Летательный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к авиационной те нике, в частности к летательным аппарата 1 с парой вращающихся в противоположные стороны несущих винтов для создания по ъемной и движущей сил. Цель - улучшени j летно-технических характеристик. Лета ельный аппарат содержит корпус 1, в котором расположена пара несущих винтов 2 и 3. Корпус выполнен дискообразным. Кольцевая внешняя часть 4 корпуса образована наружной оболочкой 5 с воздухозаборниками . Каждый из несущих винтов 2 и 3 имеет внутреннее приводное кольцо и направляющую , между которыми простираются лопасти несущих винтов 2 и 3. С приводными кольцами обоих несущих винтов входит в зацепление общий привод 8. В корпусе ниже плоскости несущих винтов 2 и 3 в секторах расположены в виде жалюзи тангенциально проходящие регулируемые ламели 15. В центре летательного аппарата, в зоне центра тяжести расположена кабина 6, радиально образованная центральным отверстием двенадцатиугольной цилиндрической несущей части 7. 7 з.п.ф-лы, 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 64 С 29/00

ГОС

BE (ГО

ПАТЕНТУ (54 ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ (57 Изобретение относится к авиационной те нике, в частности к летательным аппаратам с парой вращающихся в противоположны стороны несущих винтов для создания по ъемной и движущей сил. Цель — улучшени летно-технических характеристик, Лета ельный аппарат содержит корпус 1, в (21 (22 (46 (31 (32 (33 (73 (75 (56

ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

МСТВО СССР

ПАТЕНТ СССР) 4743795/23

19.04.90

30.08.93. Бюл. ЬЬ 32

1492/89

19.04.89

CH

СКИ Диск, Холдинг СА (СН)

Франц Бухер (СН)

Патент США ЬЬ2953320, кл. 244-12, 1960.. Ы 1838180 А3 котором расположена пара несущих винтов

2 и 3, Корпус выполнен дискообразным.

Кольцевая внешняя часть 4 корпуса образована наружной оболочкой 5 с воздухозаборниками. Каждый из несущих винтов 2 и 3 имеет внутреннее приводное кольцо и направляющую, между которыми простираются лопасти несущих винтов 2 и 3. С приводными кольцами обоих несущих винтов входит в зацепление общий привод 8. В корпусе ниже плоскости несущих винтов 2 и

3 в секторах расположены в виде жалюзи тангенциально проходящие регулируемые ламели 15. В центре летательного аппарата, в зоне центра тяжести расположена кабина

6, радиально образованная центральным отверстием двенадцатиугольной цилиндрической несущей части 7. 7 з.п,ф-лы, 10 ил.

1838180

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к летательным аппаратам с парой вращающихся в противоположном направлении несущих винтов для создания подъемной и движущей сил.

Целью изобретения является улучшение летно-технических характеристик.

На фиг.1 изображен вид радиального разреза летательного аппарата в соответствии с первым примером выполнения; на фиг.2- частичный вид в соответствии с фиг.1 в увеличенном масштабе: на фиг.3 — то же, план; на фиг.4 — то же, вид снизу; на фиг.5— детальное изображение. ламелей, а также несущего винта и его узла крепления; на фиг.6 — вид радиального разреза второго примера выполнения летательного аппарата в соответствии с изобретением с турбореактивным приводом; на фиг,7 — вид сверху летательного аппарата в соответствии с фиг,б с частично опущенной крышкой; на фиг,8 — схематический вид третьего примера выполнения летательного аппарата с измененными воздухопроводами; на фиг.9 — форма ламелей для секторов движущей силы в открытом состоянии;на фиг,10- форма ламелей для секторов движущей силы в, закрытом состоянии, Летательный аппарат содержит корпус

1, в котором расположена пара несущих винтов 2 и 3, вращающихся в противоположные стороны Корпус выполнен дискообразным. Кольцевая внешняя часть 4 корпуса образована наружной оболочкой 5 с воздухозаборниками, .которые, например, могут быть выполнены в аиде расположенных по секторам ячеистых решеток. В центре летательного аппарата, в зоне центра тяжести расположена кабина 6, радиально образованная центральным отверстием двенадцатиугольной цилиндрической несущей части

7. В нижней части кабины размещен общий для обоих винтов приводной агрегат 8. В кабину имеется доступ сверху и место 9 для, двух человек, На кольцевой внешней части 4 предусмотрены неподвижные направляющие 10, по которым движутся внешние ролики 11, которые расположены снаружи на лопастях несущих винтов 2 и 3. Направляющие 10, а также рабочие поверхности опорных роликов 11 оснащены гюглощающим шумы эластомерным материалом, например устойчивым каучуком, как, например, неопрен. От направляющих 10 лопастей несущего винта можно отказаться, если последние выполнены достаточно жесткими, так, что их отклонение под нагрузкой остается в пределах заданных конструкцией допусков.

На несущей части 7 предусмотрены опорные ролики 12, на которых своими внутренними приводными кольцами 13 установлены несущие винты 2 и 3. С целью восприятия осевых усилий эти ролики 12 установлены наклонно относительно плоскости несущих винтов. Предпочтительно приводные кольца 13 могут непосредственно образовывать части самой опоры. Приводные кольца 13 находятся в зацеплении с зубчатыми, колесами 14.

В корпусе 1 ниже плоскости несущих винтов 2 и 3 в секторах расположены выполненные в виде жалюзи, тангенциально про15 ходящие регулируемые ламели 15, В представленном примере выполнения сектора имеют угол ЗОО, так что в целом получается 12 таких секторов, В секторах размещают сервоприводы 16. Несущая часть 7 соедине20 на с кольцевой внешней частью 4 корпуса 1 пОсредством силовых балок 17 треугольного профиля, В представленной конструкции можно различать сектора, которые предназначены

25 только для создания подъемной силы в режиме записания и сектора, которыми можно управлять дополнительно с целью создания движущей силы, К первой группе относятся сектора а, b, б, e, g, К К 1. Ламели 15 в этих

30 секторах с помощью тяг 18, 19 могут перемещаться парами соосно относительно струи От несущего винта.

Тяги 18, 19 с целью перемещения ламелей соответственно соединены с сервопри35 водом 16 каждого сектора. Упомянутая соосная установка парами способствует тому, что упомянутые сектора первой группы не создают компонентов движущей силы, а в каждом положении создают лишь опреде40 ленную подъемную силу. Чтобы в режиме зависания управлять положением летательного аппарата относительно горизонтальной плоскости, ламели 15 отдел ьных секторов могут открываться больше или меньше, так что

45 подъемная сила в соответствующем секторе возрастает или убывает. Так, например, крен, т.е. наклон вокруг продольной оси 20 (фиг.4} осуществляется путем соответствующего управления секторными группами Ь, d

50 и h, k. Движение тангажа в режиме зависания, т.е. наклон вокруг поперечной оси, осуществляется nyreM управления секторными группами а, I и б, е, В целом подъемная сила, которая выэы55 вает вертикальный подъем или опускание летательного аппарата, создается коллективным открыванием или закрыванием упомянутых групп ламелей.

Для создания вращения вокруг вертикальной оси в режиме висения в секторах С

1838180 и I ны ос

Ст нав ю ла уп в по в ле та ко

23 бы ва хо на

В ре ка

П

25 ча

11 си ви

Il се та н в з и

20

Щ н

r и г к с и т г

Р т г е с у Р

ы о е ле о

Р ! иводит в действие соответствующие сер- оо редусмотрены специальные лвмельгруппы 21, ламели которых проходят в овном в радиальном направлении. лками 22 обозначены выборочно устаиваемые движущие силы в соответствух секторах. Нейтральным положением елей (т.е. положением при отсутствии авляющего сигнала) в этих секторах ежиме висения является открытое ожение, из которого они отклоняются ответствии с желаемыми движениями тельного аппарата.

Для стабилизации планирующего полемогут выдвигаться расположенные в ьцевой внешней части 4 стабилизаторы

Во внешней части 4, кроме того. могут ь расположены топливные баки, складыщиеся шасси 24, а также в случае необимости маршевые агрегаты 25, ример два турбореактивных двигателя. оне выхода соответственно предусмотщиток 26 для отклонения струи в вертиьном направлении в режиме висения. и этом созданная маршевыми агрегатами тяга может составить лишь небольшую ть стартового веса, равную примерно кгс, так как в режиме висения подъемная

ы создается преимущественно несущими тами 2, 3. В режиме же горизонтального лета турбореактивные двигатели берут на я создание значительной части гориэоньной тяги. Вместо этого сверху на внешй части 4 могут быть установлен также здушный винт, который для режима горинтального полета может быть сочленен с иводным агрегатом.

Управление осуществляется следуюм образом. Для управления в принципе обходимо различать режим зависания и ризонтальный полет. В режиме зависания дъемная сила, а также горизонтальная тясоэдаются несущими винтами, в то время к при планирующем полете существеню часть подъемной силы берет на себя ответственно профилированный корпус 1 внешняя часть 4, а также часть горизонльной тяги берут на себя маршевые агреты 25. В соответствии с. этими двумя эличными ситуациями полета управление кже осуществляется соответственно друм способом как уже было подчеркнуто.

В целом для обоих видов полета получая соответственно шесть возможностей авления, на которые в данном примере полнения можно воздействовать с пощью двух органов управления. С этой лью органы управления подключены к ктронному блоку управления, который в ответствии с программой управления воприводы 16 ламельных секторов. Переключение между режимом зависания и горизонтальным полетом осуществляется автоматически в зависимости от скорости

5 горизонтального полета, как только скоро сть набегающего потока на профиле корпуса обеспечит соответствующую подъемную силу. Принцип действия органов управления этим не затрагивается, так что управле10 ние для обоих режимов может приводиться в действие одинаковым образом. Стабильность направления и горизонтальное положение летательного аппарата при незадействованных органах управления поддерживается известным образом с помощью автоматического управления ламелями в зависимости от датчиков положения, на которые накладываются сигналы органов управления. Первый иэ двух органов управления в форме ручки управления воздействует на горизонтальные перемещения в режиме зависания, в то время как второй орган управления, также в форме ручки управления, управляет наклонами вокруг горизонтальной и поперечной осей в режиме зависания или в режиме горизонтального полета.

В частности, в режиме зависания тем самым возможны следующие процессы управления, подъем и опускание в результате воздействия положения ламелей в секторах а, Ь, d, е, g, h, К I. В нулевом положении поддерживается режим зависания, причемс помощью датчиков положения, которые соединены со схемой управления. с помощью перемещения ламелей автоматически поддерживается горизонтальное положение, движение вперед и назад путем соответствующего отклонения ламельных групп

m u f иэ вертикального положения с помощью первого органа управления, движение влево или вправо путем соответствующего отклонения ламельных групп с и I из вертикального положения с помощью первого органа управления, вращение вокруг вертикальной оси путем соответствующего отклонения ламельных групп 21 из их вертикального положения, чтобы создать крутящий момент вокруг вертикальной оси, с помощью второго органа управления, наклон вокруг поперечной оси путем большего или меньшего закрывания ламельных групп е и g или и а с помощью второго органа управления, наклон вокруг продольной оси путем льшего или меньшего закрывания ла1838180 мельных групп h u k или Ь и d с помощью второго органа управления, Соответствующие процессы управления предусмотрены в режиме горизонтального полета, причем. однако, ламели, как пояснено, занимают другие положения, При этом управление осуществляется только с помощью второго органа управления, в то время, как первый орган управления отключается. В режиме горизонтального полета вперед в описанном примере выполнения все ламели вплоть до ламелей секторов m u

f, а также ламельные группы 21 закрыты.

Они имеют остаточное открытие, вследствие чего струя от несущего винта в этих секторах отклоняется относительно направления полета вниз. Управление полетом на криволинейной траектории осуществляется изменением положения ламельных групп

21. Для наклона вокруг поперечной оси в режиме горизонтального полета соответственно больше открываются ламельные группы m или f; что увеличивает подьемную силу в соответствующей зоне, Профиль ламелей в этих секторах с целью лучшего отклонения струи от несущего винта может быть изогнутым таким образом, что отклонение струи осуществляется на 70О, как показано на фиг.9 при открытом в сторону положении ламелей и на фиг.10 при закрытом положении ламелей. Тем самым могут снижаться потери в результате отклонения струи, Как следует из приведенных пояснений для соответствующих процессов управления соответственно используются в режиме зависания и в режиме горизонтального полета те же самые группы 21 ламелей, первый . раэ из открытого основного положения и в другой раэ из в основном закрытого основного положения. При этом второй орган управления предусмотрен для вращения вокруг трех осей, что способствует необходимым процессам управления в режиме го. ризонтального полета.

Переход от режима зависания к режиму горизонтального полета и обратно осуществляется не резко. Более того, подъемная сила из-за струи и от несущего винта постепенно снижается в то же мере путем закрывания секторов Ь, с. d и h, i, К как возрастает динамическая подъемная сила в результате увеличения скорости и наоборот. При этом, в частности, при процессе перехода от режима зависания в режим горизонтального полета ламели в секторах I и Ь, а также е и g могут устанавливаться соосно не парами, а соосно для создания соответствующей горизонтальной тяг, С помощью этих секторов, аналогично как в режиме зависания, 5

20

35

40. струи от несущего винта, Так как с помощью

55 так и при переходе к режиму горизонтального полета, можно влиять на угол наклона летательного аппарата относительно горизонтальной плоскости в направлении полета.

Во втором примере выполнения летательного аппарата в соответствии с изобретением согласно фиг.б и 7 предусмотрена турбина 27, которая расположена в кабине

6 между сидениями, предназначена как для создания подъемной силы несущих винтов, так и для создания горизонтальной тяги.

Турбина с помощью редуктора 28 (схематично) приводит в действие несущие винты, как уже было описано выше. Кроме того, отработавшие турбинные газы действуют как реактивный двигатель, причем с помощью щитков 29 струи может отклоняться в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Отверстие 30 для всасывания воздуха расположено на нижней стороне кабины. В режиме зависания щитки 29 отклоняют турбинные отработанные газы в вертикальном направлении и тем самым вносят свой вклад в создание подьемной силы (фиг.6). В режиме горизонтального полета струи отработавшего газа входит и выходит в основном горизонтально, Третий пример выполнения летательного аппарата в соответствии с изобретением с измененным расположением ламелей изображен на фиг,8, При этом сектора с и I дополнительно к секторам m u f предназначены для создания горизонтальной тяги путем отклонения струи от несущего винта, Ламели 31 в этих секторах проходят поперек направления полета и предпочтительно имеют профиль в соответствии с фиг.9 и 10, который снижает потери при отклонении такого расположения в режиме горизонтального полета соответственно четыре сектора, равномерно распределенные по периметру струи от несущегб винта, открыты, в корпусе несущих винтов устанавливается равномерное расп ределение давления.

В остальном касательно отдельных процессов управления можно сослаться на описанные выше примеры выполнения, Выполненный описанным образом летательный аппарат может быть разработан в виде беспилотного летательного аппарата или в виде пилотируемого самолета. Данный летательный аппарат объединяет в себе: преимущества вертолета с преимуществами крылатого летательного аппарата. При этом, в частности, летательный аппарат может выполнять все маневры вертолета, не создавая опасности соприкосновения с несущим винтом и не вызывая маятникового

1838180

10 дв ко мо ны в об ве по ма ст ву ле уд же бо по с ре см но ра ст го ет ву ос ру н да с н ру в ся д д щ х в у

M е у у с уг о у с з о н

50 ную силу кольцевого крыла, корпус имеет равляемые воздухопроводы с ламелями, ановленными в зоне выхода струи от неих винтов с возможностью изменения а установки, и складывающееся шасси, л и ч а ю шийся тем, что, с целью учшения летно-технических характерик, кабина размещена в центре корпуса в не его центра масс, привод установлен s секе кабины, несущие винты расположепо внешнюю сторону кабины до кольцежения относительно вертикальной оси, орое исключается с помощью управляео воздухопровода. Тем самым летатель-. аппарат, например, при использовании пасательных целях, может подлететь к 5 ектам с непосредственным соприкосноием с ними. В режиме горизонтального ета в основном могут выполняться все евры традиционного самолета. В частно, могут осуществляться посадки на руле- 10 дорожку. При выходе из строя двигателя ательный аппарат благодаря небольшой льной нагрузке несущих плоскостей мосовершать вынужденную посадку с неьшой высоты в режиме планирующего 15 ета. Для режима планирующего полета елью управления на корпусе предусмоты стабилизаторы 23.

Описанный летательный аппарат, нетря на его разносторонность, экономич- 20 может использоваться на более длинные стояния, что обеспечивается благодаря окому коэффициенту работоспособнопосле перехода в режим планирующего изонтального полета. Управление явля- 25 я очень простым. так как оно соответстт естественной реакции человека и ществляется исключительно с помощью, так что, s частности, отпадает надобть в приведении в действие ножных пе- 30 ей. Кроме того, вследствие, в основном, метричной конструкции вращающихся ущих частей летательный аппарат консттивно прост по сравнению с традиционм самолетом, так как отдельные сектора 35 начительной степени могут изготовлятьунифицированными.

Формула изобретения

1. Летательный аппарат, содержащий соосных вращающихся от одного приво- 40 в противоположном направлении несувинта, расположенных концентрично три корпуса, имеющего внешнюю форвыполненную в виде создающего подьвой внешней части в зоне воэдухопровода, разделенных на секторы посредством проходящих радиально силовых балок, соединяющих корпус с кольцевой внешней частью, при этом ламели установлены на силовых балках, эона воздуховодов разделена по крайней мере на двенадцать секторов:а, Ь, с, d, е, f, g. h, I, k, 1 ° m, каждый из которых охватывает около 30О. ламели установлены в секторах (от а, Ь, d до h, k., 1, m) с возможностью попарного поворота в противоположном направлении, а по крайней мере в секторах, расположенных по продольной оси (m, fj аппарата, и по крайней мере в некоторой части секторов (i, с), расположенных поперек продольной оси, ламели установлены перпендикулярно к йродольной оси летательного аппарата с воэможностью отклонения в одном направлении, причем летательный аппарат снабжен двухрежимной электронной системой управления для горизонтального полета и режима висения.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в системе управления предусмотре- ны серводвигатели управления ламелями, связанные с электродистанционным пультом ручного управления в кабине пилотов.

3. Аппарат по п.1, отл и ч а ю щи и с я тем, что система управления снабжена датчиками определения горизонтального положения аппарата и автоматического управления углом установки ламелей.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что каждый из несущих винтов снабжен внутренним приводным кольцом, взаимодействующим с корпусом посредством опорных роликов и связанным с приводом.

5. Аппарат по п,1, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде правильно.го многоугольника, углы которого силовые балки связывают с кольцевой внешней частью.

6. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что силовые балки имеют треугольный профиль.

7. Аппарат по п.1, отл и ч а ю щи и с я тем, что он снабжен по крайней мере одним силовым приводом для горизонтального полета.

8. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что ламели в секторах, служащих для горизонтальной тяги, имеют криволинейный. профиль, в то время как ламели других секторов выполнены с прямолинейным ilpoфилем.

1838180

21

2,l $381880

1838180

1838180

Составитель С.Кузнецова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Ливринц

Редактор

Заказ 2894 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101