АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ПОВЕРХНОСТЬ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2009 года по МПК B64C3/14 B64C5/00 F42B10/04 

Описание патента на изобретение RU2347715C1

Аэродинамическая поверхность беспилотного летательного аппарата (БПЛА) относится к средствам воздействия на аэродинамические свойства БПЛА.

Из уровня техники известна аэродинамическая поверхность ракеты Х-25 («Шесть десятилетий истории», Г.С.Павлова, В.В.Остапенко, С.М.Виноградов, ООО «Издательство «Русская история», 2002 г., стр.224-225), которая выполнена в виде монолитной консоли с плоской срединной поверхностью.

Также известна аэродинамическая поверхность БПЛА («Аэродинамика и конструкция летательных аппаратов», С.И.Зоншайн, издательство «Высшая школа», Москва, 1966, стр.316-317), выполненная в виде монолитной консоли без внутренних пустот, штампованной, фрезерованной или литой, с относительной толщиной профиля , имеющая плоскую срединную поверхность.

К недостаткам аналогов следует отнести недостаточное аэродинамическое качество, связанное с пулевой аэродинамической круткой аэродинамической поверхности, а также с унифицированной формой аэродинамической поверхности в случае необходимости установки нескольких аэродинамических поверхностей на БПЛА.

Из уровня техники известны аэродинамические поверхности БПЛА с нулевой аэродинамической круткой, выполненные в виде неплоских монолитных консолей, хорды профилей которых параллельны между собой (см., например, патент США №4158447, приоритет 29.11.1979 г., а также патент США №4165847, приоритет от 06.06.1977 г., выбранный за прототип). Форма аэродинамической поверхности в виде неплоской монолитной консоли в прототипе обусловлена задачами компоновки аэродинамических плоскостей в сложенном виде и повторяет цилиндрическую форму корпуса БПЛА.

К недостаткам прототипа, как и аналогов, следует отнести недостаточные аэродинамические характеристики такие, как коэффициент силы лобового сопротивления и коэффициент подъемной силы, обусловленные отсутствием аэродинамической крутки аэродинамической поверхности прототипа.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение аэродинамической поверхности БПЛА с оптимизированными аэродинамическими, противофлаттерными и центровочными характеристиками.

Задача решается за счет того, что предлагаемая аэродинамическая поверхность беспилотного летательного аппарата выполнена в виде монолитной консоли с аэродинамической круткой, причем значение удлинения аэродинамической поверхности λ находится в пределах: 0<λ<5,5, где удлинение λ равно отношению квадрата размаха аэродинамической поверхности L к площади аэродинамической поверхности S.

Предлагаемое изобретение позволяет достигнуть улучшенных значений аэродинамических характеристик, практически приближенных к оптимальным, а именно позволяет уменьшить коэффициент силы лобового сопротивления и увеличить коэффициент подъемной силы, а также, в качестве дополнительного результата, позволяет создавать аэродинамические поверхности БПЛА индивидуальной формы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена изометрическая проекция аэродинамической поверхности БПЛА; на фиг.2 - вид сбоку аэродинамической поверхности БПЛА; на фиг.3 - пример выполнения индивидуальных аэродинамических поверхностей БПЛА.

Аэродинамическая поверхность (1) БПЛА (2), например крыло или руль, выполнена в виде монолитной консоли, которая установлена на корпусе БПЛА (2). Монолитная консоль аэродинамической поверхности (1) выполнена с ненулевой аэродинамической круткой (см. фиг.1), другими словами, по крайней мере две хорды профилей аэродинамической поверхности (1) непараллельны друг другу.

Наиболее благоприятные значения удлинения аэродинамической поверхности (1) λ, равного отношению квадрата размаха аэродинамической поверхности L к площади аэродинамической поверхности S, может находиться в пределах от нуля до пяти целых и пяти десятых.

Выполнение условий наличия аэродинамической крутки при относительно небольшом удлинении аэродинамической поверхности БПЛА позволяет получить наиболее улучшенные аэродинамические характеристики для БПЛА.

Изобретение позволяет создавать не унифицированные, а индивидуальные аэродинамические поверхности (см. фиг.2), форма срединной поверхности которых может быть рассчитана и изготовлена в зависимости от конкретных условий полета БПЛА.

Работа аэродинамической поверхности беспилотного летательного аппарата (1) в воздушном потоке (на примере работы аэродинамической поверхности такого БПЛА, как ракета) обусловлена следующими факторами.

Из аэродинамики известно, что самым оптимальным законом распределения циркуляции при дозвуковых скоростях является эллиптический закон распределения циркуляции. На аэродинамических поверхностях, простых с точки зрения технологии реализации форм (прямоугольных, трапецеидальных), эллингический закон распределения циркуляции может быть достигнут только при наличии изменяемого угла установки аэродинамической поверхности (1), работающей в воздушном потоке, по ее размаху (обладающей аэродинамической круткой), что позволяет снизить влияние и интенсивное концевых вихрей, являющихся причиной возникновения индуктивного сопротивления сформировавшейся после скосов с постоянным значением индуктивной скорости.

Улучшение аэродинамических характеристик аэродинамической поверхности (1), обладающей аэродинамической круткой с изменяемым углом установки консоли по размаху происходит в основном за счет оптимального закона распространения скорости на аэродинамической поверхности (1).

С увеличением угла атаки, даже незначительным, происходит увеличение подъемной силы аэродинамической поверхности (1) БПЛА (2) и ее деформация. С целью обеспечения противофлаттерной устойчивости закон распределения центров масс сечений аэродинамической поверхности (1) должен быть таким, чтобы колебания аэродинамической поверхности имели затухающий характер.

Изобретение позволяет в целом улучшить характеристики БПЛА, особенно однорежимных БПЛА, за счет оптимизации коэффициента подъемной силы Су и коэффициента силы лобового сопротивления Сх.

В описанных выше примерах исполнения аэродинамической поверхности БПЛА по сравнению с прототипом коэффициент силы лобового сопротивления Сх уменьшается приблизительно на 15-20%, а коэффициент подъемной силы Су увеличивается приблизительно на 5-10%.

Кроме того, изобретение позволяет улучшить не только аэродинамические характеристики аэродинамической поверхности БПЛА, но и динамические (противофлаттерные) характеристики аэродинамической поверхности БПЛА.

Изобретение может найти широкое применение в области БПЛА, в том числе ракетного типа, а также других монорежимных БПЛА.

Похожие патенты RU2347715C1

название год авторы номер документа
СКОРОСТНОЕ КРЫЛО 2003
  • Климов Валентин Тихонович
  • Кораблев Георгий Яковлевич
  • Метелица Сергей Владимирович
  • Суринов Татевос Романович
RU2311315C2
ТРЕУГОЛЬНОЕ КРЫЛО СВЕРХЗВУКОВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2013
  • Таковицкий Сергей Александрович
RU2550578C1
СКОРОСТНОЕ СТРЕЛОВИДНОЕ КРЫЛО 2002
  • Васильев Л.Е.
  • Климов В.Т.
  • Кротков Д.П.
  • Метелица С.В.
RU2228282C2
БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ 2005
  • Зубарев Александр Николаевич
  • Икрянников Евгений Демьянович
  • Петров Евгений Геннадиевич
  • Подобедов Владимир Александрович
RU2288140C1
Крыло летательного аппарата 2019
  • Болсуновский Анатолий Лонгенович
  • Бузоверя Николай Петрович
  • Брагин Николай Николаевич
  • Сахарова Анна Игоревна
  • Чернышев Иван Леонидович
  • Янин Виталий Викторович
RU2724015C1
Крыло летательного аппарата 2018
  • Болсуновский Анатолий Лонгенович
  • Бузоверя Николай Петрович
  • Брагин Николай Николаевич
  • Скоморохов Сергей Иванович
  • Чернышев Иван Леонидович
RU2693389C1
Беспилотный летательный аппарат 2023
  • Горбачев Алексей Дмитриевич
  • Карпухин Александр Александрович
RU2818209C1
НЕСУЩАЯ ПОВЕРХНОСТЬ 2017
  • Пчентлешев Валерий Туркубеевич
RU2678905C1
Крыло летательного аппарата 2018
  • Болсуновский Анатолий Лонгенович
  • Брагин Николай Николаевич
  • Пейгин Сергей Владимирович
RU2688639C1
БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ КОРОТКОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ 2015
  • Присяжнюк Сергей Прокофьевич
  • Безруков Юрий Иванович
RU2606216C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 347 715 C1

Реферат патента 2009 года АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ПОВЕРХНОСТЬ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Изобретение относится к области летательных аппаратов. Аэродинамическая поверхность выполнена в виде монолитной неплоской консоли с аэродинамической круткой. Удлинение аэродинамической поверхности λ, находится в пределах: 0<λ<5,5, где удлинение λ равно отношению квадрата размаха аэродинамической поверхности L к площади аэродинамической поверхности S. Изобретение направлено на улучшение аэродинамических характеристик за счет оптимизации коэффициента подъемной силы и коэффициента силы лобового сопротивления. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 347 715 C1

Аэродинамическая поверхность беспилотного летательного аппарата, выполненная в виде монолитной консоли, отличающаяся тем, что она выполнена с аэродинамической круткой, а значение удлинения аэродинамической поверхности λ находится в пределах 0<λ<5,5, где удлинение λ равно отношению квадрата размаха аэродинамической поверхности L к площади аэродинамической поверхности S.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2347715C1

US 5158509 А, 27.10.1992
RU 2058247 С1, 20.04.1996
СТРЕЛОВИДНОЕ КРЫЛО 2002
  • Климов В.Т.
  • Гапеев Д.И.
  • Суринов Т.Р.
  • Павловец Г.А.
  • Рулин В.И.
RU2216481C1

RU 2 347 715 C1

Авторы

Юрконенко Алексей Николаевич

Лушин Станислав Викторович

Даты

2009-02-27Публикация

2007-06-25Подача