Турбовентиляторный способ создания подъемной силы летательного аппарата в горизонтальном полете, летательный аппарат-турболет, летательный аппарат самолетного типа повышенной грузоподъемности

Турбовентиляторный способ создания подъемной силы летательного аппарата в горизонтальном полете, летательный аппарат-турболет, летательный аппарат самолетного типа повышенной грузоподъемности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Группа изобретений относится к области летательных аппаратов со свойствами вертикального и горизонтального полетов, подъемная сила которых в горизонтальном полете создается как только за счет одних турбовентиляторных систем, так и совместно с турбовентиляторными системами аэродинамическими подъемно-несущими плоскостями.

Аналогов заявляемому изобретению не найдено.

Техническим результатом заявляемого изобретения турболет является создание бескрылого летательного аппарата (ЛА) безаэродромного типа без применения аэродинамических плоскостей (крыльев), что позволяет:

1) существенно уменьшить лобовое сопротивление ЛА в горизонтальном полете;

2) в несколько раз уменьшить поперечные размеры ЛА, что создает возможность безаэродромного базирования практически в любых условиях, в том числе на плавучих средствах общего назначения;

3) значительно уменьшить технологическую емкость производства за счет устранения таких сложных частей самолета, как подъемно-несущие плоскости.

Указанный технический результат достигается тем, что для создания в горизонтальном полете подъемной силы ЛА вместо аэродинамических подъемно-несущих плоскостей применяют подъемно-несущие турбовентиляторы (ТВ) с управляемым вектором тяги с газовым приводом от турбореактивных двигателей (ТРД), функционирующих в качестве газогенераторов (ГГ) на всем протяжении маршевого полета, а горизонтальную скорость обеспечивают на основе реактивной или винтовой тяги. Подъемно-несущие ТВ размещают вдоль бортов фюзеляжа или поверх фюзеляжа на поворотных или неподвижных платформах.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых показан пример исполнения турболета с бортовым размещением ТВ.

Фиг.1. Турболет, вид спереди.

Фиг.2. Турболет, вид сверху.

Примечание. На чертежах левая половина ЛА показана в полетном положении, правая половина - в положении после посадки.

Заявляемый турболет (фиг.1, 2) содержит фюзеляж 1, подъемно-несущие ТВ 2 с управляемым вектором тяги, расположенные по бортам фюзеляжа и сгруппированные в откидные поворотные платформы 3, турбореактивные двигатели-газогенераторы (ТРД-ГГ) 4, также расположенные по бортам фюзеляжа и связанные с ТВ через трубопроводы 5 газового привода, объединенные в единую газопроводную систему, маршевый горизонтально-тяговый ТРД 6, обеспечивающий скоростной горизонтальный полет ЛА, установленный в хвостовой части фюзеляжа, аэродинамические руль поворота 7, стабилизатор 8 и руль высоты 9 с функцией элеронов, газоструйные рули (не показаны). Функция элеронов левой и правой полуплоскостей руля высоты 9 заключается в том, что полуплоскости имеют возможность поворота на разные углы одновременно, для чего ЛА снабжен соответствующим управляющим механизмом. Эта функция элеронов руля высоты 9 позволяет устранять крен турболета в скоростном горизонтальном полете. Корректировка возможного при этом отклонения по тангажу производится с помощью газоструйной рулевой системы. В наземном положении, как показано в позиции 10 фиг.1, ТВ-платформы 3 закрепляют под фюзеляжем пружинными фиксаторами. Поворотных механизмов ТВ-платформы не имеют. В полетное положение 3 они самоустанавливаются под действием выходного газового потока ТВ. В этом положении их запирают автоматическими фиксаторами.

Продольные трубопроводы 5 единой газопроводной системы служат одновременно осями поворота ТВ в составе поворотных платформ 3. Газовый поток на ТВ поступает через боковые отверстия продольных трубопроводов, причем входные газопроводящие отверстия ТВ снабжены регулировочными клапанами-заслонками с возможностью управления газовым потоком на каждом отдельном ТВ.

Как видно из чертежей, применение турбовентиляторного подъемно-несущего комплекса в несколько раз уменьшает поперечные размеры ЛА по сравнению с крылатыми самолетами, что в сочетании с возможностью вертикальных взлета и посадки позволяет базировать достаточно тяжелые турболеты на очень небольших площадках, например, в горах или на плавсредствах общего назначения, не говоря уже о специальных авианесущих кораблях. Причем на авианосцах преимущество заявляемого изобретения турболет может оказаться особенно заметным, так как позволит базировать на них крупные турболеты, например транспортные или воздушные самолетные топливозаправщики, а также тяжелые турболеты с другим назначением.

Полетный цикл турболета выполняют по следующей схеме.

1. Выводят турболет на взлетную площадку.

2. Запускают двигатели подъемного и горизонтально-тягового комплексов.

3. Форсируют работу ТРД-ГГ, в результате чего подъемно-несущие платформы ТВ под действием выходных газовых потоков ТВ принимают полетное положение, которое автоматически фиксируют.

4. Производят вертикальный взлет.

5. Форсируют горизонтально-тяговый ТРД и переходят в маршевый полет.

Посадочные маневры производят следующим образом.

1. Достигнув места посадки, снижают обороты горизонтально-тягового ТРД или производят его останов.

2. Используя маневренные возможности подъемно-несущих ТВ и газоструйных рулей, зависают над точкой посадки.

3. Снижают обороты ТРД-ГГ и совершают посадку.

4. Производят останов ТРД-ГГ и фиксируют ТВ-платформы в посадочном положении.

Изобретение ЛА повышенной грузоподъемности относится к летательным аппаратам с комбинированным подъемно-несущим комплексом в составе аэродинамических подъемно-несущих плоскостей и подъемно-несущих турбовентиляторов.

Аналогов заявляемому изобретению не найдено.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание ЛА повышенной грузоподъемности до ее удвоения при сохранении или незначительном увеличении традиционных (нормативных для самолетов) размеров, сокращение величин разбега при подъеме и пробега при посадке, а при нормативной для самолетов весовой нагрузке появлении возможности вертикальных взлета и посадки, а также в любом случае сохранение высоких самолетных скоростей в маршевом полете.

Указанный технический результат достигается тем, что в ЛА применяют аэродинамические подъемно-несущие плоскости (крылья) совместно с расположенными вдоль бортов фюзеляжа подъемно-несущими ТВ с газовым приводом от ТРД, функционирующих в качестве газогенераторов на всем протяжении маршевого полета, а горизонтальную скорость обеспечивают на основе реактивной или винтовой тяги.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых показан пример исполнения ЛА повышенной грузоподъемности с бортовым расположением ТВ, бортовыми ТРД-ГГ и хвостовым горизонтально-тяговым ТРД.

Фиг.3. ЛА повышенной грузоподъемности, вид спереди.

Фиг.4. ЛА повышенной грузоподъемности, вид сверху.

Примечание. На чертежах левая половина ЛА показана в полетном положении с использованием как аэродинамических подъемно-несущих плоскостей (крыльев), так и подъемно-несущих ТВ, правая половина показана с использованием только аэродинамической подъемно-несущей плоскости.

Заявляемый ЛА повышенной грузоподъемности содержит фюзеляж 1, аэродинамическую подъемно-несущую плоскость 11, подъемно-несущие ТВ 2, расположенные по бортам фюзеляжа и сгруппированные в откидные поворотные платформы 3, ТРД-ГГ 4, расположенные также по бортам фюзеляжа и связанные с ТВ через трубопроводы 5 газового привода, объединенные в единую газопроводную систему через соединительный трубопровод 12, маршевый горизонтально-тяговый ТРД 6, обеспечивающий скоростной горизонтальный полет, установленный в хвостовой части фюзеляжа, аэродинамический руль поворота 7, стабилизатор 8 и руль высоты 9, газоструйные рули (не показаны).

В наземном положении подъемно-несущие ТВ-платформы 3 располагают в одном из следующих положений: оставляют в полетном положении или убирают в ниши 13, как показано на фиг.3 и 4. Позиция 14 на фиг.3 показывает также положение ТВ-платформ при использовании только аэродинамической подъемно-несущей плоскости, например, при недостаточной грузовой нагрузке ЛА. При этом проходные отверстия ТВ закрывают либо выдвижными щитками-обтекателями, либо заслонками типа жалюзи.

Полетная технология ЛА повышенной грузоподъемности представляется следующим образом:

1) производят запуск ТРД-ГГ и горизонтально-тягового ТРД.

2) увеличивают обороты ТРД-ГГ и устанавливают ТВ-платформы в полетное положение.

3) форсируют работу ТРД-ГГ и горизонтально-тягового ТРД, производят укороченный разбег и взлет ЛА. При взлете применяют как аэродинамическую систему управления, так и газоструйные рули.

При неполной весовой нагрузке, например половинной, что соответствует по отдельности несущим способностям как аэродинамической подъемно-несущей плоскости, так и турбовентиляторному подъемно-несущему комплексу, взлет производят на основе вертикальной тяги ТВ, а затем переходят в горизонтальный полет. При этом управление взлетом производят на основе газоструйного рулевого комплекса, включая изменение вектора тяги ТВ.

Посадочные маневры особенностей не имеют.

1. Способ создания подъемной силы на маршевом этапе горизонтального полета скоростного летательного аппарата без применения аэродинамических несущих плоскостей, состоящий в том, что вместо аэродинамических подъемно-несущих плоскостей применяют подъемно-несущие турбовентиляторы с газовым приводом от турбореактивных двигателей, функционирующих в качестве газогенераторов на всем протяжении маршевого полета, а горизонтальный скоростной полет обеспечивают на основе турбореактивных или винтовых с воздушными движителями двигателей с продольным относительно летательного аппарата вектором тяги, причем управление скоростным маршевым полетом производят на основе аэродинамических рулей высоты и направления, а взлетно-посадочные маневры выполняют на основе газоструйных рулей.

2. Скоростной летательный аппарат-турболет, содержащий подъемно-несущие в маршевом горизонтальном полете турбовентиляторы, турбореактивные двигатели в качестве газогенераторов газового привода турбовентиляторов, трубопроводы газового привода, объединенные в единую газопроводную систему, турбореактивные или винтовые с воздушными движителями двигатели с продольным относительно летательного аппарата вектором тяги с возможностью обеспечения скоростного маршевого полета, аэродинамические руль направления и руль высоты с функцией элеронов, газоструйные рули с возможностью управления маневрами летательного аппарата в режиме висения и на малых скоростях полета.

3. Скоростной летательный аппарат-турболет по п.2, отличающийся тем, что подъемно-несущие турбовентиляторы расположены вдоль фюзеляжа и выполнены откидными с фиксацией полетного положения, а их полые оси вращения выполнены на основе продольных трубопроводов единой газопроводной системы, причем входные газопроводящие отверстия турбовентиляторов снабжены регулировочными клапанами-заслонками с возможностью управления газовым потоком на каждом отдельном турбовентиляторе.

4. Скоростной летательный аппарат-турболет по п.2, отличающийся тем, что подъемно-несущие турбовентиляторы расположены на концевых частях поворотных платформ, установленных поверх фюзеляжа, и связаны с единой газопроводной системой через полые газопроводящие оси, проходящие через центр вращения поворотных платформ, причем турбовентиляторы на поворотных платформах установлены таким образом, что при их функционировании обдува фюзеляжа газовым потоком от турбовентиляторов не происходит.

5. Скоростной летательный аппарат-турболет по п.2, отличающийся тем, что левая и правая подвижные плоскости руля высоты снабжены механизмом раздельного управления с возможностью одновременного поворота их на разные углы и реализации таким образом функции элеронов.

6. Скоростной летательный аппарат повышенной грузоподъемности, содержащий комбинированный полетный комплекс в составе аэродинамической подъемно-несущей плоскости и подъемно-несущих турбовентиляторов с изменяемым вектором тяги, с возможностью как совместного, так и раздельного применения элементов комбинированного полетного комплекса на всех этапах полета, турбовентиляторные двигатели в качестве газогенераторов подъемно-несущих турбовентиляторов, трубопроводы газового привода, объединенные в единую газопроводную систему, турбореактивные или винтовые с воздушными движителями двигатели с продольным относительно летательного аппарата вектором тяги с возможностью обеспечения скоростного маршевого полета, аэродинамические рули высоты и направления, газоструйные рули с возможностью управления летательным аппаратом в режимах малоскоростного полета.