Среда, 14.11.2018, 18:15
Приветствую Вас Гость | RSS
Шестнадцатая олимпиада посвящена 100-летию регулярных пассажирских авиаперевозок
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Архив работ » Пятнадцатая олимпиада (2017/18 уч.год)

Активный передний предкрылок

Автор:Сидоров Илья Алексеевич
Возраст: 16 лет
Место учебы: Станция Юных Техников имени П.В.Лосоногова (г. Осинники)
Город, регион: г.Осинники, Кемеровская область
Руководитель: Фёдоров Сергей Владимирович, педагог дополнительного образования

Активный передний предкрылок

План:

1. Введение
2 .Цель
3. Задачи
4. Основная часть
5. Заключение
6. Источники информации

Введение

На протяжении многих лет человек стремился научиться летать. Но научившись бороздить просторы воздушного океана при помощи самолетов, вертолетов и других воздушных судов, он стал преследовать более коммерческие цели. А именно - как это делать с меньшими технико-экономическими затратами? В данной работе мы и займемся практической стороной данного вопроса.

Цель

Спроектировать простую и практичную схему летательного аппарата с меньшими габаритами, но с большей полезной нагрузкой, а впоследствии и с меньшими энергозатратами.

Задачи:

  • проанализировать более ранние схемы и возможные пути их усовершенствования
  • спроектировать и проанализировать свою схему Л.А.
  • проверить экспериментально смоделированную схему аппарата на практике

Основная часть

Предкрылок - давно известный элемент конструкции крыла, но я предлагаю использовать его в новом варианте. Исследования в данной области велись еще в семидесятых годах прошлого столетия русским ученым Н.Л.Щукиным. И к началу девяностых были созданы даже опытные образцы. Но из-за недостатка актуальности проекта и из-за отказа в финансировании проект был признан нерациональным и закрыт.

Спроектированный Н.Л. Щукеным аппарат ЭКИП

Для уменьшения аэродинамического сопротивления применяется система управления пограничным слоем. Этот слой в виде совокупности последовательно расположенных поперечных вихрей всасывается внутрь корпуса, чем обеспечивается безотрывное аэродинамическое обтекание аппарата. Благодаря этому машина движется в ламинарном аэродинамическом потоке с меньшим сопротивлением. Система позволяет при низком уровне энергозатрат (в 6-8% от тяги вспомогательных двигателей) обеспечить низкое аэродинамическое сопротивление и устойчивость аппарата для диапазона углов атаки вплоть до 40 градусов на крейсерском и взлетно-посадочном режимах полета.

Аппарат изобретен в СССР Л.Н.Щукиным в начале 80-х годов. Имеет несколько модификаций в зависимости от назначения. ЭКИП может летать на высотах от 3 до 11 000 метров со скоростью от 120 до 700 км/ч.

В своей работе я попытался проанализировать и упростить достаточно сложную для практического использования схему профессора Щукина и самому, на практике, проверить достоверность его открытий, т.к. счел неадекватной оценку данных исследований.

Напомню, что предкрылок это часть крыла, относящаяся к его механизации и необходимая для улучшения картины обтекания несущих плоскостей самолета. Особенно это важно при увеличения углов атаки несущих плоскостей выше закритических.

Достигается это путем образования щели между передней кромкой крыла и предкрылком.

При этом изменяется картина обтекания крыла в лучшую сторону, особенно это важно на режиме взлета и посадки, что в свою очередь влияет на летные характеристики всего летательного аппарата (л.а.). Но этот давно изученный и широко применяемый эффект можно использовать по-другому. Суть моего исследования состоит в том, что я попытался перевести этот эффект из разряда вспомогательных в разряд основных, чтобы в значительной степени уменьшить размер крыла, не потеряв при этом его подъемной силы и практически проверить его летно-технические характеристики.

Для этого я взял плоско-выпуклый профиль крыла малого удлинения большой кривизны с большим лобовым сопротивлением соответственно. У этих профилей есть одно большое преимущество, переходящее в один большой недостаток. Дело в том, что при увеличении кривизны профиля увеличивается подъемная сила несущей поверхности, но при этом стремительно нарастает сила лобового сопротивления. За точкой максимальной кривизны появляются мощные вихревые потоки. Из-за их образования снижается скорость воздуха над профилем крыла, что негативно сказывается на подъемной силе. И так круг замкнулся. Кривизну профиля наращивать нельзя, нужно увеличивать длину, а значит габариты всего воздушного судна.

А что если использовать предкрылок для увеличения скорости потока над крылом, а чтобы его эффективность достигла места образования турбулентного слоя, произвести его модернизацию?

В своей схеме крыла я протянул предкрылок за точку максимальной кривизны.

Щель вначале предкрылка убрал, соединив предкрылок с передней кромкой крыла, а в образовавшуюся полость принудительно стал подавать воздух, отбирая его от маршевого двигателя или подавая его от индивидуальной силовой установки.

Получившаяся схема стала интенсивно сдувать вихревые потоки за точкой максимальной кривизны и увеличивать скорость над поверхностью профиля, что в свою очередь дало весомое приращение подъемной силе. И это при неизменной длине крыла.

Этот эффект я проверил на примитивной модели летающего крыла.

Результат превзошел все ожидания. Аппарат не только получил приращение подъемной силы, но и позволил передвинуть центровку в более заднее положение, а это очень важно для такой схемы летательного аппарата. На областных соревнованиях модель заняла 2-е место в классе экспериментальных моделей, но в следствии дальнейших экспериментов модель потерпела крушение. Сейчас изготавливается другая модель с другими параметрами, но суть эксперимента остаётся прежней.

Заключение

Мне удалось спроектировать и смоделировать аппарат заданных летно-технических характеристик, а также доказать актуальность и правильность исследовательских направлений профессора Н.Л.Щукина. При этом усовершенствовать его схему, добившись максимальной практичности и простоты конструкции, для ее дальнейшей реализации в министерстве авиационной промышленности.

Источники информации

https://ru.wikipedia.org/wiki/ЭКИП

Категория: Пятнадцатая олимпиада (2017/18 уч.год) | Добавил: Service (13.01.2018) | Автор: Сидоров Илья Алексеевич E W
Просмотров: 211 | Рейтинг: 2.7/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК ОТКРЫТ!
ТЕСТИРОВАНИЕ НАЧАТО!
ПРИЁМ РАБОТ ОТКРЫТ!

Календарь
Google+
Их многие читают
Ахметшин Тимур Рамилевич (35858)
Зарипова Рузиля Ильфатовна (21229)
Щур Илья Андреевич (20651)
Нурсултанов Данияр Ербулатович (19637)
Нурсултан Данияр Ербулатович (19059)
Миргазетдинова Розалия (16854)
Кондратенко Анна Геннадьевна (15911)
Перемота Алексей Юрьевич (15365)
Зиннатуллин Альмир Альбертович (14748)
Алиев Рафаэль (14489)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2018