Я належу до тієї категорії модельістів, яким цікаво самим сконструювати та побудувати літак, а потім отримувати задоволення від управління ним. Але головне задоволення – від результату творчого пошуку.
Відлітавши кілька сезонів на саморобному Diamant-і з OS MAX 50, стало трохи нудно. Було зрозуміло, що може літак і що можу я. Звичайно, можна було зайнятися відточуванням 3D навичок пілотажу, але душа просила чогось незвичайного. Хотілося побудувати літак, якого немає ні в кого, і який мав би унікальні, властиві тільки йому, пілотажні можливості.
Спроба 1
Подивився, як літають радіо бійцівки, з'явилася ідея побудувати фанфлай типу "крило, що літає". Сказано зроблено. Накреслено креслення, опрацьовано компонування, і ось літак готовий.
- Розмах: 1450 мм
- Довжина: 1000 мм
- Вага: 2000 г
- Двигун: OS MAX 50
Виїжджаю на поле і розумію, що нічого цікавого я не збудував. Так, летить, так, крутить якісь постаті. Але нічого цікавого, все як завжди, навіть трохи нудно.
Проаналізувавши ситуацію, розумію, що так і мало бути… Класична схема та схема "літаюче крило" відпрацьовані до дрібниць, і нічого нового запропонувати не можуть. Почався творчий застій.
Перебуваючи у кризі, гортаю старі журнали та натикаюсь на модель схеми "Качка". Це вже цікаво.
Ідея
Схема качка має одну цікаву особливість. Рульові поверхні розташовані перед та за центром ваги. Відповідно якщо змікшувати кермо висоти з елеронами і зробити це як на кордовій пілотажці, то момент, що розвертає, від кермів висоти буде прикладений спереду і ззаду центру тяжіння. Це, у свою чергу, дозволить виконувати петлі дуже малого радіусу. Також було відомо з великої авіації те, що ця схема дуже стабільно поводиться на зривних режимах. Ось тільки штовхаючий гвинт розташований ззаду не сприяв виконанню 3D пілотажу.
Висновок напрошувався сам собою, двигун треба поставити спереду, але тоді виникали проблеми із центруванням. Так як основне крило розташоване ззаду (на відміну від класичної схеми, де стабілізатор не несе вагу літака, у схеми качка він створює підйомну силу), а центр ваги знаходиться в межах 10-20% САХ, збалансувати цю конструкцію було неможливо. Знову глухий кут.… Гартуючи далі журнали, знаходжу старий номер "Крила Батьківщини", в якому розповідається про літаки особливих схем, і в їх числі наведена схема "Тандем". А найцікавіше те, що там дано формули розрахунку положення центру тяжкості. Витяг із цієї статті я і наводжу.
Витяг зі статті у журналі "Крила батьківщини" за лютий 1989 року.
При польоті великих кутах атаки перед звалюванням зрив потоку повинен наступати насамперед передньому крилі. В іншому випадку літак при звалюванні різко задиратиме ніс, і переходитиме в штопор. Це називається " підхопленням " і вважається абсолютно неприпустимим. Спосіб боротьби з "підхватом" на "качці" та "тандемі" знайдено давно: необхідно збільшити кут установки переднього крила по відношенню до заднього, причому різниця в кутах установки повинна становити 2-3 градуси.
Правильно спроектований літак автоматично опускає ніс, переходить на менші кути атаки та набирає швидкість, тим самим реалізується ідея створення літака, що не звалюється. У "стандартної качки" (площа горизонтального оперення 15-20% від площі крила і плечем оперення, рівним 2.5-3 САХ) центр ваги повинен розташовуватися в межах від 10 до 20% САХ. У тандему центрування має бути в межах 15-20% В екв (хорди еквівалентного крила) дивись малюнок. Хорда еквівалентного крила визначається так:
В екв = (S п +S з)/(l п 2 +l з 2) 1/2
При цьому відстань до носика еквівалентної хорди дорівнює:
Х екв = L/(1+S п /S з *К)-(S п +S з)/(4*(l п 2 +l з 2) 1/2)
Де К - коефіцієнт, що враховує різницю кутів установки крил, скоси та гальмування потоку за переднім крилом, дорівнює:
К = (1+0,07*Q)/((0.9+0.2*(H/L))*(1-0.02*(S п /S з)))
У наведених формулах:
- S п – площа переднього крила.
- S з – площа заднього крила.
- L - аеродинамічний плече тандему.
- l п - розмах переднього крила.
- l з - розмах заднього крила.
- Q – перевищення кута установки переднього крила над заднім.
- H - відстань по висоті між віссю переднього та заднього крил.
Остаточний варіант
Наразі спільна ідея сформувалася. Двигун ставимо спереду, крила робимо однаковими, а приймач та акумулятор зрушуємо у хвіст літака.
Привід елеронів на передньому та задньому крилах роздільний. Усього використовується 6 кермових машинок.
Відразу будувати літак під 50-й мотор було страшно. Залишалося незрозумілим ціле коло питань: на якому крилі робити елерони, а на якому кермо висоти або на тому й іншому; які кути атаки мають бути біля крил; наскільки крила мають бути рознесені один від одного; і взагалі, чи це буде літати?
Але творча сверблячка захопила розум, і всі сумніви були відкинуті. Строю "Тандем" під 25-й мотор. На ньому і перевірю, як це летить.
Спроба 2
Модель промальована, накреслена та побудована. Вийшло таке.
- Розмах обох крил: 1000 мм
- Довжина: 1150 мм
- Хорда крила з елероном: 220 мм
- Відстань між крилами: 200 мм
Переднє крило ставилося нижче за осю двигуна на 20 мм, заднє вище на 20 мм. Крила були абсолютно однаковими та взаємно замінюваними, тільки на одному крилі були зроблені елерони, а на іншому кермо висоти.
Політ
Перший політ лише додав впевненості у правильності напряму пошуку. Модель була абсолютно передбачуваною і адекватною в повітрі, стабільною на малих швидкостях і мимоволі не валилася в штопор. Схема з кермом висоти на передньому крилі показала себе з кращого боку стосовно схеми, коли кермо висоти знаходилося на задньому крилі. Це пов'язано з тим, що у малих швидкостях він виконував роль закрилків, збільшуючи підйомну силу передньому крилі.
Вирішено! Вивчаю поведінку цієї моделі у повітрі та починаю будувати модель під 61 мотор. Поки будується великий літак, літаємо маленьким. У процесі польотів знаходимо ще одну цікаву особливість моделі. Вона могла зупинитися і стояти у повітрі проти вітру. При перетягуванні ручки він на малому газу вона виявляла схильність до парашутуванню.
Вийшло таке:
- Розмах: 1400 мм
- Довжина: 1570 мм
- Хорда з елероном: 300 мм
- Відстань між крил: 275 мм
Перший політ здійснюю з елеронами на задньому крилі та кермом висоти спереду.
Враження:
Стійкий, стабільний на всіх швидкостях, дуже передбачуваний. Однак у польоті великої моделі відкрилася одна особливість. Літак дуже чуйно реагує на кермо висоти. Тобто вивів його в горизонтальний політ, відтримував на середньому газу - летить рівно і стійко, але варто торкнутися ручки висоти, і він різко, але на невеликий кут змінює напрямок польоту. Не те щоб це напружувало чи було небезпечно, просто треба врахувати, що модель дуже чуйно реагує на кермо висоти.
Для навчального літака це, звичайно, неприйнятно, але ж у нас FAN розрахований на просунутого пілота.
Тепер пробую змікшувати кермо висоти та елерони. Тобто, коли тягну ручку на себе на передньому крилі, обидва елерони йдуть униз, а на задньому вгору. А от коли даю крен, елерони працюють паралельно на обох крилах.
Нестійка поведінка моделі у горизонтальному польоті, швидше за все, була пов'язана з неправильними кутами установки крил. На жаль, змінити їх без істотної ситуації не було можливості.
Модель остаточно налаштована, намагаюся, що вона може в повітрі.
- Забираю газ. Тягну ручку на себе (затиснуті витрати). Модель зменшує швидкість майже до зупинки, потім плавно клює носом, розганяється і повторює те саме. Жодної тенденції до штопора. Тобто якщо спеціально не зривати потік з крила, то зрив відбувається дуже плавно і відразу з набором швидкості відновлюється.
- Забираю газ. Тягну ручку на себе (повні витрати). Модель зупиняється у повітрі і, зберігаючи горизонтальне положення, починає, як парашут опускатися вниз. Фігура "парашут". Даю ручку від себе - вона перевертається на спину і продовжує свій спуск вертикально вниз (просто чума якась). Фігура "перевертень". Тобто модель здатна керуватися кермами в режимі 100% зриву потоку з несучих площин!
- Витрати на максимум – кручу петлю. Щоправда, зашморгом це не можна назвати. Скоріше це класичний "водоспад" із 3D комплексу. Модель крутиться довкола ліхтаря, при цьому повільно знижуючись. Причому працювати газом не потрібно. І дуже легко змінюється напрямок обертання при перекладці кермів. Фігура "Шейкер".
- Роблю "парашут" і відхиляю кермо повороту. Отримую дуже повільний плоский штопор – фігура "сухий лист".
- Така постать як "харієр" перетворюється на розряд дитячих.
- "Квадратна петля" виходить саме квадратною, оскільки радіуси повороту на кутах майже не читаються.
Описувати фігури можна дуже довго. Скажу лише одне. Цей літак може більше, ніж я, і здатний навчити просунутого пілота ще декільком новим постатям, недоступним на звичайній техніці. І особливо хочеться відзначити прогнозованість та стабільність літака, щоб ви з ним не витворювали.
Здається, я отримав те, що хотів!
Спроба 4
Хоча другий і третій літаки показали відмінні льотні дані, але залишилося ще одне дуже важливе питання: які оптимальні кути атаки біля крил? Для вирішення цього завдання було вирішено побудувати модель під 50-й двигун, з можливістю змінювати кут атаки крил на землі. До того ж модель №3 була розбита через відмову апаратури.
Також було вирішено поставити переднє крило вище осі двигуна, а заднє нижче (на попередній моделі було навпаки, просто хотілося перевірити - скажу відразу, яких змін у поведінці моделі я не помітив.) і зробити невеликий скіс по передній кромці, переднє крило отримало неявно виражене позитивне "V", а заднє негативне "V". Це мало надати стабільності на малих швидкостях у прямому і зворотному пілотажі відповідно.
Докладно зупинятись на описі конструкції та процесі виготовлення не буду. Вона нічим не відрізняється від звичайного Фанфлаю та зрозуміла з фотографій.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Винахід відноситься до літаків з переднім горизонтальним оперенням. Літак схеми «качка» включає крило, фюзеляж, рухову установку, шасі, вертикальне оперення та біпланне переднє горизонтальне оперення (ПГО). Літак має рівномірну завантаженість крила і ПГО на одиницю площі, щодо відстані між планами ПГО до середнього арифметичного величин хорд кожного з планів, що дорівнює 1,2. Винахід спрямовано зменшення розмірів літака. 1 іл.
Винахід відноситься до літаків з переднім горизонтальним оперенням, переважно до надлегких, спортивних.
Відомий літак схеми «качка», що включає крило, фюзеляж, рухову установку, шасі, вертикальне оперення та біпланне переднє горизонтальне оперення.
У літака схеми «качка» завантаженість переднього горизонтального оперення (ПГО) на одиницю площі значно менше, ніж у крила. Таке становище є наслідком те, що відношення відстані між планами ПГО до середнього арифметичного величин хорд цих планів становить лише 0,7. Оскільки площа ПГО, що несе, використовується неефективно, потрібно збільшення розмірів площі крила і переднього горизонтального оперення, що збільшує розміри літака.
Технічним завданням, що вирішується цим винаходом, є зменшення розмірів літака.
Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що згідно винаходу в літаку схеми «качка», що включає крило, фюзеляж, рухову установку, шасі, вертикальне оперення та біпланне переднє горизонтальне оперення (ПГО), є рівномірна завантаженість крила і ПГО на одиницю площі, що забезпечується при відношенні відстані між планами ПГО до середнього арифметичного величин хорд кожного з планів, що дорівнює 1,2.
Таке виконання конструкції літака дає змогу зменшити його розміри.
Винахід пояснюється конкретним прикладом його виконання і кресленням, що додається.
На фіг. 1 зображено переріз біпланного переднього горизонтального оперення літака схеми "качка" по площині, паралельної базової площини літака, виконаного згідно винаходу.
Пристрій «Літак схеми «качка» включає крило, фюзеляж, рухову установку, шасі, вертикальне оперення та біпланне переднє горизонтальне оперення, що складається з нижнього плану та верхнього плану. При цьому питоме навантаження ПГО дорівнює питомому навантаженню крила і становить, наприклад, 550 ньютонів на 2.2 квадратний метр. Тобто є рівномірна завантаженість крила та ПГО на одиницю площі.
На фіг. 1 величина хорди нижнього плану 1 ПГО позначена літерою bн, а величина хорди верхнього плану 2 - літерою bв. Відстань між верхнім 2 і нижнім планами 1 позначено буквою h.
Хорда bн нижнього плану 1 дорівнює хорді bв верхнього плану 2 і становить, наприклад, 300 мм. Відстань h між планами 1 і 2 дорівнює, наприклад, 360 мм. У цьому відношення відстані h до середнього арифметичного величин хорд планів становить 1,2.
Величина зазначеного відношення забезпечує рівномірну завантаженість крила та ПГО для надлегких спортивних літаків. Це випливає з таких обставин.
Зменшення величини h призводить з одного боку до зміщення назад фокусу літака, що позитивно, поки завантаженість ПГО не зрівняється із завантаженістю крила. З іншого боку, зменшення величини h супроводжується збільшенням індуктивного опору ПГО, що, безумовно, негативно. У зв'язку з цим, явно неможливо визначити, яку саме величину відстані між планами ПГО слід обирати. У цьому треба пам'ятати, що з погляду зменшення сумарної площі крила і ПГО і, отже, розмірів літака має виконуватися умова рівномірної завантаженості крила і ПГО на одиницю площі.
При однаковій, або майже однаковій завантаженості крила та ПГО виконується умова перевищення на три градуси критичного кута атаки крила над критичним кутом атаки ПГО в їхній посадковій конфігурації. Ця умова є обов'язковою для запобігання «клюванню» - різкого опускання носа літака через зрив потоку на ПГО. При цьому незначна різниця завантаженості можлива як на користь ПГО, так і крила.
Величина вищенаведеного співвідношення виявлена за допомогою аналітичних досліджень та перевірки їх результатів за допомогою льотних випробувань моделі літака, де була можливість змінювати відстань між планами ПГО.
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
Літак схеми «качка», що включає крило, фюзеляж, рухову установку, шасі, вертикальне оперення і біпланне переднє горизонтальне оперення (ПГО), який відрізняється тим, що в ньому є рівномірна завантаженість крила і ПГО на одиницю площі, що забезпечується відстанню між планами ПГО до середнього арифметичного величин хорд кожного з планів, що дорівнює 1,2.
Схожі патенти:
Винахід відноситься до галузі авіації, зокрема до конструкцій високошвидкісних літальних апаратів. Літальний апарат містить фюзеляж з кабіною керування, трикутної форми крило, двигуни, встановлені з піднесенням над крилом, хвостове оперення, шасі.
Винахід відноситься до авіації, більш конкретно - до апаратів важче за повітря, а саме до літаків схеми "качка", і може бути використане в конструкції пасажирських, транспортних літаків для підвищення їх економічності та паливної ефективності.
Винахід відноситься до галузі літальних апаратів. Носова частина літального апарату містить кабіну управління з витягнутою вперед головкою у формі конуса, з поворотною на вертикальній осі деталлю у вигляді клина, кінець якої виконаний гострим у напрямку до потоку повітря, що набігає, має можливість відхилення вліво і вправо на кут від 0о до 10о за допомогою поворотного гідродвигуна/пневмодвигуна та здійснення коливальних рухів, що призводять до синусоїдального виду траєкторії польоту літального апарату. Винахід спрямовано на підвищення маневреності літального апарата у горизонтальній площині. 1 з.п. ф-ли, 3 іл.
Винахід відноситься до літальних апаратів легкомоторної авіації Мотопланер містить фюзеляж, двигун, несуче крило та допоміжне крило, важелі приводів в управлінні крил, керма повороту, колеса, керма висоти. Несе крило оснащене шарнірними вузлами, з яких два розташовані симетрично щодо поперечної осі симетрії на лонжероні. Один шарнірний вузол розташований на допоміжному лонжероні і закріплений на стійці, яка закріплена шарнірно на повзуні, рухомо встановленому в напрямних рами, і пов'язаний зі стійкою штурвала підпружиненою тягою. Допоміжне крило складається з двох незалежних консолей, посаджених рухомо на поперечну вісь, нерухомо закріплену в носовій частині рами, оснащених важелями, пов'язаними тягами з двоплечим важелем штурвала. Стійка переднього колеса, закріплена рухомо у втулці рами, оснащена обтічником колеса, виконаним у формі поворотного кіля, і оснащена двоплечим важелем, забезпеченим компенсаторами. Винахід спрямований на підвищення безпеки польоту. 1 з.п. ф-ли, 9 іл.
Група винаходів відноситься до авіаційно-космічної техніки і може бути використана для здійснення польотів в атмосфері та космічному просторі, при зльоті із Землі та поверненні на неї. Аерокосмічний літак (АКС) виконаний за аеродинамічною схемою «качка-безхвостка». Носові площини та крила утворюють спільно з фюзеляжем дельтоподібну поверхню, що несе. Ядерний ракетний двигун (ЯРД) містить теплообмінну камеру, стикається з ядерним реактором через радіаційний захист. Як робоче тіло використовується (частково) атмосфера, зріджена бортовими установками зрідження. Харчові та охолоджувальні бортові турбоагрегати та турбоелектрогенератори, а також реактивні двигуни, що управляють, підключені до теплообмінної камери з можливістю роботи безпосередньо на маршовому робочому тілі. При відключеному маршовому соплі в ЯРД передбачено спеціальний запірний пристрій. У довгострокових аерокосмічних польотах АКС періодично дозаправляється атмосферним середовищем, що зріджується. Технічним результатом групи винаходів є підвищення ефективності АКС з ЯРД за рахунок підвищення їх тягозброєності та термодинамічної якості при забезпеченні стійкості та керованості польоту. 2 зв. та 3 з.п. ф-ли, 10 іл.
Винахід відноситься до галузі авіаційної техніки. Надзвуковий літак з крилами замкнутої конструкції (ССКЗК) має планер з переднім горизонтальним оперенням, два кілі, низько розташоване переднє крило, що має кінцеві крильця, з'єднані по дузі з кінцями високорозташованого заднього крила, кореневі частини якого з'єднані з кінцями відхилених назовні. двоконтурні двигуни (ТРДД). ССКЗК виконаний за аеродинамічною схемою поздовжнього триплана з різноспрямованими у поперечній площині стрілоподібними крилами замкнутої конструкції. Передні та задні частини гондол ТРДД змонтовані в зламах під внутрішньою частиною заднього крила і над внутрішньою частиною стабілізатора змінної стрілоподібності U-подібного оперення, що має на лівій та правій консолях як внутрішні рульові поверхні, змонтовані з внутрішніх бортів відповідних гондол, так і передню . Комбінована силова установка має розгінно-маршеві ТРДД та допоміжний маршовий прямоточний повітряно-реактивний двигун. Винахід спрямовано на покращення природного надмірного ламінарного обтікання системи крил. 4 з.п. ф-ли, 3 іл.
Винахід відноситься до авіації. Надзвуковий літак з тандемними крилами має поздовжнє компонування триплана і містить фюзеляж з плавним поєднанням напливів дельтовидного в плані крила (1), низькорозташоване заднє крило (8) типу зворотна "чайка", переднє горизонтальне оперення (6), вертикальне оперення, виконане спільно (7), два турбореактивні двоконтурні двигуни, передні та задні частини яких змонтовані відповідно під крилом типу чайка і по зовнішніх їх бортах з консолями стабілізатора і триопорне шасі. Фюзеляж (3) забезпечений конусоподібним гасником (4) звукового удару носовому обтічнику (5). Крила виконані відповідно з негативним і позитивним кутами їх поперечного V, мають змінну стрілоподібність і утворюють побачивши спереду ромбоподібну замкнуту конструкцію. Стабілізатор виконаний зі зворотної V-образності із заокругленою вершиною та оснащений гондолою (14) двигуна. Винахід підвищує аеродинамічну ефективність літального апарату. 6 з.п. ф-ли, 1 табл., 3 іл.
Винахід відноситься до галузі авіаційної техніки. Надзвуковий літак, що конвертується, містить планер, що включає переднє горизонтальне оперення, вертикальне оперення, переднє трикутне крило типу чайка, заднє крило з трапецієподібними консолями, розгінно-маршовий реактивний двигун і допоміжні маршеві прямоточні повітряно-реактивні двигуни. Переднє крило та заднє крило розміщені в замкнутій конструкції поздовжнього триплана з можливістю перетворення польотної конфігурації. Винахід спрямовано підвищення безшумності польоту шляхом поліпшення ламінарного надзвукового обтікання крил. 5 з.п. ф-ли, 3 іл.
Винахід відноситься до літальних апаратів схем «качка» та «нормальна». Літальний апарат (ЛА) включає механізоване крило і флюгерне горизонтальне оперення (ФГО), з яким пов'язаний серворуль. ФГЗ (1) з серворулем (3) шарнірно розміщені на осі обертання. Похідна по куту атаки ЛА коефіцієнта підйомної сили ФГО підвищується від нуля до необхідної величини за рахунок того, що кут між базовими площинами ФГО (1) і ЛА змінюється кратно зміни кута між базовими площинами серворуля (3) і ЛА при зміні кута атаки ЛА механізмом елементів (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10). У «качці» кут порота ФГО менше кута повороту серворуля, а нормальної схемою - більше. У результаті обох схемах фокус зміщується назад. У нормальній схемі це дозволяє збільшити навантаження на стабілізатор - ФГВ, а в "качці" - використовувати сучасні засоби механізації крила за збереження статичної стійкості. Винахід спрямовано зменшення площі крила за рахунок оптимізації завантаженості горизонтального оперення. 3 іл.
Винахід відноситься до авіаційної техніки. Літальний апарат (ЛА) аеродинамічної схеми «флюгерна качка» містить механізоване крило і флюгерне переднє горизонтальне оперення (ФПГО) (10) з серворулем (3), які розміщені шарнірно на осі обертання ОО1. Похідна по куту атаки ЛА коефіцієнта підйомної сили ФПГО підвищується від нуля до необхідної величини за рахунок того, що кут між базовими площинами ФПГО (10) і ЛА змінюється лише на частину зміни кута між базовими площинами серворуля (3) та ЛА при зміні кута атаки ЛА механізмом із елементів (11, 12, 13). Для управління тангажем вісь ОО3 має можливість зміщуватися до осі ОО1 або від неї, при цьому її положення зафіксовано тягою (14), що є елементом системи управління. Винахід спрямовано зменшення площі крила за рахунок зрівнювання з ним крейсерської завантаженості ФПГО. 3 з.п. ф-и, 4 іл.
Винахід відноситься до авіації. Надзвуковий літак, що перетворюється, містить фюзеляж (3), трапецієподібне ПГО, стабілізатор (7), силову установку, що включає два турбореактивних двоконтурних двигуна форсажних в гондолах, розміщених по обидва боки від осі симетрії і між кільми (18), змонтованих на кінці фюзеляжу (3) на верхніх та бічних його частинах. Літак також містить переднє крило (1) з напливом (2), виконане зі змінною стрілоподібністю типу «зворотна чайка», з передкрилками (8), загостреними законцівками (9), флаперонами (10). Ззаду і нижче поверхонь першого крила (1) на балках встановлені цільноповоротні консолі заднього крила (13), з закрилками (14), з можливістю повороту у вертикальній поперечній площині навколо поздовжньої осі на поворотній середній частині (15) балки. Також літак містить U-подібне оперення, що має кили (18) з серповидною задньою кромкою і розвиненими суцільноповоротними загостреними законцівками (19). Винахід покращує підйомну силу та керованість та підвищує аеродинамічну ефективність, а також зменшує шум літака. 3 з.п. ф-ли. 1 іл.
Винахід відноситься до галузі авіації, зокрема до конструкцій літаків вертикального зльоту та посадки (СВВП). СВВП виконаний за схемою "качка", забезпечений додатковим хвостовим кермом висоти, що складається із закріплених з можливістю повороту на осі обертання носової частини та хвостової частини з нижньою та верхньою поверхнями. Ширина хвостового керма висоти дорівнює ширині фюзеляжу. Насадок кожного підйомно-маршового вентилятора має бічні обмежувачі потоку повітря від вентилятора. Поворотні профілі грат виконані у вигляді збірних гнучких лопаток, а вихідний переріз насадка виконано складної форми з верхньою та нижньою горизонтальними гнучкими кромками. Вихлопні сопла двигунів прилягають до верхньої поверхні додаткового хвостового керма висоти, по краях нижньої поверхні фюзеляжу встановлені поздовжні гребені. Досягається можливість отримання додаткової підйомної сили на зльоті, посадці та перехідних режимах польоту. 5 з.п. ф-ли, 4 іл.
Винахід відноситься до літаків з переднім горизонтальним оперенням. Літак схеми «качка» включає крило, фюзеляж, рухову установку, шасі, вертикальне оперення та біпланне переднє горизонтальне оперення. Літак має рівномірну завантаженість крила і ПГО на одиницю площі, щодо відстані між планами ПГО до середнього арифметичного величин хорд кожного з планів, що дорівнює 1,2. Винахід спрямовано зменшення розмірів літака. 1 іл.
За матеріалом журналу "Моделіст-Конструктор" часів СРСР
Фрагмент 3-го випуску довідника "Хто є хто у робототехніці"
У перше десятиліття XX ст. ще не знали, як має бути влаштований літак. І часто на літальних апаратах тих часів горизонтальне оперення розміщували перед крилом на винесеній носовій частині фюзеляжу. Такі літаки стали називати «качками», так як у них витягнута вперед носова частина фюзеляжу в польоті нагадувала качку, що летить, з витягнутою шиєю. Ця назва закріпилася за літаками, у яких горизонтальне оперення розташовується перед крилом. Авіабудівники повернулися до схеми "качка", коли почали проектувати надзвукові літаки, щоб усунути зниження загальної підйомної сили, що виникає у літаків звичайної схеми від хвостового оперення. І вільнолітаючу авіамодель, виконану за схемою «качка» можна краще пристосувати до ширяння.
Пилотажна авіамодель «УІІ-ДжиБерд» з двигуном 2,5 см³, що має схему «качка». Горизонтальне оперення з кермом висоти прикріплено до його пілотажної крила на двох балках. Двигун з гвинтом, що тягне, розміщений в носовій частині короткого фюзеляжу. Безпосередньо за двигуном укріплена стійка носового колеса. Стійки основного шасі розміщені у точках кріплення балок. На хвостовій кромці крила розташовані два кілі, відхилені, як показано на кресленні, несиметрично.
Кропотлива робота з підбору становища центру тяжкості себе виправдала та призвела до успіху на змаганнях. Під час випробувань моделі виявилася ще одна істотна перевага схеми "качка". При раптовій зупинці двигуна під час виконання фігур вищого пілотажу, втративши керування, вона входила в пікірування, а потім сама, без втручання моделіста, виходила з нього і робила благополучну посадку. Пояснюється це тим, що при пікіруванні без керування ваговий момент керма висоти навколо осі його шарнірної підвіски викликає відхилення керма задньою кромкою донизу. В результаті виникає момент, що викликає вихід качки з пікірування, а потім - плавну посадку.
Кордова модель схеми «качка», побудована та успішно випробувана японськими авіамоделістами.
При проектуванні будь-якої моделі типу "качка" для забезпечення стійкого польоту її дуже важливо правильно вибрати центр ваги щодо носіння хорди крила. Відстань від носка хорди крила до центру ваги моделі, необхідне для стійкого польоту, визначається за формулою: X = 70Lго x Sго/Sкр - 0,1b, де: Sго - площа горизонтального оперення в квадратних дециметрах, Sкр - площа крила в квадратних дециметрах, Lго - плече горизонтального оперення, тобто відстань від носка хорди стабілізатора до носка хорди крила, в дециметрах, b - хорда крила в мм.
Формула ця наведена для випадку, коли на моделі застосований гвинт, що штовхає. Наприклад, для моделі, яка має Sго = 10,5 дм²; Lго = 6,3 дм; Sкр = 31,9 дм²; Х = 126 мм. Якщо ж на моделі, виконаній за схемою «качка», застосований гвинт, що розтягується перед крилом, то Х знаходять за ще більш простою формулою: X = 70Lго x Sго/Sкр
У США проходять випробування два експериментальні зразки винищувача F-16XL, створені на базі винищувача - бомбардувальника F-16. Якщо раніше повідомлялося, що силова установка нового винищувача залишалася незмінною, то тепер, за твердженнями зарубіжного друку, передбачається використовувати потужніший двигун F-101DFE, створений на базі двигуна F-101 стратегічного бомбардувальника B-1. У порівнянні з базовим зразком значно збільшено площу крила нового літака (вона склала 60 м2), довжина фюзеляжу зросла на 1,4 м. Завдяки таким змінам у конструкції запас палива зріс на 80%.
Розраховують, що винищувач F-16XL буде здатний виконувати тривалі польоти з надзвуковою швидкістю крейсерської. Для зльоту та посадки йому знадобиться смуга довжиною менше 600 м-коду.
До складу бортового радіоелектронного обладнання літака планується включити модернізовану станцію радіолокації AN/APG-66, станцію радіоелектронного придушення AN/ALQ-165, електронно-оптичну систему «Лантирн» та нову цифрову ЕОМ системи управління зброєю. Журнал "Техніка та озброєння" часів СРСР
: винесені вперед площини керування без хвоста ззаду.
Переваги
Також різні різновиди схеми "качка" використовуються для багатьох керованих ракет.
Див. також
Напишіть відгук про статтю "Качка (аеродинамічна схема)"
Література
- Льотні випробування літаків, Москва, Машинобудування, 1996 (К. К. Васильченко, В. А. Леонов, І. М. Пашковський, Б. К. Поплавський)
Примітки
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Уривок, що характеризує Качка (аеродинамічна схема)
Коней подали. Денисов розсердився на козака через те, що попруги були слабкі, і, розібравши його, сів. Петя взявся за стремено. Кінь, за звичкою, хотів куснути його за ногу, але Петя, не відчуваючи своєї тяжкості, швидко скочив у сідло і, озираючись на гусар, що рушили ззаду в темряві, під'їхав до Денисова.- Василю Федоровичу, ви мені доручите щось? Будь ласка… заради бога… – сказав він. Денисов, здавалося, забув про існування Петі. Він озирнувся на нього.
- Про одного тебе п ошу, - сказав він суворо, - слухатися мене і нікуди не потикатися.
Під час переїзду Денисов ні слова не говорив більше з Петею і їхав мовчки. Коли під'їхали до узлісся, у полі помітно вже стало світлішати. Денисов поговорив щось пошепки з есаулом, і козаки почали проїжджати повз Петі і Денисова. Коли вони всі проїхали, Денисов торкнувся свого коня і поїхав під гору. Сідаючи на зади і ковзаючи, коні спускалися зі своїми сідками в лощину. Петя їхав поряд із Денисовим. Тремтіння у всьому його тілі все посилювалося. Ставало все світлішим і світлішим, тільки туман приховував віддалені предмети. З'їхавши вниз і озирнувшись назад, Денисов кивнув головою козаку, що стояв біля нього.
– Сигнал! – промовив він.
Козак підняв руку, пролунав постріл. І в ту ж мить почувся тупіт коней, що попереду поскакали, крики з різних боків і ще постріли.
Тієї ж миті, як пролунали перші звуки тупоту і крику, Петя, ударивши свого коня і випустивши поводи, не слухаючи Денисова, що кричав на нього, поскакав уперед. Пете здалося, що раптом зовсім, як серед дня, яскраво розвиднілося в ту хвилину, як почувся постріл. Він підскакав до мосту. Попереду дорогою скакали козаки. На мосту він зіткнувся з козаком, що відстав, і поскакав далі. Попереду якісь люди, мабуть, це були французи, бігли з правого боку дороги на ліву. Один упав у багнюку під ногами Петіного коня.
У однієї хати стовпилися козаки, щось роблячи. З середини юрби почувся страшний крик. Петя підскакав до цього натовпу, і перше, що він побачив, було бліде, з тремтячою нижньою щелепою обличчя француза, що тримався за пику, що спрямовано на нього.
– Ура!.. Хлопці… наші… – прокричав Петя і, давши поводи розпаленого коня, поскакав уперед вулицею.
Попереду чути було постріли. Козаки, гусари та російські обірвані полонені, що бігли з обох боків дороги, все голосно й нескладно кричали щось. Молодуватий, без шапки, з червоним нахмуреним обличчям, француз у синій шинелі відбивався багнетом від гусарів. Коли Петя підскакав, француз уже впав. Знову спізнився, майнуло в голові Петі, і він поскакав туди, звідки лунали часті постріли. Постріли лунали надворі того панського будинку, на якому він був учора вночі з Долоховим. Французи засіли там за тином у густому, зарослому кущами саду і стріляли по козаках, що стовпилися біля воріт. Під'їжджаючи до воріт, Петя в пороховому диму побачив Долохова з блідим, зеленуватим обличчям, що щось кричав людям. «В об'їзд! Піхоту почекати! - Кричав він, коли Петя під'їхав до нього.
– Зачекати?.. Ураааа!.. – закричав Петя і, не зволікаючи жодної хвилини, поскакав до того місця, звідки чулися постріли і де густішим був пороховий дим. Почувся залп, провизжали порожні й у щось шльоплі кулі. Козаки і Долохов схопилися за Петею у ворота будинку. Французи в густому димі, що коливається, одні кидали зброю і вибігали з кущів назустріч козакам, інші бігли під гору до ставка. Петя скакав на своєму коні вздовж панським двором і, замість того, щоб тримати поводи, дивно і швидко махав обома руками і все далі і далі збивався з сідла на один бік. Кінь, набігши на вогнище, що тліло в ранковому світло, уперся, і Петя важко впав на мокру землю. Козаки бачили, як швидко засмикалися його руки та ноги, незважаючи на те, що голова його не ворушилася. Куля пробила йому голову.
Переговоривши зі старшим французьким офіцером, який вийшов до нього з-за будинку з хусткою на шпазі і оголосив, що вони здаються, Долохов зліз з коня і підійшов до нерухомо, з розкинутими руками, що лежав Петі.
- Готовий, - сказав він, насупившись, і пішов у ворота назустріч Денисову, що їхав до нього.
- Убитий?! – скрикнув Денисов, побачивши ще здалеку те знайоме йому, безперечно, неживе становище, в якому лежало тіло Петі.
- Готовий, - повторив Долохов, ніби вимовляння цього слова приносило йому задоволення, і швидко пішов до полонених, яких оточили козаки, що поспішали. – Брати не будемо! – крикнув він Денисову.
Денисов не відповідав; він під'їхав до Пети, зліз з коня і тремтячими руками повернув до себе забруднене кров'ю і брудом, вже зблідлий обличчя Петі.
«Я звик що-небудь солодке. Чудові родзинки, беріть весь», – згадалося йому. І козаки з подивом озирнулися на звуки, схожі на собачий гавкіт, з якими Денисов швидко відвернувся, підійшов до тину і схопився за нього.
Серед відбитих Денисовим і Долоховим російських полонених був П'єр Безухов.
Про ту партію полонених, в якій був П'єр, під час всього свого руху від Москви, не було від французького начальства жодного нового розпорядження. Партія ця 22 жовтня перебувала вже не з тими військами та обозами, з якими вона вийшла з Москви. Половину обозу з сухарями, що йшов за ними перші переходи, було відбито козаками, інша половина поїхала вперед; піших кавалеристів, які йшли попереду, не було жодного більше; вони зникли. Артилерія, яка перші переходи виднілася попереду, замінилася тепер величезним обозом маршала Жюно, який конвоює вестфальці. Позаду полонених їхав обоз кавалерійських речей.
Від Вязьми французькі війська, що раніше йшли трьома колонами, йшли тепер однією купою. Ті ознаки безладу, які помітив П'єр на першому привалі з Москви, тепер дійшли до останнього ступеня.
Качка (аеродинамічна схема)
Rutan Model 61 Long-EZ. Приклад літака, побудованого за аеродинамічною схемою «качка».
«Качка»- аеродинамічна схема, при якій у літального апарату (ЛА) органи поздовжнього керування розташовані попереду крила. Названа так, тому що один з перших літаків, зроблених за цією схемою – «14-біс» Сантос-Дюмона – нагадав очевидцям качку: винесені вперед площини керування без хвоста ззаду.
Переваги
Класична аеродинамічна схема ЛА має недолік, який називається «втратами на балансування». Це означає, що підйомна сила горизонтального оперення (ГО) на ЛА із класичною схемою спрямована вниз. Отже, крилу доводиться створювати додаткову підйомну силу (по суті підйомна сила ГО складається з вагою ЛА).
Схема «качка» забезпечує управління з тангажу без втрат підйомної сили балансування, т.к. підйомна сила ПГО збігається за напрямом з підйомною силою основного крила. Тому ЛА, побудовані за цією схемою, мають найкращі характеристики вантажопідйомності на одиницю площі крила.
Тим не менш, «качки» практично не використовуються в чистому вигляді через властиві їм серйозні недоліки.
Недоліки
Літаки, побудовані за аеродинамічною схемою "Качка", мають серйозний недолік, який називається «тенденція до клювання». «Клювання» спостерігається на великих кутах атаки, близьким до критичного. Через скосу потоку за переднім горизонтальним оперенням (ПГО) кут атаки на крилі менше, ніж ПГО. В результаті в міру збільшення кута атаки зрив потоку починається спочатку на ПГО. Це зменшує підйомну силу на ПГО, що супроводжується мимовільним опусканням носа літака - "клюванням", - особливо небезпечним на зльоті та посадці.
Пілоти, навчені літати на літаках із класичною аеродинамічною схемою, при польотах на "качці" скаржаться на обмеження огляду, створюваного ПГО.
Також розташоване спереду рухоме горизонтальне оперення сприяє збільшенню ефективної площі розсіювання (ЕПР) літака, а тому вважається небажаним для винищувачів п'ятого покоління (приклади: американський F-22 Raptor і російський ПАК ФА) і перспективного далекого бомбардувальника (ПАК ТАК, що розробляється). технологій радіолокаційної малопомітності.
Біплан-тандем – «качка» з прилеглим переднім крилом – схема, в якій основне крило розташоване в зоні скосу потоку від переднього горизонтального оперення (ПГО). За такою схемою збалансовані Saab JAS 39 Gripen та МіГ 1.44.
Також різні різновиди схеми "качка" використовуються для багатьох керованих ракет.
Література
- Льотні випробування літаків, Москва, Машинобудування, 1996 (К. К. Васильченко, В. А. Леонов, І. М. Пашковський, Б. К. Поплавський)
Див. також
Wikimedia Foundation. 2010 .
Дивитись що таке "Качка (аеродинамічна схема)" в інших словниках:
Літаки. А. с. характеризує геометричні та конструктивні особливості літака. Відомо велика кількість ознак, за якими характеризують А. с., але в основному їх прийнято розрізняти: за взаємним розташуванням крила і горизонтального оперення. Енциклопедія техніки
аеродинамічна схема Енциклопедія «Авіація»
аеродинамічна схема- Мал. 1. Аеродинамічні схеми літака. аеродинамічна схема літака. А. с. характеризує геометричні та конструктивні особливості літака. Відомо велика кількість ознак, за якими характеризують А. с., але в основному їх прийнято. Енциклопедія «Авіація»
Завантаження...