Несуча поверхня крила

1. Несуча поверхня крила, що містить носову, центральну та хвостову частини, верхню і нижні поверхні, множину виступів, розташованих вздовж носової частини, яка відрізняється тим, що додатково містить множину виступів вздовж хвостової частини, виконану у формі гребенів, гребені сполучені між собою площиною, створеною верхньою та нижньою поверхнею крила та виконані таким чином, що положення максимальної товщини кожного з профілів гребенів, розташованих в носовій частині, є менше, ніж положення максимальної товщині кожного з профілів гребенів, розташованих в хвостовій частині, причому кожному виступу носової частини відповідає впадина між двома сусідніми виступами хвостової частини, і навпаки. C2 2 95820 1 3 Відомо пристрій, який вибраний за прототип, для підвищення відношення підйомної сили до опору крила за рахунок формування на передньому ребрі виступів (Патент США № 6,431,498, МПК В64С3/28, опубл.13.08.2002р.). В даному пристрої висота кривизни верхньої поверхні в точці її найбільшої висоти відносно хорди не змінюється, відповідно до чергування виступів та впадин. Даний пристрій містить наступні недоліки. Чергування вздовж крила в носовій частині виступів і впадин створює критичні точки між виступами, швидкість обтікання навколишнім середовищем яких збільшена. Це суттєво збільшує загальний лобовий опір і аеродинамічний нагрів несучої поверхні в цих точках, особливо при надзвукових швидкостях обтікання, а при трансзвукових швидкостях - створює місцеві надзвукові швидкості, що призводять до завчасної появи надмірного хвильового опору. Крім того, таке переднє ребро недостатньо впливає на примежовий шар на верхній поверхні для затягування зриву потоку. В основу винаходу поставлена задача створення такої несучої поверхні крила, в якій за рахунок конструктивних змін досягається підвищення її аеродинамічних якостей, збільшення критичних кутів атаки та коефіцієнту підйомної сили. Дана задача досягається тим, що несуча поверхня крила, що містить носову та хвостову частини, верхню і нижні поверхні, множину виступів, розташованих вздовж носової частини, згідно з винаходом додатково містить множину виступів вздовж хвостової частини, виконану у формі гребенів, гребені сполучені між собою площиною, створеною верхньою та нижньою поверхнею крила та виконані таким чином, що положення максимальної товщини профілю гребенів, розташованих в носовій частині, є менше, ніж положення максимальної товщині профілю гребенів, розташованих в хвостовій частині, причому кожному виступу на передньому ребрі відповідає впадина між двома сусідніми виступами на задньому ребрі, і навпаки. Згідно з винаходом, профілі крила виконані таким чином, що мають кривизну, відмінну від нуля, та існує щонайменше один профіль, який має кривизну, відмінну від інших профілів. Згідно з винаходом, хорди профілю крила виконані таким чином, що їх розміри різні та площини, в яких вони знаходяться, не співпадають. Згідно з винаходом, ребро площини, яка сполучає гребені між собою, виконане з переломом та кривизною вздовж розмаху крила. Згідно з винаходом, перпендикулярний до хорди несучої поверхні профіль площини, яка сполучає гребені між собою, має кривизну вздовж розмаху крила, та критична точка, що належить двом сусіднім площинам, зміщена в сторону кривини. Згідно з винаходом, на гребенях несучої поверхні, в місці найбільшої товщини, розташовані вертикальні перегородки та гребені виконані несиметричними в горизонтальній площині. Суть винаходу пояснюється кресленнями: Фіг. 1 - показано загальний вигляд несущої поверхні крила; Фіг. 2 - показано несуща поверхня крила в поздовжньому розрізі; 95820 4 Фіг. 3 - показано несуща поверхня крила в поперечному розрізі; Фіг. 4 - вид зверху; Фіг. 5 - вид збоку. Несуча поверхня крила містить (див. Фіг. 1 та Фіг. 2) містить носову частину 1, центральну частину 2, хвостову частину 3, верхню поверхню 4, нижню поверхню 5, виступи, розташовані вздовж переднього ребра 6. Згідно з винаходом несуча поверхня крила додатково містить множину виступів вздовж заднього ребра 7, яка виконана у формі гребенів, а гребені сполучені між собою площиною 8, створеною верхньою 4 та нижньою поверхнею 5 крила. Гребені виконані таким чином, що положення максимальної товщини кожного з профілів гребенів, розташованих в носовій частині, 1 є менше, ніж положення максимальної товщині кожного з профілів гребенів, розташованих в хвостовій частині 3 (див. Фіг. 3). Кожному виступу на передньому ребрі 6 відповідає впадина на задньому ребрі 10, розташованаміж двома сусідніми виступами, і кожному виступу на задньому ребрі 7 відповідає впадина 9 на передньому ребрі. Крім того, на гребенях (див. Фіг. 4 та Фіг. 5) розташовані вертикальні перегородки 11. Використання заявленого винаходу дає змогу зменшення коефіцієнта лобового опору за рахунок зменшення місцевих кутів стрілоподібності в носовій частині 1 та зменшення дифузності задньої 2 у вигляді виступів - гребенів 6, 7 на ребрах вздовж несучої поверхні, а також рознесенням положення максимальної товщини профілів гребенів один до одного по хорді. Розміщення виступів на передньому ребрі 6 навпроти впадини між двома сусідніми виступами на задньому ребрі 10, і навпаки, розділяє примежовий шар на менш та більш енергетичний, що зменшує здатність створювати вихор, подрібнює його вздовж несучої поверхні, зменшує його інтенсивність, а отже дисипацію енергії. Гребені, розміщені вздовж заднього ребра 7, створюють відсмоктування примежового шару між собою в хвостовій частині 3, а гребені вздовж переднього ребра 6 - здув примежового шару між собою в носовій частині 1, що призводить до зменшення його товщини та збільшення його енергії, що значно покращує зривні характеристики, збільшує підйомну силу несучої поверхні. Винахід зменшує швидкість обтікання критичних точок за рахунок розміщення їх на сполучних площинах 8 і виносу з місця звуження вперед та назад, причому площина, що сполучає гребені між собою 8, має мінімальний радіус кривизни ребра, та розподіл товщини, необхідний та достатній для міцності, яка вимагається, та плавного переходу у основний профіль несучої поверхні. Інтерференція в носовій частині 6 гребенів і площини, що їх сполучають 8, носить позитивний характер, особливо при наданні їй кривизни та зміщення критичної точки, що належить двом сусіднім площинам в бік кривизни, яка проявляється у створенні додаткової підйомної сили. Рознесення максимальної товщини профілю по хорді збільшує критичний кут атаки тому, що це зменшує вихроутворення як в носовій 1, так і в 5 хвостовій частині 3 несучої поверхні, яке з'являється при зриві потоку. Це здійснюється завдяки розділенню осі вихору гребенями, а також локальними повздовжніми течіями, що з'являються на гребенях. На білязвукових швидкостях польоту, інтерференція комбінації гребені - крило проявляються у вигляді появи місцевих надзвукових течій, які створюють хвильовий опір. Запобігти цьому можливо, при виконанні розподілу площі поперечного перерізу комбінації гребень - крило наближеним до розподілу площі перерізу тіла найменшого опору тієї самої довжини. Для отримання підйомної сили несучої поверхні при нульовому куту атаки, профіль її слід виконувати із кривизною, а саме його середню лінію. З метою оптимального навантаження по несучій поверхні, а також для збільшення аеродинамічної якості, може бути застосоване її скручування. А саме, містити щонайменше один профіль, кривизна якого не дорівнює кривизні будь-якого іншого її профілю (аеродинамічне скручування), або хоча б одну хорду, яка не лежить в одній площині з будь-якою іншою хордою (геометричне скручування). Для покращення міцнісних характеристик несучих поверхонь, зменшення їх індуктивного опору застосовується звуження: корінна хорда не дорівнює кінцевій хорді. При надзвуковій швидкості потоку, для зниження опору, ребру площини, яка сполучає гребені між собою 8, може бути наданий кут стрілкоподіб Комп’ютерна верстка Мацело М. 95820 6 ності у вигляді виконання ребра з переломом та кривизною вздовж розмаху крила. Щоб додатково збільшити коефіцієнт підйомної сили в певну сторону, наприклад вверх, а також допустимі кути атаки, необхідно надати кривизну площині, що сполучає гребені в носовій частині, вверх, а площині, що сполучає гребені в хвостовій частині - вниз. Тобто, перпендикулярний до хорди несучої поверхні профіль площини, яка сполучає гребені між собою, буде мати кривизну вздовж розмаху крила. Механізація несучої поверхні крила забезпечує збільшення несучої здатності, збільшення критичних кутів атаки, збільшення опору при особливих режимах польоту (зльоті, посадці, маневруванні), шляхом зміни площі крила та кривизни його профілів, управлінням примежовим шаром та іншими способами. При створенні підйомної сили, перетікання середовища вздовж несучої поверхні з області в область низького тиску через її боковий край, створює індуктивний опір. Запобігаючи цьому, необхідно на верхній та нижній поверхнях, в місцях їх зовнішньої кривизни, вздовж гребенів, встановити тонкі вертикальні перегородки 11, переважно на кінцевій частині несучої поверхні. Покращення несучих властивостей можливо наданням асиметрії гребеням в горизонтальній площині, адаптуючи їх до льотних кутів атаки. У порівняні з прототипом, запропонований винахід дозволяє значно підвищити аеродинамічні, вагові та міцнісні якості несучих поверхонь. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601