Устройство для изменения аэродинамических характеристик поверхности обтекаемого тела
(в) ИЫ (Ill 2991834 С1 (51) 5 В 6
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН
К ПАТЕНТУ йй ll) Qy A
Ъав
lie
С (21) 4867228/23 (22) N09.90 (46) ЗОЛ093 Бюл. Na Э9-40
PB) Миспорин Юрий Николаевич (54) УСТРОИСТ80 ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЙОВЕРХНОСТИ ОБТЕКАЕМОГО ТЕЛА (57) Изобретение оттюсится к области авиационной техники и может быть использовано дпя управления пограничным слоем на поверхности обтекаемого тела Цель изобретения — уменьшение сопротивления поверхности обтекаемого тела при движении его с дозвуковой скоростью. Цель достигается тем, что устройство снабжено механизмом синхронного периодического поворота лопаток рабочего колеса, последние имеют цапфы Рабочее колесо выполнено с каналами, в которых размещены цапфы указанных лопаток Цапфы кинематически связаны с механизмом синхронного периодического поворота
2 ип.
Ь
C (0
Л
2001834
Изобретение относится к устройствам длл изменения аэроди)1а лических характеристик поверхности обтекаемого тела в I B30o5pB3fI0É или ж)лдкОЙ с!зеде и )ло)кот быть испольэова11с) в гидро- или авиационной технике, аэроди)<ами)вских трубах и других испытательнь х с)ендах, Изв cTIIO уст,)Ойство длл изменения аэродинамических характеристик поверхности обтекаемого чела, включающее профилированные вихреобразователи, расположенные 11а повцзхности обтекаемого тела (1).
Иедосгатксм устройства является незначительное cнил:сние сопротивления rpQды движени)о тола.
Извсстно другое устройство длл ..":ìQH ен ил аз pод31l « 1и -<еcK Lix x3 ð à KTQ!) 1»)Tл K o 0" верхности Обтекаемого тела, сод<3)зжаи<се вихреобразователи, установленные поперек набегакзще -о потока и выполненные в
13иде гребней.
Недостатком устройства является незна-IL;TB/lbtloQ снижение сопро-ивле> Llti срвдь1 движению тела вследствие сохранения относи гельно большой наружной,10всрхносТ Li (50 — 70 "/>), ".Он гак) и;)у)о щей с r toTQKOI1 и 0 с г> едет е) 0 м О Ь .. ч 11 0 г 0 п 3 г p t H I I 1 н 0 г 0 с л 0 л (ла;ли))арно)» !1!ili -;ург1уле1.. IIOI 0), скорость в котором yf1QI;i а=-тсл до нуля на поверхности тела, т О. Они осуществллст лишь npoLIQGc скольжения I!pl наличии разницы 0 скорости и ilQ I",pQäócìBTpt1BBQT процесс К<3 IQíèë (floT0K ilo Bi!xpI0) без проскальзывания, Наиболсе б)в Bкиг.1 технlt coI3poTL1BflQHL1» среды движени)о обтекаемого тела с сверхзвуковой скоросг110. ОднаKО и рii дBи)кеIIL è обтекае) О! 0 гела с дозвуковой ск<1ростью формируемый генер 330pof4 непг)ерывнь)й вихревой по<ок не будет обеспе)ивать снижение сопротивления трения воздуха 0 floi3Bpxllocii; тела, которое вносит основной вклад в общее c0npoTvBf,ение среды при движении тела в дозвуковом пото: Длл достижения указанной цели предлагаетсл следу1ощал совокупность сущестг i3 Q l I I I bl x п Р и з н а к О в . Y c T P 0 LI c T B o Д л л изменения аэродиHàмических xàрактеристик поверхности обтекаемого тела содержит генератор вихрей. выполненный в виде рабочего колеса с лопагками и установлен1О ный в носовой части обтекаемого тела на приводном валу, Кроме того, устройство снабжено механизмом синхронного периодического поворота лопаток, которые снабжены цапфами. Рабочее колесо выполнено 1Г с каналами, в которых размещены цапфы лог агок, кинемати:ески связанные с меха1)измом синхронного поворога лопаток. Отличитель)1ые от прототипа признаки изобретения cocToëò в то1л, что устройство 20 с))абжено механиз1лом синхронного период I«Bet Uанее сBОйстBO, заKлюча10щееся в способII0ñòè импульсоB, выброшенных из канала 30 генератора, формировать кольцевые вихревые жгуты вокруc поверхности обтекаемого тела, ориентированные соосно этому телу, )то позволяет создать более плотный непрониц зсмый для набегающего потока упо3 рядо 1енный 1:огран11чный слой качения. ! !а фиг.1 приведена схема устройства длл 31змененил аэродинамических характеристик поверхности обтекаемого тела; на фиг.2 — разрез Л вЂ” А на фиг.1. "10 устройство вклю)ает генератор вихрей, размещенный в носовой части обтекаемого тела 1 соосно это)лу телу. Генератор вихрей содержит рабочее колесо, жестко закрепленное на lipi1Boдном валу 2 и имеющее )5 лопатки 3 с ) апфами 4, устано1)ленны)ли в ка <алах 5 ступицы 6. Устройство мо>кет быть снаб.кено сп блмляющим аппаратом, расположенным за рабочим колесом по ходу поТ0КВ. неподвижные лопатки 7 которого 50 прикреплены к кольцевой перегородке 8 и телу 1. Уеханtiçtf cvttxронного периодического поворота лопаток 3 размещен в носовой исти тела 1 и содержит редуктор и в)айбу 9 с кулачками К. установленну)о на 55 приводном валу 2 с возможностью свободного вращения. Ведущий вал 10 редуктора кинема1ичеcKи связан через шестерни 11 с приводным валом 2. Ведомый вал 12 редукТорВ выпол11ен f) виде втулки, размещенной П pl1
5 бодного вращенил и прикрепленной к шайбе 9, В стенках каналов 5 ступицы 6 (II.(TIOTIцены прорези 13, в когорых установлены пальцы 14, прикрепленныа к цапфам 4 и имгнощие ((а концах ролики 15, прижгпые к 5 кулачкам К шайбы 9. Лопатки 3 снабжены пружинами iG, концы которых эакрепле((ы соответственно на ступице 6 и ло(>атках 3. Генера1ор вихрей может быть вьв олнен в комплексе с движителем тела 1, лопатки 17 10 которого расположены с наружной CI()po! Iu кольцевой перегородки 18 и прикреплены к ней, Кольцевая перегородка 18 установлена вокруг лопаток 3 и кинематически ci.s.oÿl(o с последними посредством осей l9. 15 Устройство работает следующим образом. При вкл(очении привода вра(цани((сала 2 раскручивается рабочее колесо с лопатками 3 и лопаткал(((17 движителя, Кроме того, вращение с вала 2 через шес(ерни 20 11 редуктора передается на шайбу 9 с кулачками. За счет разности скоростей вра(ценил шайбы 9 и рабочего колеса ролики 15 псремещаются по поверхности кулачков шайбы 9 и синхронно поднимают или с)пуска(от 25 пальцы 14. При этом цапфы 4 f)oHoj)B -(ива(от лопатки 3, усганавливая их то в ра >oleo положение, то в нейтральное (i(0 (1т><о.и(знию к встречному готоку воздуха). Лопатки 3, вращаясь и синхронно поворачиваясь, пе- 30 риодически захватывают и сжима(от пор(ии воздуха. Лопатки 7 спрямляющего аппарата раскручивают поток воздуха в O6pa ((y(o сторону по отношению к пог>ороту потока и рабочем колесе, Вследствие егоfo порции 35 воздуха получают направление по скорост((, близкое к направлению по скорости íà оходе в генератор. Далее порции с>к",Tofo воздуха выбраcыoàþòc(I 0 сторону т ла 1, которое движется им на встречу, Каждая 40 порция воздуха приходит в соприкосновение с внутренней стороны с движущейся поверхностью тела 1, а с наружнои стороны с набега(ощим потоком 20. При этом ка.кдвя 45 ни. поверхности обтекаемого тела при дв(же»пи его с дозвуковой скоростью, оно снабжено механизмом синхронного перио50 ди ..ского поворота лопаток, которые снабже:(ы цапфами, а рабочее колесо вы»ел>(сл о с каналами, в которых размещеньl цапфы лопаток, кинематически свя3 l>;>(û(. с механизмом синхронного 55 и(. ;;;.=;,; (=:cKoão поворота. Ф о р м у л а (1 3 о б () e т е н«((» УСТРОЙСТВО ДЛЯ И31ЛЕНЕНИЛ АЭРОДИНИЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТИ ОБТЕКАЕМО! О ТЕЛА, содержащее генератор вихрей, выполненный в виде рабочего колеса с лопатками и установленный в носовой части обтекаемого тела f(a приводном валу, отличающе c(I тем, чго, с целью уменьшения сопро<ивлепорц((я сжатого воздуха за с«ет вращающего мо;. ента сворачивается в устойчивый кольц вой вихревой жгут 21, о;.»а1ывл>ощий поперек тело 1 и перемеща>ощийся ьдоль З 1 г) Г O 1 Е ri B, Окруж((ая скорость вих,".ей в зоне KCI(такта с набега(ощим потоком r0 совп;)дает гo (н>правлению с вектором линейной скор >(;(и поток» 20 и линейной скоростью этих вихрей. Частота подачи вихревь .х жгутов на поверхность обтекаемого тела 1 регулируется и зависит от частоты колебания лопаток 3 рабочего колеса. Вихревые жгуты 21, покр(.(в()(о(цие поверхность обтекаемого тела 1 Яр»ау(от непроницаемый для потока 20 погра>lичнь.й слой "качения" (вместо пограни (I(ofo слоя "скольжения" при обычном обт=">.ан (и гела турбулентным потоком), вследствие чего уменьшается сопротивлени» поверхности обтекаемого тела и предотвращается отрыв потока. Пограничный слой качения", образуемый генератором вихрей, обладает повышенной устойчивостью п< сравнению с обычным пограничным слоем, Это обеспечивается тем, что c6;ll(BHс. (оо(анные центробежные силы вихря при:г((,(>чо T «их )евь(е жгуты к поверхности тела 1, 1.». I :(,",âå) место устойчивое равновесие. Ic;;>I>II.о-экономический эффект предложеf 2. Патент США ¹ 2899150, кл. 8 6-1 С 23/06, опублик. 1959, 3. 1аяв>ка Франции ¹ 2266631, к,. В 64 С 23/06, опублик. 1975, Составитель Ю.Мистюрин Техред М,Моргентал Корректор О.Густи Редактор Н.Цалихина Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Заказ 3150 Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул. Гагарина, 101
