ФЮЗЕЛЯЖ ЛЕГКОГО САМОЛЕТА Российский патент 2004 года по МПК B64C1/00 

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для создания легких (одно- или двухместных) самолетов, предназначенных для прогулочных, учебно-тренировочных, деловых полетов и осуществления патрульной службы.

Известен фюзеляж самолета, имеющий носовой, центральный и хвостовой участки, в котором носовой участок предназначен для размещения двигателя с тянущим винтом, центральный участок предназначен для размещения одно- или двухместной кабины и крыла, а хвостовой участок предназначен для размещения вертикального и горизонтального оперения (свидетельство на полезную модель РФ №13647, МПК 7 В 64 С 1/00, 10.05.2000).

Известное техническое решение не обеспечивает высокие аэродинамические показатели для самолета подобного типа.

Задачей настоящего изобретения является повышение аэродинамических показателей при сохранении оптимальных габаритов и минимального сопротивления.

Поставленная задача достигается тем, что фюзеляж самолета имеет носовой, центральный и хвостовой участки, из которых носовой участок выполнен с учетом размещения двигателя преимущественно с тянущим винтом, центральный участок выполнен с учетом размещения кабины под крылом, а хвостовой участок - с учетом размещения вертикального и горизонтального оперения.

Координаты контуров обводов профилей участков заданы путем указания их координат относительно строительной горизонтали фюзеляжа (СГФ) на боковой проекции и от оси среднего сечения (ОСС) на проекции сверху.

Координаты точек контуров обводов профилей участков фюзеляжа последовательно отложены вдоль боковой проекции от СГФ.

Координаты точек контуров обводов профилей участков фюзеляжа на проекции сверху отложены от ОСС.

Точки контуров обводов трех упомянутых участков последовательно расположены на боковой проекции относительно строительной горизонтали фюзеляжа (СГФ) и на проекции сверху отложены от оси среднего сечения (ОСС) в соответствии с координатами, представленными в таблице 1.

где параметры координат точек обводов теоретического профиля фюзеляжа определены следующим образом:

- текущее относительное значение координаты длины фюзеляжа по строительной горизонтали;

Х - текущее значение координаты длины фюзеляжа (м);

L - длина фюзеляжа (м);

Ув, Ун_{- координаты верхней и нижней точек обвода самолета на его боковой проекции от СГФ (м);}

Z - координата боковой точки обвода самолета на его проекции сверху от ОСС (м),

при этом:

- текущее относительное значение координаты верхней точки обводов фюзеляжа на его боковой проекции, отложенное от СГФ;

- текущее относительное значение координаты нижней точки обводов фюзеляжа на его боковой проекции, отложенное от СГФ;

- текущее относительное значение координаты боковой точки обводов фюзеляжа на его проекции сверху, отложенное от ОСС.

Δ У=р Z=0,008 - диапазон изменений относительных значений соответствующих координат точек обводов фюзеляжа на его боковой проекции и проекции сверху, отложенных от СГФ и ОСС соответственно.

Кабина на центральном участке выполнена с учетом размещения одного или двух кресел, которые в последнем случае размещены рядом друг с другом, и закрыта ветровым стеклом.

Кабина предназначена для размещения под крылом самолета по схеме высокоплан.

Проведенные заявителем патентные исследования показали, что из уровня техники не известен легкий самолет, имеющий фюзеляж, характеризующийся вышеуказанными координатами точек поверхности и обладающий в силу этого высокими аэродинамическими качествами, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения таким условиям патентоспособности изобретения, как “новизна” и “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показаны:

на фиг.1 - вид сверху на фюзеляж самолета по схеме высокоплан;

на фиг.2 - вид сбоку на фиг.1.

Фюзеляж самолета, выполненный в соответствии с заявляемым изобретением, имеет носовой 1, центральный 2 и хвостовой 3 участки (фиг.1).

Носовой участок 1 предназначен для размещения двигателя с тянущим винтом.

Центральный участок 2 предназначен для размещения кабины и крыла.

Хвостовой участок 3 предназначен для размещения вертикального и горизонтального оперения.

Координаты обводов профилей участков 1-3 последовательно расположены (фиг.1) вдоль боковой проекции от СГФ 4 фюзеляжа.

При плазово-шаблонном методе производства криволинейные поверхности фюзеляжа задают контурами нескольких сечений, вычерчиваемых на плане.

Координаты точек обводов участков 1-3 фюзеляжа на проекции сверху (фиг.2) отложены от ОСС 5.

Координаты обводов профилей носового участка 1 выбраны из условия размещения двигателя с тянущим винтом.

Координаты контуров обводов профилей центрального участка 2 выбраны из условия размещения кабины и крыла.

Центральный участок 2 предназначен для кабины, которая оборудована одним или двумя (размещенными рядом друг с другом) креслами и закрыта ветровым стеклом.

Кабина размещена под крылом самолета по схеме высокоплан.

Точки контуров обводов трех участков 1-3 последовательно расположены на боковой проекции относительно строительной горизонтали 4 фюзеляжа (СГФ) и на проекции сверху отложены от оси 5 среднего сечения (ОСС) в соответствии с координатами, представленными в таблице 2.

где параметры координат точек обводов теоретического профиля фюзеляжа определены следующим образом:

- текущее относительное значение координаты длины фюзеляжа по строительной горизонтали;

Х - текущее значение координаты длины фюзеляжа (м);

L - длина фюзеляжа (м);

Ув, Ун - координаты верхней и нижней точек обвода самолета на его боковой проекции от СГФ (м);

Z - координата боковой точки обвода самолета на его проекции сверху от ОСС (м),

при этом:

- текущее относительное значение координаты верхней точки

обводов фюзеляжа на его боковой проекции, отложенное от СГФ;

- текущее относительное значение координаты нижней точки обводов фюзеляжа на его боковой проекции, отложенное от СГФ;

- текущее относительное значение координаты боковой точки обводов фюзеляжа на его проекции сверху, отложенное от ОСС.

Δ У=Δ Z=0,008 - диапазон изменений относительных значений, соответствующих координат точек обводов фюзеляжа на его боковой проекции и проекции сверху, отложенные от СГФ и ОСС соответственно.

Контроль контуров обводов заключается в сравнении воспроизведенных контуров сечений с эталонными, представленными в таблице 2.

Для определения отклонений полученных контуров обводов от эталонного контура существует несколько методов: замеры по обводам рубильников сборочных приспособлений, по эквидистантным контршаблонам, в контрольно-измерительных приспособлениях и по реперным точкам при нивелировке.

Как показали продувочные испытания моделей и натурных образцов, фюзеляж имеет оптимальные соотношения лобового сопротивления и сопротивления трения с учетом расположения крыла по схеме высокоплан и двигателя в носовом участке 1.

При этом общее сопротивление минимально, что объясняется получением минимального коэффициента сопротивления при заданном миделевом сечении фюзеляжа, а также минимального трения за счет уменьшения площади омываемой поверхности. Обводы обеспечивают безотрывное течение потока относительно фюзеляжа при дозвуковых скоростях, что повышает аэродинамические свойства.

Выполненные 2-местные самолеты с верхним расположением крыла (высокоплан) имеют двигатель мощностью 100 л.с., расположенный в носовой части, поперечное сечение фюзеляжа, близкое к овалу, вписанному в прямоугольник, вес около 600-700 кг, скорость около 200 км/ч, длину около 6 м и размах крыла около 9 м.

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано при создании легких самолетов. Фюзеляж самолета имеет носовой, центральный и хвостовой участки. Носовой участок предназначен для размещения двигателя с тянущим винтом. Центральный участок предназначен для размещения кабины и крыла. Хвостовой участок предназначен для размещения вертикального и горизонтального оперения. Фюзеляж характеризуется формой обводов носового, центрального и хвостового участков. Технический результат - уменьшение габаритных размеров и веса легкого самолета за счет минимизации лобового сопротивления воздушному потоку. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

1. Фюзеляж легкого самолета, имеющий носовой, центральный и хвостовой участки, носовой участок предназначен для размещения двигателя с тянущим винтом, центральный участок предназначен для размещения кабины и крыла, а хвостовой участок предназначен для размещения вертикального и горизонтального оперений, координаты обводов профилей которых последовательно расположены вдоль боковой проекции от строительной горизонтали фюзеляжа (СГФ) и координаты точек обводов участков фюзеляжа на проекции сверху, отложенные от оси среднего сечения (ОСС), при этом координаты обводов профилей носового участка выбраны из условия размещения двигателя, координаты обводов профилей центрального участка выбраны из условия размещения кабины, а координаты обводов профилей хвостового участка выбраны из условия размещения горизонтального и вертикального оперений, отличающийся тем, что точки обводов трех упомянутых участков последовательно расположены на боковой проекции относительно строительной горизонтали фюзеляжа (СГФ) и на проекции сверху отложены от оси среднего сечения (ОСС) в соответствии с координатами, представленными в таблице:

где параметры координат точек обводов теоретического профиля фюзеляжа определены следующим образом:

- текущее относительное значение координаты длины фюзеляжа по строительной горизонтали;

Х - текущее значение координаты длины фюзеляжа, м;

L - длина фюзеляжа, м;

У_в, У_н - координаты верхней и нижней точек обвода самолета на его боковой проекции от СГФ, м;

Z - координата боковой точки обвода самолета на его проекции сверху от ОСС, м, при этом

- текущее относительное значение координаты верхней точки обводов фюзеляжа на его боковой проекции, отложенное от СГФ;

- текущее относительное значение координаты нижней точки обводов фюзеляжа на его боковой проекции, отложенное от СГФ;

- текущее относительное значение координаты боковой точки обводов фюзеляжа на его проекции сверху, отложенное от ОСС;

Δ У=Δ Z=0,008 - диапазон изменений относительных значений соответствующих координат точек обводов фюзеляжа на его боковой проекции и проекции сверху, отложенных от СГФ и ОСС соответственно.