Пассажирский сверхзвуковой самолет с вертикальным взлетом и посадкой

 

Изобретение относится к авиации и касается строительства самолетов с вертикальным взлетом и посадкой, снабженных аварийно-спасательными средствами для экипажа и пассажиров. Самолет имеет фюзеляж, шасси, два крыла с элеронами и силовую установку. Силовая установка включает в себя два подъемно-маршевых двигателя, каждый из которых прикреплен к крылу самолета снизу соплом назад. Каждое крыло прикреплено к фюзеляжу с возможностью поворота относительно оси, расположенной параллельно оси фюзеляжа, вертикально вверх. Каждый подъемно-маршевый турбореактивный двигатель прикреплен к крылу самолета с возможностью поворота в плоскости, параллельной плоскости крыла, на угол около 90^o соплом вниз при вертикальном положении крыла для подъема самолета вверх. В плоскости крыла к фюзеляжу самолета прикреплены два стабилизатора, каждый из которых установлен с возможностью поворота относительно оси, расположенной параллельно оси фюзеляжа самолета, вертикально вверх и содержит руль управления, выполняющий роль руля высоты при горизонтально расположенном стабилизаторе. При вертикально расположенном стабилизаторе он является рулем направления. Фюзеляж включает пассажирские аварийно-спасательные катапультирующиеся модули, один катапультирующийся грузовой модуль, а также кабину пилотов с катапультирующимися креслами. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении надежности и безопасности полетов, а также в уменьшении габаритов самолета для удобства парковки. 3 з. п.ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к области авиации, а именно к пассажирским сверхзвуковым самолетам, и к самолетам вертикального взлета и посадки, и к пассажирским самолетам, имеющим аварийно-спасательные модули.

Известен самолет с вертикальным взлетом и посадкой, содержащий фюзеляж с кабиной пилотов и пассажиров, шасси, вертикальное и горизонтальное оперение, два крыла с прикрепленными к ним двигателями (ЕР 0416590, 17.03.1992 г., В 64 С 29/00). Однако отсутствие турбореактивных двигателей приводит к значительно меньшим скоростям полета самолета. Кроме того наличие киля с оперением увеличивает сопротивление самолета при горизонтальном полете, а неповорачивающиеся крылья увеличивают сопротивление при вертикальном взлете. Отсутствие катапультирующихся пассажирских модулей снижает безопасность полетов самолета.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности, решаемой технической задаче и совокупности общих существенных признаков является устройство (RU 2162809 С2, 10.02.2001, В 64 С 29/00) принятое за прототип. В нем также содержится фюзеляж с кабиной пилотов и пассажиров, шасси, вертикальное и горизонтальное оперение, два крыла, установлен один подъемно-маршевый двигатель, с возможностью поворота на 90^o. Однако помимо тех же недостатков, присущих предыдущему аналогу, наличие одного двигателя снижает безопасность полетов. Кроме того, очень сложная и ненадежная система поворота двигателя при вертикальном взлете. Помимо этого присутствие дополнительной силовой установки для подъема части крыльев в целях удобной парковки усложняет и утяжеляет самолет.

Технической задачей заявленного изобретения и достигаемый при ее решении технический результат заключается в повышении надежности и безопасности полетов, а также уменьшении габаритов самолета для удобства парковки.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Пассажирский сверхзвуковой самолет с вертикальным взлетом и посадкой содержит фюзеляж, шасси, два крыла с элеронами, силовую установку, включающую два подъемно-маршевых турбореактивных двигателя, каждый из которых прикреплен к крылу самолета снизу соплом назад. Каждое крыло прикреплено к фюзеляжу с возможностью поворота относительно оси, расположенной параллельно оси фюзеляжа, вертикально вверх на угол около 90^o. Каждый подъемно-маршевый турбореактивный двигатель прикреплен к крылу самолета с возможностью поворота в плоскости, параллельной плоскости крыла, на угол около 90^o, соплом вниз при вертикальном положении крыла, для подъема самолета вверх. В плоскости крыла к фюзеляжу самолета прикреплены два стабилизатора, каждый из которых установлен с возможностью поворота относительно оси, расположенной параллельно оси фюзеляжа самолета, вертикально вверх на угол около 90^o, и содержит руль управления, выполняющий роль при горизонтально расположенном стабилизаторе руля высоты, а при вертикально расположенном стабилизаторе - руля направления.

Кроме того, в частных случаях реализации изобретения фюзеляж включает пассажирские аварийно-спасательные катапультирующиеся модули, один катапультирующийся грузовой модуль, а также кабину пилотов с катапультирующимися креслами. Каждый из упомянутых пассажирский и грузовой модули снабжены посадочным устройством и парашютной системой, расположенной в верхней части модуля.

Каждый из упомянутых пассажирских модулей выполнен в виде отсека пассажирского салона с теплоизоляционными стенками, которые образуют внешний обвод фюзеляжа, при этом каждый пассажирский модуль снабжен автономной системой энергообеспечения, а в нижней части каждого пассажирского и грузового модуля выполнен отсек для надувных амортизационных баллонов, имеющих автономную систему газонаполнения.

Самолет снабжен противообледенительной системой передней кромки крыльев, включающей вспомогательную силовую установку, направляющую горячий отработавший газ по воздуховоду, проходящему вблизи передних кромок крыльев самолета.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения изобретения может быть подтверждена описанием возможной конструкции устройства, выполненной в соответствии с изобретением, сущность, которая поясняется графическими материалами, на которых изображено следующее: На фиг.1-15 представлен пример исполнения заявленного изобретения: фиг.1 - вид самолета спереди; фиг.2 - вид самолета сверху; фиг.3 - вид самолета снизу; фиг.4 - вид самолета сбоку; фиг. 5 - вид самолета спереди с поднятыми стабилизаторами в верхнее положение; фиг. 6 - вид самолета сверху с поднятыми стабилизаторами в верхнее положение; фиг. 7 - вид самолета сбоку с поднятыми стабилизаторами в верхнее положение; фиг. 8 - вид самолета спереди с поднятыми крыльями в верхнее положение и повернутыми подъемно-маршевыми турбореактивными двигателями вниз соплом;
фиг. 9. - вид самолета сбоку с поднятыми крыльями в верхнее положение и повернутыми подъемно-маршевыми турбореактивными двигателями вниз соплом;
фиг.10 - вид самолета сверху в разрезе с размещением вспомогательной силовой установки и воздуховодов;
фиг.11 - вид сверху подъемного механизма крыла и стабилизатора самолета;
фиг.12 - схема аварийно-спасательного модуля;
фиг.13 - поперечный разрез салона аварийно-спасательного модуля;
фиг.14 - вид с торца аварийно-спасательного модуля;
фиг. 15 - вид аварийно-спасательного модуля после катапультирования в процессе спуска.

Пассажирский сверхзвуковой с вертикальным взлетом и посадкой самолет повышенной комфортности с аварийно-спасательными модулями содержит фюзеляж 1, крылья 2, два подъемно-маршевых турбореактивных двигателя 3, стабилизаторов 4, шасси 5. Фюзеляж 1 самолета содержит три катапультирующихся пассажирских аварийно-спасательных модуля 6 повышенной комфортности, а также катапультирующийся грузовой модуль 7 и кабину пилотов 8 с двумя катапультирующимися креслами (не указаны). На каждом крыле расположен поворачивающийся турбореактивный двигатель 3, вспомогательная силовая установка 10 с соплами воздуховодов 11. Элерон 12 работает в том числе и как руль высоты. Иногда этот элемент крыла называют элевоном. Стабилизаторы 4 с рулями управления поворачиваются как в горизонтальное, так и в вертикальное положение, выполняя роль киля, и работают как рули высоты и направления при соответствующем положении стабилизатора.

В процессе запуска самолета запускаются вспомогательные силовые установки 10, затем запускаются турбореактивные двигатели 3. После этого напряжение, подающееся с генераторов вспомогательной силовой установки 10 и генераторов газотурбинных двигателей 3, подается на электродвигатели 9 (фиг.11) подъемного механизма 13 (фиг.11) крыльев 2. После поднятия крыльев 2 поворачиваются турбореактивные двигатели 3 в вертикальное положение соплом 14 (фиг. 4, 8) вниз, после чего самолет начинает взлетать в вертикальном положении до определенной высоты. После достижения определенной высоты турбореактивные двигатели 3 поворачиваются в горизонтальное положение. Одновременно опускаются крылья 2 с помощью подъемного механизма 13 (фиг.11) крыльев 2. После этого самолет начинает перемещаться в горизонтальном положении.

В случае возникновения аварийной ситуации пилот нажимает аварийную кнопку, либо бортовой компьютер дает команду аварийного катапультирования. При этом задействуются одновременно все катапультные установки 15 (фиг.14). Пассажиры, находящиеся в пассажирских аварийно-спасательных модулях 6, от взлета до посадки самолета постоянно находятся пристегнутыми ремнями безопасности к креслам 16 (фиг.13). После того, как задействуются все катапультные установки 15? модули 6 и 7 выталкиваются из фюзеляжа 1 пружинами 17 (фиг. 14), на которые опирались модули 6 и 7. После катапультирования замыкаются контакты автономного аварийного энергообеспечения модулей 6, которые осуществляет аккумулятор, находящийся в каждом модуле 6. Напряжение, поступающее с упомянутого аккумулятора, обеспечивает работу аварийного освещения в модуле 6, кондиционера 26 (фиг.13), световой сигнализации 18 (фиг.14), а также радиопередатчика, передающего сигнал в эфир для обнаружения местоположения модулей 6 и 7 и магнитофонной приставки, посредством которой пассажиры информируются о правилах поведения в аварийной ситуации. После катапультирования модулей 6 и 7 и окончания работы катапультной установки 15 реле времени включает электромагниты электродвигателей, открывающие створки 19 (фиг.15) парашютного отсека 25 (фиг.13). После открытия створок 19 с вытяжного парашюта 20 (фиг.15) вводится в действие основной парашют 21 и происходит плавный спуск модулей 6 и 7 на грунт или водную поверхность.

При снижении модулей 6 и 7 на определенной заранее заданной высоте посредством прибора, например барометрического высотомера, включается система 23 наполнения надувных амортизационных баллонов высокого давления с вентилями. Надувные амортизационные баллоны 22 обеспечивают мягкую посадку модулей 6 и 7 на любой грунт или водную поверхность. Между амортизационными баллонами 22 снизу на модуле расположен датчик 24 касания модулем грунта или воды, замыкающий контакт, для обеспечения включения электромагнита, отцепляющего основной парашют 21, при этом включается реле времени, подающее напряжение на пиропатрон, предназначенный для отстрела основного парашюта 21, чтобы избежать протаскивания модулей 6 и 7 по грунту с парашютом.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его изготовления не требуется специальной оснастки и новой технологии.

Описанная в данном примере и изображенная в графических материалах конструкция самолета не является единственно возможной для достижения вышеуказанного технического результата и не исключает других вариантов его изготовления, содержащих совокупность признаков, включенных в независимый пункт формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Пассажирский сверхзвуковой самолет с вертикальным взлетом и посадкой, содержащий фюзеляж, шасси, два крыла с элеронами, силовую установку, включающую, по меньшей мере, один подъемно-маршевый, турбореактивный двигатель, отличающийся тем, что силовая установка содержит два подъемно-маршевых двигателя, каждый из которых прикреплен к крылу самолета снизу соплом назад, при этом каждое крыло прикреплено к фюзеляжу с возможностью поворота относительно оси, расположенной параллельно оси фюзеляжа, вертикально вверх, а каждый подъемно-маршевый турбореактивный двигатель прикреплен к крылу самолета с возможностью поворота в плоскости, параллельной плоскости крыла на угол около 90° соплом вниз при вертикальном положении крыла, для подъема самолета вверх, кроме того, в плоскости крыла к фюзеляжу самолета прикреплены два стабилизатора, каждый из которых установлен с возможностью поворота относительно оси, расположенной параллельно оси фюзеляжа самолета, вертикально вверх, и содержит руль управления, выполняющий роль, при горизонтально расположенном стабилизаторе, руля высоты, а при вертикально расположенном стабилизаторе - руля направления.

2. Самолет по п.1, отличающийся тем, что фюзеляж включает в себя пассажирские аварийно-спасательные катапультирующиеся модули, один катапультирующийся грузовой модуль, а также кабину пилотов с катапультирующимися креслами, при этом каждый из упомянутых модулей снабжен посадочным устройством и парашютной системой, расположенной в верхней части модуля.

3. Самолет по п.2, отличающийся тем, что каждый из упомянутых пассажирских модулей выполнен в виде отсека пассажирского салона с теплоизоляционными стенками, которые образуют внешний обвод фюзеляжа, при этом каждый пассажирский модуль снабжен автономной системой энергообеспечения, а в нижней части каждого пассажирского и грузового модуля выполнен отсек для надувных амортизационных баллонов, имеющих автономную систему газонаполнения.

4. Самолет по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что снабжен противооблединительной системой передней кромки крыльев, включающей вспомогательную силовую установку, направляющую горячий отработавший газ по воздуховоду, проходящему вблизи передних кромок крыльев самолета.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15