PL67961Y1 - Trójpowierzchniowy układ aerodynamiczny 4-miejscowego samolotu dwusilnikowego - Google Patents

Description

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest trójpowierzchniowy układ aerodynamiczny 4-miejscowego samolotu dwusilnikowego, składający się z przedniego usterzenia poziomego, płata głównego oraz tylnego usterzenia w układzie T. Optymalna wartość cechy objętościowej przedniego usterzenia poziomego wynosi KH1 = 0,358, przy czym gdzie:

51 [m2] - powierzchnia nośna przedniego usterzenia poziomego; l_! [m] - odległość pomiędzy punktem leżącym w 25% długości średniej cięciwy aerodyna micznej przedniego usterzenia poziomego, a punktem leżącym w 25% długości średniej cięciwy aerodynamicznej płata głównego; 52 [m2] - powierzchnia nośna płata głównego; SCA2 [m] - długość średniej cięciwy aerodynamicznej płata głównego.

Natomiast optymalna wartość cechy objętościowej tylnego usterzenia poziomego wynosi KH2 = = 0,886, przy czym gdzie:

53 [m2] - powierzchnia nośna tylnego usterzenia poziomego; L2 [m] - odległość pomiędzy punktem leżącym w 25% długości średniej cięciwy aerodyna micznej płata głównego, a punktem leżącym w 25% długości średniej cięciwy aerodynamicznej tylnego usterzenia poziomego; S2 [m2] - powierzchnia nośna płata głównego; SCA2 [m] - długość średniej cięciwy aerodynamicznej płata głównego.

Na układ aerodynamiczny składa się również odpowiednio zamodelowany kadłub samolotu, który w płaszczyźnie symetrii posiada kształt turbulentnego profilu lotniczego. Ten typ układu aerodynamicznego pozwała na zamontowanie silników na skrzydłach, co z kolei zapewnia dobrą widoczność z kabiny oraz umożliwia nieograniczony dostęp do niej dla pilota i pasażerów.

Zaproponowany układ aerodynamiczny samolotu zapewnia: - dużą efektywność aerodynamiczną w szerokim zakresie położeń środka ciężkości - mały opór a zatem dużą prędkość przelotową; - dużą nośność maksymalną - niska prędkość przeciągnięcia i lądowania; - stateczność i sterowność w całym zakresie wyważenia i warunków lotu; - zwiększone bezpieczeństwo lotu na krytycznych kątach natarcia - dwufazowe zjawisko gwałtownej utraty siły nośnej na powierzchniach nośnych, najpierw na przednim usterzeniu poziomym, a następnie na płacie głównym, dające lotnikowi wydłużony czas na reakcję i powrót do lotu ustalonego.

Klasyczne układy aerodynamiczne z tylnym usterzeniem są optymalne dla samolotów z umiarkowanym zapasem stateczności statycznej, jednak stwarzają duże problemy z zapewnieniem równowagi podłużnej oraz wytwarzają duży opór przy przednim położeniu środka ciężkości. Problem staje się jeszcze większy w przypadku samolotów lekkich z dużymi masami zmiennymi. Powoduje to dużą wędrówkę środka ciężkości samolotu, co pociąga za sobą szereg problemów związanych ze statecznością sterownością oraz efektywnością aerodynamiczną (problem tzw. oporu wyważenia). Efektywnym rozwiązaniem jest nieklasyczny układ samolotu z trzema powierzchniami nośnymi: przednim usterzeniem poziomym, płatem głównym oraz tylnym usterzeniem poziomym. Układ taki pozwala na zachowanie dużej efektywności aerodynamicznej w szerokim zakresie położeń środka ciężkości przy zapewnieniu równowagi podłużnej. Pozwala to między innymi na bardzo korzystne rozwiązanie części kabinowej i szeroką wariantowość załadowania samolotu. Trzecia dodatkowa powierzchnia nośna umieszczona z przodu kadłuba przyczynia się do: - uzyskania dodatkowej siły nośnej z przodu kadłuba - ważna cecha przy starcie z przednim środkiem ciężkości; - uzyskania prostego systemu zwiększenia siły nośnej i poprawy zachowania samolotu przy starcie i na małych prędkościach; - uzyskania krótszej niezbędnej drogi do startu i lądowania; - redukcji lub zlikwidowania ujemnej (dociążającej) siły nośnej na tylnym usterzeniu poziomym; - uzyskania większej masy płatnej (załadunku) przy niezmienionej powierzchni skrzydła.

Claims (2)

1. Aktualnie zrealizowano jedynie nieliczne samoloty w układzie trójpowierzchniowym w tym jeden, który wszedł do produkcji seryjnej - 9-cio miejscowy Piagio Avanti P180. Ponadto nie jest znany inny trójpowierzchniowy 4-miejscowy samolot dwusilnikowy. Układ aerodynamiczny będący przedmiotem wzoru z uwagi na odpowiedni dobór wielkości i położenia poszczególnych powierzchni nośnych jest mniej sprzężony aerodynamicznie w porównaniu z innymi układami trójpowierzchniowymi. Przedmiot wzoru uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok trójpo-wierzchniowego układu aerodynamicznego samolotu z góry, fig. 2 z boku, a fig. 3 z przodu. Przednie usterzenie poziome (1) o powierzchni stanowiącej 11% powierzchni płata głównego (2) zamontowane jest w przedniej części kadłuba samolotu (5). Tylne usterzenie poziome (3) o powierzchni stanowiącej 25% powierzchni płata głównego (2), zamontowane jest na końcówce usterzenia pionowego (4). Przednie usterzenie poziome (1) posiada wznios ujemny a płat główny (2) wznios dodatni. Natomiast tylne usterzenie poziome (3) nie posiada wzniosu. Kadłub samolotu (5) w płaszczyźnie symetrii posiada kształt turbulentnego profilu lotniczego. Pionowa separacja wszystkich powierzchni nośnych, w tym również ujemny wznios przedniego usterzenia poziomego zapewniają minimalizacje zaburzeń opływu wokół pozostałych powierzchni nośnych leżących za opływanymi powierzchniami. Trójpowierzchniowy układ aerodynamiczny będący przedmiotem wzoru może mieć szerokie zastosowanie w budowie nowoczesnych samolotów 4-miejscowych. Wykorzystanie układu wpłynie na wzrost osiągów samolotu i bezpieczeństwa lotu. Dzięki znacznemu obniżeniu wartości oporu wyważenia wpłynie na wzrost ekonomiczności eksploatacji samolotu. Zastrzeżenia ochronne 1. Trójpowierzchniowy układ aerodynamiczny 4-miejscowego samolotu dwusilnikowego, znamienny tym, że cechy objętościowe przedniego (1) i tylnego (3) usterzenia poziomego wynoszą odpowiednio Km = 0,358 oraz KH2 = 0886.
2. 2. Trójpowierzchniowy układ aerodynamiczny 4-miejscowego samolotu dwusilnikowego według zastrz. 1, znamienny tym, że kadłub samolotu (5) w płaszczyźnie symetrii posiada kształt turbulentnego profilu lotniczego.