Самолет большой пассажировместимости
Изобретение относиться к авиационной технике. Самолет содержит фюзеляж, крыло, вертикальное и горизонтальное оперения, силовую установку, системы и оборудование. Фюзеляж самолета имеет переменную форму, образованную дугами окружностей, которые в верхней, нижней и боковых частях плавно переходят в сечения крыла, образуя с ним интегральную конструкцию. Сечение в носовой части фюзеляжа выполнено в виде круга, диаметр которого соответствует диаметру узкофюзеляжного самолета, сечение в центральной части выполнено в виде овала с горизонтальным расположением большой оси и отношением высоты и ширины овала 1:3, интегрально включенного в конструкцию крыла. Хвостовая часть фюзеляжа, на которой закреплены вертикальное и горизонтальное оперения, образована как интегральная конструкция с круглым сечением и плоскими наплывами, плавно переходящими в овал. Изобретение направлено на увеличение аэродинамического качества. 7 ил.
Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для дозвуковых и трансзвуковых самолетов.
Известны различные схемы самолетов повышенной пассажировместимости (см. энциклопедию "Авиация" под редакцией Г.П.Свищева, издательство "Российские энциклопедии", М., 1988 г.). В последнее время распространение получили широкофюзеляжные самолеты с диаметром фюзеляжа более 4 метров. Прототипом предлагаемого решения являются самолет Боинг-777, имеющий диаметр фюзеляжа 6,2 метров и предназначенный для перевозки до 350 пассажиров.
Однако попытки повысить аэродинамическую эффективность таких самолетов наталкиваются на большое относительное сопротивление фюзеляжа, что не позволяет существенно повысить качество самолета даже при применении совершенного крыла.
Целью настоящего изобретения является увеличение значений аэродинамического качества самолета большой пассажировместимости на эксплуатационных скоростях полета.
Для достижения этой цели фюзеляж самолета имеет переменную форму, образованную дугами окружностей, которые в верхней, нижней и боковых частях плавно переходят в сечения крыла, образуя с ним интегральную конструкцию, при этом сечение в носовой части фюзеляжа выполнено в виде круга, диаметр которого соответствует диаметру узкофюзеляжного самолета, а сечение в центральной части выполнено в виде овала с горизонтальным расположением большой оси и отношением высоты и ширины овала 1:3, интегрально включенного в конструкцию крыла, а хвостовая часть, на которой закреплены вертикальное и горизонтальное оперения, образована как интегральная конструкция с круглым сечением и плоскими наплывами, плавно переходящими в овал.
На фиг.1 показана общая схема предлагаемого самолета. На фиг.2 показана компоновка основных помещений самолета. На фиг.3 приведены основные сечения самолета. На фиг.4 показано сравнение площадей предлагаемого решения и прототипа. На фиг.5 приведено сравнение "лобовых" сечений по длине самолета. На фиг.6 приведены результаты расчета отношения омываемой поверхности предлагаемого самолета и аналогичные данные по современным и перспективным самолетам. На фиг.7 показана ожидаемая аэродинамическая эффективность в сравнении с современными и перспективными самолетами типа летающее крыло.
Самолет (фиг.1) состоит из носовой части фюзеляжа 1, передней наплывной части крыла-фюзеляжа 2 с предкрылками 3; консольной части крыла 4 с предкрылками 5, закрылками 6, элеронами 7, тормозными щитками 8, интерцепторами 9; двигателей 10, закрепленных на пилонах 11; носовой стойки шасси 12; основных стоек шасси 13 с обтекателями 14; киля 15 с форкилем 16 и рулем направления 17; стабилизатора 18с рулями высоты 19, хвостовой части фюзеляжа 20 с обтекателями 21.
Для выполнения основных функций на самолете предусмотрены (фиг.2 и 3) кабина экипажа 22, грузовые помещения 23, пассажирский салон 24, места для бортпроводников 25, кухни 26, туалеты 27.
Установлены топливные баки 28 и необходимые функциональные системы (не показаны).
Для обслуживания пассажиров предусмотрены двери 29, входные двери-трапы 30, аварийные выходы 31. По основным помещениям установлены кресла 32. Часть ручной клади размещается на полках 33.
Предложение авторов позволяет изменить характер изменения площадей поперечного сечения самолета и уменьшить максимальную площадь сечения фюзеляжа на величину ΔF (фиг.4 и 5), равную разнице между площадью круглого и овального сечений фюзеляжа, что составляет не менее 30% исходной площади. Одновременно предлагается уменьшить площади в передней и задних частях фюзеляжа, ограничив их величинами только функционально необходимыми (в передней части для работы экипажа, а в задней части для организации перехода от максимального сечения к хвостовому). При этом резко уменьшается омываемая поверхность и сопротивление самолета (фиг.6).
Снижение площади значительно уменьшает сопротивление фюзеляжа, а также вредное взаимодействие потоков в хвостовой части самолета.
Из графика, который построен по результатам расчетов и предварительных испытаний в аэродинамической трубе видно, что при прочих равных условиях и сохранении для пассажиров комфорта широкофюзеляжных самолетов, предлагаемое решение не менее чем на три единицы поднимает аэродинамическое качество модели (фиг.7), примерно на 17% повышая общую эффективность самолета.
Самолет большой пассажировместимости, содержащий фюзеляж, крыло, вертикальное и горизонтальное оперения, силовую установку, системы и оборудование, отличающийся тем, что фюзеляж самолета имеет переменную форму, образованную дугами окружностей, которые в верхней, нижней и боковых частях плавно переходят в сечения крыла, образуя с ним интегральную конструкцию, при этом сечение в носовой части фюзеляжа выполнено в виде круга, диаметр которого соответствует диаметру узкофюзеляжного самолета, сечение в центральной части выполнено в виде овала с горизонтальным расположением большой оси и отношением высоты и ширины овала 1:3, интегрально включенного в конструкцию крыла, а хвостовая часть, на которой закреплены вертикальное и горизонтальное оперения, образована как интегральная конструкция с круглым сечением и плоскими наплывами, плавно переходящими в овал.
