Способ преобразования самолета вертикального взлета и посадки

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям и способам преобразования комбинированных винтокрылых летательных аппаратов. Способ преобразования самолета вертикального взлета и посадки, имеющего крыло (3) и несущий винт, состоящий из диска (1), из которого на взлете и посадке выпускают лопасти несущего винта (6), заключается в том, что крыло самолета (3) устанавливают по схеме высокоплан, в его центроплан (2) помещают диск (1), верхнюю часть которого на взлете или посадке выдвигают из центроплана (2) в воздушный поток, раскручивают диск (1) и превращают в несущий винт, выпуская из него лопасти (6). В крейсерском полете лопасти (6) убирают в диск (1), вращение диска (1) останавливают и убирают его верхнюю часть в центроплан (2), который составляет с ним общую, хорошо обтекаемую поверхность. Достигается увеличение скорости, дальности полета и уменьшение расхода топлива. 2 ил.

 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к винтокрылым летательным аппаратам, и может быть использовано при создании самолетов вертикального взлета и посадки для существенного увеличения скорости, а также уменьшения расхода топлива и увеличения дальности полета.

Известны самолеты вертикального взлета и посадки (Ружицкий Е.И. Американские самолеты вертикального взлета. - М.: Астрель, ACT, 2000 - 192 с. [1]), наиболее известным представителем которых является V-22 «Osprey», имеющий ограничение по скорости до 550 км/ч из-за использования одних и тех же винтов в качестве и несущих, и тянущих, малую грузоподъемность и большой расход топлива, определяющий дальность полета.

Прототипом предлагаемого изобретения может быть вертолет-самолет фирмы Райан (США) «Дискротор» (Обзоры. Переводы. Рефераты. №296 / Ред. Е.И. Ружицкий. ЦАГИ. Бюро научно-технической информации, 1969 г. - с.44), имеющий дискообразный обтекатель втулки несущего винта, в который убираются лопасти при полете с большой скоростью, превращая диск в дополнительное крыло.

Недостатком такого самолета является расположение диска-крыла, имеющего низкое аэродинамическое качество в потоке воздуха в крейсерском полете. Это вызывает большое аэродинамическое сопротивление самолета, снижение его скорости, увеличение расхода топлива и уменьшение дальности полета.

Предлагаемое изобретение решает задачу снижения лобового сопротивления самолета вертикального взлета и посадки, сведения к нулю доли сопротивления диска в сопротивлении самолета в целом, задачу увеличения скорости самолета, вплоть до сверхзвуковой, при меньшей тяге двигателя, уменьшения расхода топлива и увеличения дальности полета.

Поставленная задача достигается тем, что диск располагают в центроплане крыла практически традиционного самолета высокоплана. При этом аэродинамические обводы верхней части диска и центроплана крыла самолета выполняют совпадающими, удовлетворяющими лишь осевой симметрии диска и минимальному повышению лобового сопротивления самолета. Диск разрезают параллельно диаметральной плоскости, оставляя возможность совместного вращения верхней части диска, в которой размещают лопасти и которую на взлете и посадке выдвигают из центроплана в поток, а также нижней части, которую вращают от двигателя самолета. Нижняя часть диска служит вращающейся опорой при выдвижении верхней части в поток, в ней располагают систему уборки и выпуска лопастей и систему их управления.

На режимах взлета и посадки верхнюю часть диска выдвигают из центроплана крыла в поток, прикладывая усилия со стороны нижней части диска, раскручивают диск, выпускают лопасти, превращая диск в несущий винт. Вращение диска выполняют через редуктор или реактивными силами от маршевых двигателей самолета. Выпуск лопастей начинают с появлением соответствующих сил инерции при вращении диска, уборка лопастей осуществляется за счет кинетической энергии вращения диска.

Для пояснения технической сущности рассмотрим чертежи:

фиг.1 - вид самолета в плане с убранным в центроплан крыла диском,

фиг.2 - вид самолета с выдвинутым из центроплана диском, где:

1 - диск (верхняя часть);

2 - центроплан крыла;

3 - крыло;

4 - нижняя часть диска;

5 - механизмы выдвижения верхней части диска, управления и уборки лопастей;

6 - лопасть несущего винта;

7 - двигатель;

8 - фюзеляж.

Реализация предлагаемого способа.

Перед взлетом самолета вертикального взлета и посадки с диском, у которого диск убран из потока и помещен в центроплан 2 крыла 3 (фиг.1), выдвигают верхнюю часть диска 1 из центроплана 2 (фиг.2), воздействуя на нее со стороны нижней части диска 4, раскручивают верхнюю часть диска 1, вращение которой передается от нижней части 4 синхронно. С появлением соответствующих центробежных сил выдвигают из верхней части диска 1 лопасти 6 и за счет образовавшегося из лопастей 6 несущего винта начинают вертикальный взлет.

С набором необходимой высоты, или сразу после отрыва от взлетно-посадочной поверхности, постепенно переводят часть мощности двигателей 7 на горизонтальную тягу и после набора скорости полета, позволяющей лететь на крыле 3, втягивают лопасти 6 в верхнюю вращающуюся часть диска 1, используя кинетическую энергию вращения, останавливают вращение верхней части диска 1 и убирают ее в центроплан 2, прикладывая усилия со стороны нижней части диска 4. Набирают скорость в соответствии с возможностями самолета и двигателей 7. При этом диск не создает аэродинамического сопротивления полету.

Перед посадкой снижают скорость полета, выдвигают верхнюю часть диска 1, раскручивают ее, передавая вращение от нижней части 4, выдвигают лопасти 6, производят вертикальную посадку на несущем винте, втягивают лопасти 6 в верхнюю часть диска 1, останавливают ее вращение и убирают в центроплан 2 крыла 3. Полет закончен.

Способ преобразования самолета вертикального взлета и посадки, имеющего крыло, фюзеляж, двигатели и диск, имеющий возможность вращаться, из которого на взлете и посадке выдвигаются лопасти несущего винта, отличающийся тем, что самолет выполняют по схеме высокоплан, в его центроплан помещают диск, разрезанный горизонтальной плоскостью, с целью выдвижения в поток верхней части диска, в которой располагают лопасти несущего винта и которая вращается вместе с нижней частью диска от двигателей самолета, аэродинамические обводы центроплана и верхней части диска выполняют для лучшего обтекания совпадающими, удовлетворяющими лишь осевой симметрии диска и минимальному изменению аэродинамики центроплана в такой компоновке, на режимах взлета и посадки верхнюю часть диска выдвигают из центроплана в воздушный поток, раскручивают диск и выпускают лопасти, а после завершения взлета или посадки убирают лопасти в диск, используя его собственную кинетическую энергию вращения, затем вращение диска останавливают и убирают его верхнюю часть в центроплан.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Атмосферная летающая тарелка имеет корпус, реактивный двигатель, кабину пилота и пассажиров со штурвалом управления, приборной панелью, креслом пилота и креслом пассажира.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета. Летательный аппарат состоит из фюзеляжа (2), силовой установки, подъемного механизма, двух турбовинтовых двигателей (8), хвостового вентилятора (12) с изменяющимся положением лопаток, шасси, подвески для транспортировки груза.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям комбинированных летательных аппаратов. Транспортное средство содержит герметичный корпус (1) основного модуля, силовую раму (3), закрепленную по периметру герметичного корпуса с встроенными в нее движителями (4) с вертикальным расположением осей тяги и системой отклонения вектора тяги, крыло (5), расположенное с внешней стороны движителей (4).

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам создания подъемной силы летательных аппаратов. Летательный аппарат выполнен в виде двух дискообразных поверхностей, размещенных одна над другой с зазором между ними.

Изобретение относится к области авиа- и судостроения, в частности к созданию движителей судов и летательных аппаратов. Способ создания подъемной силы заключается в том, что в рабочей аэродинамической или гидродинамической среде подъемную силу создают вращением поверхностей второго порядка, например вращают прямой, круглый, полый конус относительно оси, проходящей через центр окружности основания и вершину.

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам управления ЛА вертолетного типа. Способ управления ЛА включает смещение центра тяжести ЛА относительно тяги движителя, при этом смещение осуществляют по сферической поверхности с центром, лежащим вне ЛА, или цилиндрической поверхности с осевой линией, лежащей вне ЛА.

Изобретение относится к области авиации, а именно к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Аппарат вертикального взлета и посадки содержит подъемное устройство (ПУ), фюзеляж, парашютно-спасательную систему, выносные консоли, выносные балки с расположенными на них рулем высоты и рулями направления и задними опорами шасси, соединяющие фюзеляж с подъемным устройством.

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для создания безаэродромных вертикально взлетающих ЛА. Способ создания подъемной силы для ЛА заключается в том, что подъемную силу создают вращением диска, при этом одну из поверхностей вращающегося диска изолируют от невозмущенного потока воздуха неподвижным изолятором в виде соосного с диском стакана, куда помещают диск, чем обеспечивают разность между атмосферным давлением невозмущенного воздуха, действующим на изолятор, и статическим давлением потока, омывающего незакрытую изолятором поверхность вращающегося диска.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертолетного типа. Летательный аппарат содержит ротор с закрепленными на его валу полусферами, приемник рабочего тела, выполненный в центральной части ротора, примыкающий к внешней окружности ротора направляющий аппарат.

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам создания подъемной силы и к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Способ создания подъемной силы летательного аппарата заключается в использовании газовой струи, выходящей из сопла реактивного двигателя летательного аппарата, направляемой в несущее устройство, снабженное газоводом, в котором установлены разъединитель и подъемные элементы.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Гидросамолет вертикального взлета и посадки оснащен устройством для отклонения вектора тяги, расположенным в верхней части центроплана, имеющего форму обратного V, по обе стороны которого расположены две лодки-фюзеляжа с выпускными надувными поплавками и кабинами для экипажа. С лодками-фюзеляжами жестко соединены две консоли крыла, горизонтальное, вертикальное оперение. Гидросамолет снабжен струйными рулями, расположенными на концах консолей крыла, горизонтальном оперении, вертикальном оперении и на консольной балке впереди центроплана. Устройство для отклонения вектора тяги является продолжением выпускного тракта двигателей, переходящего в квадратное или прямоугольное сечение в зависимости от количества двигателей в пакете. Устройство направляет поток газов вниз под углом 90°, образуя свод, поверхность которого образована поверхностями поворотных лопаток, обращенными к выпускному тракту, а с другой стороны лопатки имеют форму верхней части профиля крыла. Выход для газового потока снабжен рядом поворотных заслонок. Достигается возможность исключения разбалансировки летательного аппарата при отказе одного или более двигателей на режимах висения, вертикального взлета и посадки. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам получения подъемной силы. Способ образования подъемной силы заключается в том, что в аппарате вращают рабочее колесо, лопатки которого двигаются со сверхзвуковой скоростью. Внутри аппарата создается область низкого давления, где формируется расходящийся центробежный поток воздуха, который, покидая аппарат, создает низкое давление на поверхности крыла, благодаря чему образуется подъемная сила. Достигается снижение затрат энергии, повышение эффективности движителя. 1 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям и способам полета летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Способ полета включает создание воздушного потока, направленного сверху вниз, соосными движителями с лопатками, вращающимися в противоположные стороны. Лопатки имеют возможность вращения вокруг своей продольной оси с изменением угла атаки. Путем изменения углов поворота лопаток движителей в период каждого оборота обеспечивают создание горизонтальной составляющей вектора тяги и стабилизацию полета. Горизонтальную тягу в режиме установившегося горизонтального полета создают реактивным движителем. Посредством поворота лопаток движителя до угла атаки 0° в режиме продолжительного горизонтального полета образуют замкнутую аэродинамическую поверхность - вращающееся крыло с возможностью создания подъемной силы. Движители соединены с двигателем через систему привод - редуктор. Лопатки движителя соединены с системой перекоса, гироскопом и системой управления. Повышается маневренность, скорость, экономичность летательного аппарата в режиме горизонтального полета. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области летательных аппаратов и воздушного транспорта. Согласно способу для создания подъемной силы летательного аппарата используют принцип, основанный на вращении динамических несущих элементов вокруг собственной оси и одновременно вокруг центральной оси, перпендикулярной плоскости их вращения. Для создания подъемной силы летательного аппарата в качестве динамических несущих элементов используют диски, из которых формируют отдельные группы, каждая из которых состоит из лежащих в одной плоскости пары дисков, при этом для создания подъемной силы диски, входящие в каждую группу, вращают в противоположных направлениях и с различными скоростями. При этом для управления величиной тяги летательного аппарата угол наклона плоскости вращения дисков к горизонтальной плоскости меняют в пределах 0-45°. Для балансировки динамических нагрузок на центральный приводной вал группы дисков размещают концентрично центральной оси вращения и на равных друг от друга расстояниях. Предложенный способ обеспечивает появление комбинированной тяги для летательного аппарата, обусловленной как аэродинамическими силами, так и гироскопическим эффектом. При этом существенно уменьшается коэффициент трения воздушного потока о плоскость вращающихся дисков, что в определенной степени повышает и КПД силового привода летательного аппарата. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Турбодиск // 2572980
Изобретение относится к летательным аппаратам, перемещающимся в различных средах. Турбодиск содержит корпус дискообразной формы, имеющий цилиндрический салон, обод-обтекатель в виде кольца на периферии, объединенные в жесткую конструкцию движителем, содержащим управляемые верхнее, среднее и нижнее жалюзи, между которыми находятся кольцеобразные турбины, взаимно противоположного вращения, связанные главной передачей с редуктором и двигателем, расположенными в салоне, имеющие возможность прямого и реверсивного вращения. Жалюзи выполнены в виде радиально расположенных пластин, имеющих трубчатые оси для пропуска коммуникаций, крепящиеся с возможностью вращения к стенке салона и ободу и образующие жесткую конструкцию. В ободе-обтекателе передней части корпуса находится входное отверстие, в задней части - сопло с двойным килем, стабилизатором, рулями направлений и высоты. Достигается улучшение летно-технических характеристик. 28 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит составное крыло, состоящее из генератора спрямленного воздушного потока и нескольких блоков с аэродинамическими поверхностями. Аэродинамические поверхности в виде крылышек по четыре ряда с предохранительными вертикальными плоскостями установлены в блоки крыльев таким образом, что по вертикали крылышки одно от другого расположены на расстоянии двойной ширины крылышка, а по горизонтали один ряд отстоит от другого на ширину крылышка. Второй ряд по вертикали относительно первого ряда поднят вверх на ширину крылышка, третий ряд относительно первого поднят на одну треть ширины крылышка, четвертый ряд по вертикали относительно третьего ряда поднят вверх на ширину крылышка. Перед первым блоком крылышек установлен вентилятор со спрямляющим воздушный поток устройством, при этом длина сборки блоков составляет три рабочих диаметра вентилятора. Достигается повышение энергетической эффективности и увеличение дальности полета летательного аппарата. 3 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов с гибридными силовыми установками. Гибридный самолет короткого взлета и посадки (ГСКВП) выполнен по дупланной схеме, содержит на крыльях электрические и гибридные мотогондолы соответственно с четырьмя передними винтами и двумя задними винтами, размещенными соответственно на цельноповоротных консолях и на концах поворотных редукторов, и имеет фюзеляж, хвостовое оперение, двигатели параллельно-последовательной гибридной силовой установки, передающие мощность на соответствующие поворотные винты. ГСКВП выполнен с главной турбовинтовой силовой установкой (СУ), разноуровневыми крыльями, первое из которых, низкорасположенное, смонтировано впереди второго высокорасположенного крыла и концепции разнесенного расположения на крыльях двух трехдвигательных систем с распределенной тягой разновеликих винтов по схеме 2+4. Четыре меньших винта при выполнении короткого разбега имеют промежуточное отклонение от горизонтального положения на угол -15° и ускоренное отклонение вниз с угла -15° на угол -60° при достижении скорости движения 85% и 95% от взлетной скорости и конечное положение при расположении оси их вращения параллельно средней линии закрылка второго крыла. Достигается увеличение весовой отдачи, дальности полета, транспортной и топливной эффективности. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области авиастроения, а именно к летательным аппаратам с вертикальным взлетом или посадкой. Аппарат содержит фюзеляж, двигатели, винты. Аппарат дополнительно снабжен ресивером, являющимся внутренней полостью фюзеляжа. Винты заключены в кольца, которые являются входами в ресивер. Выходы из ресивера находятся по периметру и днищу фюзеляжа и снабжены заслонками. Достигается упрощение конструкции ЛА, его управления, повышается аэродинамическое качество, увеличивается скорость. 4 ил.

Вертолёт // 2583411
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям вертолетов. Вертолет содержит корпус, кабину управления, грузопассажирский салон, двигатель несущего винта, винт компенсации вращающего момента, маршевый двигатель, шасси. Несущий винт расположен по окружности корпуса и выполнен в виде обода, снабженного лопастями, имеющего сверху и снизу по замкнутой канавке полукруглого профиля. К стенке корпуса по окружности прикреплены на одинаковом расстоянии один от другого держатели обода с установленными в них шарами, контактирующими с канавками. По внутреннему радиусу обода установлена деталь привода вращения несущего винта. Снизу к корпусу прикреплена гондола, на одном конце которой расположена кабина управления, а на другом - маршевые двигатели. Сверху на корпусе напротив маршевых двигателей установлено самолетное хвостовое оперение с расположенным в его киле винтом компенсации вращающего момента. Деталь привода несущего винта выполнена в виде закольцованного ротора линейного электродвигателя при неподвижном статоре. Сверху и/или снизу в стенке корпуса выполнен люк. Достигается увеличение подъемной силы несущего винта и вместимости корпуса вертолета. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изообретение относится к конструкции движителей, работающих в воздушной и водной средах. Движитель выполнен в виде сплошного жесткого диска из металла или металлизированного пластика. Верхняя часть диска выполнена плоской, а нижняя эллипсоидной или конической. На верхней поверхности фрезерования на участке от 0,5 до 0,3 радиуса выполняют кольцевую расточку на глубину 0,05 радиуса диска. Окружность в 0,5 радиуса делят на шесть равных и от намеченных точек тем же радиусом размечают дуги на внешней части круга диска. Через центр и полученные шесть точек намечают оси симметрии, делящие диск на шесть секторов. Намечают шесть дуг на внешней части круга до точек пересечения с первыми дугами, от точек пересечения первичных и вторичных дуг у внешнего края диска до центра диска проводят шесть частей окружности до касания с первичными дугами. Металл из криволинейных сегментов от кольцевой расточки до отрезков дуг удаляют на глубину кольцевой расточки. Движители могут применяться вместо несущих винтов на дисколетах и в качестве движителей на подводных аппаратах. Достигается увеличение подъемной силы движителей. 5 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям и способам преобразования комбинированных винтокрылых летательных аппаратов. Способ преобразования самолета вертикального взлета и посадки, имеющего крыло и несущий винт, состоящий из диска, из которого на взлете и посадке выпускают лопасти несущего винта, заключается в том, что крыло самолета устанавливают по схеме высокоплан, в его центроплан помещают диск, верхнюю часть которого на взлете или посадке выдвигают из центроплана в воздушный поток, раскручивают диск и превращают в несущий винт, выпуская из него лопасти. В крейсерском полете лопасти убирают в диск, вращение диска останавливают и убирают его верхнюю часть в центроплан, который составляет с ним общую, хорошо обтекаемую поверхность. Достигается увеличение скорости, дальности полета и уменьшение расхода топлива. 2 ил.

Наверх