Результат интеллектуальной деятельности: КРЫЛО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Изобретение относится к области моделирования летательных аппаратов гражданского назначения, преимущественно самолетов с прямым и треугольной формы крылом.

Известно крыло летательного аппарата, содержащее прикрепленный к фюзеляжу каркас, обшивку, верхние и нижние аэродинамические поверхности, элементы отклонения воздушных потоков [1].

Задача изобретения заключается в увеличении подъемной силы крыльев летательного аппарата.

Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что в крыле летательного аппарата, содержащем прикрепленный к фюзеляжу каркас, обшивку, верхние и нижние аэродинамические поверхности, элементы отклонения воздушных потоков, концевая часть крыла снабжена полым вращающимся на центральной оси диском, имеющим обод, выпуклую верхнюю и плоскую нижнюю аэродинамические поверхности, причем держатель диска неподвижно прикреплен к каркасу и расположен вдоль по отношению к осевой линии фюзеляжа. Между концевой частью крыла и диском выполнена полукольцевая щель. Держатель выполнен в виде верхнего и нижнего ребер с площадкой для привода вращения диска.

На фиг. 1 изображен летательный аппарат с вращающимися дисками у концевой части крыльев; на фиг. 2 - вид на концевую часть крыла по A на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение диска плоскостью Q.

Прикрепленные к фюзеляжу 1 летательного аппарата (фиг. 1) крылья 2 содержат каркас 3, обшивку 4, элементы 5 отклонения воздушного потока, обтекающего верхние 6 и нижние 7 аэродинамические поверхности. Концевая часть 8 каждого крыла снабжена открытым для набегающего воздушного потока полым диском 9, вращающимся на центральной оси 10. К каркасу концевой части каждого крыла (фиг. 1-3) неподвижно прикреплен (заклепками, болтами) держатель 11 диска, расположенный поперек крыла и вдоль по отношению к осевой линии (Ось F) фюзеляжа.

Диск имеет обод 12, выпуклую верхнюю 13 и плоскую нижнюю 14 аэродинамические поверхности, причем нижние аэродинамические поверхности крыла и диска лежат в одной плоскости с образованием между ними полукольцевой щели 15. Между верхней и нижней аэродинамическими поверхностями диска установлена втулка-распорка 16, жестко соединенная с осью. Обод большого размера (например, диаметром 1,2-2,0 м) может быть прикреплен к втулке-распорке спицами (не показаны). Полость 17 диска может быть заполнена газовой средой легче воздуха. Газ может быть помещен, например, в тонкостенный герметичный баллон (не показан), занимающий весь свободный объем полости диска.

Держатель диска состоит из верхнего 18 (выполненного по хорде) и нижнего 19 (прямого) ребер жесткости с подшипниками 20 для установки оси и площадкой 21 для привода 22 вращения диска, например электродвигателя с переменной частотой вращения вала ротора. Привод вращения диска может быть помещен в обтекаемый кожух и установлен сверху или снизу (не показан) держателя диска.

Изготавливают модель, опытный образец летательного аппарата (фиг. 1-3) с фюзеляжем 1 и крыльями 2, имеющими каркас 3, обшивку 4, элементы 5 отклонения воздушного потока, обтекающего верхние 6 и нижние 7 аэродинамические поверхности.

Изготавливают диски 9, причем каждый обод 12 изготавливают одинаковой массы. Втулки-распорки 16 изготавливают легкими. Верхние 13 и нижние 14 аэродинамические поверхности получают методом штамповки из гладкого листового тонкостенного материала, устойчивого к атмосферной коррозии. Изготовленные диски центруют в статике и динамике (при вращении). Полость 17 диска заполняют газовой средой. Возможно заполнение полости диска воздухом с выполнением в листовом материале нижней аэродинамической поверхности, по меньшей мере, одного мелкого отверстия для входа/выхода части воздуха (в верхних слоях атмосферы воздух разрежен).

Из сплавов алюминия, устойчивой к атмосферной и водной коррозии стали изготавливают, например, методом точного литья держатели 11 диска, состоящие из верхних 18 и нижних 19 ребер жесткости с встроенными подшипниками 20 для установки оси 10 и площадками 21 для привода 22. На держатель привод вращения диска устанавливают, например, сверху. В качестве привода используют маломощный (рассчитанный только на вращение диска в воздушной среде) электродвигатель постоянного тока с переменной частотой вращения вала ротора.

Каждый держатель с установленным в него свободно вращающимся диском прикрепляют (заклепками, болтами) к каркасу концевой части 8 крыла, располагая его поперек крыла и вдоль по отношению к осевой линии (Ось F) фюзеляжа с образованием между диском и крылом (концевой его частью) полукольцевой щели 15. Проводят вторичную центровку дисков при вращении одного из них по часовой стрелке, а другого - против часовой стрелки.

Увеличение скорости вращения диска, как и уменьшение ее до нуля (торможение), осуществляют посредством изменения частоты вращения вала ротора электродвигателя. При нулевой скорости вращения дисков взлетно-посадочный режим и условия полета летательного аппарата не будут существенно отличаться от его прототипа с традиционным крылом. Набегающий на неподвижный диск воздушный поток будет создавать аэродинамическую подъемную силу за счет разницы давлений воздуха на его выпуклой и плоской аэродинамических поверхностях.

При вращении дисков возникает гироскопический эффект, обеспечивающий высокую устойчивость положения летательного аппарата в неустойчивой воздушной среде (восходящие, нисходящие и боковые воздушные потоки) и при совершении прямолинейной посадки. Кроме того, в летательном аппарате с такими крыльями возможно возникновение антигравитационного эффекта, при котором с увеличением скорости вращения дисков их вес будет уменьшаться, что увеличивает подъемную силу крыльев. В нелетных условиях концевые части крыльев летательного аппарата защищают чехлом от осадка снега и образования наледи.

Изобретение увеличивает подъемную силу крыльев и устойчивость летательного аппарата при перемещении в воздушной среде.

Источник информации

1. Энциклопедический словарь юного техника. Сост. Б.В. Зубков, С.В. Чумаков. - М.: Педагогика, 1980. - С. 13 (рис. сверху).