Аэродинамическая поверхность

Аэродинамическая поверхность

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к аэродинамической поверхности и, в частности, но не исключительно, к вращающейся аэродинамической поверхности или к лопасти (несущего) винта.

Изобретение разработано специально для лопасти винта вертолета, а именно для лопасти хвостового или рулевого винта, а также для лопасти винта основной несущей роторной системы летательного аппарата, но изобретение также может применяться и для других аэродинамических поверхностей, как, например, и только в качестве примера, для лопатки воздушной турбины.

Согласно первому аспекту изобретения, предлагается аэродинамическая поверхность, имеющая основную часть профиля аэродинамической поверхности, внутренний корневой конец по размаху, в которой используемая аэродинамическая поверхность крепится к несущей конструкции, и концевой участок на крайнем конце по размаху с внешней стороны основной части за линией ее соединения с концевым участком, причем концевой участок включает в себя концевую кромку, конфигурация концевой кромки в плане выполнена по первой кривой Безье, построенной по меньшей мере по четырем контрольным точкам Р1, Р2, Р3 и Р4, при этом каждая контрольная точка P1, P2, P3 и P4 размещается по периметру многоугольника, который ограничивает концевой участок, контрольная точка Р1 Безье лежит на передней кромке аэродинамической поверхности на линии соединения основной части с концевым участком и находится в положении по размаху между 93.5% R и 95.9% R, в месте, где пересекаются первая и вторая стороны многоугольника, причем первая сторона находится на линии соединения основной части с концевым участком и проходит перпендикулярно к основной оси лопасти, которая располагается по размаху основной части аэродинамической поверхности, а вторая сторона, которая является касательной к передней кромке аэродинамической поверхности в контрольной точке P1, проходит от контрольной точки P1 до места, где вторая сторона пересекает третью сторону граничного многоугольника в положении снаружи концевой кромки, третья сторона параллельна первой стороне и проходит от места, где третья сторона пересекает вторую сторону, до места, где пересекаются третья сторона и четвертая сторона, контрольная точка Р2 лежит на второй стороне в положении между 30% и 80% вдоль второй стороны от Р1, контрольная точка Р3 лежит на третьей стороне в положении между 30% и 90% вдоль третьей стороны от места, где пересекаются вторая и третья стороны, а контрольная точка Р4 находится в крайней точке концевой кромки на задней кромке аэродинамической поверхности, где R - действительная (расчетная) длина аэродинамической поверхности.

В случае с фиксированной аэродинамической поверхностью действительная (расчетная) длина аэродинамической поверхности R - это расстояние от корневого конца до крайней точки концевой кромки. Ввиду того что в случае с вращающейся аэродинамической поверхностью, такой как лопасть винта, ометаемый (описываемый) диаметр вращающейся системы иногда принимается за размах лопасти: в данном описании, где под аэродинамической поверхностью подразумевается вращающаяся аэродинамическая поверхность, например лопасть винта, действительная длина аэродинамической поверхности - это ометаемый радиус от оси вращения на корневом конце до крайней точки концевой кромки.

Настоящее изобретение облегчает использование программного обеспечения САПР для разработки конфигурации концевой кромки аэродинамической поверхности. Преимущества от любой такой формы концевой кромки также заметны при горизонтальном (боковом) полете, при котором граница сваливания и границы сжатия, которые ограничивают грузоподъемность и скорость вертолетов, могут остаться в прошлом. Моделируя концевую кромку по изобретению, можно также получить акустические преимущества.

Предпочтительно, чтобы кривая Безье, по которой выполнена конфигурация в плане концевой кромки, была кривой Безье третьего порядка, заданная четырьмя контрольными точками. Однако может быть построена и более сложная кривая Безье, где потребуется больше четырех контрольных точек.

Удобно, чтобы граничный многоугольник являлся трапецией, хотя, как правило, границей концевого участка может быть и другой четырехугольный многоугольник. В любом случае, крайняя точка концевой кромки, а значит, контрольная точка Р4, может лежать на третьей стороне многоугольника, например, в одном варианте осуществления, где третья сторона сходится с четвертой стороной или, в другом варианте осуществления, между контрольной точкой Р3 и точкой, где пересекаются третья и четвертая стороны граничного многоугольника.

В одном варианте осуществления четвертая сторона граничного многоугольника проходит по касательной к задней кромке аэродинамической поверхности в точке, в которой первая сторона пересекает заднюю кромку, а четвертая сторона проходит между местом, где первая сторона пересекает заднюю кромку и четвертая сторона пересекает третью сторону.

Вторая и четвертая стороны могут, но не обязательно, быть параллельными.

Концевая кромка аэродинамической поверхности может иметь закругленный угол передней кромки, который выступает к краевой части, расположенной по существу по размаху лопасти так, что концевая кромка имеет конфигурацию прямой стреловидности от контрольной точки P1 на передней кромке на линии соединения основной части с концевым участком.

Предпочтительно, конфигурация формы в плане задней кромки аэродинамической поверхности на концевом участке выполнена по второй кривой Безье.

В одном варианте осуществления, например, применяемом к хвостовому винту, конфигурация формы в плане задней кромки аэродинамической поверхности на концевом участке выполнена по второй кривой Безье, построенной по меньшей мере по двум дополнительным контрольным точкам Р5 и Р8, причем контрольная точка Р5 расположена, где первая сторона граничного многоугольника пересекает заднюю кромку, а контрольная точка Р8 расположена в конечной точке концевой кромки.

Таким образом, вторая кривая Безье, между контрольными точками Р5 и Р8, может быть прямой линией, которая проходит, в основном, параллельно основной оси лопасти.

В другом варианте осуществления конфигурация в плане формы задней кромки на концевом участке является не прямой линией, а кривой, построенной по трем контрольным точкам Р5, P6 и Р8, где контрольная точка P6 лежит на пересечении первой и второй базисных линий контрольных точек задней кромки, первая базисная линия контрольных точек задней кромки является касательной к задней кромке в контрольной точке Р5 на линии соединения основной части с концевым участком, первая базисная линия контрольных точек задней кромки образует угол стреловидности с основной осью лопасти, а вторая базисная линия контрольных точек задней кромки является линией, которая проходит через контрольную точку Р8 в крайней точке концевой кромки и образует угол с основной осью лопасти, который от 0 и до 1,5 раз больше величины угла стреловидности, предпочтительно, от нуля до угла стреловидности.

В еще одном варианте осуществления вторая кривая Безье может строиться по четырем контрольным точкам Р5, P6, P7 и Р8, причем контрольная точка Р6 расположена по первой базисной линии контрольных точек крайней кромки, которая проходит по касательной к задней кромке в контрольной точке Р5 на линии соединения основной части с концевым участком, первая базисная линии контрольных точек задней кромки образует угол стреловидности с основной осью лопасти, а контрольная точка P7 расположена по второй базисной линии контрольных точек задней кромки, которая проходит через точку Р8 в крайней точке концевой кромки и образует угол с основной осью лопасти, который от 0 и до 1,5 раз больше угла стреловидности, предпочтительно, от нуля до угла стреловидности.

Таким образом, задняя кромка аэродинамической поверхности на концевом участке может, как и концевая кромка, лежать на кривой Безье третьего порядка.

Контрольная точка P6 может располагаться по первой базисной линии контрольных точек задней кромки, в положении между 10% и 33% протяжности по размаху концевого участка лопасти от контрольной точки P5, но, желательно, по направлению наружу, не выходя по размаху за пересечение первой и второй базисных линий контрольных точек задней кромки. Контрольная точка P7 может лежать на второй базисной линии контрольных точек задней кромки, в положении между 66% и 90% протяжности по размаху концевого участка лопасти от контрольной точки Р5, но по направлению внутрь, не выходя по размаху за пересечение первой и второй базисных линий контрольных точек задней кромки.

При построении первой и второй кривой Безье путем размещения соответственных контрольных точек в вышеперечисленных положениях можно быстрее спроектировать концевой участок аэродинамической поверхности с желаемыми конкретными свойствами. Более того, есть возможность провести все изменения в конфигурации концевого участка еще во время параметрического тестирования.

В большинстве моделей вращающейся аэродинамической поверхности устанавливают угол стреловидности от нуля до 30°. В хвостовом винте с прямой задней кромкой, угол стреловидности может составлять 0°, но для лопасти винта основной несущей роторной системы угол стреловидности должен быть между 20° и 30°, где конец аэродинамической поверхности подвергается воздействию высоких чисел М.

В каждом описанном варианте осуществления концевой участок аэродинамической поверхности, при необходимости, может иметь угол отрицательного поперечного V.

Как правило, аэродинамическая поверхность имеет хордальную плоскость, которая простирается по всей аэродинамической поверхности между передней и задней кромками по меньшей мере по всей основной части аэродинамической поверхности. Отрицательное поперечное V может соответствовать кривой Безье в вертикальной плоскости, которая перпендикулярна к хордальной плоскости и находится между нагнетающей и засасывающей аэродинамическими поверхностями по всему концевому участку. Кривая может быть третьей кривой Безье, построенной по меньшей мере по трем контрольным точкам P9, Р10 и Р12 в вертикальной плоскости. Контрольная точка Р9 может располагаться по размаху аэродинамической поверхности на линии соединения основной части с концевым участком, и в то же время в хордальной плоскости, контрольная точка Р12 может находится в крайней точке концевой кромки, а промежуточная контрольная точка Р10 находится на пересечении первой и второй базисных линий контрольных точек отрицательного поперечного V, при этом первая базисная линия контрольных точек отрицательного поперечного V совмещается с хордальной плоскостью, а вторая базисная прямая контрольных точек отрицательного поперечнного V проходит через контрольную точку Р12 и находится при отрицательном V (отрицательным углом наклона) конца к хордальной плоскости, между 4° и 30°.

Тем не менее, в другом примере кривая, которой соответствует отрицательное поперечное V, это третья кривая Безье, построенная по меньшей мере по четырем контрольным точкам P9, Р10, Р11 и Р12 в вертикальной плоскости. Контрольная точка P9 может лежать по размаху аэродинамической поверхности на линии соединения основной части с концевым участком, и в то же время в хордальной плоскости, контрольная точка Р12 может лежать в крайней точке концевой кромки вместе с первой промежуточной контрольной точкой Р10, лежащей на первой базисной прямой контрольных точек поперечного отрицательного V, которая совмещается с хордальной плоскостью, и второй промежуточной контрольной точкой Р11, лежащей на второй базисной прямой контрольных точек поперечного отрицательного V, которая проходит через контрольную точку Р12 и находится при отрицательном поперечном V конца к хордальной плоскости, между 4° и 30°.

В последнем случае первая промежуточная контрольная точка Р10 может располагаться по первой базисной линии контрольных точек поперечного отрицательного V в положении между 20% и 55% протяжности по размаху концевого участка от контрольной точки P9, но не за пределами пересечения первой и второй базисных линий контрольных точек отрицательного поперечного V, а вторая промежуточная контрольная точка Р11 располагается по второй базисной линии контрольных точек отрицательного поперечного V в положении между 55% и 90% протяжности по размаху концевого участка от контрольной точки P9, но по направлению внутрь не в пределах по размаху за пересечение первой и второй базисных линий контрольных точек поперечного отрицательного V.

Более конкретно, предпочтительно, чтобы первая промежуточная контрольная точка Р10 располагалась по первой базисной линии контрольных точек поперечного отрицательного V в положении около 33% протяжности по размаху концевого участка от контрольной точки P9, а вторая промежуточная контрольная точка Р11 располагалась по второй базисной линии контрольных точек отрицательного поперечного V в положении около 66% протяжности по размаху концевого участка от контрольной точки Р9.

Несмотря на то что степень отрицательного поперечного V, т.е. отрицательный угол наклона, может выбираться по необходимым параметрам, как правило, отрицательное V составляет от 4,4° до 25°.

В целом хорошо, но не исключительно, если на хвосте вертолета или на основной несущей лопасти винта концевой участок расположится по размаху в достаточно небольшом соотношении ко всей действительной длине. Например, основная часть аэродинамической поверхности может тянуться вдоль несущей конструкции по меньшей мере на 75% от всей действительной длины аэродинамической поверхности.

Основная ось лопасти, которая лежит по размаху основной части аэродинамической поверхности, как правило, имеет среднюю толщину в основной части аэродинамической поверхности. При необходимости, по меньшей мере основная часть аэродинамической поверхности имеет закрутку в пределах от 0° до 16° вокруг основной оси лопасти.

Хотя аэродинамическая поверхность по изобретению может быть фиксированной аэродинамической поверхностью, под которой мы понимаем аэродинамическую поверхность, которая не вращается относительно несущей конструкции, например фюзеляжа летательного аппарата, изобретение частично применимо и к аэродинамическим поверхностям, прикрепленным на корневом конце к вращающейся несущей конструкции, например лопасти винта вертолета.

В каждом случае аэродинамическая поверхность может включать в себя концевую панель, находящуюся между основной частью аэродинамической поверхности и концевым участком, причем концевая панель простирается наружу по размаху от линии соединения основной части с концевой панелью в пределах между 85% R и 88% R до линии соединения основной части с концевым участком.

Когда основная ось L лопасти располагается при 0,25C, где С - длина хорды основной части аэродинамической поверхности, а концевая панель имеет переднюю кромку, которая изгибается в обратном направлении от линии соединения основной части с концевой панелью до линии соединения основной части с концевым участком, передняя кромка аэродинамической поверхности на линии соединения основной части с концевым участком может располагаться на или в обратном направлении от места, в котором основная ось L лопасти пересекает переднюю кромку.

Между концевой панелью и основной частью аэродинамической поверхности может находиться переходной участок, в котором передняя и задняя кромки основной части переходят соответственно в переднюю и заднюю кромки концевой панели, при этом переходной участок проходит по размаху и наружу от линии соединения основной части с переходным участком, примерно на 75% R, до линии соединения основной части с концевой панелью. По меньшей мере участки передних кромок, соединительного участка и концевой панели могут, при желании, находиться перед передней кромкой основной части аэродинамической поверхности.

Желательно, чтобы по меньшей мере части передних кромок, переходного участка и концевой панели проходили по одной и больше кривых Безье, построенных по контрольным точкам.

Согласно второму аспекту изобретения, предлагается способ образования аэродинамической поверхности, которая включает в себя основную часть профиля аэродинамической поверхности, внутренний корневой конец по размаху, где используемая аэродинамическая поверхность крепится к несущей конструкции, концевой участок на крайнем конце по размаху, с внешней стороны основной части за линией ее соединения с концевым участком, причем концевой участок включает в себя концевую кромку, конфигурация концевой кромки в плане выполнена по первой кривой Безье, построенной по меньшей мере по четырем контрольным точкам P1, Р2, Р3 и Р4, при этом каждая контрольная точка Р1, Р2, Р3 и Р4 размещается по периметру многоугольника, который ограничивает концевой участок, причем контрольная точка Р1 Безье лежит на передней кромке аэродинамической поверхности на линии соединения основной части с концевым участком и находится в положении по размаху между 93.5% R и 95.9% R, где пересекаются первая и вторая стороны многоугольника, при этом первая сторона находится на линии соединения основной части с концевым участком и проходит перпендикулярно к основной оси, которая располагается по размаху основной части аэродинамической поверхности, а вторая сторона, которая является касательной к передней кромке аэродинамической поверхности в контрольной точке P1, проходит между контрольной точкой P1 и местом, где вторая сторона пересекает третью сторону граничного многоугольника в положении снаружи концевой кромки, третья сторона, которая параллельна первой стороне, проходит от места, где третья сторона пересекает вторую сторону, до места, где третья сторона пересекает четвертую сторону, при этом контрольная точка Р2 лежит на второй стороне в положении между 30% и 80% вдоль второй стороны от P1, контрольная точка Р3 лежит на третьей стороне в положении между 30% и 90% вдоль третьей стороны от Р2, а контрольная точка Р4 находится в крайней точке концевой кромки на задней кромке профиля, где R - действительная длина аэродинамической поверхности, при этом способ включает в себя образование конфигурации формы концевой кромки по первой кривой Безье.

Способ по второму аспекту изобретения может включать в себя возможность наличия любых признаков аэродинамической поверхности, описанных в первом аспекте изобретения.

Варианты осуществления изобретения далее будут описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 - иллюстративное изображение вертолета с системой хвостового винта, включающей в себя четыре лопасти винта с аэродинамической поверхностью, каждая в соответствии с изобретением, а также основную несущую роторную систему (несущего винта), включающую в себя четыре лопасти винта с аэродинамической поверхностью, каждая в соответствии с изобретением;

фиг.2 - иллюстративное изображение в перспективе лопасти системы рулевого винта вертолета на фиг.1;

фиг.3 - более детальное горизонтальное изображение в плоскости средней части, а также концевой части лопасти винта на фиг.2;

фиг.4 - вид сзади наружного конца лопасти винта на фиг.2;

фиг.5 - сечение по линии А-А на фиг.3, показывающее поперечное сечение аэродинамической поверхности в средней части лопасти винта;

фиг.6 - сечение по линии B-B на фиг.3, показывающее поперечное сечение аэродинамической поверхности в месте, где пересекаются средняя и концевая часть лопасти винта;

фиг.7 - изображение на плоскости части лопасти винта с аэродинамической поверхностью основной несущей роторной системы вертолета на фиг.1;

фиг.8а и 8b - альтернативные варианты осуществления, показывающие отрицательное поперечное V в концевом участке лопасти на фиг.7;

фиг.9а-9d показывают альтернативные задние кромки аэродинамической поверхности по настоящему изобретению.

Согласно фигуре 1, вертолет 10 включает в себя корпус 11, на котором установлена основная система 12 несущего винта, которая включает в себя множество лопастей 12а, 12b, 12с, 12d винта с аэродинамической поверхностью, четыре в данном примере, которые вращаются вокруг первой, как правило, вертикальной, оси вращения V, для осуществления подъема, а также систему рулевого или хвостового винта 14, которая включает в себя четыре лопасти 14а, 14b, 14с, 14d винта с аэродинамической поверхностью, которые вращаются вокруг второй, как правило, горизонтальной, оси вращения Н.

Изобретение может применяться к лопастям 12а, 12b, 12с, 12d несущего винта основной системы 12 несущего винта, что будет описано ниже со ссылкой на фигуру 7, но прежде будет описана лопасть винта 14а системы 14 рулевого хвостового винта.

Согласно фигурам 2-5, можно видеть, что лопасть 14а винта имеет поперечное сечение аэродинамической поверхности по меньшей мере в основной части 16 лопасти 14а, которая находится вдоль размаха между внутренним корневым концом 17 и концевым участком 20. На внутреннем корневом конце 17 лопасть 14а крепится к несущей конструкции 18, которая при работе вращается вокруг оси Н с помощью двигателя, такого как, например, двигательная установка E вертолета 10, через соответствующую трансмиссию, что хорошо известно в данной области техники.

Кривизна поперечного сечения аэродинамической поверхности, как правило, постоянная в основной части 16 лопасти 14а, как показано на фигуре 5, но около концевого участка 20 лопасти 14 кривизна уменьшается, как показано на фигурах 5 и 6. Фиг.6 показывает в поперечном сечении кривизну в месте, где соединяются основная часть 16 и концевой участок 20, т.е. на линии соединения основной части с концевым участком, показанной линией B-B на фигуре 3.

Фиг.4 показывает, что в наружном по размаху конце лопасти 14а, т.е. в концевом участке 20, толщина лопасти профиля 14а уменьшается до минимума.

Основная часть 16 конфигурации аэродинамической поверхности в примере разработана для обеспечения большой подъемной силы при средних дозвуковых числах Маха (М), а постоянное поперечное сечение аэродинамической поверхности в основной части 16 проходит по размаху лопасти 14а до места около 87% вдоль лопасти 14а в этом примере, в котором точка находится возле места, к которому прикладывается максимальная нагрузка на лопасть. В примере, в котором изобретение применяется к аэродинамической поверхности 10, которая является лопастью 14а рулевого винта системы хвостового винта 14, положение этого места равно приблизительно 87% R, где R - действительная длина аэродинамической поверхности, в частности, в этом примере, радиус стреловидности от оси вращения Н до крайней точки концевой кромки 33 лопасти 14а. По размаху лопасти от 87% R кривизна аэродинамической поверхности уменьшается по направлению и по всему концевому участку 20.

В примере основная часть 16 и концевой участок 20 соединяются в месте, называемом линией соединения основной части с концевым участком (линия B-B), которое находится на расстоянии примерно 94% R.

Лопасть 14а винта по меньшей мере вдоль основной части 16 имеет хорду C между передней кромкой 25 лопасти 14а и задней кромкой 26 лопасти 14а по всей основной части 16 лопасти 14а, вдоль хордальной плоскости 34, которая находится между засасывающей 31 и нагнетающей 32 поверхностью аэродинамической поверхности 14а. Хорда C в данном примере имеет длину около R/5,409091, т.е. концевой участок 20 проходит вдоль 32,45% хорды. Таким образом, радиальное размещение, при котором основная часть 16 и концевой участок 20 соединяются, т.е. линия B-B соединения основной части с концевым участком, может быть также выражено в 6% R ширины от крайней точки концевой кромки 33, которая составляет около 100% R.

Хотя в другом примере может преобладать другое соотношение между R и С. Длина концевого участка 20 вместо 6% R может колебаться в пределах 20% С-35% С и даже больше для другого типа аэродинамической поверхности, например до 50% C.

Хотя на чертежах не видно, но лопасть 14а винта имеет незначительную закрутку по размаху вокруг основной оси лопасти L, которая проходит по длине основной части 16 лопасти 14а. Основная ось лопасти L - это радиальная линия (если нет сдвига в смещении вдоль хорды), которая, как правило, лежит на 1/4 C и обозначает среднюю толщину участка аэродинамической поверхности по всей основной части 16 лопасти 12а. Применение такой закрутки значит, что концевой участок 20 «пикирует» больше, чем конец 17. Тем не менее, в примере эта закрутка не распространяется на всю длину лопасти 14а, а только приблизительно на 94% R, т.е. до линии B-B соединения основной части с концевым участком участка, где соединяется основная часть 16 и концевой участок 20.

Степень крутки может колебаться в пределах от 0° и 16° относительно основной оси лопасти L, предпочтительно между 0° и 12°, в примере - около 8°.

Передняя кромка 25 лопасти 14 винта проходит от основания 17 до концевого участка 20, а задняя кромка 26 в примере проходит прямо от конца 17 через всю длину лопасти 14а и до крайней точки 33 концевой кромки. Концевой участок 20 на наружном конце имеет концевую кромку 28, которая начинается от линии B-B соединения основной части с концевым участком и проходит по передней кромке 25, где сходятся основная часть 16 и концевой участок 20, до крайней точки 33 концевой кромки задней кромки 26 лопасти 14а.

Концевая кромка 28 имеет передний угол передней кромки 29, который простирается от линии B-B соединения основной части с концевым участком на передней кромке 25, в которой сходятся основная часть 16 и концевой участок 20. Передний угол 29 передней кромки закругленный и с плавными переходами. Таким образом, концевая кромка 28 закруглена и придает стреловидность через угол передней кромки 29 до соседней обтекаемой части 30 кромки, до крайней точки концевой кромки 33 лопасти 14а. Касательная к этой соседней обтекаемой части 30 кромки может лежать перпендикулярно к основной оси лопасти L или сохранять необходимую стреловидность к крайней точке 33 стреловидности концевой кромки для максимизации акустических преимуществ.

Конструкция концевого участка 20 для применения в лопасти 14а хвостового винта, например, в варианте осуществления, описанном со ссылкой на фигуры 2-5, является компромиссом между большим шагом при средних числах M при зависании (свободном полете) и полете на малой скорости и отрицательным углом атаки в условиях более высоких чисел M на наступающей лопасти. Форма концевого участка 20 лопасти 14а по данному варианту осуществления позволяет достичь компромисса между различными требованиями. В первом случае конструкция переднего угла 29 передней кромки, при соответствующем скруглении кривой, предотвращает скопление изобаров, высвобождая агрессивные положительные градиенты давления, которые могут спровоцировать преждевременный отрыв и сопротивление. Он также позволяет концевому вихрю свободно вращаться вокруг внешней концевой кромки 28, обеспечивая этим наилучшие показатели при зависании (вращение концевого вихря как можно дальше за бортом гарантирует минимальную индуктивную мощность при минимальных затратах на трение). Чтобы соответствовать условиям наступающей лопасти 14а, концевой участок 20 разработан так, чтобы смягчить ударную волну с помощью утончения поперечного сечения лопасти 14а перед и по всему концевому участку 20, а также задействовав переход аэродинамической поверхности от 12% толщины при 87% R до 9,4% толщины на линии B-B соединения основной части с концевым участком при 94%R. Общая стреловидная форма концевого участка 20 и некоторое возможное искривление концевой кромки 28, при необходимости, помогают, как правило, избежать делокализации ударной волны вне концевого участка 20 в лопастях с низким коэффициентом R/C.

Другой особенностью лопасти 14а винта является наличие отрицательного поперечного V в концевом участке 20, что можно увидеть на фигуре 4.

Отрицательное поперечное V положительно изменяет локальную нагрузку на лопасть 14а в концевом участке 20, а также улучшает показатели зависания (свободного полета) вертолета 10. Отрицательное поперечное V формируется путем изгиба хордальной плоскости лопасти 34 в концевом участке к нагнетающей поверхности 32 лопасти 14а от засасывающей поверхности 31. В примере такой изгиб (по размаху) начинается от начала концевого участка 20, около 94% R на линии B-B соединения основной части с концевым участком, и продолжается до концевой кромки 28. Коэффициент отрицательного поперечного V, использованного в примере, составляет около -0,014C (знак минус обозначает изгиб, направленный вниз), который достаточно небольшой, но в другом примере можно использовать большую или меньшую степень отрицательного поперечного V.

Как указано выше, в примере, что лучше видно на фигуре 3, вид на плоскости, концевая кромка 28, в месте приближения к крайней точке 33 концевой кромки, соединяется с прямой частью кромки 30, т.е. почти обтекаемой или, как правило, перпендикулярной к продольной оси лопасти L. В другом примере вся концевая кромка 28 может искривляться от начала выступающего вперед угла 29, т.е. от линии B-B соединения основной части с концевым участком на передней кромке 25, и до внешней концевой кромки 33.

По изобретению фактическая (плоская) форма концевой кромки 28 соответствует, например, кривой Безье третьего порядка, которая строится, для примера, по четырем контрольным точкам P1, P2, Р3 и P4.

Как показано на фигуре 3, первая контрольная точка P1 расположена по размаху на передней кромке 25 профиля на линии B-B соединения основной части с концевым участком, т.е. в крайней точке передней кромки 25 основной части 16 лопасти 14а, т.е. в точке вдоль передней кромки 25, где сходятся основная часть 16 и концевой участок 20, в примере около 94% R, и, в основном, между 93,5% R и 95,9% R, где R - действительная длина профиля. В примере аэродинамической поверхности лопасти 14а хвостового винта, изображенного на фигурах, действительная длина аэродинамической поверхности - это радиус стреловидности от оси вращения, граничащей с корневым концом 17, до крайней точки концевой кромки 33.

Линия B-B соединения основной части с концевым участком, где соединяется концевой участок 20 и основная часть 16 аэродинамической поверхности лопасти 14а, проходит вдоль первой стороны S1 виртуального многоугольника, который ограничивает концевой участок 20 и первую сторону S1, расположенную перпендикулярно к основной оси лопасти L. Граничный многоугольник, в данном примере, прямоугольник со второй стороной S2, третьей стороной S3 и четвертой стороной S4, но, как правило, многоугольник может быть четырехсторонним и иметь форму неправильного четырехугольника или трапеции, хотя только первая, вторая и третья стороны S1, S2, S3 многоугольника необходимы для расположения четырех контрольных точек Р1-Р4.

Вторая сторона S2 граничного многоугольника проходит вдоль касательной к передней кромке 25 профиля в первой контрольной точке P1, в примере по размаху вне концевой кромки 28, до точки, где вторая сторона пересекается с третьей стороной многоугольника S3. Третья сторона многоугольника S3 параллельна первой стороне многоугольника S1 и проходит к месту, где третья сторона S3 пересекает четвертую сторону многоугольника S4. В примере четвертая сторона многоугольника S4 соприкасается с задней кромкой 26 аэродинамической поверхности 14а в месте, где пересекаются первая сторона S1 граничного многоугольника и задняя кромка 26.

Вторая контрольная точка P2 расположена вдоль второй стороны S2 граничного многоугольника, точнее в позиции между 30% и 80% расстояния вдоль второй стороны от первой контрольной точки P1. Таким образом, вторая контрольная точка P2 расположена вне концевой кромки 28 на граничном многоугольнике.

Третья контрольная точка P3 расположена вдоль третьей стороны S3 граничного многоугольника, точнее в позиции между 30% и 90% расстояния вдоль третьей стороны многоугольника S3 от места, где пересекаются вторая S2 и третья S3 стороны.

Четвертая контрольная точка P4 расположена на граничном многоугольнике в крайней точке концевой кромки 33.

Следует иметь в виду, что во время разработки аэродинамической поверхности лопасти 14а, используя систему САПР/АСУ, расположение по меньшей мере второй и третьей контрольных точек P2 и P3 может быть изменено для получения особой конфигурации концевой кромки 28 профиля. В примере вторая контрольная точка P2 показана в позиции около 40% вдоль второй стороны S2 граничного многоугольника от первой контрольной точки P1, в то время как третья контрольная точка Р3 в примере показана в позиции около 50% вдоль третьей стороны S3 виртуального многоугольника. В примере вторая контрольная точка P2 расположена снаружи по размаху между 95,3% R и 98,8% R и, предпочтительно, около 98,035% R, а третья контрольная точка P3 расположена по размаху снаружи концевой кромки 28, в данном примере около 99,0366% R.

Путем точного размещения четырех контрольных точек Безье P1, P2, P3 и P4 концевая кромка 28 может выглядеть как гладкая кривая Безье третьего порядка с требуемой касательной. При необходимости, можно построить более сложную кривую Безье, но потребуется больше контрольных точек.

В любом случае, форма концевой кромки 28 будет соответствовать кривой Безье, построенной по четырем и больше контрольным точкам P1-P4.

Хотя в примере на фиг.2 и 3 передняя кромка 25 основной части 16 аэродинамической поверхности лопасти 14а проходит прямо до концевого участка 20, в другом примере, описанном ниже со ссылкой на фигуру 7, между основной частью 16 и концевым участком 20 может располагаться промежуточная концевая панель таким образом, чтобы передняя кромка на линии B-B соединения основной части с концевым участком, где начинается концевой участок 20, не была такой, чтобы вторая сторона S2 виртуального граничного многоугольника была параллельна основной оси координат L, как показано в примере на фиг.3.

В примере, описанном выше, крайняя точка концевой кромки 33 расположена в месте, где пересекаются третья и четвертая стороны S3 и S4 граничного многоугольника, это существующий случай, так как в примере задняя кромка 26 концевого участка 20, по существу, является прямой. В другом примере, описанном ниже, и в большинстве случаев крайняя точка 33 концевой кромки будет лежать на третьей стороне граничного многоугольника S3 между P3 и крайней точкой 33 концевой кромки.

Конфигурация задней кромки 39 по всему концевому участку 20 также может проектироваться в виде кривой Безье, построенной по контрольным точкам.

В примере, представленном на фиг.3, задняя кромка 39 по всему концевому участку 20, по существу, прямая и может быть построена по двум контрольным точкам P5 и P8, каждая из которых расположена на четвертой стороне S4 граничного многоугольника.

Прямая задняя кромка 39 по всему концевому участку 20, таким образом, соответствует так называемому особому виду кривой Безье. Задняя кромка 39 по всему концевому участку 20 не должна быть прямой, как показано, а может быть кривой и соответствовать кривой Безье, построенной по более чем двум контрольным точкам P5, P8, например по трем или четырем контрольным точкам.

Однако в примере контрольная точка P5 расположена по размаху лопасти 14а между 93,5% R и 95,9% R, например предпочтительно на линии B-B соединения основной части с концевым участком (при 94% R) на задней кромке 39, где пересекаются первая сторона S1 и четвертая сторона S4 граничного многоугольника. В примере контрольная точка Р8 расположена в крайней точке 33 концевой кромки, и, следовательно, в примере контрольная точка Р8 расположена по размаху лопасти 14а, главным образом, при 100% R, например при 99,0366% R, и в точке, где пересекаются третья сторона S3 и четвертая сторона S4 граничного многоугольника. Таким образом, в примере, в котором задняя кромка 39 по всему концевому участку 20 является прямой, т.е. обычно параллельна основной оси лопасти L, четвертая контрольная точка P4 для построения кривой Безье, за которую отвечает концевая кромка 28, совпадает с контрольной точкой P8 для построения (специальной прямой) кривой Безье для задней кромки 39 по всему концевому участку 20.

Хотя в одном примере четвертая контрольная точка P4 и контрольная точка P8 совпадают, они не должны присутствовать в другом примере.

Отрицательное поперечное V концевого участка 20, в боковой проекции на фиг.4, может соответствовать другой кривой Безье, но лежать в вертикальной проек