Способ повышения несущих свойств крыла для скоростных региональных самолетов Российский патент 2024 года по МПК B64C21/08 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам повышения несущих свойств крыла самолета.

Известен способ повышения несущих свойств крыльев, рассмотренный в патенте RU2104220C1. Способ основан на использовании выдува одной или нескольких щелевых (плоских) струй на поверхность крыльев.

В качестве прототипа выбран способ повышения несущих свойств крыла, включающий выдув плоской струи на поверхность отклоненного закрылка, выдув осуществляют в виде низконапорной струи через плоское сопло, расположенное на верхней поверхности закрылка в области задней кромки, при этом низконапорную струю формируют из воздуха, который отсасывают из области задней кромки основной части крыла и носка отклоненного закрылка при помощи импеллера, рассмотренный в патенте RU2790894C1 от 01.12.2022.

Недостатком описанного выше способа является тот факт, что мотогондола с импеллером в крейсерской конфигурации выступает за габариты профиля крыла, что приводит к увеличению омываемой поверхности, а также к необходимости подвода электроэнергии к импеллеру в крейсерском полете с целью обеспечения протока через его канал и безотрывного обтекания над поверхностью мотогондолы. Отказ нескольких импеллеров на крейсерском режиме может привести к росту сопротивления и снижению коэффициента максимальной подъемной силы. Кроме того, отклонение закрылка на угол свыше 45 градусов требует использование импеллера высокой мощности для обеспечения безотрывного обтекания над поверхностью основного крыла и в районе воздухозаборника, что может негативно сказаться на режиме посадки на короткую ВПП, когда наряду с высокими значениями коэффициента подъемной силы требуется и высокое значение коэффициента сопротивления для увеличения угла наклона траектории.

Задачей изобретения является увеличение подъемной силы крыла на взлетно-посадочных режимах с целью сокращения потребной длины взлетно-посадочной дистанции с одновременным обеспечением высокой крейсерской скорости полета для самолета.

Техническим результатом изобретения является повышение несущих свойств крыла на взлетно-посадочных режимах с одновременным обеспечением высокой крейсерской скорости полета.

Технический результат достигается тем, что в способе повышения несущих свойств крыла для скоростных региональных самолетов, включающем отсос воздуха из области задней кромки основной части крыла и носка отклоненного закрылка, выдув низконапорной струи через плоское сопло, на взлётно-посадочных режимах отсос воздуха производят с помощью импеллера, расположенного в толщине основного звена двухзвенного закрылка, через регулируемый по площади входа воздухозаборник, за счёт выдвижения основного звена двухзвенного закрылка, выдув производят через регулируемое по площади сопло за счёт отклонения второго звена двузвенного закрылка, на верхнюю поверхность второго звена, а на крейсерских режимах полёта импеллер убирают в толщину основной части крыла.

На фиг. 1 показана схема размещения импеллера малой мощности и малого размера в толщине основного звена двухзвенного выдвижного закрылка и представляет собой крейсерскую конфигурацию, где 1 – основной профиль крыла, 2 – двухзвенный закрылок, 3 – основное звено закрылка, 4 – второе звено закрылка, 5 – импеллер. Внешняя поверхность мотогондолы импеллера является обводообразующей хвостовой части сверхкритического профиля, а второе звено закрылка является поворотным и в убранном положении своим носком полностью перекрывает щелевое сопло импеллера.

На фиг. 2 показана схема расположения двухзвенного закрылка с импеллером во взлетной конфигурации при отклонении основного звена закрылка на угол 5º, а второго звена закрылка на угол 20º.

На фиг. 3 показано безотрывное обтекание профиля для взлетной конфигурации.

На фиг. 4 показана схема расположения двухзвенного закрылка с импеллером в посадочной конфигурации при отклонении основного звена закрылка на угол 25º, а второго звена закрылка на угол 25º.

На фиг. 5 показано безотрывное обтекание профиля для посадочной конфигурации.

На фиг. 6 показана зависимость коэффициента подъемной силы профиля для взлетной и посадочной конфигураций.

Основными способами повышения подъемной силы крыла являются увеличение угла атаки и относительной кривизны профиля. При суммарном отклонении двух звеньев двухзвенного закрылка на углы больше 50 градусов можно добиться значительного увеличения кривизны профиля. Это в свою очередь приводит к образованию отрывных течений в области задней кромки основной части крыла и отклоненного закрылка. Для сохранения на всей поверхности крыла безотрывного обтекания, в том числе в области образования отрывных течений, отсос воздуха производят с помощью импеллера. Поток воздуха отсасывается импеллером через регулируемый по площади входа воздухозаборник, за счет выдвижения основного звена двухзвенного закрылка, после чего поток воздуха в виде низконапорной струи истекает через регулируемое по площади сопло, за счет отклонения второго звена двухзвенного закрылка, на верхнюю поверхность второго звена. Таким образом можно значительно изменить кривизну профиля, обеспечить безотрывное обтекание на взлетно-посадочных режимах, а также угол отклонения струи. Кроме того, на крейсерском режиме полета импеллер убирают в толщину основной части крыла. При этом внешняя поверхность мотогондолы импеллера с закрылком являются обводообразующими профиля, тем самым, обеспечивается снижение омываемой поверхности. Кроме того, решается проблема отказа одного или нескольких импеллеров в крейсерском полете, что приводит к росту коэффициента аэродинамического сопротивления и снижению максимального коэффициента подъемной силы.

При выдуве низконапорной струи на поверхность второго звена двухзвенного закрылка в области передней кромки второго звена через регулируемое по площади сопло, за счет отклонения второго звена двузвенного закрылка, струя прилипает к поверхности второго звена за счет эффекта Коанда, тем самым обеспечивается больший угол поворота струи в совокупности с увеличением кривизны средней линии профиля. Таким образом, подъемная сила на взлетно-посадочных режимах будет расти не только из-за возрастающей аэродинамической составляющей подъёмной силы за счет обеспечения безотрывного обтекания по всей поверхности крыла, но и за счет увеличения кривизны профиля. А на крейсерских режимах полёта импеллер убирают в толщину основной части крыла и в крейсерском положении крыло имеет меньшую площадь омываемой поверхности.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам повышения несущих свойств крыла самолета. Способ повышения несущих свойств крыла для скоростных региональных самолетов включает отсос воздуха из области задней кромки основной части крыла и носка отклоненного закрылка, выдув низконапорной струи через плоское сопло, на взлётно-посадочных режимах. Отсос воздуха производят с помощью импеллера, расположенного в толщине основного звена двухзвенного закрылка, через регулируемый по площади входа воздухозаборник, за счёт выдвижения основного звена двухзвенного закрылка. Выдув производят через регулируемое по площади сопло за счёт отклонения второго звена двухзвенного закрылка, на верхнюю поверхность второго звена, а на крейсерских режимах полёта импеллер убирают в толщину основной части крыла. Повышаются несущие свойства крыла на взлетно-посадочных режимах с одновременным обеспечением высокой крейсерской скорости полета самолета. 6 ил.

Способ повышения несущих свойств крыла для скоростных региональных самолетов, включающий отсос воздуха из области задней кромки основной части крыла и носка отклоненного закрылка, выдув низконапорной струи через плоское сопло, отличающийся тем, что на взлётно-посадочных режимах отсос воздуха производят с помощью импеллера, расположенного в толщине основного звена двухзвенного закрылка, через регулируемый по площади входа воздухозаборник, за счёт выдвижения основного звена двухзвенного закрылка, выдув производят через регулируемое по площади сопло за счёт отклонения второго звена двухзвенного закрылка, на верхнюю поверхность второго звена, а на крейсерских режимах полёта импеллер убирают в толщину основной части крыла.