Трехвинтовой конвертоплан

Изобретение относится к области авиационной техники. Трехвинтовой конвертоплан состоит из фюзеляжа с прикрепленным к нему крылом по схеме высокоплана, двухкилевого хвостового оперения, размещенных на передней кромке крыла двигателей с винтами и поворотного механизма, позволяющего изменять вектор тяги на 110° относительно горизонта для изменения режимов полета. Имеется дополнительная силовая установка с горизонтальным расположением винта, размещенная в хвостовой части горизонтального килевого оперения и служащая для стабилизации летательного аппарата по тангажу в вертолетном режиме полета, управления направлением движения конвертоплана, а также снабженная поворотным механизмом, позволяющим отклонять вектор тяги в вертикальной плоскости для компенсации крутящего момента, создаваемого передними силовыми установками, и управления рысканьем летательного аппарата в вертолетном и переходных режимах полета. Изобретение направлено на упрощение системы управления полетом, повышение надежности и безопасности полета во время перехода из вертолетного режима в самолетный. 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в конструкции многоцелевых конвертопланов.

Уровень техники

Известен легкий палубный конвертоплан мод. «Белл Х-22А» (США), представляющий из себя самолет, выполненный по схеме моноплана с фюзеляжем типа «полумонокок» прямоугольного сечения, с четырьмя прямыми крыльями, расположенными по тандемной (продольной) схеме. Переднее крыло является среднерасположенным, заднее - высокорасположенным. Вертикальное оперение однокилевое, без руля направления. Роль заднего оперения играет заднее крыло. Движителями являются четыре воздушных винта в поворотных кольцевых обтекателях. Обтекатели имеют возможность разворота от вертикального положения (вертикальный взлет) к горизонтальному (крейсерский полет или взлет с разбегом). Полный возможный угол поворота кольцевых каналов равен 95°. Силовая установка - четыре турбовальных газотурбинных двигателя, расположенных попарно на заднем крыле и работающих на общую трансмиссию, которая через систему валов и редукторов приводит во вращение винты в кольцевых каналах. Управление осуществляется изменением шага винтов и отклонением рулевых поверхностей в потоке воздуха от винтов. В режиме зависания продольная стабилизация достигается изменением шага передних и задних винтов, а поперечное управление - изменением шага левой и правой групп винтов. (Ружицкий Е.И. Американские самолеты вертикального взлета. // Серия: Современная авиация / Е.И Ружицкий. - М.: Изд-во ACT, 2010. - 190 с.).

Недостатком этого устройства является сложность реализации передачи вращательного момента от общей силовой установки к винтам и сложность технической реализации изменения шага винтов. Достоинством является компоновка, которая в режиме висения системой управления может рассматриваться как квадрокоптер.

Известен конвертоплан V-22 "Оспри" (США), представляющий собой моноплан, реализованный по схеме высокоплана с прямым крылом, с фюзеляжем типа «полумонокок», и винтами, соединенными через редуктор с двигателями, расположенными в поворотных мотогон долах на концах крыла. Хвостовое оперение двухкилевое. Угол поворота мотогондол составляет 110° (в гражданской модификации). С точки зрения системы управления, при вертикальном направлении вектора тяги данный конвертоплан может быть рассмотрен как двухвинтовой вертолет с поперечной схемой расположения винтов. (Bell Boeing V-22 Osprey The most in-demand aircraft with the United States Marine Corps. [Электронный ресурс]. - Режимдоступа: http://www.bellhelicopter.com/military/bell-boeing-v-22; V-22 OspreyTechnicalSpecifications. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.boeing.com/defense/v-22-osprey/#/capabilities).

Недостатком этого устройства является сложность стабилизации конвертоплана в момент переключения вектора тяги из вертикального полета в горизонтальный.

Наиболее близким по технической сущности является конвертоплан с двигателями и винтами, установленными в поворотных мотогондолах на крыльях, с двухкилевым хвостовым оперением, BellBoeingV-22 Osprey, выполненный по схеме высокоплана с прямым крылом.

Раскрытие изобретения

Задачей является упрощение системы управления полетом и повышение надежности и безопасности полета во время перехода из вертолетного режима в самолетный.

Это достигается тем, что в отличие от известных технических решений в систему добавляется третья силовая установка с вертикальным вектором тяги, которая используется для стабилизации конвертоплана во время вертолетного режима полета и перехода из вертолетного режима полета в самолетный. В режимах взлета, посадки, зависания и вертолетного режима с точки зрения системы управления конвертоплан можно рассматривать как трикоптер, а в режиме горизонтального полета, после отключения хвостового винта как двухвинтовой самолет.

Поставленная задача достигается за счет трехвинтового конвертоплана, состоящего из фюзеляжа с прикрепленным к нему крылом по схеме высокоплана, с двухкилевым хвостовым оперением и размещенными на передней кромке крыла мотогондолами с двигателями, винтами и поворотным механизмом, позволяющим изменять вектор тяги на 110° относительно горизонта для изменения режимов полета от самолетного (крейсерского), при котором направление вектора тяги является горизонтальным и подъемная сила создается за счет работы профиля крыла, до вертолетного, при котором основное направление вектора тяги является вертикальным и подъемная сила создается за счет воздушной массы, отбрасываемой винтами. При том что имеется дополнительная силовая установка с горизонтальным расположением винта, размещенная в хвостовой части горизонтального килевого оперения и служащая для стабилизации летательного аппарата по тангажу в вертолетном режиме полета, управления направлением движения конвертоплана, а также снабженная поворотным механизмом, позволяющим отклонять вектор тяги в вертикальной плоскости для компенсации крутящего момента, создаваемого передними силовыми установками, и управления рысканьем летательного аппарата в вертолетном и переходных режимах полета.

Описание чертежей

На фиг. 1 представлена схема трехвинтового конвертоплана, вид сверху, с мотогондолами, развернутыми для работы в самолетном (крейсерском) режиме. На фиг. 2 представлена схема трехвинтового конвертоплана, вид сверху, с мотогондолами, развернутыми для работы в вертолетном режиме (взлет, посадка, зависание)

Осуществление изобретения

Устройство содержит фюзеляж (1), который служит для размещения целевой нагрузки с прикрепленным к нему крылом (2) по схеме высокоплана; на передней кромке крыла (2) размещены мотогондолы (3) с двигателями, винтами и поворотным механизмом, позволяющим изменять вектор тяги от -5° до +110° относительно горизонта; при самолетном (крейсерском) режиме полета основное направление вектора тяги является горизонтальным и подъемная сила создается за счет работы профиля крыла (2), а при полете в вертолетном режиме (зависание / вертикальный взлет и посадка) основное направление вектора тяги является вертикальным и подъемная сила создается за счет воздушной массы, отбрасываемой винтами; дополнительная силовая установка (4) с горизонтальным расположением винта, размещенная в хвостовой части горизонтального оперения, служит для стабилизации летательного аппарата по тангажу в вертолетном режиме полета; дополнительная силовая установка (4) имеет поворотный механизм, позволяющий отклонять вектор тяги в вертикальной плоскости для компенсации крутящего момента, создаваемого передними силовыми установками, и управления рысканьем летательного аппарата в вертолетном и переходных режимах полета.

Устройство работает следующим образом.

Во время изменения направления вектора тяги основных силовых установок (3) из горизонтального в вертикальный и обратно, а также для осуществления режимов зависания и вертикального взлета/посадки, для стабилизации конвертоплана по тангажу включается дополнительная силовая установка (4), которая позволяет системе управления режимами полета управлять конвертопланом не в режиме вертолета с двухвинтовой поперечной схемой, а в более простом, надежном и стабильном режиме трехвинтового вертолета с малым хвостовым несущим винтом (трикоптера), при этом стабилизация конвертоплана в горизонтальной плоскости (по тангажу) и управление направлением движения осуществляется путем изменения скорости вращения дополнительной силовой установки (4), а стабилизация и управление рысканьем конвертоплана осуществляются путем изменения направления тяги малого хвостового несущего винта в вертикальной плоскости.

Таким образом, заявляемое техническое решение увеличивает безопасность и повышает надежность летательного аппарата во время переходных режимов полета с одновременным упрощением механической части устройства.

Трехвинтовой конвертоплан, состоящий из фюзеляжа с прикрепленным к нему крылом по схеме высокоплана, с двухкилевым хвостовым оперением и размещенными на передней кромке крыла мотогондолами с двигателями, винтами и поворотным механизмом, позволяющим изменять вектор тяги на 110° относительно горизонта для изменения режимов полета от самолетного (крейсерского), при котором направление вектора тяги является горизонтальным и подъемная сила создается за счет работы профиля крыла, до вертолетного, при котором основное направление вектора тяги является вертикальным и подъемная сила создается за счет воздушной массы, отбрасываемой винтами, отличающийся тем, что имеется дополнительная силовая установка с горизонтальным расположением винта, размещенная в хвостовой части горизонтального килевого оперения и служащая для стабилизации летательного аппарата по тангажу в вертолетном режиме полета, управления направлением движения конвертоплана, а также снабженная поворотным механизмом, позволяющим отклонять вектор тяги в вертикальной плоскости для компенсации крутящего момента, создаваемого передними силовыми установками, и управления рысканьем летательного аппарата в вертолетном и переходных режимах полета.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных гибридных конвертопланов. Беспилотный конвертоплан с арочным крылом (БКАК), содержит на консолях крыла две мотогондолы, в передних и задних окончаниях которых смонтированы по два винта, имеет хвостовое оперение, двигатели силовой установки (СУ), передающие валами трансмиссии мощность на поворотные винты, создающие горизонтальную и вертикальную тягу, и трехопорное колесное шасси.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Конвертоплан содержит фюзеляж, переднее и заднее крылья, силовые установки, содержащие двигатели и воздушные винты, шасси, пилоны, выполненные с возможностью вращения.

Изобретение относится к области авиационной техники. Сверхзвуковой конвертируемый самолет с Х-образным крылом имеет планер по схеме интегральный неустойчивый продольный триплан с крылом обратной стреловидности, переднее горизонтальное оперение, два турбореактивных двухконтурных двигателя, размещенных в гондолах между хвостовых балок, имеющих по внешним их бортам вертикальное оперение с небольшими консолями стабилизатора.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных конвертопланов. Беспилотный конвертоплан с канальными винтами выполнен по аэродинамической схеме "утка" с коротким фюзеляжем, имеющим каплевидную удобообтекаемую форму.

Изобретение относится к области преобразуемых транспортных средств. Транспортное средство имеет телескопически удлиняемую хвостовую часть (10), содержащую первый трубчатый хвостовой сегмент (11) и второй хвостовой сегмент (12), расположенный с возможностью аксиального скольжения внутри первого трубчатого хвостового сегмента.

Изобретение относится к области авиационной техники и касается создания многовинтовых скоростных комбинированных винтокрылов (МСКВ). МСКВ имеет на концах крыла движительно-несущие винтовые системы, двигатели, связанные синхронизирующими валами, проложенными в крыле, и приводящие во вращение пропеллеры и несущие винты.

Изобретение относится к авиации. Летательный аппарат содержит фюзеляж, горизонтальное и вертикальное хвостовое оперение, силовую установку, предпочтительно из двух двигателей, обтекаемые горизонтальные балки, шасси, воздушный винт горизонтальной тяги, трансмиссию, а также вращающиеся в противоположных направлениях круглые крылья.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям комбинированных вертолетов. Многовинтовой конвертируемый скоростной вертолет (МКСВ) содержит двигатели с задним выводом вала для отбора взлетной их мощности, установленные в гондолах перед задним крылом на верхней части фюзеляжа, трехопорное шасси.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям беспилотных и скоростных вертолетов. Многовинтовой преобразуемый беспилотный вертолет снабжен системой распределенной тяги разновеликих винтов по схеме Х2+4, имеющей два больших, два меньших несущих и два поворотных толкающих винта, расположенных на консолях Х-образного крыла и на конце удлиненных крыльевых гондол соответственно.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям гибридных скоростных вертолетов. Многовинтовой преобразуемый скоростной вертолет снабжен системой распределенной тяги разновеликих несущих винтов по схеме Х2+3, имеет на конце фюзеляжа и консолях первого крыла обратной и второго прямой стреловидности Х-образного крыла один меньший винт, поворотный в вертикальной плоскости, и по два больших и меньших несущих винта.

Настоящее изобретение относится к авиации. Способ вертикального перемещения и зависания самолета в воздухе заключается в том, что воздушный поток от винтовых двигателей (3,4) обдувает крыло.

Изобретение относится к области комбинированных транспортных средств, в частности к конструкциям летательных аппаратов на базе автомобилей. Особенностью построения ЛА является отсутствие открытого несущего винта и его небольшие габариты, что позволяет вписать его в габариты автомобиля.

Изобретение относится к области воздухоплавательных аппаратов, в частности к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА). Воздухоплавательный аппарат включает мультикоптер, гондолу, АСУ, батарейный отсек, захваты грузового контейнера, систему ориентации и слежения.

Группа изобретений относится к области авиации. Реактивный самолет с укороченным либо вертикальным взлетом и посадкой включает кабину управления, фюзеляж, крылья, элементы механизации крыльев и оперения, реактивную силовую установку, систему воздухозаборников, интегрированную систему управления самолетом.

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к конструкциям аэромобилей. Аэромобиль вертикального взлета (АМВВ) выполнен по схеме двойного фюзеляжа и с тремя тандемными крыльями, каждое из которых малого удлинения.

Изобретение относится к авиационной технике и касается шасси для летательного аппарата (ЛА) вертикального взлета, совершающего посадку на неподготовленную поверхность или палубу корабля.

Изобретение относится к конструкциям транспортных средств, способных передвигаться по земле, воде и воздуху. Летающий автомобиль содержит корпус с двигателем, пассажирский салон, органы управления, колеса.

Самолет // 2641399
Изобретение относится к области самолетов: вертикального взлета и посадки. Самолет содержит фюзеляж с кабиной управления, хвостовое оперение, шасси, силовую установку, прикрепленные к фюзеляжу крылья.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к летательным аппаратам (ЛА) вертикального и укороченного взлета и посадки. Аппарат вертикального взлета и посадки содержит маршевую силовую установку для горизонтального полета в самолетном режиме, как минимум от трех отдельных подъемных силовых установок для создания тяги в вертикальной плоскости.

Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха, а именно к транспортно-грузовым дирижаблям полужесткой конструкции. Многофункциональный летательный аппарат вертикального взлета и посадки содержит корпус диско/торообразной формы, имеющий полости, заполненные несущим газом, и грузовые отсеки, систему энергоблоков, систему управления и органы приземления.

Изобретение относится к области авиационной техники. Трехвинтовой конвертоплан состоит из фюзеляжа с прикрепленным к нему крылом по схеме высокоплана, двухкилевого хвостового оперения, размещенных на передней кромке крыла двигателей с винтами и поворотного механизма, позволяющего изменять вектор тяги на 110° относительно горизонта для изменения режимов полета. Имеется дополнительная силовая установка с горизонтальным расположением винта, размещенная в хвостовой части горизонтального килевого оперения и служащая для стабилизации летательного аппарата по тангажу в вертолетном режиме полета, управления направлением движения конвертоплана, а также снабженная поворотным механизмом, позволяющим отклонять вектор тяги в вертикальной плоскости для компенсации крутящего момента, создаваемого передними силовыми установками, и управления рысканьем летательного аппарата в вертолетном и переходных режимах полета. Изобретение направлено на упрощение системы управления полетом, повышение надежности и безопасности полета во время перехода из вертолетного режима в самолетный. 2 ил.

Наверх