располо- жение воздухозаборников двигателей с верхней стороны фюзеляжа пре- дотвращает попадание в них посторонних предметов при движении са- молета по земле. 4 Advantages of the prototype: the location of two engines on top of each other in the plane of symmetry of the aircraft allows you to have a minimum total midship of the fuselage and engines, which increases the aerodynamic quality of the aircraft; the adopted arrangement of engines makes it possible to refuse vertical plumage, since in case of failure of one of the engines there is no destabilizing (unrolling) moment along the course, which increases the aerodynamic quality of the aircraft; The position of engine air intakes on the upper side of the fuselage prevents foreign objects from entering them when the aircraft moves on the ground. four
7 7
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Задачей заявляемого изобретения является улучшение летно- технических характеристик прототипа. The task of the invention is to improve the flight performance of the prototype.
Очевидно, если такая задача может быть решена, то это «неочевидное» решение для специалиста, сведущего в соответствующей области техни- ки, поскольку у прототипа и у других известных аналогов она не реше- на. Obviously, if such a problem can be solved, then this is a “non-obvious” solution for a specialist who is knowledgeable in the corresponding field of technology, since it has not been solved for the prototype and other known analogues.
Заявляемое изобретение, в одном из возможных вариантов его испол- нения, имеет следующие общие с прототипом существенные признаки: летательный аппарат аэродинамической схемы «бесхвостка», имеет, фю- зеляж, крыло, по меньшей мере, одно устройство, выполненное для соз- дания силы тяги, например, ' воздушно-реактивный двигатель (ВРД), размещенный в плоскости симметрии летательного аппарата, воздухоза- борник вышеуказанного ВРД расположен с нижней стороны крыла и с верхней стороны фюзеляжа. The invention, in one of the possible variants of its execution, has the following essential features in common with the prototype: the aircraft of the aerodynamic scheme "tailless", has, fuselage, wing, at least one device made to create power rods, for instance, 'jet engine (WFD) disposed in the plane of symmetry of the aircraft, the shroud of the above WFD is located on the lower side of the wing and the fuselage with the top side.
Отличительными от прототипа существенными признаками является: крыло состоит из центроплана, левой и правой консолей, центроплан крыла выполнен с возможностью изменения угла его установки (в про- дольной плоскости) по отношению к фюзеляжу, левая и правая консоли крыла шарнирно прикреплены к центроплану крыла и выполнены с воз- можностью изменения угла их стреловидности, крыло имеет взлетно- посадочную механизацию. Distinctive features from the prototype are: the wing consists of a center wing, left and right consoles, the wing center section is made with the possibility of changing its installation angle (in the longitudinal plane) with respect to the fuselage, the left and right wing sections are pivotally attached to the wing center section and are made with the possibility of changing the angle of their sweep, the wing has take-off and landing mechanization.
За счет изменения угла установки крыла у заявляемого изобретения, по сравнению с прототипом [12], появляется возможность: сохранять горизонтальное положение фюзеляжа и мотогондолы ВРД (на любом режиме полета), что уменьшает высоту стоек шасси (а, следовательно, снижает относительный вес конструкции шасси и планера) и снижа- ет аэродинамическое сопротивление летательного аппарата (а, следова- тельно, увеличивает аэродинамическое качество летательного аппарата); уменьшить потребную площадь крыла (так как площадь крыла опреде- ляется условиями балансировки летательного аппарата в полете, а не требованиями отрыва носового колеса шасси при взлете), что повышает аэродинамическое качество летательного аппарата в крейсерском поле- те; иметь горизонтальное положение воздухозаборника ВРД на всех ре- жимах полета летательного аппарата, что позволяет иметь высокую эф- фективность ВРД (иметь высокий коэффициент восстановления полного давления ВРД). By changing the angle of installation of the wing of the claimed invention, compared with the prototype [12], it is possible: to maintain the horizontal position of the fuselage and the engine nacelle of the WFD (in any flight mode), which reduces the height of the landing gear (and, therefore, reduces the relative weight of the chassis structure and glider) and lower- it has the aerodynamic drag of the aircraft (and, consequently, increases the aerodynamic quality of the aircraft); reduce the required wing area (since the wing area is determined by the conditions of balancing the aircraft in flight, and not by the requirements for the nose gear of the landing gear to take off), which increases the aerodynamic quality of the aircraft in cruise flight; to have a horizontal position of the air-propelled air intake on all flight modes of the aircraft, which allows one to have high efficiency of the air-propulsion wing (to have a high coefficient of recovery of the total pressure of the air-propulsion wing).
За счет изменения угла стреловидности консолей крыла у заявляемого изобретения, по сравнению с прототипом [12], появляется возможность: иметь на крыле высокоэффективную взлетно-посадочную механизацию (так как у заявляемого изобретения центр давления крыла и в крейсер- ском полете и на взлетно-посадочных режимах полета находится в од- ном и том же положении, по отношению к центру масс летательного ап- парата), что позволяет радикально уменьшить площадь крыла, что ради- кально уменьшает аэродинамическое сопротивление, а, следовательно, радикально увеличивает максимальное аэродинамическое качество лета- тельного аппарата в крейсерском полете (как по сравнению с прототи- пом, так и по сравнению с другими известными летательными аппарата- ми аэродинамических схем «бесхвостка», «летающее крыло» и «нор- мальная»). By changing the sweep angle of the wing consoles of the claimed invention, in comparison with the prototype [12], it becomes possible to have a highly efficient take-off and landing mechanization on the wing (since the claimed invention has a center of pressure of the wing both in cruising and take-off and landing flight modes is in the same position with respect to the center of mass of the aircraft), which allows to radically reduce the wing area, which radically reduces the aerodynamic drag, and therefore, the radical Flax increases the maximum aerodynamic quality of the aircraft in cruising flight (both in comparison with the prototype and in comparison with other known aircraft of the aerodynamic schemes “tailless”, “flying wing” and “normal”).
Заявляемый летательный аппарат не имеет ни горизонтального ни вер- тикального оперения (тоесть, он выполнен по схеме бескилевая «бесхво- стка»), что также повышает его аэродинамическое качество. Заявляемый летательный аппарат имеет крыло прямой, изменяемой, стреловидности с отрицательной геометрической круткой и с отрица- тельным углом поперечного V. Это позволяет обеспечить статическую устойчивость заявляемого летательного аппарата по всем осям только за счет крыла: по тангажу - за счет стреловидности и отрицательной гео- метрической крутки крыла; по крену - за счет требуемого угла попереч- ного V крыла; по курсу - за счет прямой стреловидности, отрицательной геометрической крутки и требуемого угла поперечного V крыла. The inventive aircraft has neither horizontal nor vertical plumage (that is, it is made according to the scheme “tailless”), which also increases its aerodynamic quality. The inventive aircraft has a straight, variable, sweep wing with a negative geometric twist and a negative transverse V angle. This allows us to provide static stability of the claimed aircraft in all axes only due to the wing: in pitch - due to sweep and negative geometric wing twists; along the roll - due to the required angle of the transverse V wing; at the rate - due to direct sweep, negative geometric twist and the required angle of the transverse V wing.
Краткое описание фигур чертежей Brief Description of the Drawings
На ФИГ.1 4 показан один из возможных вариантов исполнения заяв- ляемого изобретения в варианте дозвукового административного само- лета, где цифрами обозначено: 1а, 16 и 1в - центроплан крыла в его по- ложении, при горизонтальном крейсерском полете, на взлетно- посадочных режимах полета и на режиме торможения при посадке, со- ответственно; 2а, 26 и 2в - правая консоль крыла в ее положении, при горизонтальном крейсерском полете, на взлетно-посадочных режимах полета и на режиме торможения при посадке, соответственно; За, 36 и Зв - левая консоль крыла в ее положении, при горизонтальном крейсерском полете, на взлетно-посадочных режимах полета и на режиме торможе- ния при посадке, соответственно; 4 - общая мотогондола двигателей; 5 и 6 - верхний и нижний двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД), соответственно; 7 - фюзеляж; 8+13 - элевоны крыла; 14 и 15 - расщепляющиеся щитки крыла; 16+21 - спойлеры (гасители подъемной силы крыла) крыла; 22 и 23 - воздухозаборники верхнего ТРДД 5 и нижнего ТРДД 6, соответственно; 24 - разделительная щека воздухоза- борников 22 и 23; 25 и 26 -обтекатели; 27 - кронштейн навески крыла; 28 - гидроцилиндр изменения угла установки центроплана крыла; 29 - входная дверь фюзеляжа 7; 30 - верхний наплыв фюзеляжа 7; 31 - щель с клином для слива погранслоя. Стрелкой с надписью Н.П. показано на- правление полета самолета. Сплошной линией показано положение цен- троплана крыла 1а, правой 2а и левой За консолей крыла в горизонталь- ном крейсерском полете, штрихпунктирной линией показано положение центроплана крыла 16, правой 26 и левой 36 консолей крыла на взлетно- посадочных режимах полета, и штрихпунктирной линией показано по- ложение центроплана крыла 1в, правой 2в и левой Зв консолей крыла на режиме торможения при посадке. In FIG.1 4 shows one of the possible embodiments of the claimed invention in a variant of a subsonic administrative aircraft, where the numbers indicate: 1a, 16 and 1c - the center section of the wing in its position, with a horizontal cruise flight, on takeoff and landing flight modes and braking during landing, respectively; 2a, 26, and 2c show the right wing console in its position during horizontal cruise flight, in takeoff and landing flight modes and in braking mode during landing, respectively; For, 36 and Sv - the left wing console in its position, with horizontal cruise flight, on takeoff and landing flight modes and on the braking mode during landing, respectively; 4 - general engine nacelle; 5 and 6 - upper and lower double-circuit turbojet engines (turbofan engines), respectively; 7 - fuselage; 8 + 13 - wing elevons; 14 and 15 - fissile flaps of the wing; 16 + 21 - spoilers (dampers of the lifting force of the wing) of the wing; 22 and 23 - air intakes of the upper turbofan 5 and lower turbofan 6, respectively; 24 - dividing cheek air fighters 22 and 23; 25 and 26 fairings; 27 - bracket of a wing hinge; 28 - hydraulic cylinder for changing the wing center-wing installation angle; 29 - the front door of the fuselage 7; 30 - the upper influx of the fuselage 7; 31 - slot with a wedge for draining the boundary layer. Arrow with the inscription N.P. The flight direction of the aircraft is shown. The solid line shows the position of the center wing of wing 1a, right 2a, and left. For the wing consoles in horizontal cruise flight, the dash-dot line shows the position of the wing center section 16, the right 26 and left 36 wing consoles for takeoff and landing flight modes, and the dash-dot line shows the position of the wing center section 1c, the right 2c and the left Sv of the wing consoles during braking during landing.
На ФИГ.1 показан вид сбоку, на ФИГ.2 показан вид спереди, на ФИГ.З показан вид сверху заявляемого летательного аппарата. FIG. 1 shows a side view, FIG. 2 shows a front view, and FIG. H shows a top view of the inventive aircraft.
На ФИГ.4 показано место крепления центроплана крыла к мотогондо- ле двигателей при виде сбоку. Figure 4 shows the location of the center wing of the wing to the engine nacelle when viewed from the side.
На ФИГ.5 показан вид сбоку одного из возможных вариантов испол- нения заявляемого изобретения в варианте дозвукового административ- ного самолета, где цифрами обозначено: 35- фюзеляж; 36 - левая кон- соль крыла (правая консоль крыла на фигуре не показана и не обозначе- на); 37 - центроплан крыла; 38 и 39 - верхний и нижний ТРДД, соответ- ственно; 40 и 41 - воздухозаборники двигателей 38 и 39, соответственно; 42 и 43 - поворотные всеракурсные сопла двигателей 38 и 39, соответст- венно. FIG. 5 shows a side view of one of the possible embodiments of the claimed invention in a variant of a subsonic administrative aircraft, where the numbers indicate: 35- fuselage; 36 - left wing console (the right wing console is not shown and not shown in the figure); 37 - wing center section; 38 and 39 - upper and lower turbofan engines, respectively; 40 and 41 - air intakes of engines 38 and 39, respectively; 42 and 43 are rotary all-angle nozzles of the engines 38 and 39, respectively.
На ФИГ.6 показан вид спереди одного из возможных вариантов ис- полнения заявляемого изобретения в варианте транспортного самолета, где цифрами обозначено: 48 - фюзеляж; 49 и 50 - левая и правая консо- ли крыла, соответственно; 51 - центроплан крыла; 52, 53 и 54 - левый, центральный и правый ТРДД, соответственно; 55 - общая мотогондола двигателей; 56, 57, 58 и 59 -вертикальные пилоны. FIG. 6 shows a front view of one of the possible embodiments of the claimed invention in a variant of a transport aircraft, where the numbers indicate: 48 — fuselage; 49 and 50 — left and right wing consoles, respectively; 51 - wing center section; 52, 53 and 54 - the left, central and right turbofan engines, respectively; 55 - common nacelle engines; 56, 57, 58 and 59 are vertical pylons.
Варианты осуществление изобретения Embodiments of the invention
Заявляемое изобретение, в одном из возможных вариантов его испол- нения, в варианте дозвукового административного самолета, представ- ляет собой следующее. Имеется, стреловидное (прямой стреловидности) крыло (ФИГ.1+4) изменяемой стреловидности, состоящее из центропла- на (позиции 1а, 16 и 1в), правой (позиции 2а, 26 и 2в) и левой (позиции За, 36 и Зв) консолей. Имеются, два ТРДД (верхний 5 и нижний 6), раз- мещенные в общей мотогондоле 4 друг над другом в плоскости симмет- рии самолета, смещенные друг относительно друга на некоторое рас- стояние вдоль продольной оси самолета (но могут быть и не смещены), фюзеляж 7 (по сути - гондола для полезной нагрузки). Центроплан кры- ла (позиции 1а, 16 и 1в) шарнирно (ось вышеуказанного шарнира пер- пендикулярна плоскости симметрии самолета) прикреплен к мотогондо- ле 4 (мотогондола 4 расположена с нижней стороны центроплана кры- ла). Таким образом, центроплан крыла (позиции 1а, 16 и 1в) выполнен с возможностью изменения угла его установки (в продольной плоскости) по отношению к мотогондоле 4 и фюзеляжу 7. Узел крепления центро- плана крыла и поворотный механизм изменения угла его установки вы- полнен, например, как у известных пассажирских самолетов выполнен узел крепления и поворотный механизм изменения угла установки пере- ставного стабилизатора (горизонтального оперения), или выполнен как узел крепления и поворотный механизм изменения угла установки кры- ла у известных самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП) с по- воротным крылом, например, как у вышеуказанного американского экс- 1 "> The claimed invention, in one possible embodiment, in a variant of a subsonic administrative aircraft, is as follows. There is a swept (direct sweep) wing (FIG. 1 + 4) of variable sweep, consisting of a center wing (positions 1a, 16 and 1c), right (positions 2a, 26 and 2c) and left (positions Za, 36 and Sv ) consoles. There are two turbofan engines (upper 5 and lower 6), located in the common engine nacelle 4 one above the other in the plane of symmetry of the aircraft, offset from each other by some distance along the longitudinal axis of the aircraft (but may not be offset) , fuselage 7 (essentially a gondola for a payload). The wing center section (positions 1a, 16 and 1c) is hinged (the axis of the above hinge is perpendicular to the plane of symmetry of the aircraft) attached to the engine nacelle 4 (engine nacelle 4 is located on the underside of the wing center section). Thus, the wing center section (positions 1a, 16 and 1c) is made with the possibility of changing the angle of its installation (in the longitudinal plane) with respect to the nacelle 4 and the fuselage 7. The attachment center of the wing center and the rotary mechanism for changing the angle of its installation is made , for example, as in the case of well-known passenger aircraft, the attachment unit and the rotary mechanism for changing the angle of installation of the adjustable stabilizer (horizontal tail) are made, or is made as the attachment unit and the rotary mechanism for changing the angle of installation of the wing of the known vertical take-off and landing aircraft (VTOL) with a rotary wing, for example, as in the above American ex- 1 ">
периментального СВВП XC-142A (но могут быть и другие приемлемые конструкции узла и поворотного механизма - это не принципиально, а принципиально лишь то, что центроплан крыла имеет возможность из- менять свой угол установки). Правая (позиции 2а, 26 и 2в), и левая (по- зиции За, 36 и Зв) консоли крыла шарнирно прикреплены к центроплану крыла. При этом, правая и левая консоли крыла имеют возможность из- менять свой угол стреловидности в определенных пределах, поворачи- ваясь в своих вышеуказанных шарнирах. Узел крепления поворотных правой и левой консолей крыла к центроплану крыла (и поворотный ме- ханизм изменения стреловидности консолей крыла) выполнен, напри- мер, как у известных самолетов с изменяемой стреловидностью крыла, например, как у вышеуказанного самолета F- 1 1 1 (но могут быть и дру- гие приемлемые конструкции узла и поворотного механизма - это не принципиально, а принципиально лишь то, что правая и левая консоли крыла имеет изменяемую стреловидность). Узел крепления левой и пра- вой консолей крыла к центроплану крыла и поворотный механизм на фигурах не показаны, так как их конкретное конструктивное исполнение не принципиально. Фюзеляж 7 прикреплен к центроплану крыла посред- ством общей мотогондолы 4 (тоесть, фюзеляж 7 прикреплен к нижней стороне мотогондолы 4, причем, фюзеляж 7 и мотогондола 4 соединены между собой неподвижно). of the XC-142A vertical VTOL (but there may be other acceptable designs of the assembly and the rotary mechanism - this is not a matter of principle, but of principle is that the wing center section has the ability to change its installation angle). The right (positions 2a, 26 and 2c) and left (positions Za, 36 and Sv) wing consoles are pivotally attached to the wing center section. At the same time, the right and left wing consoles have the ability to change their sweep angle within certain limits, turning in their above hinges. The attachment site of the rotary right and left wing consoles to the wing center wing (and the rotary mechanism for changing the sweep of the wing consoles) is made, for example, as in the known aircraft with variable sweep of the wing, for example, as in the aforementioned aircraft F-1 1 1 (but there may be other acceptable constructions of the assembly and the rotary mechanism - this is not important, but only the fact that the right and left wing consoles has a variable sweep). The attachment point of the left and right wing consoles to the wing center section and the rotary mechanism are not shown in the figures, since their specific design is not critical. The fuselage 7 is attached to the wing center section by means of a common engine nacelle 4 (ie, the fuselage 7 is attached to the underside of the engine nacelle 4, moreover, the fuselage 7 and the engine nacelle 4 are fixedly connected to each other).
Таким образом, центроплан крыла (а, следовательно, и все крыло, включая правую и левую консоли крыла) выполнен с возможностью из- менения угла установки (в продольной плоскости) по отношению к мо- тогондоле 4 и фюзеляжу 7. На правой и левой консолях крыла имеются элевоны 8-^-13, расщепляющиеся щитки 14 и 15 (расположенные на кон- цах консолей крыла) и спойлеры (гасители подъемной силы крыла) 16-K21 (в качестве гасителей подъемной силы крыла могут быть исполь- зованы и любые иные устройства, например, интерцепторы). Thus, the center wing (and, therefore, the entire wing, including the right and left wing consoles) is made with the possibility of changing the installation angle (in the longitudinal plane) with respect to the nacelle 4 and the fuselage 7. On the right and left consoles the wings have elevons 8 - ^ - 13, fissile flaps 14 and 15 (located at the ends of the wing consoles) and spoilers (dampers of the wing lift) 16-K21 (any other devices, for example, interceptors, can be used as wing dampers).
Крыло в заявляемом изобретении имеет отрицательную геометриче- скую крутку и отрицательный угол поперечного V. В передней части мотогондолы 4 имеются воздухозаборники 22 и 23 верхнего 5 и нижнего 6 двигателей, соответственно. Каналы воздухозаборников 22 и 23 разде- лены между собой горизонтальной перегородкой и имеют разделитель- ную щеку 24 (служит для исключения влияния течения воздуха в одном воздухозаборнике (например, при помпаже в нем) на течение воздуха в другом воздухозаборнике). Таким образом, воздухозаборники 22 и 23 двигателей 5 и 6 расположены, с одной стороны, с нижней стороны цен- троплана крыла, с другой стороны, с верхней стороны фюзеляжа 7 (тоесть, между центропланом крыла и фюзеляжем 7). Между центропла- ном крыла и верхней частью мотогондолы 4 имеется щель для слива по- гранслоя. В этой сливной щели расположены два обтекателя 25 и 26, в которых размещены два кронштейна навески крыла 27 (по одному кронштейну в каждом обтекателе) и два гидроцилиндра 28, служащие для изменения угла установки центроплана крыла в продольной плоско- сти (по одному гидроцилиндру в каждом обтекателе). В качестве уст- ройства, служащего для изменения угла установки центроплана крыла в продольной плоскости, могут использоваться и любые иные приемле- мые механизмы (один или несколько), например, винтовые домкраты - это не принципиально, а принципиально лишь то, что на самолете име- ется такой механизм. Фюзеляж 7 имеет с левой стороны входную дверь 29 (с правой стороны фюзеляжа 7 имеется такая же входная дверь - на фигурах не показана). С верхней стороны фюзеляжа 7 (в плоскости сим- метрии самолета) имеется наплыв 30, увеличивающий высоту пассажир- ской кабины над продольным проходом. Между наплывом 30 и перед- ней нижней частью мотогондолы 4 имеется щель 31 с клином для слива погранслоя. The wing in the claimed invention has a negative geometric twist and a negative angle to the transverse V. At the front of the nacelle 4 there are air intakes 22 and 23 of the upper 5 and lower 6 engines, respectively. The air inlet channels 22 and 23 are separated by a horizontal partition and have a separating cheek 24 (serves to exclude the influence of air flow in one air intake (for example, when surging in it) on the air flow in another air intake). Thus, the air intakes 22 and 23 of the engines 5 and 6 are located, on the one hand, on the lower side of the wing center, on the other hand, on the upper side of the fuselage 7 (that is, between the wing center section and the fuselage 7). Between the wing center section and the upper part of the engine nacelle 4 there is a gap for draining the side layer. In this drain slot there are two fairings 25 and 26, in which two wing link brackets 27 are placed (one bracket in each fairing) and two hydraulic cylinders 28, which serve to change the wing center angle in the longitudinal plane (one hydraulic cylinder in each fairing). Any other acceptable mechanism (one or several), for example, screw jacks, can be used as a device for changing the angle of the wing center wing in the longitudinal plane, for example, it’s not important, but only that - There is such a mechanism. The fuselage 7 has an entrance door 29 on the left side (on the right side of the fuselage 7 there is the same entrance door - not shown in the figures). On the upper side of the fuselage 7 (in the plane of symmetry of the aircraft) there is an influx of 30, increasing the height of the passenger cabin above the longitudinal passage. Between the influx of 30 and the the lower part of the engine nacelle 4 has a slot 31 with a wedge for draining the boundary layer.
У заявляемого самолета нет ни горизонтального оперения, ни верти- ального оперения - он выполнен по схеме бескилевая «бесхвостка». The claimed aircraft has neither horizontal plumage, nor vertical plumage - it is made according to the scheme tailless tailless.
Остальные агрегаты заявляемого самолета не влияют на получаемый технический результат, а поэтому на фигурах и в описании не указаны.The remaining units of the claimed aircraft do not affect the obtained technical result, and therefore are not indicated in the figures and in the description.
В горизонтальном крейсерском полете (с дозвуковой скоростью) у за- являемого самолета центроплан крыла устанавливается, посредством двух гидроцилиндров 28, на минимальный угол установки (например, равный 3°) по отношению к продольным осям мотогондолы 4 и фюзеля- жа 7, и занимает положение 1а (на фигурах показано сплошной линией). Правая и левая консоли крыла устанавливаются (посредством поворот- ного механизма, который на фигурах не показан) на максимальный угол стреловидности (равный по величине для правой и левой консолей кры- ла), например, равный 30° (по передней кромке крыла) - как у известных дозвуковых реактивных административных самолетов, и занимают по- ложения 2а и За, соответственно (на фигурах показано штрихпунктир- ной линией). В крейсерском полете правая 2а и левая За консоли крыла имеют прямую стреловидность. При этом, фюзеляж 7 и мотогондола 4 сохраняют свое горизонтальное положение, а центроплан крыла (а, сле- довательно, и все крыло) установлен под оптимальный угол атаки. Центр давления крыла (точка приложения подъемной силы крыла) нахо- дится в таком положении, по отношению к центру масс самолета, кото- рое обеспечивает требуемую (оптимальную) степень статической устой- чивости самолета по тангажу. In a horizontal cruising flight (at subsonic speed), the wing center wing of the aircraft being installed is set, by means of two hydraulic cylinders 28, to the minimum installation angle (for example, equal to 3 °) with respect to the longitudinal axes of the engine nacelle 4 and the fuselage 7, and occupies the position 1a (shown in the figures by a solid line). The right and left wing consoles are set (by means of a rotary mechanism, which is not shown in the figures) to the maximum sweep angle (equal in magnitude to the right and left wing consoles), for example, equal to 30 ° (along the front edge of the wing) - as in well-known subsonic jet administrative planes, and occupy positions 2a and 3a, respectively (the figures show a dash-dot line). In cruising flight, the right 2a and left Behind the wing console have a direct sweep. At the same time, the fuselage 7 and the engine nacelle 4 maintain their horizontal position, and the wing center section (and, consequently, the entire wing) is set to the optimal angle of attack. The center of pressure of the wing (the point of application of the lifting force of the wing) is in such a position with respect to the center of mass of the aircraft, which provides the required (optimal) degree of static stability of the aircraft in pitch.
При посадке (и при взлете) центроплан крыла заявляемого самолета устанавливается, посредством двух гидроцилиндров 28, на взлетно- посадочный угол установки в продольной плоскости (например, на угол 10°) по отношению к продольным осям мотогондолы 4 и фюзеляжа 7, и занимает положение 16 (на фигурах показано штрихпунктирной лини- ей). Тоесть, центроплан крыла поворачивается относительно оси своего шарнира (расположенного в кронштейнах навески крыла 27) на угол 10°. При этом, фюзеляж 7 и мотогондола 4 сохраняют свое горизонтальное положение. Правая и левая консоли крыла устанавливаются (посредст- вом поворотного механизма, который на фигурах не показан) на мини- мальный угол стреловидности (одинаковый по величине для правой и левой консоли крыла), и занимают положение 26 и 36 (на фигурах пока- зано штрихпунктирной линией), соответственно. При посадке (и взлете) заявляемого самолета его правая 26 и левая 36 консоли крыла имеют прямую стреловидность. Элевоны 8-43 крыла откланяются на положи- тельные углы атаки, таким образом, выполняя функцию взлетно- посадочной механизации (увеличивая коэффициент подъемной силы крыла). При посадке (и взлете) консоли 26 и 36 крыла, поворачиваясь относительно осей своих шарниров, уменьшают свой угол стреловидно- сти до нужной величины, которая определяется тем, чтобы центр давле- ния крыла (с работающей взлетно-посадочной механизацией крыла) на- ходился в том же положении, по отношению к центру масс самолета, что и в крейсерском полете, обеспечивая, таким образом, нужную (опти- мальную) степень статической устойчивости самолета по тангажу. When landing (and during take-off), the wing center section of the claimed aircraft is installed, by means of two hydraulic cylinders 28, on the take-off the landing angle of the installation in the longitudinal plane (for example, at an angle of 10 °) with respect to the longitudinal axes of the engine nacelle 4 and the fuselage 7, and occupies position 16 (the figures show a dash-dot line). That is, the wing center section rotates about an angle of 10 ° relative to the axis of its hinge (located in the brackets of the wing 27). At the same time, the fuselage 7 and the engine nacelle 4 maintain their horizontal position. The right and left wing consoles are installed (by means of a rotary mechanism, which is not shown in the figures) at the minimum sweep angle (the same in magnitude for the right and left wing consoles), and occupy positions 26 and 36 (the dashed-dotted diagram in the figures line), respectively. When landing (and taking off) the claimed aircraft, its right 26 and left 36 wing consoles have a direct sweep. Elevons 8-43 of the wing bow to positive angles of attack, thus fulfilling the function of take-off and landing mechanization (increasing the coefficient of lift of the wing). When landing (and taking off) the wing consoles 26 and 36, turning relative to the axes of their hinges, reduce their sweep angle to the desired value, which is determined by the fact that the center of pressure of the wing (with the wing operating and operating mechanics) is in the same position with respect to the center of mass of the aircraft as in cruising flight, thus providing the desired (optimal) degree of static pitch stability of the aircraft.
Таким образом, у заявляемого изобретения центр давления крыла и в крейсерском полете и на взлетно-посадочных режимах полета находится в одном и том же положении, по отношению к центру масс самолета (но может располагаться и в разных местах— если это необходимо). Thus, in the claimed invention, the center of pressure of the wing both in cruising flight and in take-off and landing flight modes is in the same position with respect to the center of mass of the aircraft (but can be located in different places — if necessary).
Уменьшение стреловидности крыла на взлетно-посадочных режимах полета (по сравнению с углом стреловидности крыла в крейсерском по- лете) позволяет на заявляемом самолете (не имеющем горизонтального оперения) иметь высокоэффективную взлетно-посадочную механизацию (любого приемлемого типа, а не только ее вышерассмотренный вари- ант). Это позволяет у заявляемого изобретения радикально уменьшить площадь крыла, следовательно, радикально уменьшить аэродинамиче- ское сопротивление, а, следовательно, радикально увеличить макси- мальное аэродинамическое качество самолета, в том числе, в крейсер- ском полете (по сравнению с известными самолетами без горизонталь- ного оперения - аэродинамических схем «бесхвостка» и «летающее крыло»). Крыло у заявляемого изобретения может иметь максимальный коэффициент подъемной силы при взлете и посадке такой же величины, как у самолетов «нормальной» аэродинамической схемы. Таким обра- зом, заявляемое изобретение позволяет реализовать все потенциальные преимущества самолета без горизонтального оперения (аэродинамиче- ской схемы «бесхвостка») в плане максимального увеличения аэродина- мического качества самолета. Reduced wing sweep on takeoff and landing modes flight (compared with the angle of sweep of the wing in cruising flight) allows the claimed aircraft (without horizontal tail) to have highly efficient take-off and landing mechanization (of any acceptable type, and not just its variant considered above). This allows the claimed invention to radically reduce the wing area, therefore, radically reduce the aerodynamic drag, and, therefore, radically increase the maximum aerodynamic quality of the aircraft, including in cruise flight (compared with known aircraft without horizontal feathering - aerodynamic schemes “tailless” and “flying wing”). The wing of the claimed invention may have a maximum lift coefficient during take-off and landing of the same magnitude as that of aircraft of the “normal” aerodynamic design. Thus, the claimed invention allows to realize all the potential advantages of an aircraft without horizontal tail (aerodynamic tailless design) in terms of maximizing the aerodynamic quality of the aircraft.
Как видно из вышеизложенного, стреловидность крыла в заявляемом изобретении изменяется совершенно с другой целью (по сравнению с известными самолетами с изменяемой стреловидностью крыла, напри- мер, по сравнению с вышеуказанным самолетом F-1 1 1). А именно, для того, чтобы центр давления крыла как в крейсерском полете, так и на взлетно-посадочных режимах полета (когда работает взлетно- посадочная механизация крыла, увеличивающая коэффициент подъем- ной силы крыла) находился в одном и том же положении, по отношению к центру масс самолета. При этом, стреловидность консолей крыла у за- являемого изобретения нужно будет изменять на величину угла пример- но 10°. Это объясняется тем, что при изменении стреловидности крыла . центр масс самолета перемещается (в направлении продольной оси са- молета) на незначительную величину (на примерно 2% от средней аэро- динамической хорды (САХ)), в то время как центр давления крыла пе- ремещается (в направлении продольной оси самолета) на гораздо боль- шую величину (при изменении угла стреловидности консолей крыла на примерно 10° - перемещается на 25% от САХ). As can be seen from the foregoing, the sweep of the wing in the claimed invention changes for a completely different purpose (compared with the known aircraft with variable sweep of the wing, for example, compared with the above aircraft F-1 1 1). Namely, in order for the wing pressure center both in cruise flight and in take-off and landing flight modes (when the take-off and landing wing mechanization, which increases the wing lift coefficient), be in the same position, with respect to to the center of mass of the aircraft. In this case, the sweep of the wing consoles of the claimed invention will need to be changed by an angle of about 10 °. This is because when changing the sweep of the wing. the center of mass of the aircraft moves (in the direction of the longitudinal axis of the plane) by a small amount (about 2% of the average aerodynamic chord (SAX)), while the center of pressure of the wing moves (in the direction of the longitudinal axis of the plane) by much larger value (when changing the sweep angle of the wing consoles by about 10 ° - it moves by 25% of the MAR).
И у известных самолетов с изменяемой стреловидностью крыла и у за- являемого изобретения несущая способность крыла (коэффициент подъ- емной силы крыла) увеличивается на взлетно-посадочных режимах по- лета из-за изменения (уменьшения) утла стреловидности крыла. Но про- исходит это по совершенно разным причинам. У известных самолетов с изменяемой стреловидностью крыла (которые все были сверхзвуковыми самолетами «нормальной» аэродинамической схемы, у которых стрело- видность консолей крыла изменялась на десятки градусов - с 15° до 72°) коэффициент подъемной силы крыла увеличивается только за счет уменьшения угла стреловидности консолей крыла. В заявляемом изо- бретении коэффициент подъемной силы крыла увеличивается не столько собственно за счет уменьшения угла стреловидности крыла, сколько за счет того, что появляется возможность на самолете схемы «бесхвостка» иметь, в принципе, высокоэффективную взлетно-посадочную механиза- цию. And for known aircraft with variable wing sweep and for the claimed invention, the wing bearing capacity (wing lift coefficient) increases during take-off and landing flight modes due to a change (decrease) in the wing sweep angle. But this happens for completely different reasons. In well-known aircraft with variable wing sweep (which were all supersonic airplanes of the “normal” aerodynamic design, in which the arrow sweep of the wing consoles changed by tens of degrees - from 15 ° to 72 °), the wing lift coefficient increases only by reducing the angle of sweep of the consoles wings. In the claimed invention, the wing lift coefficient increases not so much due to a decrease in the sweep angle of the wing, but due to the fact that it becomes possible for a tailless aircraft to have, in principle, a highly efficient take-off and landing mechanism.
Заявляемый самолет управляется: по тангажу и крену - посредством отклонения элевонов 8-43; по курсу - путем отклонения расщепляю- щихся щитков 14 и 15, расположенных на концах правой и левой консо- лей крыла (например, как это имеет место у известного американского бомбардировщика В-2, выполненного по аэродинамической схеме «ле- тающее крыло»). При этом, возможен вариант управления заявляемым самолетом по тангажу, когда передние элезоны 12 и 13, с одной сторо- ны, и задние элевоны 8 и 9, с другой стороны, отклоняются дифферен- цировано (отклоняются в разные стороны). The inventive aircraft is controlled by: pitch and roll - by deflecting the elevons 8-43; along the course - by deflecting the fissile flaps 14 and 15 located at the ends of the right and left wing consoles (for example, as is the case with the famous American B-2 bomber made according to the flying wing aerodynamic scheme). At the same time, it is possible to control the claimed aircraft by pitch when the front elezons 12 and 13, on the one hand Nines, and the rear elevons 8 and 9, on the other hand, deviate differentially (deviate in different directions).
Использование в заявляемом изобретении крыла с изменяемым углом установки (в продольной плоскости, относительно фюзеляжа и мотогон- долы) позволяет, по сравнению с прототипом [12]: сохранять горизон- тальное положение фюзеляжа и мотогондолы двигателей (на любом ре- жиме полета), что уменьшает высоту стоек шасси (а, следовательно, снижает относительный вес конструкции шасси и планера) и снижает аэродинамическое сопротивление самолета (а, следовательно, увеличи- вает аэродинамическое качество самолета); уменьшить потребную пло- щадь крыла (так как площадь крыла определяется условиями баланси- ровки в полете, а не требованиями отрыва носового колеса шасси при взлете), что повышает аэродинамическое качество самолета; горизон- тальное положение мотогондолы на всех режимах полета позволяет иметь высокую эффективность двигателей (иметь высокое значение ко- эффициента восстановления полного давления двигателей). Расположе- ние в заявляемом изобретении воздухозаборников двигателей под кры- лом позволяет иметь высокую эффективность двигателей (высокое зна- чение коэффициента восстановления полного давления двигателей) при изменении (увеличении) угла установки центроплана крыла. The use in the claimed invention of a wing with a variable installation angle (in the longitudinal plane, relative to the fuselage and the engine nacelle) allows, in comparison with the prototype [12]: to maintain the horizontal position of the fuselage and engine nacelle (in any flight mode), which reduces the height of the landing gear (and, therefore, reduces the relative weight of the chassis and airframe) and reduces the aerodynamic drag of the airplane (and, therefore, increases the aerodynamic quality of the airplane); reduce the required wing area (since the wing area is determined by the conditions of balancing in flight, and not by the requirements for the landing gear nose wheel to take off), which increases the aerodynamic quality of the aircraft; The horizontal position of the engine nacelle in all flight modes makes it possible to have high engine efficiency (to have a high value of the coefficient of restoration of full engine pressure). The location in the claimed invention of the engine air intakes under the wing allows for high engine efficiency (high value of the recovery coefficient of the total pressure of the engines) when changing (increasing) the wing center angle.
Использование в заявляемом изобретении крыла с изменяемым утлом стреловидности позволяет, по сравнению с прототипом [12] (и по срав- нению с другими известными самолетами аэродинамических схем «бес- хвостка», «летающее крыло» и «нормальная»): иметь высокоэффектив- ную взлетно-посадочную механизацию крыла (как один из возможных вариантов, элевоны, отклоняемые на положительные углы - как в рас- смотренном выше варианте), что позволяет радикально уменьшить по- требную площадь крыла, что радикально снижает аэродинамическое со- противление крыла, а, следовательно, радикально увеличивает макси- мальное аэродинамическое качество самолета в крейсерском полете. При этом, заявляемый самолет может иметь взлетно-посадочную меха- низацию крыла любого приемлемого типа (закрылки (одно и многоще- левые); щитки; предкрылки; энергетическую механизацию (отсос или сдув погранслоя); комбинацию из вышеуказанного; и другое). The use of a wing with a variable sweep angle in the claimed invention allows, in comparison with the prototype [12] (and compared with other well-known aircraft aerodynamic schemes "tailless", "flying wing" and "normal"): to have a highly efficient wing take-off and landing mechanization (as one of the possible options, elevons deflected by positive angles - as in the variant considered above), which allows to drastically reduce the required wing area, which drastically reduces the aerodynamic drag of the wing, and, consequently, drastically increases the maximum aerodynamic quality of the aircraft during cruise flight. At the same time, the claimed aircraft can have wing take-off and landing gear of any acceptable type (flaps (single and multiple-winged); flaps; slats; energy mechanization (suction or blow-off of the boundary layer); combination of the above; and others).
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет реализовать все по- тенциальные преимущества летательного аппарата аэродинамической схемы «бесхвостки» (и летательного аппарата как такового) в плане максимального увеличения его аэродинамического качества. Thus, the claimed invention allows to realize all the potential advantages of the aircraft of the aerodynamic scheme "tailless" (and the aircraft as such) in terms of maximizing its aerodynamic quality.
У заявляемого самолета между нижней поверхностью центроплана крыла и верхней поверхностью мотогондолы 4 имеется щель для слива погранслоя. В щели установлены два обтекателя 25 и 26. При этом, каж- дый обтекатель состоит из двух частей (на фигурах не показаны) - верх- няя часть прикреплена неподвижно к нижней поверхности центроплана крыла, а нижняя часть прикреплена неподвижно к верхней поверхности мотогондолы 4. При изменении угла установки центроплана крыла верхние и нижние части обтекателей 25 и 26 перемещаются друг отно- сительно друга телескопически, тем самым сохраняя удобообтекаемые формы обтекателей 25 и 26. При изменении угла установки центроплана крыла форма носовой части центроплана крыла не изменяется, что по- вышает аэродинамическое качество заявляемого самолета, The inventive aircraft between the lower surface of the wing center section and the upper surface of the engine nacelle 4 has a slot for draining the boundary layer. Two fairings 25 and 26 are installed in the slit. In this case, each fairing consists of two parts (not shown in the figures) - the upper part is fixedly attached to the lower surface of the wing center section, and the lower part is fixedly attached to the upper surface of the engine nacelle 4. When changing the wing center angle, the upper and lower parts of the fairings 25 and 26 move telescopically relative to each other, thereby preserving the streamlined shape of the fairings 25 and 26. When changing the wing center angle, the shape of the bow ntroplana wing is not changed, that-ground for aerodynamic efficiency claimed aircraft,
У заявляемого изобретения два двигателя (ТРДД) расположены друг над другом в плоскости симметрии самолета на минимальном расстоя- нии друг относительно друга. Следовательно, при отказе одного из дви- гателей не возникает дестабилизирующего момента по курсу, что позво- ляет отказаться от вертикального оперения как такового. Это снижает аэродинамическое сопротивление и увеличивает аэродинамическое ка- чество самолета в целом. Необходимая статическая устойчивость заяв- ляемого самолета по курсу обеспечивается за счет прямой стреловидно- сти крыла и угла поперечного V крыла. The claimed invention has two engines (turbofan engines) located one above the other in the plane of symmetry of the aircraft at a minimum distance from each other. Consequently, if one of the engines fails, there is no destabilizing moment along the course, which makes it possible to abandon the vertical plumage as such. It reduces aerodynamic drag and increases the aerodynamic quality of the aircraft as a whole. The necessary static stability of the declared aircraft along the course is ensured by the direct sweep of the wing and the angle of the transverse V wing.
В таком варианте исполнения заявляемого изобретения функцию пи- лона, посредством которого фюзеляж прикреплен к крылу, выполняет мотогондола двигателей. При этом, строительная высота мотогондолы (в горизонтальной плоскости) вполне достаточна для устранения проблем, связанных с аэроупругостью конструкции планера. In such an embodiment of the claimed invention, the function of the pylon by which the fuselage is attached to the wing is performed by the engine nacelle. At the same time, the construction height of the nacelle (in the horizontal plane) is quite sufficient to eliminate the problems associated with the aeroelasticity of the airframe structure.
Возможен варианте исполнения заявляемого изобретения, когда у него вектор тяги двигателя (или двигателей) может изменять свое направле- ние, например, в продольной плоскости относительно хорды крыла (для создания момента по тангажу - для балансировки и управления самоле- том). Это может осуществляться, например, путем использования у дви- гателя поворотного сопла. An embodiment of the claimed invention is possible when it has a thrust vector of the engine (or engines) can change its direction, for example, in the longitudinal plane relative to the wing chord (to create a pitch moment - for balancing and controlling the aircraft). This can be done, for example, by using a rotary nozzle on the engine.
В заявляемом изобретении в качестве устройства, создакщего силу тя- ги (тоесть, в качестве движителя), могут использоваться любые прием- лемые их типы: ВРД любого типа (одноконтурные турбореактивные двигатели (ТРД), двухконтрурные ТРД, прямоточные воздушно- реактивные двигатели (ПВРД), и другие); жидкостные ракетный двига- тели (ЖРД); воздушный винт или вентилятор (тянущий или толкаю- щий), приводимый в действие двигателем (или двигателями) любого приемлемого типа (поршневым, турбовальным, электрическим, и дру- гое), при этом, вентилятор (и воздушный винт) может быть как откры- гым, так и размещенным в канале; и другое. In the claimed invention, as a device that creates traction force (i.e., as a propulsor), any of their acceptable types can be used: turbofan engines of any type (single-circuit turbojet engines (turbojet engines), double-circuit turbojet engines, ramjet engines) ), and others); liquid propellant rocket engines (LRE); a propeller or fan (pulling or pushing) driven by an engine (or motors) of any acceptable type (piston, turboshaft, electric, and others), while the fan (and propeller) can be as open Gym, and placed in the channel; and other.
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, когда у него каждый из двух двигателей выполнен комбинированным, например, комбинация ТРД и ПВРД. Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, когда у него один из двигателей (например, верхний) является ТРД, а другой (ниж- ний) - ПВРД. An embodiment of the claimed invention is possible when each of the two engines is combined, for example, a combination of a turbojet engine and ramjet engine. An embodiment of the claimed invention is possible when one of the engines (for example, the upper one) is a turbojet engine and the other (lower) is a ramjet engine.
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, когда у него помимо (или вместо) ВРД используется и другой тип двигателя, напри- мер, ЖРД. An embodiment of the claimed invention is possible when, in addition to (or instead of) the engine, another type of engine is used, for example, an engine.
Заявляемое изобретение может иметь один или более двигателей, раз- мещенных в плоскости симметрии самолета друг над другом (которые могут быть, или смещены друг относительно друга в направлении про- дольной оси самолета, или не смещены). The invention may have one or more engines located in the plane of symmetry of the aircraft one above the other (which may either be offset from each other in the direction of the longitudinal axis of the aircraft, or not offset).
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения с иным (по сравнению с показанным на ФИГ. К4) расположением двигателей (дви- жителей), например, два двигателя расположены на горизонтальных пи- лонах в хвостовой части фюзеляжа (как у известных дозвуковых реак- тивных административных самолетов), а центроплан крыла прикреплен шарнирно непосредственно к фюзеляжу, при прочих равных условиях. A possible embodiment of the claimed invention with a different (compared to that shown in FIG. K4) arrangement of engines (engines), for example, two engines are located on horizontal pylons in the rear of the fuselage (as in the well-known subsonic jet administrative aircraft) and the wing center wing is hinged directly to the fuselage, all other things being equal.
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, отличаю- щийся от показанного на ФИГ. Н4 тем, что вместо двух ТРДД 5 и 6 ус- тановлены два вентилятора, приводимые в действие, например, электро- двигателями, при прочих равных условиях. A possible embodiment of the claimed invention is different from that shown in FIG. H4 in that instead of two turbofan engines 5 and 6, two fans are installed, driven, for example, by electric motors, ceteris paribus.
В заявляемом изобретении устройство (или несколько устройств), соз- дающее силу тяги, может располагаться в любом приемлемом месте ле- тательного аппарата. In the claimed invention, a device (or several devices) generating a traction force can be located in any suitable place on the aircraft.
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, когда у него вообще нет устройства, создающего силу тяги (движителя), при этом, у него центроплан крыла прикреплен шарнирно непосредственно к фюзе- ляжу (например, с верхней его стороны), при прочих равных условиях. Тоесть, в этом варианте заявляемое изобретение выполнено в варианте планера. An embodiment of the claimed invention is possible when it generally does not have a device generating traction force (propulsion), while its wing center section is pivotally attached directly to the fuselage (for example, from its upper side), ceteris paribus. That is, in this embodiment, the claimed invention is made in the form of a glider.
В заявляемом изобретении крыло может иметь любую приемлемую форму в плане: прямую или обратную стреловидность; малого удлине- ния; большого удлинения; и другое. Например, возможен вариант ис- полнения заявляемого изобретения, когда у него в крейсерском полете крыло имеет прямую стреловидность, а на взлетно-посадочных режимах полета крыло имеет обратную стреловидность. In the claimed invention, the wing can have any acceptable shape in terms of: direct or reverse sweep; small elongation; high elongation; and other. For example, an embodiment of the claimed invention is possible when the wing has a direct sweep in its cruise flight, and the wing has a reverse sweep during take-off and landing flight modes.
Использование у заявляемого изобретения изменяемой стреловидно- сти крыла и изменяемого вектора тяги двигателей позволяет выполнять его в варианте самолета короткого взлета и посадки, у которого на взле- те и посадке двигатели создают вертикальную составляющую силы тяги. The use of a variable wing sweep and a variable thrust vector of the engines of the claimed invention makes it possible to perform it in a variant of a short take-off and landing airplane, in which at take-off and landing the engines create a vertical component of the thrust force.
У заявляемого изобретения изменение стреловидности крыла может использоваться также и для расширения диапазона центровок самолета - что устраняет один из недостатков известных самолетов аэродинамиче- ской схемы «бесхвостка». In the claimed invention, the change in the sweep of the wing can also be used to expand the range of centerings of the aircraft - which eliminates one of the disadvantages of the known aircraft tailless aerodynamic design.
Заявляемый летательный аппарат может быть выполнен по любой приемлемой аэродинамической схеме: «бесхвостка» (как рассмотрено выше), «утка», «нормальная», и другое. The inventive aircraft can be performed according to any acceptable aerodynamic scheme: tailless (as discussed above), duck, normal, and more.
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, отличаю- щийся от показанного на ФИГ.1-М тем, что он имеет вертикальное опе- рение любого приемлемого типа, например, в виде концевых шайб (или крылышек), установленных на концах консолей крыла. A possible embodiment of the claimed invention differs from that shown in FIG. 1-M in that it has a vertical tail of any suitable type, for example, in the form of end washers (or wings) mounted on the ends of the wing consoles.
Заявляемое изобретение может быть использовано: в качестве пилоти- руемого летательного аппарата любого типа (например, в варианте пас- сажирского самолета); в качестве беспилотного летательного аппарата. The claimed invention can be used: as a manned aircraft of any type (for example, in the embodiment of a passenger aircraft); as an unmanned aerial vehicle.
Заявляемый самолет может иметь любую приемлемую скорость поле- та: дозвуковую; сверхзвуковую; гиперзвуковую. 00934 The inventive aircraft can have any acceptable flight speed: subsonic; supersonic; hypersonic. 00934
23 23
В варианте сверхзвукового (или гиперзвукового) самолета у заявляе- мого изобретения в сверхзвуковых воздухозаборниках двигателей в ка- честве генератора скачков уплотнения может быть использован (как один из возможных вариантов) общий для обоих двигателей вертикаль- ный клин (например, многоступенчатый, неизменяемой геометрии). Ка- налы воздухозаборников двигателей разделены между собой горизон- тальной перегородкой. В таком варианте исполнения заявляемого изо- бретения при сверхзвуковой скорости полета скачки уплотнения от вер- тикального клина и обечайки воздухозаборника мотогондолы садятся только на нижнюю поверхность крыла, что позволяет уменьшить угол атаки крыла, а, следовательно, уменьшить аэродинамическое сопротив- ление крыла и повысить аэродинамическое качество самолета. In a variant of a supersonic (or hypersonic) aircraft of the claimed invention, in a supersonic engine air intake as a generator of shock waves, a vertical wedge common to both engines can be used (as one of the possible options) (for example, a multi-stage, unchanged geometry) . The air intake channels of the engines are separated by a horizontal partition. In this embodiment of the claimed invention, at supersonic flight speeds, the shock waves from the vertical wedge and the air intake shell of the engine nacelle sit only on the lower surface of the wing, which allows to reduce the angle of attack of the wing, and, therefore, to reduce the aerodynamic drag of the wing and increase the aerodynamic aircraft quality.
В варианте сверхзвукового или гиперзвукового самолета у заявляемого изобретения при полете на сверхзвуковой или гиперзвуковой скорости скачки уплотнения от носовой и боковой частей фюзеляжа садятся толь- ко на нижнюю поверхность крыла, что повышает аэродинамическое ка- чество самолета в целом. Тоесть, в заявляемом изобретении имеет место полезная сверхзвуковая и гиперзвуковая интерференция между частями самолета. In a variant of a supersonic or hypersonic aircraft of the claimed invention, when flying at a supersonic or hypersonic speed, the shock waves from the nose and side of the fuselage sit only on the lower surface of the wing, which increases the aerodynamic quality of the aircraft as a whole. That is, in the claimed invention there is a useful supersonic and hypersonic interference between parts of the aircraft.
Заявляемое изобретение может быть использовано как в варианте са- молета обычного взлета и посадки, так и в варианте самолета вертикаль- ного взлета и посадки (например, с вертикальным расположением фюзе- ляжа при взлете-посадке). The claimed invention can be used both in a variant of a plane for ordinary take-off and landing, and in a variant of a plane for vertical take-off and landing (for example, with a vertical arrangement of the fuselage during take-off and landing).
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, отличаю- щийся от показанного на ФИГ.1-^4 тем, что у него правая и левая консо- ли крыла выполнены с возможностью дифференциально изменять свои углы установки (например, правая консоль крыла увеличивает свой угол 00934 An embodiment of the claimed invention is possible, which differs from that shown in FIGS. 1- ^ 4 in that its right and left wing consoles are capable of differentially changing their installation angles (for example, the right wing console increases its angle 00934
24 24
установки, а в это время левая консоль крыла уменьшает свой угол уста- новки (как у некоторых известных самолетов дифференциально откло- няются консоли цельноповоротного горизонтального оперения)). installation, and at this time, the left wing console reduces its installation angle (like some well-known aircraft, the consoles of the fully rotatable horizontal tail differentially deviate)).
В заявляемом изобретении изменение стреловидности крыла может быть использовано для уменьшения габаритов самолета при его хране- нии в ангаре или в трюме корабля. In the claimed invention, a change in the sweep of the wing can be used to reduce the size of the aircraft when it is stored in the hangar or in the hold of the ship.
В заявляемом изобретении механизмы изменения утла установки кры- ла и изменения стреловидности крыла могут быть любого приемлемого типа: гидропривод; электропривод; и другое. In the claimed invention, the mechanisms for changing the wing installation angle and changing the wing sweep can be of any acceptable type: hydraulic drive; electric drive; and other.
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения (ФИГ. Н4), когда у него крыло используется в качестве средства сокращения длины пробега самолета при посадке. В таком варианте исполнения, при посад- ке заявляемого самолета, после касания колесами шасси взлетно- посадочной полосы, на его крыле организуется, посредством отклонения спойлеров 16-^-21 (или любым иным приемлемым образом, например, посредством интерцепторов), расположенных на консолях крыла, уменьшение (гашение) аэродинамической подъемной силы крыла и уве- личение силы аэродинамического сопротивления крыла. Тоесть, органи- зуется срыв потока на крыле. Затем центроплан крыла (а, следовательно, и правая и левая консоли крыла), посредством двух гидроцилиндров 18, устанавливаются в положения 1в, 2в и Зв (на фигурах показано штрих- пунктирной линией), соответственно, например, на угол 90° (но могут устанавливаться и на любой иной приемлемый угол), по отношению к продольным осям мотогондолы 4 и фюзеляжа 7. Тоесть, угол установки центроплана крыла на режиме торможения самолета при посадке увели- чивается, по сравнению с взлетно-посадочным углом его установки (ко- гда на крыле нет срыва потока). Это приводит к дальнейшему уменьше- нию (гашению) аэродинамической подъемной силы крыла и увеличению силы аэродинамического сопротивления крыла, что и используется для сокращения длины пробега заявляемого самолета при посадке. При этом, фюзеляж 7 и мотогондола 4 сохраняют свои горизонтальные по- ложения. A possible embodiment of the claimed invention (FIG. H4), when his wing is used as a means of reducing the mean free path of the aircraft during landing. In this embodiment, when landing the claimed aircraft, after the wheels touch the landing gear, the wing is organized by deflecting the spoilers 16 - ^ - 21 (or in any other suitable way, for example, by means of spoilers) located on the consoles wing, decrease (damping) of the aerodynamic lift force of the wing and increase the force of aerodynamic drag of the wing. That is, a stall is organized on the wing. Then the wing center wing (and, consequently, the right and left wing consoles), by means of two hydraulic cylinders 18, are set to positions 1c, 2c and Sv (shown in figures as a dashed line), respectively, for example, at an angle of 90 ° (but they can be installed at any other acceptable angle), with respect to the longitudinal axes of the engine nacelle 4 and the fuselage 7. That is, the angle of the wing center section during airplane braking during landing is increased compared to the take-off and landing angle (when wing there is no stall). This leads to a further decrease in (extinguishing) the aerodynamic lifting force of the wing and increasing the force of the aerodynamic drag of the wing, which is used to reduce the path length of the claimed aircraft during landing. At the same time, the fuselage 7 and the engine nacelle 4 retain their horizontal positions.
Таким образом, за счет увеличения угла установки (угла атаки) крыла (в продольной плоскости), по сравнению с взлетно-посадочным углом его установки, на крыле происходит срыв потока, в результате чего сила аэродинамического сопротивления крыла резко возрастает, что и сокра- щает длину пробега самолета при посадке. Thus, due to an increase in the installation angle (angle of attack) of the wing (in the longitudinal plane), compared with the take-off and landing angle of its installation, the flow stalls on the wing, as a result of which the force of the aerodynamic drag of the wing increases sharply, which reduces the length of the run when landing.
Использование в заявляемом изобретении крыла для сокращения дли- ны пробега самолета при посадке, по сравнению с известными самоле- тами с тормозными парашютами, имеет следующие преимущества: соз- дает большую сила аэродинамического сопротивления (так как площадь крыла на самолете больше, чем площадь используемых на самолете тормозных парашютов), что сокращает длину пробега самолета при по- садке и позволяет совершать посадку заявляемому самолету на аэродро- мы с меньшей длиной взлетно-посадочной полосы; крыло не нужно сбрасывать с самолета и быстро убирать с посадочной полосы; у самоле- та используется уже имеющийся на нем механизм изменения угла уста- новки крыла (не нужно иметь дополнительного агрегата типа тормозно- го парашюта - но можно и иметь). The use of a wing in the claimed invention to reduce the flight path of an airplane during landing, in comparison with known airplanes with brake parachutes, has the following advantages: it creates a greater aerodynamic drag force (since the wing area on the aircraft is larger than the area used on aircraft brake parachutes), which reduces the flight path of the aircraft during landing and allows the claimed aircraft to land on airfields with a shorter runway length; the wing does not need to be dropped from the plane and quickly removed from the landing strip; the aircraft uses the mechanism that already exists on it to change the angle of the wing (you do not need to have an additional unit such as a brake parachute - but you can also have one).
В заявляемом изобретении для использования крыла в качестве сред- ства для сокращения длины пробега при посадке, угол установки крыла может увеличивается (по абсолютной величине, по сравнению с взлетно- посадочным углом установки), или в сторону увеличения положитель- ного угла установки (как в рассмотренном выше случае, когда крыло создает, пусть и не большую (из-за срыва потока на нем), но положи- P T/RU2015/000934 In the claimed invention for using the wing as a means to reduce the path length during landing, the angle of installation of the wing may increase (in absolute value, compared with the take-off and landing angle of the installation), or in the direction of increasing the positive angle of the installation (as in the case considered above, when the wing creates, albeit not large (due to the stall of the flow on it), but PT / RU2015 / 000934
26 26
тельную подъемную силу (но может и не создавать)), или в сторону от- рицательного угла установки (в этом случае крыло создает небольшую отрицательную подъемную силу (но может и не создавать) и большую силу аэродинамического сопротивления). specific lifting force (but may not create)), or towards the negative installation angle (in this case, the wing creates a small negative lifting force (but may not create) and a large aerodynamic drag force).
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения (ФИГ.5), на- пример, в варианте административного самолета, когда у него два дви- гателя 38 и 39 расположены друг над другом в плоскости симметрии са- молета в хвостовой части фюзеляжа 35. Центроплан крыла 37 шарнирно прикреплен к воздухозаборникам 40 и 41 двигателей 38 и 39, и выпол- нен с возможностью изменения угла установки (по отношению к фюзе- ляжу 35). Левая 36 и правая (на фигуре не показана) консоли крыла шарнирно прикреплены к центроплану крыла 37 и выполнены с возмож- ностью изменять свой угол стреловидности (по отношению к центро- плану 37 и продольной оси фюзеляжа 35). Воздухозаборники 40 и 41 двигателей 38 и 39, соответственно, расположены с верхней стороны фюзеляжа 35 (и с нижней стороны центроплана крыла 37), и разделены между собой горизонтальной перегородкой. Воздухозаборники 40 и 41 неподвижно прикреплены к фюзеляжу 35. Всеракурсные поворотные сопла 42 и 43 двигателей 38 и 39, соответственно, позволяют изменять вектор тяги двигателей в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что используется для управления самолетом по тангажу и курсу. При этом, использование у заявляемого изобретения всеракурсных поворот- ных сопел 42 и 43 двигателей 38 и 39 позволяет радикально увеличить безопасность полета заявляемого самолета (по сравнению с известными самолетами), так как даже при попадание заявляемого самолета (при срыве потока на крыле) в опасные режимы полета (сваливание, штопор), за счет изменения вектора тяги двигателей можно вывести заявляемый самолет из этих опасных режимов полета. Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения (ФИГ.6), на- пример, в варианте транспортного самолета, когда у него три двигателя 52, 53 и 54 расположены горизонтально в общей мотогондоле 55 с верх- ней стороны центральной части фюзеляжа 48. Центроплан крыла 51 вы- полнен с возможностью изменения угла установки (по отношению к фюзеляжу 48), а левая 49 и правая 50 консоли крыла шарнирно прикреп- лены к центроплану крыла 51 и выполнены с возможностью изменять свой угол стреловидности (по отношению к центроплану 51 и продоль- ной оси фюзеляжа 48). Мотогондола 55 посредством двух вертикальных пилонов 56 и 57 шарнирно прикреплена к центроплану крыла 51 с ниж- ней его стороны. Мотогондола 55 посредством двух вертикальных пи- лонов 58 и 59 неподвижно прикреплена к центральной части фюзеляжа 48 с верхней его стороны. Таким образом, воздухозаборники двигателей 52, 53 и 54 расположены с верхней стороны центральной части фюзеля- жа 48 и с нижней стороны центроплана крыла 51. An embodiment of the claimed invention (FIG. 5) is possible, for example, in an embodiment of an administrative aircraft, when it has two engines 38 and 39 located one above the other in the plane of symmetry of the aircraft in the rear of the fuselage 35. Center wing wing 37 hinged attached to the air intakes 40 and 41 of the engines 38 and 39, and made with the possibility of changing the installation angle (with respect to the fuselage 35). The left 36 and right (not shown in the figure) wing consoles are pivotally attached to the center section of the wing 37 and are configured to change their sweep angle (with respect to the center plan 37 and the longitudinal axis of the fuselage 35). The air intakes 40 and 41 of the engines 38 and 39, respectively, are located on the upper side of the fuselage 35 (and on the lower side of the wing center section 37), and are separated by a horizontal partition. The air intakes 40 and 41 are fixedly attached to the fuselage 35. All-angular rotary nozzles 42 and 43 of the engines 38 and 39, respectively, allow you to change the thrust vector of the engines in the vertical and horizontal planes, which is used to control the aircraft in pitch and course. At the same time, the use of the claimed invention of all-angular rotary nozzles 42 and 43 of the engines 38 and 39 allows to radically increase the flight safety of the claimed aircraft (compared to known aircraft), since even when the claimed aircraft (when the flow on the wing is interrupted) is in dangerous flight modes (stall, corkscrew), by changing the thrust vector of the engines, the claimed aircraft can be brought out of these dangerous flight modes. An embodiment of the claimed invention (FIG. 6) is possible, for example, in the embodiment of a transport aircraft when it has three engines 52, 53 and 54 located horizontally in a common engine nacelle 55 on the upper side of the central part of the fuselage 48. The wing center section 51 - is complete with the possibility of changing the installation angle (with respect to the fuselage 48), and the left 49 and right 50 of the wing console are pivotally attached to the wing center section 51 and are configured to change their sweep angle (with respect to the center section 51 and the longitudinal axis the fuselage 48). The nacelle 55 by means of two vertical pylons 56 and 57 is pivotally attached to the center section of the wing 51 from its lower side. The engine nacelle 55 is fixedly attached to the central part of the fuselage 48 from its upper side by means of two vertical pylons 58 and 59. Thus, the air intakes of the engines 52, 53 and 54 are located on the upper side of the central part of the fuselage 48 and on the lower side of the wing center section 51.
Промышленная применимость Industrial applicability
Заявляемое изобретение может быть использовано в качестве: самоле- та любого приемлемого типа (сверхзвукового, гиперзвукового, дозвуко- вого), как пилотируемого (например, пассажирского), так и беспилотно- го); планера. The claimed invention can be used as: an aircraft of any acceptable type (supersonic, hypersonic, subsonic), both manned (for example, passenger) and unmanned); glider.
Claims
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2015/000934 WO2017116256A1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2015/000934 WO2017116256A1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Aircraft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2017116256A1 true WO2017116256A1 (en) | 2017-07-06 |
Family
ID=59225876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2015/000934 Ceased WO2017116256A1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Aircraft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2017116256A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3529790A (en) * | 1969-02-18 | 1970-09-22 | Gen Dynamics Corp | Means for changing wing incidence for varying angles of attack |
| RU2090445C1 (en) * | 1994-04-19 | 1997-09-20 | Сергей Владимирович Овсянников | Aircraft aerodynamic configuration |
| RU2277496C1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-06-10 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Balance-type aircraft without horizontal tail and with tiltable wing |
| RU2486105C1 (en) * | 2012-01-17 | 2013-06-27 | Валерий Туркубеевич Пчентлешев | Aircraft (versions) |
-
2015
- 2015-12-28 WO PCT/RU2015/000934 patent/WO2017116256A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3529790A (en) * | 1969-02-18 | 1970-09-22 | Gen Dynamics Corp | Means for changing wing incidence for varying angles of attack |
| RU2090445C1 (en) * | 1994-04-19 | 1997-09-20 | Сергей Владимирович Овсянников | Aircraft aerodynamic configuration |
| RU2277496C1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-06-10 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Balance-type aircraft without horizontal tail and with tiltable wing |
| RU2486105C1 (en) * | 2012-01-17 | 2013-06-27 | Валерий Туркубеевич Пчентлешев | Aircraft (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7457175B2 (en) | Wing tilt actuation system for electric vertical takeoff and landing (VTOL) aircraft | |
| US8186617B2 (en) | Aircraft having a lambda-box wing configuration | |
| CN111498109B (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
| KR102093374B1 (en) | A multirotor aircraft with an airframe and at least one wing | |
| US8505846B1 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
| RU2635023C2 (en) | Pylon for engine installation on aircraft structure | |
| US20170197700A1 (en) | Electric distributed propulsion and high lift system | |
| US10414491B2 (en) | VTOL aircraft with tiltable propellers | |
| EP2234885B1 (en) | Optimized configuration of engines for aircraft | |
| RU2682756C1 (en) | Convertible plane | |
| US20200354050A1 (en) | Convertiplane | |
| US20060016931A1 (en) | High-lift, low-drag dual fuselage aircraft | |
| US20190300160A1 (en) | Multi-function strut | |
| US20220177115A1 (en) | High-lift device | |
| RU2486105C1 (en) | Aircraft (versions) | |
| RU64176U1 (en) | HEAVY TRANSPORT PLANE | |
| RU2577824C1 (en) | Aircraft | |
| WO2015016731A1 (en) | Aircraft (variants) | |
| RU2607037C1 (en) | Aircraft | |
| RU2562259C1 (en) | Airborne vehicle | |
| WO2017116256A1 (en) | Aircraft | |
| RU2335430C1 (en) | High-capacity aircraft | |
| US8474747B2 (en) | Pivoting stabilising surface for aircraft | |
| RU2728017C2 (en) | Short take-off and landing aircraft | |
| RU72198U1 (en) | AIRCRAFT WITH HIGH AERODYNAMIC QUALITY |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15912136 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15912136 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |