Автожир

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2376200:

Боярер Михаил Зеликович (RU)

Изобретение относится к авиации, к летательным аппаратам тяжелее воздуха. Автожир содержит самолетный фюзеляж, расположенный на фюзеляже несущий винт, лопасть которого жестко связана с втулкой винта, и самолетный двигатель внутреннего сгорания. На фюзеляже автожира установлена пара высокоскоростных несущих винтов, содержащих группу лопастей, расположенных под углом стреловидности «» по отношению к вектору окружной скорости сечения лопасти «», где «» угол между передней кромкой лопасти и плоскостью, перпендикулярной вектору «». Концы смежных стреловидно установленных лопастей связаны между собой и снабжены реактивными соплами. Автожир дополнительно содержит компрессор, связанный с самолетным двигателем внутреннего сгорания. Достигается увеличение скорости горизонтального полета, упрощение системы раскрутки винта перед взлетом и управления автожиром при взлете и посадке. 2 ил.

Предложение относится к области авиации, конкретно к летательным аппаратам тяжелее воздуха.

Первые автожиры были созданы в целях безопасности для обеспечения безштопорного полета летательного аппарата тяжелее воздуха. Для этого вместо крыла на самолетном фюзеляже, снабженном двигателем внутреннего сгорания, был установлен несущий винт.

За аналог принят автожир Сьервы С-4, в котором при помощи «автомата перекоса» наступающая лопасть винта перемещается под меньшим углом атаки, вследствие чего создает меньшую подъемную силу, тогда как отступающая лопасть перемещается с большим углом атаки и создает большую подъемную силу. Такое циклическое (с частотой вращения винта) изменение силы тяги лопастей по азимуту винта позволяет получать одинаковую тягу лопасти независимо от скорости горизонтального полета, позволяет управлять автожиром при взлете и посадке и тем самым позволяет предотвратить опрокидывание автожира при его разгоне.

Существенные признаки аналога общие с изобретением - это наличие самолетного фюзеляжа и самолетного двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающего горизонтальную тягу автожира в полете. Однако циклические колебания лопастей «автоматом переноса» вызывают маховые колебания лопастей.

Как показывает мировой опыт эксплуатации автожиров и вертолетов, автомат перекоса позволил достичь скоростей горизонтального полета только ≈300÷350 км/час.

Наиболее близким аналогом- прототипом по количеству существенных признаков общих с признаками изобретения является автожир Сьервы С-1, в котором на самолетном фюзеляже, снабженном самолетным двигателем внутреннего сгорания, установлен несущий винт с лопастями, жестко связанными с втулкой винта.

Однако в таком автожире ввиду отсутствия «автомата перекоса» и маховых колебаний лопастей отсутствуют система управления автожиром при взлете и посадке, а неуравновешенные силы на противоположных сторонах диска несущего винта переворачивают автожир уже при его разгоне до взлета. Большие трудности сопутствуют всем известным схемам автожиров связаны с необходимостью предварительной раскрутки несущего винта перед его стартом.

Существенные признаки прототипа общие с изобретением - это наличие самолетного фюзеляжа с самолетным двигателем внутреннего сгорания и наличие несущего винта с жестким креплением лопастей к втулке. См. П.Бауэрс. Летательные аппараты нетрадиционных схем. Изд. Мир 1991 г., с.110 - «Автожиры Сьервы».

Задача изобретения: Увеличение скорости горизонтального полета автожира, устранение переворачивания автожира, упрощение системы раскрутки винта перед взлетом, создание простой системы управления автожиром при взлете и посадке.

Поставленная цель достигается тем, что на самолетном фюзеляже автожира соосно установлена пара высокоскоростных несущих винтов, содержащих группу лопастей, расположенных под углом стреловидности - по соотношению к вектору окружной скорости сечения лопасти (где - угол между передней кромкой лопасти и плоскостью, перпендикулярной вектору ), концы смежных лопастей винта связаны между собой и снабжены неактивными соплами, а автожир дополнительно содержит компрессор, связанный с самолетным двигателем внутреннего сгорания.

См. заявку на патент №2007139687/11 «Высокоскоростной воздушный винт». Между достигаемым техническим эффектом и существом изобретения имеется следующая причинно следственная связь.

Известно, что угол стреловидности крыла самолета затягивает начало волнового кризиса на высоких дозвуковых скоростях, а на сверхзвуковых скоростях способствует получению высоких характеристик крыла.

Следовательно, на несущем винте соосного автожира, где группа лопастей установлена с углом стреловидности по отношению к вектору окружной скорости сечения лопасти, так же как и на крыле самолета, стреловидность будет затягивать начало волнового кризиса на высоких дозвуковых скоростях и также будет способствовать получению высоких характеристик несущего винта при сверхзвуковом обтекании лопастей. Это позволит соосному автожиру достигать высоких дозвуковых скоростей горизонтального полета.

П.М.Бауэре. Летательные аппараты нетрадиционных схем. Изд. Мир 1991 г. с.124. Р.Т.Джонс, Теория крыла, Изд. Мир 1995 г. с.88-91.

А соосный автожир с винтами, вращающимися в противоположных направлениях, устраняет возможность опрокидывания практически до высокой дозвуковой скорости горизонтального полета.

Для достижения задачи, упрощения системы раскрутки винтов, перед взлетом и управления полетом автожира при взлете и посадке реактивное сопло лопасти несущего винта связано с дополнительным компрессором высокого давления.

На фиг.1 представлена схема несущего винта автожира. Винт содержит две группы лопастей, расположенных с положительным углом стреловидности (I), и две группы с отрицательным углом - (2¹) по отношению к вектору окружной скорости сечения лопасти .

Комли опорных силовых лопастей (3) жестко связаны с втулкой винта (4). Концы двух групп лопастей (1) и (2) связаны между собой, а на радиусе R они связаны с установленными на их концах реактивными соплами (5).

ω - угловая скорость вращения винта.

На фиг.2 представлена принципиальная схема автожира. На самолетном фюзеляже (6) автожира соосно установлены нижний (7) и верхний (8) несущие винты, лопасти которых снабжены на радиусе R реактивными соплами (5), и самолетный турбовинтовой двигатель (II), содержащий дополнительный компрессор высокого давления (10). Автожир работает следующим образом. Перед полетом несущие винты (7) и (8) раскручивают сжатым воздухом, поступающим с дополнительного компрессора высокого давления (10) двигателя (11).

Винты раскручивают до оборотов, при которых автожир отрывается от земли и зависает в воздухе, затем посредством, например, реактивных сопел, установленных на фюзеляже (6), сжатым воздухом от дополнительного компрессора (10) перемещают автожир по воздуху вблизи земли в горизонтальной плоскости на стартовую площадку. А затем автожир начинает горизонтальный полет посредством тяги, создаваемой турбовинтовым самолетным двигателем (11). Посадка автожира производится в обратном порядке.

Автожир, содержащий самолетный фюзеляж, расположенный на фюзеляже несущий винт, лопасть которого жестко связана с втулкой винта, и самолетный двигатель внутреннего сгорания, отличающийся тем, что на фюзеляже автожира установлена пара высокоскоростных несущих винтов, содержащих группу лопастей, расположенных под углом стреловидности по отношению к вектору окружной скорости сечения лопасти где - угол между передней кромкой лопасти и плоскостью, перпендикулярной вектору концы смежных стреловидно установленных лопастей связаны между собой и снабжены реактивными соплами, а автожир дополнительно содержит компрессор, связанный с самолетным двигателем внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к свободно вращающимся роторам несущего винта. .

Автожир // 2360837

Изобретение относится к авиационной технике. .

Способ выполнения взлета автожира // 2327603

Изобретение относится к авиационной технике. .

Головка ротора с торсионной втулкой и обтекателем для автожира с прыжковым взлетом и вертикальной посадкой // 2313473

Изобретение относится к винтокрылым летательным аппаратам, в частности к автожирам с прыжковым взлетом и вертикальной посадкой, и касается головок роторов с торсионной втулкой и обтекателем.

Летательный аппарат с электроприводом // 2266236

Изобретение относится к винтокрылым летательным аппаратам (ЛА) с вертикальным взлетом и посадкой. .

Головка ротора автожира // 2263047

Изобретение относится к винтокрылым летательным аппаратам, в частности автожирам. .

Устройство для защиты от контактов с лопастями воздушного винта летательного аппарата // 2241638

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано на летательных аппаратах (ЛА), конструкция которых предполагает возможность соударения лопастей при выходе величины их махового движения за заданные пределы с элементами конструкции ЛА и/или с окружающими объектами, например с земной поверхностью.

Система для создания крутящего момента на валу ротора автожира // 2228285

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам раскрутки или подкрутки роторов винтокрылых летательных аппаратов типа автожиров. .

Система для создания крутящего момента на валу ротора автожира // 2228284

Летательный аппарат // 2196706

Изобретение относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха. .

Автожир двухместный с вертикальным взлетом и посадкой // 2463213

Изобретение относится к области авиации, в частности к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки

Способ посадки без пробега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом // 2506203

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам посадки винтокрылых летательных аппаратов. Способ посадки без пробега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом заключается в том, что устанавливают заданную скорость на глиссаде планирования, затем устанавливают заданный общий шаг несущего винта, после этого включают в зависимости от типа силовой установки реверс воздушных винтов или реверсивные устройства двигателей на заданной высоте относительно поверхности посадочной площадки для торможения аппарата и уменьшения посадочной скорости, после этого перед окончанием торможения увеличивают общий шаг и тягу несущего винта для уменьшения скорости приземления аппарата вплоть до нулевого значения к моменту касания колес шасси поверхности площадки. Обеспечивается посадка без пробега летательного аппарата.

Способ взлета без разбега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом // 2514012

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам взлета винтокрылых летательных аппаратов. Способ взлета без разбега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом заключается в том, что раскручивают несущий винт на минимальном общем шаге до заданной частоты вращения на старте, затем осуществляют вертикальный подъем аппарата до отрыва колес шасси от поверхности площадки увеличением общего шага и тяги несущего винта, после этого его разгон переводом во взлетное положение рычагов управления двигателями до достижения заданных значений скорости и высоты на взлете. Достигается возможность взлета без прыжка летательного аппарата.

Способ управления, стабилизации и создания дополнительной подъемной силы дирижабля // 2532448

Изобретение относится к воздухоплаванию. Способ управления, стабилизации и создания дополнительной подъемной силы дирижабля, имеющего корпус, хвостовое оперение, гондолу с полезным грузом и бортовые системы, характеризуется тем, что устойчивость и управляемость дирижабля для требуемых характеристик взлета, полета и посадки обеспечена путем использования на нем автожирного винта с управляемым вектором полной аэродинамической силы. Предусмотрен наклон оси вращения автожирного винта (1) относительно продольного и поперечного направлений в присутствии отдельных маршевых силовых установок, выполняющих свои тяговые функции механически независимо от автожирного винта. Изобретение направлено на упрощение управления. 1 ил.

Универсальный автожир // 2543471

Изобретение относится к области комбинированных транспортных средств. Многофункциональный автожир включает фюзеляж с четырехдверной кабиной, в которой расположены передние кресла и задний диван, приборную панель, навигационные приборы, приборы контроля силовой установки, монитор, шасси, выносной аэродинамический элемент, установленный на стойках над крышей кабины с топливным баком внутри, несущий четырехлопастной винт с автоматической системой установки, фиксации и сложения лопастей, четырехлопастной реверсивный толкающий винт изменяемого шага, электрические мотор-редукторы, V-образные кили с рулями направления, соединенные в верхних точках стабилизатором с рулем высоты, двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Толкающий воздушный винт установлен в аэродинамическом кольце за кабиной в межбалочном пространстве. ДВС размещен в центре масс и используется для привода коробки приводов с установленными на ней генератором, компрессором, тахометром. Автожир снабжен двумя поворотными передними стойками шасси с колесами, четырьмя тормозными колесами, фарами, габаритными и поворотными фонарями впереди и на хвостовой балке. В носовой части установлен сканирующий локатор. Руль рулевой колонки управляет поворотом передних стоек на земле и рулями направления в воздухе. Достигается повышение эксплуатационных характеристик транспортного средства. 2 ил.

Автожир для дифференцированного внесения жидких средств химизации // 2589801

Изобретение к устройствам для внесения жидких средств химизации летательными аппаратами. Автожир для дифференцированного внесения жидких средств химизации содержит: фюзеляж, кабину пилота, шасси, силовую установку, состоящую из двигателя и толкающего винта, свободно вращающийся в полете ротор, хвостовую балку с горизонтальным и вертикальным оперением, бортовой компьютер, приемник ГЛОНАСС/GPS, бак для рабочих растворов, насосный агрегат, секционную штангу с форсунками, блок электрогидравлического регулирования и распределения потока жидких средств химизации. Блок регулирования и распределения потока жидких средств химизации с одной стороны гидравлически подключен к насосу через выходной запорный электромагнитный клапан, а с другой стороны через выходные электромагнитные клапаны к секциям штанги. Все клапаны блока, кроме переливного и датчика давления, связаны интерфейсом с бортовым компьютером, который, в свою очередь, соединен другим интерфейсом с каждой из электромагнитных форсунок не менее двух типоразмеров. Площадь выходного отверстия каждой форсунки каждого типоразмера превышает предыдущую на одну треть. Обеспечивается точное внесение заданных норм средств химизации на каждый участок поля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Автожир для внесения жидких средств химизации // 2598550

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Автожир для внесения жидких средств химизации содержит фюзеляж с кабиной пилота, шасси, хвостовое оперение, двигатель с толкающим винтом, вертикальную мачту с несущим винтом, приборное оборудование, бак, насос с электроприводом, трубопроводную и запорную арматуры, штангу с форсунками, включающую центральную и две крайние секции, выполненные с возможностью их углового перемещения в вертикальной плоскости, тяги крайних секций, линейные актуаторы с приводом, одним концом шарнирно соединенные с горизонтальным кронштейном, другим с выдвижным штоком, соединены с тягами крайних секций штанги. При этом центральная секция штанги снабжена упорами с фиксаторами, установленными на ее концах, а угол поворота крайних секций в вертикальной плоскости изменяется от заданного значения для взлета и посадки до нуля градусов в рабочем положении. Автожир обеспечивает эффективность и качество внесения жидких средств химизации и снизит риск загрязнения окружающей среды. 3 ил.

Устройство для предварительной раскрутки ротора беспилотного гироплана // 2611470

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям автожиров. Устройство для предварительной раскрутки ротора беспилотного гироплана содержит ведущий вал и шкив с намотанным шнуром, свободный конец которого предназначен для закрепления на пусковой установке. Шкив посредством резьбового соединения навернут на нижнее окончание ведущего вала, пропущенного через сферический подшипник. Верхнее окончание ведущего вала соединено с двухстепенным шарниром, передающим вращение на вал несущего винта гироплана. Между корпусом гироплана и шкивом на ведущем валу установлена фрикционная муфта. Достигается уменьшение полетной массы и аэродинамического сопротивления. 1 ил.

Комплект зубчатых колес, прежде всего для летательного аппарата с несущим винтом // 2613117

Изобретение относится к зубчатым передачам, прежде всего для летательного аппарата с несущим винтом. Комплект зубчатых колес состоит из двух зубчатых колес, которые имеют в нормальном сечении два разных к началу зацепления угла зацепления. Кроме того, предлагается содержащий комплект зубчатых колес согласно изобретению передаточный механизм летательного аппарата с несущим винтом, который расположен в направлении силового потока между приводом и главным винтом. Также предлагается трансмиссия с приводом, а также расположенным в направлении силового потока между приводом и главным винтом преобразующим передаточным механизмом, который содержит комплект зубчатых колес согласно изобретению. Кроме того, предлагается летательный аппарат с несущим винтом, который содержит этот комплект зубчатых колес. Обеспечивается увеличение срока службы зубчатых колес. 3 ил.