Вертолет



Вертолет
Вертолет

 


Владельцы патента RU 2494924:

Носачев Леонид Васильевич (RU)

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям вертолетов. Вертолет содержит фюзеляж с кабиной, средствами взлета и посадки, органами управления и силовую установку с несущим и толкающим винтами. Фюзеляж имеет обтекаемую дискообразную форму и на нем установлена аэродинамическая поверхность в виде крыла, интегрированного с профилированным полукольцом, охватывающим жесткий несущий винт. Внутри вертолета размещена система управления обтеканием фюзеляжа с установленными на верхней аэродинамической поверхности щелевыми воздухозаборными устройствами и соплами наддува воздуха на нижней аэродинамической поверхности фюзеляжа вертолета. Повышается топливная эффективность и скорость полета вертолета. 2 ил.

 

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в вертолетостроении.

Повышение топливной эффективности и скорости полета вертолета до сих пор остаются актуальными задачами. Для их решения ведут поиск новых аэродинамических компоновок и устройств вертолета (см., например, Джексон Р. Вертолеты. Иллюстрированная энциклопедия. Перевод с английского Беляева В.В. М. «Омега», 2007; Михеев С.В. Пути совершенствования винтокрылых летательных аппаратов. М., МАИ, 2006; Щербаков В.В. Х-2 становится рейдером. Х-3 - концепт скоростного вертолета от «Еврокоптера». «Взлет», №11, 2010, патенты RU №2123453, МПК В64С 11/18, 1998; №2397110, МПК В64С 11/48, 2006; №2192986, МПК В64С 27/18, 2000; №2268845, МПК В64С 27/20, 2004; №2307766, МПК В64С 27/10, 2005; №2148531, МПК В64С 27/20, 1998). Известно, что основным ограничением роста скорости полета вертолета является срыв потока в зонах обратного и сверхзвукового обтекания лопастей, падение к.п.д. несущих винтов, усиление тряски и ухудшение устойчивости и управляемости вертолета (см., например, Ромасевич В.Ф., Самойлов Г.А., Практическая аэродинамика вертолетов. - М.: Воениздат, 1980, с.230-231).

Известен вертолет с роторным компенсатором реактивного момента (патент RU №2282565, МПК В64С 27/04, 23/02, 23/08, 2004), содержащий фюзеляж с кабиной и средствами взлета/посадки, силовую установку с несущим винтом и органы управления на основе усеченного конуса с обтекателем в индуктивном потоке несущего винта, создающего аэродинамическую силу в соответствии с эффектом Магнуса, компенсирующую реактивный момент.

Недостатком известного вертолета с роторным компенсатором реактивного момента является технологическое несовершенство предложенной системы путевого управления вертолета.

Известен вертолет X-2 фирмы Сикорский, совершивший свой первый полет в 2008 году (Щербаков В. X-2 - конкурент для конвертоплана? "Взлет", №11, 2008), содержащий фюзеляж с кабиной, средствами взлета/посадки, органами управления и силовую установку с жестким соосным несущим винтом и толкающим винтом.

Недостатком известного вертолета являются высокие энергозатраты, требуемые для поддержания высокой скорости полета.

Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому вертолету является принятый за прототип скоростной воздухоплавательный аппарат (патент RU №2101214, МПК В64С 27/10, 1998), содержащий фюзеляж с кабиной, средствами взлета/посадки, органами управления, силовую установку с двумя соосно расположенными несущими винтами и соосно расположенную над несущими винтами оболочку в форме полусферы для создания аэростатической подъемной силы.

Недостатком известного технического решения является повышенное профильное и индуктивное сопротивление выбранной конструкции летательного аппарата из-за больших требуемых размеров оболочки, закрепленной над несущими винтами.

Задачей заявленного изобретения является повышение топливной эффективности и скорости полета вертолета.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в улучшении летно-технических характеристик вертолета.

Решение поставленной задачи и технический результат достигается тем, что в вертолете, содержащем фюзеляж с кабиной, средствами взлета/посадки, органами управления и силовую установку с несущим и толкающим винтами, фюзеляж имеет обтекаемую дискообразную форму, на нем установлена аэродинамическая поверхность в виде крыла, интегрированного с профилированным полукольцом, охватывающим жесткий несущий винт, внутри фюзеляжа размещена система управления обтеканием вертолета с установленными на верхней аэродинамической поверхности фюзеляжа щелевыми воздухозаборными устройствами и соплами наддува воздуха на нижней аэродинамической поверхности фюзеляжа вертолета.

Предложенная аэродинамическая компоновка вертолета позволяет экранировать вращающийся несущий винт от набегающего потока воздуха, улучшить условия обтекания лопастей несущего винта, сократить зону их обратного обтекания при высоких скоростях горизонтального полета или полностью его остановить.

Подъемная сила, действующая на вертолет при вертикальном взлете, складывается из реактивной тяги несущего винта и аэродинамической подъемной силы фюзеляжа вертолета, возникающей как разность давлений на его нижней и верхней аэродинамических поверхностях в результате организации обтекания воздушным потоком несущего винта верхней аэродинамической поверхности фюзеляжа и отсоса/наддува воздуха системой управления обтеканием вертолета. При полете вблизи земли подъемная сила подрастает также за счет эффекта экрана поверхности.

В горизонтальном полете мощность силовой установки переключают с несущего на толкающий винт, который обеспечивает необходимую тягу, а подъемную силу - аэродинамические поверхности вертолета. Несущий винт в данном случае может быть полностью остановлен или переведен в режим авторотации для повышения безопасности полета на низких высотах.

На фигуре 1 показан общий вид вертолета сбоку. На фигуре 2 представлен вид вертолета сверху.

Вертолет содержит фюзеляж 1 с органами управления 2, кабиной 3, средствами взлета/посадки 4 и силовую установку (на фигурах не показана) с несущим винтом 5 и толкающим винтом 6. На фюзеляже 1 установлена аэродинамическая поверхность в виде крыла 7, интегрированного с профилированным полукольцом 8, охватывающим жесткий несущий винт 5. Внутри фюзеляжа 1 размещена система управления обтеканием 9 вертолета с установленными на верхней аэродинамической поверхности 10 фюзеляжа 1 щелевыми воздухозаборными устройствами 11 и соплами 12 наддува воздуха на нижней аэродинамической поверхности 13 фюзеляжа 1 вертолета. Лопасти несущего винта 5 с обтекаемой втулкой 14 имеют трапециевидную форму в плане, перспективные аэродинамические профили, секционированные передние и задние кромки 15. Крыло 7 с механизацией 16 имеет также кромки 17 управления обтеканием интегрированного с ним профилированного полукольца 8.

Заявленный вертолет работает следующим образом в штатных режимах набора высоты, висения и горизонтального полета.

Режим взлета осуществляют под действием подъемной силы вертолета, которую создают тягой несущего винта 5 и аэродинамической подъемной силой фюзеляжа 1. На старте аэродинамическая подъемная сила фюзеляжа 1 возникает, как разность давлений на его нижней и верхней аэродинамических поверхностях, обтекаемых потоком воздуха от несущего винта 5, и при отборе/выдуве воздуха системой управления обтеканием вертолета. При полете на малой высоте действует также эффект экрана, увеличивающий подъемную силу.

С переходом в режим горизонтального полета мощность силовой установки переключают с несущего винта 5 на толкающий винт 6. В зависимости от скорости и высоты полета несущий винт 5 останавливают или переводят в режим авторотации. Экранировка несущего винта 5 профилированным полукольцом 8 ослабляет неблагоприятное взаимодействие лопастей несущего винта 5 с набегающим потоком воздуха.

Возможен также взлет вертолета с разбегом при использовании воздушной подушки или убирающегося шасси. В этом случае сначала раскручивают несущий винт 5 с малым углом атаки и инерционным накопителем энергии, затем переключают мощность силовой установки на толкающий винт 6 и после короткого разбега осуществляют взлет, увеличив угол атаки лопастей несущего винта 5.

Система управления обтеканием 9 вертолета обеспечивает отсос воздуха с верхней аэродинамической поверхности 10 и наддув воздуха на нижней аэродинамической поверхности 13, тем самым расширяя режим безотрывного обтекания фюзеляжа 1 и увеличивая его аэродинамическую подъемную силу.

Таким образом, предложенная аэродинамическая компоновка вертолета позволяет организовать режим безотрывного обтекания его основных элементов вплоть до скорости полета порядка 400 км/час и увеличить аэродинамическую составляющую подъемной силы за счет аэродинамического совершенства конструкции и управления обтеканием, тем самым снизить расход топлива на километр полета.

В настоящее время принято решение о проектировании и создании экспериментальной модели для испытаний демонстратора технологий и оптимизации характеристик предложенного вертолета.

Вертолет, содержащий фюзеляж с кабиной, средствами взлета/посадки, органами управления и силовую установку с несущим и толкающим винтами, отличающийся тем, что фюзеляж имеет обтекаемую дискообразную форму, на нем установлена аэродинамическая поверхность в виде крыла, интегрированного с профилированным полукольцом, охватывающим жесткий несущий винт, внутри фюзеляжа размещена система управления обтеканием вертолета с установленными на верхней аэродинамической поверхности фюзеляжа щелевыми воздухозаборными устройствами и соплами наддува воздуха на нижней аэродинамической поверхности фюзеляжа вертолета.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам профилактики образования и удаления сосулек с крыш зданий. .

Вертолет // 2459745
Изобретение относится к авиации и может быть использовано для прокладки дорог в труднодоступной горной местности. .

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к малоразмерным беспилотным летательным аппаратам вертикального взлета и посадки (МБЛА ВВП). .

Вертолет // 2452659
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции вертолетов с одним несущим винтом и маршевыми двигателями. .

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкции лопастей несущего винта винтокрылого летательного аппарата. .

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции опоры крепления главного редуктора с несущим винтом для вертолета. .

Изобретение относится к устройствам, используемым для удаления ледяных сосулек. .

Изобретение относится к области авиастроения и может быть использовано при создании вертолетов с соосным расположением винтов. .

Изобретение относится к авиации, в частности к вертолетостроению. .

Изобретение относится к авиации, а именно к области аэродинамики несущего винта (НВ) одновинтового вертолета. Способ оценки горизонтальных составляющих индуктивных скоростей на малых скоростях полета одновинтового вертолета включает предварительные летные испытания с визуализацией концевых вихрей дымом от генератора дыма при полете с относительными скоростями менее 0,2 км/ч. При этом производят фиксацию с помощью кинокамеры величины поджатия воздушной струи через НВ со стороны набегающего потока на расстоянии от оси вращения НВ до точки пересечения концевых вихрей с конусом лопастей на азимуте 180°, определяют угол атаки НВ, определяют для заданной скорости вертолета относительные скорости сноса концевых вихрей, сходящих с лопастей НВ, определяют воздушную скорость набегающего потока по штатным приборам и местную воздушную скорость вблизи НВ с помощью приемника воздушного давления (ПВД), размещенного на его лопасти, определяют структуру и геометрию вихревого следа НВ, визуализированные дымом концевых вихрей на лопастях, определяют циркуляцию продольных вихрей. Затем производят на заданном режиме полета оценочный расчет горизонтальных составляющих индуктивных скоростей вблизи вертолета от вихревого следа НВ при положительных углах атаки в заданных точках. Повышается достоверность оценки горизонтальных составляющих индуктивных скоростей на малых скоростях полета одновинтового вертолета. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкции дверей летательных аппаратов. Воздушное судно (1), способное выполнять полет в режиме зависания, содержит фюзеляж (2), который имеет носовую часть (3), хвостовую секцию (11) на противоположном конце по отношению к носовой части (3), и кабину (8), расположенную между носовой частью (3) и хвостовой секцией (11). Кабина (8) снабжена погрузочным проемом (20) на противоположном конце по отношению к носовой части (3) и первой створкой (26), которая может перемещаться между закрытым положением, в котором она закрывает, по меньшей мере, один сегмент (28) погрузочного проема (20), и открытым положением, в котором она обеспечивает свободный доступ к сегменту (28) погрузочного проема (20). Первая створка (26), перемещаясь в направлении от хвостовой секции (11) к носовой части (3), в открытом положении находится по другую сторону первой кромки (21) погрузочного проема (20) по отношению ко второй кромке (22) погрузочного проема (20), которая расположена напротив первой кромки (21). Освобождается погрузочная площадка перед погрузочным проемом и обеспечивается погрузка при работающем несущем винте. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям воздушных винтов. Винт (4) вертолета (1) включает в себя вал (10) трансмиссии, вращающийся вокруг первой оси (В), ступицу (11), функционально соединенную с валом (10) трансмиссии под фиксированным углом по отношению к первой оси (В) и с возможностью вращения вокруг второй оси (С), поперечной по отношению к первой оси (В), и две лопасти (12), присоединенные к ступице (11) под фиксированным углом по отношению к первой и второй осям (В, С) и с возможностью вращения вокруг третьей оси (D). Винт (4) включает в себя также опорные средства (50) для поддержки лопастей (12) относительно ступицы (11) с возможностью вращения вокруг третьих осей (D). Опорные средства (50) имеют, по меньшей мере, один опорный элемент (60), выполненный, по меньшей мере, частично из эластомерного материала и расположенный между первой поверхностью (44) и второй поверхностью (24), выполненными как одно целое, соответственно, с лопастью (12) и со ступицей (11). Опорный элемент (60) в процессе эксплуатации деформируется, допуская вращение лопасти (12) относительно ступицы (11) вокруг третьей оси (D). Обеспечивается высокая функциональная надежность, снижение вибраций и шума. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Вертолет // 2499735
Изобретение относится к области авиации, в частности к устройствам крепления трансмиссий вертолетов. Вертолет (1) имеет несущий винт (3), фюзеляж (2) и трансмиссию (7), функционально соединенную с несущим винтом. Вертолет (1) содержит несущую конструкцию (14), поддерживающую, по меньшей мере, трансмиссию (7), соединительные средства (20), содержащие первый соединительный элемент (21) и по меньшей мере один второй соединительный элемент (31, 32, 33, 34), присоединенные, соответственно, к несущей конструкции (14) и к фюзеляжу (2). Соединительные средства (20) снабжены эластичными средствами (41), которые расположены между первым и вторым соединительными элементами (21, 31, 32, 33, 34). Первый соединительный элемент (21) имеет фланец (22), соединенный с несущей конструкцией (14), в котором выполнено отверстие с осью, проходящей поперек продольной оси фюзеляжа, и первую и вторую удлиненные секции (23, 24), которые отходят от соответствующих участков фланца (22) в противоположные стороны. Удлиненные секции (23, 24) имеют V-образную форму и содержат по две боковые стенки. Достигается возможность ограничить до минимума передачу вибраций и шума в кабину вертолета. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к винтовым движителям транспортных средств. Движитель состоит из воздушного винта и центробежного устройства, установленного соосно с воздушным винтом в его центральной части с возможностью поперечного взаимодействия их выходных воздушных потоков. Повышается эффективность работы винтового движителя. 8 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в конструкции беспилотных летательных аппаратов. Беспилотный двухфюзеляжный вертолет-самолет представляет собой моноплан с передним горизонтальным оперением, содержащий двухкилевое оперение, смонтированное к консолям крыла на гондолах, короткий фюзеляж, двигатель, передающий крутящий момент через систему валов трансмиссии на тянущий и толкающий поворотные винты, обеспечивающие горизонтальную и соответствующим отклонением вертикальную тягу. Вертолет-самолет выполнен по конструктивно-силовой двухфюзеляжной схеме и концепции тандемного расположения разновеликих поворотных винтов по схеме 1+2. Плоскость вращения лопастей переднего большего винта при создании им вертикальной тяги расположена в межфюзеляжном пространстве, ограниченном внутренними бортами фюзеляжей, задней и передней кромками. Система трансмиссии включает кормовые редукторы двух меньших поворотных винтов и центральный Т-образный в плане главный редуктор. Достигается повышение весовой отдачи и улучшение взлетно-посадочных характеристик при коротком взлете и посадке. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам машущего полета и конструкциям махолетов. Способ машущего полета летательного аппарата основан на вращательном машущем движении пары плоскостей, создающих подъемную силу при движении из верхней в нижнюю точку вращения. Достигнув нижней точки вращения, плоскости перемещают внутри механизмов вращения линейно вертикально вверх в исходную точку вращения, не препятствуя образованию подъемной силы. Летательный аппарат состоит из фюзеляжа с посадочным шасси и двигателем с редукторами, обеспечивающими синхронизированное противоположно вращательное движение осей механизмов вращения с установленными несущими плоскостями. В механизмы вращения для изменения угла атаки встроены элементы наклона плоскостей, вращающихся в вертикальной плоскости так, что часть цикла плоскости при движении вниз повернуты горизонтально или под углом атаки и образуют подъемную силу, а в оставшуюся часть цикла несущие плоскости перемещаются приводами внутри механизмов вращения по соответствующим направляющим в противоположное верхнее положение. Обеспечивается повышение скорости полета при сохранении высокой маневренности. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к вертолетостроению. Несущий винт вертолета содержит втулку винта, сбалансированные и совмещенные на одной оси одним из двух своих концов несколько лопастей с рабочими аэродинамическими поверхностями, имеющими по диаметру винта передние и задние кромки. На нижних рабочих аэродинамических поверхностях лопастей несущего винта установлены тонкие перегородки высотой в диапазоне от 5 до 15 мм вдоль дуг окружностей диаметром Di, соответствующим i-той перегородке в диапазоне значений Di от 0,2 до 1 диаметра несущего винта DHB , с шагом в диапазоне от 0,03 до 0,1 DHB . Изобретение направлено на увеличение аэродинамической подъемной силы жесткого несущего винта и повышение топливной эффективности вертолета. 2 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам компенсации крутящего момента несущих винтов вертолетов. Способ компенсации реактивного момента несущего винта состоит в создании противодействующего крутящего момента, который создается реактивными силами тяги выходного газового потока в виде реактивных струй газотурбинного двигателя вертолета под действием разделенной части энергии, вырабатываемой газогенератором двигателя, с последующим поперечно-тангенциальным внедрением их в воздушный опорный поток, образованный несущим винтом. Крутящий момент несущего винта получен турбиной привода винта из другой части кинетической энергии, вырабатываемой газогенератором с забором воздуха из центральной менее активной зоны винта или за пределами его зоны действия. Регулирование компенсирующего крутящего момента производится изменением равнодействующей сил тяг реактивных струй при противодействии друг с другом без изменения повышенной реакции опорного потока на винт, его создающий, или степенью перераспределения разделяемого кинетического потока двигателя между собой путем возможности его преобразования в реактивные струи в обход турбины привода несущего винта с сохранением неизменяемой силы тяги несущего винта. Достигается увеличение подъемной силы винта. 6 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к подруливающим устройствам судов. Подруливающее устройство содержит два винта, установленные в гондоле на стойке обтекателей в сквозном канале, и приводной двигатель, а также снабжено дополнительными стойками, расположенными на обтекателях по краям гондолы. Достигается повышение эффективности работы в проточной части подруливающего устройства, увеличение КПД устройства, уменьшение расхода энергии, затрачиваемой на приведение в движение винтов подруливающего устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх