Крило

Крило, що містить нижню і верхню поверхні, передню кромку, нижню задню кромку, де передня кромка є загальною для поверхонь, а нижня пове 38462 нижньою кромками крила постійно генерується парний вихор, який формується кромками, задньою поверхнею і який складається з парних замкнених кільцевих вихрових трубок, що здійснюють автоколивання у вертикальній площині. При польоті крила вихрові трубки є динамічним продовженням верхньої і нижньої поверхонь крила, утворюють за крилом своєрідний повітряний динамічний коридор з безліччю вихрових трубок, які після прольоту крила деякий час існують самі по собі в повітряному просторі, а потім затухають і припиняють своє існування. Динамічне продовження поверхонь крила автоматично управляє польотом крила може стійко існувати тільки при прямолінійній траєкторії польоту крила. Всі інші відхилення кромок навколо поперечної осі крила, яка проходить через центр ваги, вносять асиметрію в динамічне продовження крила і автоматично здуваються повітряним потоком вздовж верхньої і нижньої поверхонь. Вихрові трубки легко переміщаються у вертикальній і горизонтальній площинах без руйнування структури вихорів. Деяку подібність вихрових трубок можуть продемонструвати майстри куріння цигарок, випускаючи кільця з рота і навіть у вигляді послідовності тороподібних вихрових кілець (трубок). Однак вихрові кільця за задньою поверхнею крила набагато могутніші і з великою швидкістю обертання вихорів в трубках. Вихрові трубки володіють гіроскопічним ефектом і для нахилу осі обертання вихорів у вихрових трубках необхідно додатковий зовнішній вплив на крило для подолання динамічного моменту сил вихору, що обертається. Для ілюстрації можна пригадати з курсу фізики, як скрутно нахилити велосипедне колесо, що обертається, на деякий кут відносно осі обертання колеса і як легко переміщувати його в будь-яку сторону без крену відносно його осі обертання. Аналогічно велосипедному колесу поводяться вихори у вихрових трубках за крилом, що являються динамічним продовженням крила, крило також скрутно нахилити навколо подовжньої осі крила, тобто навколо траєкторії польоту, але легко перемістити в будь-яку сторону у вертикальній або горизонтальній площинах. При некерованому польоті після запуску, після нетривалих візуально затухаючих коливань, що спостерігаються неозброєним оком навколо центра ваги, крило повертається до стійкої траєкторії польоту. При керованому польоті розворот крила здійснюється без крену в одній площині, з поворотом по кільцевій траєкторії, а не по спіральній траєкторії, як у відомих крил. На фіг. 1 зображено крило, вигляд зверху; на фіг. 2 – крило, переріз 1-1 на фіг. 1, профіль крила; на фіг. 3 – крило, положення профілю крила при збільшенні кута атаки в польоті відносно траєкторії польоту; на фіг. 4 – крило, положення профілю крила при динамічній рівновазі в польоті відносно траєкторії польоту; на фіг. 5 – крило, положення профілю крила при зменшенні кута атаки відносно траєкторії польоту. В усіх малюнках стрілкою перед крилом вказаний напрямок польоту. Крило (див. фіг. 1-5) містить нижню поверхню 1, верхню поверхню 2, передню кромку 3, ниж ню задню кромку 4. Передня кромка 3 є загальною для поверхонь 1, 2. Нижня поверхня 1 розташована між передньою кромкою 3 і нижньою задньою кромкою 4. Крило містить додаткову верхню задню кромку 5. Кромка 5 розташована над нижньою задньою кромкою 4. Крило містить задню поверхню 6 між нижньою задньою кромкою 4 і додатковою верхньою задньою кромкою 5. Верхня поверхня 2 розташована між передньою кромкою 3 і додатковою верхньою задньою кромкою 5. Нижня задня кромка 4 є загальною для нижньої поверхні 1 і задньої поверхні 6. Додаткова верхня задня кромка 5 є загальною для верхньої поверхні 2 і задньої поверхні 6. Крило виконане або закріплене в літальному апараті з можливістю здійснювати в польоті вільні автоколивальні знакозмінні переміщення передньої кромки відносно траєкторії польоту крила в межах кута β, з початком кута β в центрі автоколивального обертання крила, розташованого на подовжній осі крила, що проходить через центр ваги крила. Діапазон кута β складає від 0 градусів до 5 градусів. Крило має профіль у вигляді клина або рівнобедреного трикутника (див. фіг. 2). Товщина h крила складає від 5% до 20% довжини хорди b, центр ваги знаходиться на відстані х від передньої кромки 3 крила і складає від 30% до 40% довжини хорди b крила. Передня кромка 3 проходить через вершину рівнобедреного трикутника, задня поверхня 6 лежить в одній площині з основою рівнобедреного трикутника, нижня і верхня задні кромки 4, 5 проходять через краї основи рівнобедреного трикутника. Нижня і верхня поверхні 1, 2 крила лежать в одній площині з бічними сторонами рівнобедреного трикутника. Пристрій працює таким чином. Роботу пристрою продемонструємо на прикладі моделі крила планера. При запуску моделі планера, наприклад, із застосуванням леєра, модель зазнає поштовх в момент відчіплення від леєра. При цьому крило виходить з положення рівноваги і починає здійснювати поздовжні затухаючі коливання навколо центра ваги (див. фіг. 3-5) з відхиленням передньої кромки в межах кута β відносно траєкторії польоту, але через декілька секунд крило знов входить в положення рівноваги (див. фіг. 4) з плавним сталим польотом. У період виходу з коливального режиму крило помітно додає в швидкості польоту. При цьому швидкість набирається з помітним прискоренням. Характерною особливістю крила за винаходом є його поведінка під час розвороту. Розворот здійснюється без внутрішнього або зовнішнього ковзання на крило, без крену і без входження в спіраль. Розворот здійснюється в площині траєкторії польоту крила, без польоту боком. Крило в польоті має підвищену бічну стійкість. Підвищена бічна стійкість досягається завдяки наявності додаткової верхньої задньої кромки 5 задньої поверхні 6, які розташовані над нижньою задньою кромкою 4. Безпосередньо за задньою поверхнею 6 між кромками 4, 5 в польоті створюється порожнина з деяким розрідженням повітря, в 2 38462 порожнину засмоктується частина повітря з кромок 4, 5, при цьому в цій порожнині утворюються парні вихрові трубки 7, 8, де трубка 8 верхня, а трубка 7 нижня. У польоті крила безпосередньо за задньою стінкою між верхньою і нижньою кромками крила постійно генерується парний вихор, який формується кромками 4, 5, задньою поверхнею 6 і, який складається з парних замкнених кільцевих вихрових трубок 7, 8, що здійснюють автоколивання у вертикальній площині. При польоті крила, вихрові трубки 7, 8 є динамічним продовженням верхньої і нижньої поверхонь 1, 2 крила, утворюють в повітряному просторі за крилом своєрідний повітряний динамічний коридор з безліччю вихрових трубок, які після прольоту крила деякий час існують самі по собі в повітряному просторі, а потім затухають і припиняють своє існування. Динамічне продовження поверхонь крила автоматично управляє польотом крила. Динамічне продовження може стійко існувати при прямолінійній траєкторії польоту крила. Всі інші відхилення кромок навколо поперечної осі крила, що проходить через центр ваги, вносять асиметрію в динамічне продовження крила і виступаючі над кромками 4, 5 вихрові трубки 7, 8 почергово автоматично здуваються повітряним потоком вздовж верхньої і нижньої поверхонь крила, автоматично повертаючи крило в стійкий стан польоту. Вихрові трубки мають особливість легко переміщатися у вертикальній і горизонтальній площинах без руйнування структури вихорів. Деяку подібність вихрових трубок або кілець можуть продемонструвати курці, випускаючи димові кільця з рота і навіть у вигляді послідовності автономних тороподібних вихрових кілець, які ав тономно існують в повітряному просторі і їх можна спостерігати. Однак вихрові кільця за задньою поверхнею крила набагато мотужніші і з великою швидкість обертання вихорів в трубках. Задня поверхня 6 безперервно створює зону генерації вихорів. Відрив вихорів від крила здійснюється в автоколивальному режимі. Вихрові трубки володіють гіроскопічним ефектом і для нахилу осі обертання вихорів у вихрових трубках необхідно додатковий зовнішній вплив на крило, для подолання динамічного моменту сил вихору, що обертається. Для ілюстрації гіроскопічного ефекту можна пригадати з курсу фізики, як скрутно нахилити велосипедне колесо, що обертається, під кутом відносно осі обертання колеса і як легко переміщувати його в будь-яку сторону без крену відносно його осі обертання. Аналогічно велосипедному колесу поводяться вихори у вихрових трубках за крилом. Будучи динамічним продовженням крила, крило також скрутно нахилити навколо подовжньої осі крила, тобто навколо траєкторії польоту, але легко перемістити в будь-яку сторону у вертикальній або горизонтальній площинах. При некерованому польоті після запуску крила, після нетривалих візуально затухаючих коливань, що спостерігаються неозброєним оком навколо центра ваги, крило повертається до стійкої траєкторії польоту. При керованому польоті, розворот крила здійснюється без крену в одній площині навколо вертикальної осі крила і з польотом крила по кільцевій траєкторії, що лежить в одній площині з крилом, а не по спіральній траєкторії, як у відомих крил. Технічний результат: крило має підвищену бічну стійкість. Фіг. 1 3 38462 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 Фіг. 5 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4