Фюзеляж и способ уменьшения его сопротивления

ФЮЗЕЛЯЖ И СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ(71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец: КРЕЩИШИН ГЕННАДИЙ ТРОФИМОВИЧ; КРЕЩИШИНА ЛАРИСА ТРОФИМОВНА (RU) Изобретение относится к авиационной технике и применимо для улучшения аэродинамического качества вертолтов, самолтов, в том числе крупных аэробусов классической схемы и амфибий,экранолтов и судов на воздушной подушке, возможно, путм проведения их модернизации. Технической задачей является уменьшение сопротивления полту, возможно, в результате модернизации самолта, вертолта, экранолта, судна на воздушной подушке. Технический результат достигается уменьшением площади контакта внешней поверхности хвостовой части фюзеляжа со скоростным воздушным потоком, для чего упомянутую площадь контакта уменьшают путм увеличения площади отверстий в хвостовой части фюзеляжа; для увеличения подъмной силы без увеличения сопротивления давления у аэродинамического канала дно выполняют выпуклым вверх, например выгнутым вверх по форме выпуклой стороны аэродинамического профиля. Верхнее отверстие в обшивке для аэродинамического канала может быть размещено под средней частью киля и выполнено разделнным вдоль килем направо и налево, например пополам. В результате предлагаемая модернизация обеспечит уменьшение полного сопротивления фюзеляжа и соответствующее уменьшение потребной тяги авиадвигателей. 014256 Область техники Изобретение относится к авиационной технике и применимо для улучшения аэродинамического качества вертолтов, самолтов, в том числе крупных аэробусов классической схемы и амфибий, экранолтов, аэроглиссеров и судов на воздушной подушке, возможно, путм проведения их модернизации. Предшествующий уровень техники Известен фюзеляж самолта Крещишина с сужающейся хвостовой частью, внутри которой укреплн наклонный аэродинамический канал, а в поверхностной обшивке выполнены отверстия. Впереди окончания фюзеляжа верхнее отверстие совмещено плавными округлениями с верхней кромкой наклонного аэродинамического канала, который может быть расширяющимся. Нижняя кромка аэродинамического канала совмещена со вторым отверстием, выполненным в виде среза хвостовой части, у которой верх может быть выполнен в виде крыла. Герметичное днище отделяет хвостовую часть от пассажирской кабины фюзеляжа (см. заявку 2002102457 Г.Т.Крещишина и Л.Т.Крещишиной, по которой выдан патент РФ 2274584, В 64C 1/26 от 31.01.2002, опубл. 20.04.2006 г.). К уровню техники относится фюзеляж с плавно сужающейся к концу хвостовой частью, над которой укреплн киль с поворотным рулм направления полта, под которым размещн аэродинамический наклонный канал, конец которого наклонн ниже верха остальной обшивки фюзеляжа (см. заявку 2005138065 Г.Т.Крещишина и Л.Т.Крещишиной, по которой выдан патент РФ 2384461 от 07.12.2005,опубл. в 2010 г.). Фюзеляж транспортного самолта выполнен в виде тела сигарообразной формы круглого поперечного сечения с удлинением от 6 до 12, с плавно убывающим диаметром поперечного сечения к концу фюзеляжа, что не исключает эффекта дефлектора и увеличивает турбулентность воздушного потока вокруг и вдоль хвостовой части по сравнению с цилиндрической частью фюзеляжа. Для предотвращения касания хвостовой части фюзеляжа поверхности взлтно-посадочной полосы при взлте и посадке хвостовая часть фюзеляжа выполнена наклонно-приподнятой над строительной горизонталью (горизонтальной плоскостью вдоль продольной оси фюзеляжа), что увеличивает завихрения воздушного потока в нижней зоне хвостовой части. Свободное пространство сужающейся наклонной части фюзеляжа слабо заполнено, так как неудобно для размещения груза и пассажиров (см. журнал Авиатранспортное обозрение,68, апрель 2006 г.,с. 6, Внешний вид самолта "Боинг 737-300"). Увеличение цены авиатоплива делает традиционные самолты классической схемы неконкурентными по сравнению с современными "Боинг 777" и "Айрбас A380". Известен фюзеляж с цилиндрической грузопассажирской кабиной, отделнной герметичной переборкой от сужающейся к заднему концу фюзеляжа хвостовой части, на которой выполнены отверстия и наклонно-изогнутый аэродинамический канал. Верхнее отверстие в обшивке сформировано в виде воздухозаборника впереди киля хвостового оперения над фюзеляжем и соединено плавными округлениями с верхней передней кромкой аэродинамического канала. Наклон средней части аэродинамического канала обеспечен крутым зигзагообразным изгибом его, и прямолинейная горизонтальная часть продолжена до конца внутри фюзеляжа. Нижняя задняя кромка аэродинамического канала совмещена с отверстием в конце фюзеляжа, выполненным в виде среза хвостовой части. Аэродинамический канал использован в качестве воздуховода для размещнного в хвостовой части фюзеляжа авиадвигателя (см. Т.И. Лигум и др. Аэродинамика самолта Ту 154 Б. М.: Транспорт, 1985). Хвостовая часть фюзеляжа сложна и не обеспечивает уменьшения аэродинамического сопротивления и увеличения подъмной силы хвостовой части фюзеляжа. Раскрытие изобретения Технической задачей является уменьшение сопротивления полту, возможно, в результате модернизации самолта, вертолта, экранолта, судна на воздушной подушке. Технический результат достигается уменьшением площади контакта внешней поверхности хвостовой части фюзеляжа со скоростным воздушным потоком, для чего упомянутую площадь контакта уменьшают путм увеличения площади отверстий в хвостовой части фюзеляжа; для увеличения подъмной силы без увеличения сопротивления давления у аэродинамического канала дно выполняют выпуклым вверх, например выгнутым вверх до формы выпуклой стороны аэродинамического профиля. Боковые поверхности аэродинамического канала могут прилегать к обшивке хвостовой части. По бокам обшивки к прочному каркасу хвостовой части снаружи может быть прикреплн стабилизатор с рулм высоты. Верхнее отверстие в обшивке хвостовой части, совмещнное окружениями с верхней передней кромкой аэродинамического канала, может быть выполнено в пространстве вдоль средней части киля, например по обе стороны от опоры киля, задняя опора которого укреплена на поднятом вверх конце хвостовой части, который может быть выполнен в виде крыла, в частности с формой переврнутого несимметричного аэродинамического профиля. Верхнее отверстие в обшивке может быть ограничено расстоянием от герметичной переборки пассажирской кабины до задней опоры киля, а по ширине выполнено дугообразным по форме обшивки в пределах мест крепления к обшивке стабилизатора. Переднее верхнее отверстие в обшивке может быть выполнено большей площади, чем отверстие со сре-1 014256 зом конца фюзеляжа. Краткое описание чертежей На фиг. 1 изображена хвостовая часть фюзеляжа, вид сбоку. На фиг. 2 изображена хвостовая часть фюзеляжа, вид сверху. Вариант осуществления изобретения В хвостовой части фюзеляжа выполнены отверстия и наклонный аэродинамический канал. Аэродинамическую форму хвостовой части 1 создат укреплнная на прочном каркасе обшивка 2, в верхней части которой выполнено отверстие 3, которое совмещено плавными округлениями с передней верхней кромкой наклонного аэродинамического канала 4, нижняя кромка которого совмещена с отверстием 5,которое выполнено в виде среза конца хвостовой части 1. Прочный каркас внутри хвостовой части 1 плотно прилегает к обшивке 2, образуя с ней одно пробное целое. К прочному каркасу по бокам обшивки 2 прикреплн стабилизатор 6 с рулм высоты 7, и наверху обшивки 2 к прочному каркасу прикреплн киль 8 с рулм 9 направления полта. Верх 10 хвостовой части 1 может быть выполнен в виде крыла, в том числе с несимметричным аэродинамическим профилем, возможно переврнутым обращнной вниз кривизной, иначе называемой отрицательной кривизной профиля. У аэродинамического канала 4 дно 11 может быть с боков продольно выгнуто вверх вдоль аэродинамического канала 4 и, возможно, одновременно вдаль аэродинамического канала 4 искривлено по форме выпуклой стороны аэродинамического профиля. Отверстие 3 в обшивке 2 изогнуто по форме обшивки 2 и может быть выполнено овальным,разделнным направо и налево вдоль, например пополам, килем 8, а изгиб и ширина отверстия 3 могут быть ограничены верхней поверхностью 12 стабилизатора 6 и длина отверстия 3 может быть ограничена расстоянием от герметичной переборки 13 пассажирской кабины до крыла 14. Отверстие 3 может быть размещено под средней частью киля 8. Отверстие 3 может иметь большую площадью отверстия, чем отверстие 5 со срезом конца хвостовой части 1, а боковые поверхности аэродинамического канала 4 могут прилегать к обшивке 2 хвостовой части 1. В предлагаемой модернизации выполняют увеличенные отверстия 3 и 5 в обшивке 2 и соединяют их изогнутым вверх аэродинамическим каналом 4 с учтом здесь написанного, в результате чего уменьшают площадь контакта внешней поверхности обшивки 2 со скоростным воздушным потоком и его пограничным слоем. Поток воздуха в аэродинамическом канале 4 движется со скоростью, намного меньшей, чем скорость воздушного потока в пограничном слое на внешней обшивке 2, соответственно сопротивление трения воздушного потока в аэродинамическом канале 4 во много paз меньше сопротивления трения в пограничном слое воздушного потока на внешней поверхности обшивки 2, и соответственно уменьшается в результате предлагаемой модернизации существующих фюзеляжей классической формы сопротивление трения хвостовой части 1 фюзеляжа, Плавно изогнутая в форме аэродинамического профиля и, возможно, выгнутая с боковых сторон вверх поверхность дна 11 аэродинамического канала 4 способствует уменьшению полного сопротивления воздушного потока в аэродинамическом канале 4 и увеличению подъмной силы в аэродинамическом канале,У самолта классической формы сопротивление трения внешней обшивки самолта может быть от 70 до 80% полного сопротивления самолта, а на долю сопротивления давления приходится от 15 до 26% полного сопротивления самолта, т.е. значительно меньшая часть полного сопротивления самолта, которая при этом создат все 100% подъмной силы крыла самолта и преодолевает профильное сопротивление носовой и хвостовой частей самолта. Так как профиль хвостовой части 1 самолта классической формы имеет отрицательную кривизну, то давление воздуха под дном хвостовой части 1 и отверстием 5 меньше давления воздуха над верхом хвостовой части 1 и отверстием 3 и разность этих давлений прижимает в полте хвостовую часть самолта вниз. Поэтому чем больше отверстия 3 и 5, тем меньше сопротивление давления и потеря подъмной силы самолта в результате загнутой вверх хвостовой части 1 самолта. В результате предлагаемая модернизация обеспечит уменьшение полного сопротивление самолта и соответствующее уменьшение потребной тяги авиадвигателей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Фюзеляж с наклонным аэродинамическим каналом и отверстиями, совмещнными с наклонным аэродинамическим каналом, у которого заднее отверстие выполнено в виде среза конца фюзеляжа, отличающийся тем, что верхнее отверстие, совмещнное с передней кромкой аэродинамического канала, выполнено большей площади, чем заднее отверстие в виде среза конца фюзеляжа. 2. Фюзеляж с наклонным аэродинамическим каналом и отверстиями, совмещнными с кромками аэродинамического канала, отличающийся тем, что по крайней мере одно отверстие выполнено в пространстве вдоль средней части киля, например вдоль средней части опоры киля. 3. Фюзеляж с наклонным аэродинамическим каналом и отверстиями, совмещнными с кромками аэродинамического канала, отличающийся тем, что задняя часть опоры киля укреплена в поднятом вверх конце хвостовой части фюзеляжа. 4. Фюзеляж с накладным аэродинамическим каналом и отверстиями, совмещнными с кромками аэродинамического канала, отличающийся тем, что отверстие, совмещнное с аэродинамическим каналом, разделено надвое направо и налево по обе стороны вдоль опоры киля. 5. Фюзеляж с наклонным аэродинамическим каналом и отверстиями, совмещнными с кромками аэродинамического канала, отличающийся тем, что поверхность дна аэродинамического канала выгнута вверх, например вдоль и продольно аэродинамическому каналу. 6. Фюзеляж с наклонным аэродинамическим каналом и отверстиями, совмещнными с кромками аэродинамического канала, отличающийся тем, что отверстие, совмещнное с передней кромкой аэродинамического канала, ограничено расстоянием от переборки к пассажирской кабине до задней опоры киля. 7. Фюзеляж по п.3, отличающийся тем, что верх конца хвостовой части выполнен в виде крыла с несимметричным аэродинамическим профилем, например с выпуклой нижней стороной. 8. Фюзеляж по п.1, отличающийся тем, что отверстие, совмещнное с передней кромкой аэродинамического канала, по ширине выполнено в пределах мест крепления стабилизатора к обшивке фюзеляжа,например дугообразным, а дно аэродинамического канала по длине искривлено по форме выпуклой стороны аэродинамического профиля. 9. Способ уменьшения сопротивления фюзеляжа, состоящий в том, что уменьшают площадь контакта его обшивки со скоростным воздушным потоком, для чего создают в верхней части обшивки по крайней мере одно входное отверстие с закруглнными внутрь краями, а другое выходное отверстие выполняют в виде среза конца хвостовой части и соединяют отверстия аэродинамическим каналом, причм входное отверстие выполняют большей площади, чем выходное отверстие.