МЕХАНИЗИРОВАННОЕ КРЫЛО Российский патент 1997 года по МПК B64C3/44 

Изобретение относится к авиации, в частности к конструкции крыла летательных аппаратов, и касается средств механизации передней кромки крыла.

Механизация является неотъемлемой принадлежностью крыла почти каждого современного самолета. С помощью механизации крыла решаются различные задачи, в том числе улучшение взлетно-посадочных и маневренных характеристик самолета.

Механизация передней кромки крыла предназначена для увеличения подъемной силы, которая достигается увеличением кривизны профиля, увеличением площади крыла, применением щелей и т.д.

Для механизации передней кромки крыла используются предкрылки с профилированной щелью, щитки Крюгера, отклоняемые носки.

Известные отклоняемые носки применяются на самолетах с тонкой передней кромкой и с малой относительной толщиной, когда установка других средств механизации затруднена (нет места для размещения механизмов). Хорда отклоняемого носка составляет 10-15% хорды крыла [1]
Отклоняемые носки вызывают увеличение подъемной силы крыла из-за затягивания срыва потока на большие углы атаки. Это происходит вследствие уменьшения угла атаки носовой части крыла при отклоненном носке, а также из-за некоторого (незначительного) увеличения кривизны профиля крыла.

Однако отклоняемые носки дают незначительный прирост подъемной силы и ее резкое падение после начала срыва потока.

Щитки Крюгера имеют хорду 15-20% хорды крыла, увеличивают площадь крыла (незначительно) и по сравнению с отклоняемыми носками создают большую кривизну профиля крыла и больший прирост подъемной силы [2]
Щитки Крюгера обеспечивают безотрывное обтекание только до определенного угла атаки, после чего начинается более резкий срыв потока с их передней кромки и со всего крыла, что является недостатком данного вида механизации. С другой стороны, это устройство используется в целях предотвращения выхода самолетов со стреловидным крылом на опасные большие закритические углы атаки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является механизированное крыло с предкрылком. Предкрылок представляет собой конструкцию, имеющую профилированный замкнутый контур, и прилегают к крылу, образуя профилированную щель. Хорда предкрылка составляет 12-17% хорды крыла [3]
Предкрылок обеспечивает безотрывное обтекание крыла до углов атаки, обеспечивая наибольший прирост подъемной силы по сравнению с другими средствами механизации передней кромки. Это достигается за счет применения профилированной щели, а также за счет увеличения кривизны профиля.

Однако незначительное изменение кривизны профиля не может обеспечить коэффициент прироста подъемной силы ( ΔCyα_max ) более 1,2.

Задача изобретения состояла в создании механизированного крыла с такими средствами механизации передней кромки, которые обеспечивали бы более значительный прирост подъемной силы.

Для выполнения этой задачи в известном механизированном крыле, содержащем собственно крыло и предкрылок, согласно изобретению, предкрылок выполнен в виде выпукло-вогнутого крыльевого профиля, плотно прилегающего к собственно крылу и образующего с ним гладкий ненарушаемый крыльевой профиль, при этом хорда предкрылка составляет свыше 50% хорды крыла.

Выполнение предкрылка в виде выпукло-вогнутого крыльевого профиля, плотно прилегающего к собственно крылу и образующего с ним гладкий ненарушаемый крыльевой профиль, с хордой предкрылка, составляющей свыше 50% хорды крыла, позволяет значительно увеличить площадь и кривизну крыла при выпущенном предкрылке. Кроме того, после выпуска предкрылок занимает положение, при котором его задняя кромка находится почти на одной ординате с носком крыла и несколько выше, образуя профилированную щель.

Все это позволяет значительно увеличить подъемную силу по сравнению с известным предкрылком.

Наряду с этим в убранном положении предкрылка его задняя кромка расположена ближе к задней кромке собственно крыла или непосредственно на последней (при хорде предкрылка, равной 100% хорды крыла), поэтому уменьшается лобовое сопротивление по сравнению с тем, которое создается у крыла с известным предкрылком.

На фиг.1 представлено механизированное крыло при убранном предкрылке; на фиг.2. то же, при выпущенном предкрылке.

Механизированное крыло содержит собственно крыло 1 и предкрылок 2 в виде выпукло-вогнутого крыльевого профиля. В убранном положении предкрылок 2 плотно прилегает к крылу 1 и образует с ним гладкий ненарушаемый крыльевой профиль (фиг.1).

Хорда предкрылка 2 составляет свыше 50% хорды крыла. На фиг.1 представлен случай, когда хорда предкрылка 2 составляет 100% хорды крыла.

Механизированное крыло работает следующим образом.

Выпуск предкрылка осуществляется специальным механизмом, который на чертеже не показан ввиду того, что такие механизмы известны, а также известны правила их проектирования (Е.С.Войт и др. Проектирование конструкций самолетов. М. Машиностроение, 1987, с. 222, рис. 8.45).

В выпущенном положении предкрылок 2 занимает положение перед крылом 1, при котором задняя кромка предкрылка 2 находится в непосредственной близости от носка крыла, образуя с ним профилированную щель (фиг.2).

В представленном в качестве примера случае площадь крыла при выпущенном предкрылке 2 увеличивается приблизительно в 2 раза. Значительно увеличивается и кривизна крыла вследствие того, что предкрылок 2 представляет собой ярко выраженный выпукло-вогнутый крыльевой профиль.

В результате применения профилированной щели, значительного увеличения кривизны и площади крыла подъемная сила значительно увеличивается. Это приводит к улучшению взлетно-посадочных и маневренных характеристик самолета.

Использование: в авиации, при проектировании крыльев. Сущность изобретения: предкрылок выполнен в виде выпукло-вогнутого крыльевого профиля, плотно прилегающего к собственно крылу и образующего с ним гладкий ненарушаемый крыльевой профиль, при этом хорда предкрылка составляет свыше 50% хорды крыла. Технический результат: увеличение площади и кривизны крыла, что приводит к увеличению подъемной силы. 2 ил.

Механизированное крыло, содержащее собственно крыло и предкрылок, отличающееся тем, что предкрылок выполнен в виде выпукло-вогнутого крыльевого профиля, плотно прилегающего к собственно крылу и образующего с ним гладкий ненарушаемый крыльевой профиль, при этом хорда предкрылка составляет свыше 50% хорды крыла.