Летательный аппарат "турболет-м2"

Изобретение относится к области летательных аппаратов и воздушному транспорту. Летательный аппарат состоит из корпуса, включающего в себя кабину пилотов и двигательный отсек, и крыльевого модуля. Крыльевой модуль включает одно несущее многорядное кольцевое крыло с лопатками, распределенными и по его окружности, и по его высоте (пакетный воздушный винт). Кольцевая труба содержит две лопастные помпы, прокачивающие жидкость в направлении, обратном вращению пакетного воздушного винта для компенсации реактивного момента крыла. Поворот крыльевого модуля достигается за счет использования двух пар оппозитных аэродинамических рулей и посредством смещения грузов вдоль внешнего обвода крыльевого модуля в направлении его наклона. Передача мощности от двигателей осуществляется через два полых вала по бокам аппарата и закрепленные на их внешних концах шестерни, находящиеся в зубчатом зацеплении с рейкой по ободу пакетного воздушного винта. Достигается снижение нагрузок на трансмиссию, повышение управляемости аппарата и эффективности пакетного воздушного винта по созданию подъемной силы и тяги в направлении полета. 2 ил.

 

1. Область техники

Настоящее изобретение относится к областям техники летательных аппаратов и воздушного транспорта.

2. Уровень техники

По уровню техники описываемый летательный аппарат имеет аналогом (прототипом) летательные аппараты «Турболет» и «Турболет-М», представленные патентами RU 2268845 С2, 12.04.2004 и RU 2307768 С1, 14.02.2006, соответственно.

3. Сущность изобретения

Летательный аппарат «Турболет-М2» (дальше по тексту «турболет») состоит из корпуса (фиг.1, п.1), объединяющего кабину пилотов и технический отсек с двигателями, запасами топлива, системой посадки и другими важными для функционирования турболета системами, и крыльевого модуля, способного поворачиваться, аналогично «Турболету-М», вокруг двух консольных балок, закрепленных по бокам корпуса по его поперечной оси и проходящих внутри ведущих полых валов привода.

В данном изобретении в отличие от прототипов подъемную силу создает лишь одно кольцевое крыло, расположенное ниже консольных балок. Сведение двух кольцевых крыльев, как у прототипов, в одно улучшает аэродинамические характеристики лопаток. Кроме того, это кольцевое крыло таково, что его высота (толщина) значительно превышает высоту профиля одиночной лопатки, что позволяет распределить лопатки не только по окружности, но и по высоте для исключения их взаимовлияния. Такое кольцевое крыло, по сути, представляет собой пакет из 4-х лопастных винтов, в данном случае, размещенных один над другим со смещением, что позволяет назвать такую конструкцию «пакетным воздушным винтом».

Для компенсации реактивного момента от пакетного воздушного винта над консольными балками на крыльевом модуле монтируется «жидкостной» маховик (реактор), кольцевая труба с двумя встроенными помпами (из условия симметрии), прокачивающими жидкость в направлении, обратном вращению пакетного воздушного винта.

Повороты крыльевого модуля вокруг консольных балок осуществляются не только за счет усилий от аэродинамических рулей, работающих в воздушном потоке пакетного воздушного винта, как у прототипов, но и под влиянием грузов, смещаемых в плоскости крыльевого модуля в направлении поворота вдоль его внешнего обвода. Четыре независимых груза по внешнему обводу крыльевого модуля дополняют и дублируют работу аэродинамических рулей, повышая эффективность управления аппаратом, и, кроме того, позволяют успешно решить задачу центровки крыльевого модуля относительно оси вращения при его повороте вокруг консольных балок.

Для создания подъемной силы мощность от двигателей из двигательного отсека корпуса турболета передается на пакетный воздушный винт через два полых вала по бокам аппарата и закрепленные на их внешних концах шестерни, находящиеся в зубчатом зацеплении с рейкой по ободу пакетного воздушного винта.

Наличие единственного пакетного воздушного винта позволило переместить зубчатое зацепление вплотную к корпусу, что привело к уменьшению скоростей вращения как шестерни, так и высотного кольцевого крыла, снизив нагрузку на трансмиссию.

4. Краткое описание чертежей

Компоновка турболета представлена в двух видах: вид сзади (фиг.1) и вид сверху (фиг.2).

На фиг.1 изображены корпус (1) с кабиной пилотов и двигательным отсеком, крыльевой модуль, состоящий из несущей рамы ферменной конструкции (2) с закрепленными на ней обечайками, между которыми вращается один пакетный воздушный винт (3) с 32 лопастями, распределенными по окружности на 4 группы, а по высоте - на 8 групп. Крыльевой модуль соединен с корпусом двумя консольными балками (4), вокруг которых он может поворачиваться на углы ±90°, обеспечивая поступательное движение летательного аппарата. Импульсы для поворотов крыльевому модулю придают аэродинамические рули (5), а также грузы, перемещающиеся внутри трубопровода (6).

Привод на пакетный воздушный винт состоит из двигателей (7), редукторов (8), полых валов (9), соосных с опорными консольными балками и шестернями на их концах (10), входящими в реечное зацепление с ободом пакетного воздушного винта.

Компенсация реактивного момента от пакетного воздушного винта осуществляется «жидкостным» маховиком (реактором), представляющим собой кольцевую трубу (11) с двумя встроенными лопастными помпами (12), прокачивающими жидкость в направлении, обратном вращению пакетного воздушного винта. Помпы приводятся в движение через трансмиссию (13) от ведущей шестерни (10).

Фиг.2 поясняет взаимное расположение элементов конструкции.

5. Осуществление изобретения

Предлагаемая конструкция имеет меньше составных элементов, лучше организована, проще в изготовлении и поэтому на современном уровне технологии представляется вполне достижимой.

Летательный аппарат, состоящий из корпуса, включающего в себя кабину пилотов и двигательный отсек, крыльевого модуля, монтируемого на двух консольных балках, закрепленных на корпусе по его поперечной оси и проходящих внутри ведущих полых валов привода, и способного поворачиваться относительно этой оси на углы ±90° вокруг сохраняющего свое положение в плоскости тангажа корпуса аппарата, отличающийся тем, что крыльевой модуль включает одно несущее многорядное кольцевое крыло с лопатками, распределенными и по его окружности, и по его высоте (пакетный воздушный винт), расположенное ниже консольных балок, и кольцевую трубу с двумя встроенными лопастными помпами, прокачивающими жидкость в направлении, обратном вращению пакетного воздушного винта для компенсации реактивного момента кольцевого крыла, расположенную выше консольных балок, причем повороты крыльевого модуля достигаются за счет использования двух пар оппозитных аэродинамических рулей, установленных в воздушном потоке кольцевого крыла в двух главных осях плоскости крыльевого модуля, и посредством смещения грузов вдоль внешнего обвода крыльевого модуля в направлении его наклона, при этом передача мощности от двигателей через два полых вала по бокам аппарата и закрепленные на их внешних концах шестерни, находящиеся в зубчатом зацеплении с рейкой по ободу пакетного воздушного винта, создают подъемную силу.