Крыло специального аэродинамического профиля с вертикальными гребнями и несущая система летательного аппарата вертикального взлёта и посадки (ЛА ВВиП), применяющая данное крыло Российский патент 2021 года по МПК B64C3/14 B64C29/00 

Изобретение относится к области авиации и самолетостроения, в частности к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки, и может применяться в соответствующих областях техники.

Целью заявляемого изобретения является получение компактной, легкой, малогабаритной, с большой весовой отдачей несущей системы летательного аппарата вертикального взлета и посадки.

Известны аэродинамические профили крыла симметричной и несимметричной формы. Несимметричные могут быть двояковыпуклые, плосковыпуклые, выпукло-вогнутые и s-образной формы. Данные аэродинамические профили рассчитаны на ламинарное обтекание. Подъемная сила образуется за счет разности воздушного давления над профилем и под профилем, которое возникает потому, что воздушный поток над выпуклой поверхностью профиля имеет большую скорость и по закону Бернулли имеет меньшее воздушное давление.

Известен самолет «Вакуплейн» Э. Леньера (П. Бауэрс «Летательные аппараты нетрадиционных схем», Изд. «Мир», 1991 г., стр. 135). Вместо обычного двояковыпуклого профиля для крыла малого удлинения, проф. Э. Леньер применил профиль с «открытой верхушкой». Верхняя часть крыла не обтянута полотном, лишена обшивки. Предполагалось, что в области открытой верхней части будет создаваться разряжение, порождающее значительную по величине подъемную силу.

Известны вертолеты, имеющие несущий многолопастной воздушный винт большого диаметра, отбрасывающий воздушные массы с относительно небольшой скоростью. Недостатком такой несущей системы является большой вес и сложность конструкции: тяжелые лопасти, автомат перекоса, редуктор и т.д.

Известны также винтокрылы, использующие для вертикального взлета и посадки самолетные винты, которые поворачиваются для создания вертикальной тяги. Недостатком винтокрыльной несущей системы является сложность конструкции, низкая весовая отдача, сложность управления летательным аппаратом.

Известны самолеты вертикального взлета и посадки (СВВП) использующие для создания подъемной силы энергию газовой струи реактивного двигателя. Недостатком СВВП является общая сложность и дороговизна конструкции, большой расход топлива на вертикальных режимах полета, разрушение покрытий взлетно-посадочных площадок горячим газовым выхлопом двигателей, сложность управления на переходных режимах.

Задачей заявляемого изобретения является значительное увеличение подъемной силы при уменьшении площади крыла. Заявляемое изобретение не только упрощает конструкцию летательного аппарата, но и способствует повышению живучести боевых машин.

Для достижения поставленной задачи используется несущая система летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ЛА ВВиП). применяющая крыло специального аэродинамического профиля особой формы.

Специальный аэродинамический профиль крыла особой формы имеет сверху профиля срез особой формы, позволяющий получить эффект эжекции над профилем для большего снижения воздушного давления и имеющий поперечные ребра снизу профиля, тормозящие воздушный поток для получения повышенного воздушного давления под профилем.

Несущая система летательного аппарата вертикального взлета и посадки оснащена воздуходувкой, в частности двухпоточной центробежной воздуходувкой, аппаратом направления воздушных потоков, 2 и более крыльями специального аэродинамического профиля и управляющими рулевыми поверхностями.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами.

Специальный аэродинамический профиль имеет закругленный или заостренный носок 1, заднюю кромку 2, вогнутую нижнюю часть с поперечными ребрами 3. Верхняя часть профиля имеет срез 4 специальной конфигурации для возникновения эффекта эжекции над верхней частью 5 профиля (Фиг. 1). На прямоугольном в плане формы крыле 6 специального аэродинамического профиля расположены вертикальные гребни 7 (Фиг. 2, 3), являющиеся продолжением вертикальных стенок воздушных каналов 8 направляющего аппарата 9. Воздуходувка 10 имеет 2 и более окна 11 для выхода воздушных потоков, к которым крепятся направляющие аппараты 9. За задней кромкой 2 крыла 6 к вертикальным гребням 7 крепятся рулевые поверхности 12 (Фиг. 3).

Изобретение работает следующим образом: воздуходувка 10 через окна 11 нагнетает воздух в воздушные каналы 8 направляющего аппарата 9. Воздушный поток обтекает крыло 6. При этом благодаря срезу 4 специальной конфигурации над верхней частью 5 крыла 6 образуется эффект эжекции, что приводит к большому снижению воздушного давления над верхней поверхностью, а на нижней поверхности поперечные ребра 3 тормозят воздушный поток, что приводит к повышению воздушного давления под нижней поверхностью крыла 6. Вертикальные гребни 7 защищают зону пониженного давления над крылом 6 от притока воздуха из атмосферы, а под крылом 6 зону повышенного давления - от рассеивания в окружающую среду. Воздушный поток, сходящий с крыла 6, обдувает рулевые поверхности 12, благодаря которым происходит управление летательным аппаратом.

Данная несущая система летательного аппарата вертикального взлета и посадки с крылом специального аэродинамического профиля может изготавливаться в промышленных масштабах и найдет применение в области авиации и самолетостроения.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям несущих систем летательных аппаратов. Несущая система летательного аппарата вертикального взлета и посадки состоит из воздуходувки, направляющего аппарата воздушных потоков, двух и более крыльев аэродинамического профиля, горизонтальных и вертикальных рулевых поверхностей. Указанное крыло аэродинамического профиля содержит на верхней поверхности уступ, обеспечивающий снижение давления над верхней поверхностью крыла, и поперечные относительно профиля крыла ребра на нижней поверхности крыла для получения повышенного воздушного давления под нижней поверхностью крыла. Обеспечивается снижение веса и габаритов несущей системы летательного аппарата вертикального взлета и посадки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Крыло аэродинамического профиля с вертикальными гребнями, отличающееся тем, что на верхней поверхности крыла выполнен уступ, обеспечивающий снижение давления над верхней поверхностью крыла, содержит поперечные относительно профиля крыла ребра на нижней поверхности крыла для получения повышенного воздушного давления под нижней поверхностью крыла.

2. Несущая система летательного аппарата вертикального взлета и посадки, состоящая из воздуходувки, направляющего аппарата воздушных потоков, двух и более крыльев с вертикальными гребнями по п.1, горизонтальных и вертикальных рулевых поверхностей.