Винтокрыл

Изобретение относится к области авиации, а именно к конструкциям летательных аппаратов с несущими винтами. Винтокрыл содержит фюзеляж, крылья, установленные на роторах с возможностью вращения и создания, по меньшей мере, подъемной тяги. Роторы расположены последовательно вдоль фюзеляжа и на оси вращения каждого ротора установлены два крыла, вращающиеся в противоположных направлениях в разных плоскостях. Угловое положение каждого крыла при его вращении синхронизировано с угловым положением остальных крыльев. При этом противоположно вращающаяся пара крыльев одного ротора находится в противофазе противоположно вращающейся паре крыльев другого ротора с возможностью уравновешивания центробежных сил и моментов всех четырех вращающихся крыльев. Обеспечивается повышение эффективности летательного аппарата. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области воздухоплавания, а именно к летательным аппаратам с несущими винтами.

Известен винтокрыл, содержащий фюзеляж, движитель для создания тяги преимущественно при горизонтальном полете, крылья, установленные на роторах с возможностью вращения и создания подъемной тяги и возможностью их фиксации в заданном положении при горизонтальном полете (см. US 2009/0014599 А1, опубл., 15.01.2009).

Недостатком известного винтокрыла является наличие неуравновешенной силы инерции, действующей вдоль фюзеляжа в моменты пересечения траекторий вращающихся крыльев в передней и задней точках. Эта сила равна удвоенной центробежной силе, действующей на крыло. Указанное явление возникновения силы инерции в двух точках траектории используется в механизмах Ланчестера при уравновешивании поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Известен винтокрыл, содержащий фюзеляж, движитель для создания тяги преимущественно при горизонтальном полете, крылья, установленные на роторах с возможностью вращения и создания подъемной тяги и возможностью их фиксации в заданном положении при горизонтальном полете (см. US 4793572 А, опубл., 27.12.1988).

Недостатками известного винтокрыла являются невозможность расположения одного из крыльев каждого ротора в положении максимальной аэродинамической эффективности при его фиксации, так как крылья одного ротора вращаются в одну сторону и при перемещении крыльев в фиксированное положение одно из крыльев устанавливается задней (во время вращения) частью вперед. То есть оно не выполняет в полной мере функции крыла в горизонтальном полете, что снижает показатели винтокрыла в части полезной нагрузки.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности использования летательного аппарата.

Поставленная задача достигается тем, что в винтокрыле, содержащем фюзеляж, крылья, установленные на роторах с возможностью вращения и создания, по меньшей мере, подъемной тяги, согласно изобретению роторы расположены последовательно вдоль фюзеляжа, на оси вращения каждого ротора установлены два крыла, вращающиеся в противоположных направлениях в разных плоскостях, а угловое положение каждого крыла при его вращении синхронизировано с угловым положением остальных крыльев, при этом противоположно вращающаяся пара крыльев одного ротора находится в противофазе противоположно вращающейся паре крыльев другого ротора с возможностью уравновешивания центробежных сил и моментов всех четырех вращающихся крыльев.

Поставленная задача достигается также тем, что он может содержать движитель для создания тяги при горизонтальном полете.

Поставленная задача достигается также тем, что крылья могут быть установлены с возможностью их фиксации относительно фюзеляжа в заданном положении при горизонтальном полете.

Поставленная задача достигается также тем, что каждое крыло может быть снабжено автономным приводом от электрической машины.

Изобретение поясняется при помощи чертежей.

На фиг. 1 показан винтокрыл с вращающимися крыльями;

На фиг. 2 - то же, в другом положении крыльев;

На фиг. 3 - винтокрыл, вид спереди;

На фиг. 4 - винтокрыл, вид сбоку;

На фиг. 5 - винтокрыл, изометрия с фиксированными крыльями.

Описываемый винтокрыл содержит фюзеляж 1, крылья 2, 3, 4 и 5, установленные соответственно на роторах 6 и 7, которые расположены последовательно вдоль фюзеляжа 1. На оси вращения ротора 6 установлена пара крыльев 2 и 3, а на оси вращения ротора 7 - пара крыльев 4 и 5. Крыло 2 вращается в противофазе крылу 3, а крыло 4 - в противофазе крылу 5. То есть на каждом роторе 6 и 7 крылья вращаются в противоположных направлениях, уравновешивая момент и центробежные силы на каждом роторе 6 и 7. При этом противоположно вращающаяся пара крыльев 2 и 3 ротора 6 находяися в противофазе противоположно вращающейся паре крыльев 4 и 5 ротора 7 с возможностью уравновешивания центробежных сил и моментов всех четырех вращающихся крыльев 2-5. Для этого угловое положение каждого крыла 2-5 при его вращении синхронизировано с угловым положением остальных крыльев.

Винтокрыл может содержать движитель (на чертежах не показан) для создания тяги при горизонтальном полете, либо горизонтальная тяга создается вращающимися крыльями.

Крылья 2-5 могут быть установлены с возможностью их фиксации относительно фюзеляжа 1 в заданном положении при горизонтальном полете винтокрыла.

Каждое крыло 2-5 может быть снабжено автономным приводом от электрической машины (на чертежах не показаны).

Винтокрыл работает следующим образом. При взлете, вертикальном полете или полете в режиме вертолета крылья 2-5 приводятся во вращение таким образом, что крылья 2 и 3 ротора 6 вращаются в противоположные стороны в параллельных плоскостях и точки пересечения их траектории вращения, в плане, расположены на воображаемой продольной оси фюзеляжа 1, то есть в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось фюзеляжа 1. Крылья 3 и 4 другого ротора 7 вращаются также в противоположные стороны и точки пересечения их траекторий вращения также расположены в плане на той же воображаемой оси фюзеляжа 1. При этом момент пересечения указанных траекторий обеих пар крыльев при их вращении совпадает по времени, а направление концов пары крыльев 2 и 3 противоположно направлению концов пары крыльев 4 и 5 в моменты пересечения их траекторий вращения с воображаемой продольной осью фюзеляжа 1. Указанное условие синхронизированного вращения всех крыльев 2-5 позволяет полностью уравновесить как центробежные силы, так и реактивные моменты, действующие на фюзеляж 1. При этом каждое крыло 2-5 может быть выполнено с наиболее эффективным аэродинамическим профилем, что особенно важно при использовании вращающихся крыльев 2-5 в качестве несущих плоскостей в самолетном режиме при их фиксации относительно фюзеляжа 1 в заданном положении. То есть при использовании заявленной схемы летательного аппарата каждое крыло 2-5 при горизонтальном полете в самолетном режиме устанавливается в положение, при котором его аэродинамический профиль полностью соответствует направлению полета. То есть каждая аэродинамическая несущая поверхность используется максимально эффективно как при вертикальном, так и при горизонтальном полете. При этом нет необходимости возить с собой балластные элементы, эффективные только при одном режиме полета, но бесполезные при другом режиме.

Горизонтальный полет заявленного винтокрыла может осуществляться как в вертолетном варианте с вращающимися крыльями 2-5, так и в самолетном варианте с движителем, создающим горизонтальную тягу, и фиксированием каждого крыла 2-5 в заданном положении при различной стреловидности крыла.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет повысить эффективность полета за счет максимально эффективного использования каждого аэродинамического элемента.

1. Винтокрыл, содержащий фюзеляж, крылья, установленные на роторах с возможностью вращения и создания, по меньшей мере, подъемной тяги, отличающийся тем, что роторы расположены последовательно вдоль фюзеляжа, на оси вращения каждого ротора установлены два крыла, вращающиеся в противоположных направлениях в разных плоскостях, а угловое положение каждого крыла при его вращении синхронизировано с угловым положением остальных крыльев, при этом противоположно вращающаяся пара крыльев одного ротора находится в противофазе противоположно вращающейся паре крыльев другого ротора с возможностью уравновешивания центробежных сил и моментов всех четырех вращающихся крыльев.

2. Винтокрыл по п. 1, отличающийся тем, что он содержит движитель для создания тяги при горизонтальном полете.

3. Винтокрыл по п. 1, отличающийся тем, что крылья установлены с возможностью их фиксации относительно фюзеляжа в заданном положении при горизонтальном полете.

4. Винтокрыл по п. 1, отличающийся тем, что каждое крыло снабжено автономным приводом от электрической машины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано в конструкции палубных летательных аппаратов. Палубный вертолет-самолет-амфибия (ПВСА) содержит на консолях крыла две мотогондолы, хвостовое оперение, двигатели силовой установки, поворотные винты, создающие горизонтальную и их соответствующим отклонением вертикальную тягу, трехопорное колесное шасси.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Многовинтовой скоростной вертолет-самолет выполнен по двухвинтовой продольной схеме, содержит в кормовой части фюзеляжа силовую установку, включающую двигатели, передающие крутящий момент через главный редуктор и систему валов трансмиссии на несущие передний и задний винты и толкающие винты.

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в конструкции скоростных вертолетов. Скоростной вертолет-самолет-амфибия (СВСА) выполнен по двухвинтовой соосной схеме, имеет двигатель силовой установки (СУ), передающий крутящий момент на несущие и задний винты, смонтированные соответственно над центром масс и на конце хвостовой балки за хвостовым оперением.

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в конструкции беспилотных летательных аппаратов. Беспилотный высокоскоростной вертолет-самолет (БВВС) снабжен двухвинтовой соосной несущей системой (ДСНС), включающей над нижней и под верхней вертикально разнесенными центральными частями С-образного при виде сбоку фюзеляжа пару с противоположным и свободным вращением однолопастных больших несущих винтов (НВ) с профилированными противовесами, обеспечивающих создание вертикальной тяги только при вертикальном и коротком взлете/посадке (ВВП и КВП), и пропульсивно-вентиляторной системой (ПВС), содержащей вынесенный двухрядный вентилятор противоположного вращения, смонтированный внутри хвостовой балки, для создания маршевой тяги при скоростном горизонтальном полете при зафиксированных лопастях НВ.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Скоростной гибридный винтокрыл (СГВК) имеет на концах консолей крыла несущие винты с редукторами, двигатели силовой установки (СУ), связанные соединительными валами, которые приводят во вращение пропеллеры и несущие винты, фюзеляж и хвостовое оперение.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям гибридных вертолетов. Многоцелевой палубный вертолет-самолет (МПВС) содержит в передних окончаниях балок поворотные винты, хвостовое оперение, двигатели силовой установки (СУ), передающие валами трансмиссии мощность на поворотные винты, создающие горизонтальную и их соответствующим отклонением вертикальную тягу и трехопорное колесное шасси с носовой вспомогательной опорой.

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам преобразования крыла в несущий винт. Способ преобразования дискового крыла в несущий винт и обратно, заключается в том, что лопасть выдвигают из диска-крыла ее инерционной силой, поворотом в плоскости диска относительно пространственного шарнира, соединяющего комель лопасти с периметром диска, в зазор, образуемый между частями диска.

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при создании аппаратов, способных летать как в вертолетном, так и в самолетном режимах. В комбинированном летательном аппарате, включающем самолетный фюзеляж, винт-крыло, снабженное средствами его фиксации в двух положениях относительно продольной оси фюзеляжа, по меньшей мере один турбореактивный двигатель, переднее оперение и хвостовое оперение, винт-крыло выполнено из по меньшей мере двух пар лопастей, симметричных относительно оси его вращения, лопасти одной пары имеют длину, превышающую длину лопастей других пар, при этом средства фиксации винт-крыла выполнены с возможностью его фиксации в положении, когда лопасти большей длины расположены под углом 90° к продольной оси фюзеляжа, и в другом положении, когда лопасти большей длины расположены вдоль продольной оси фюзеляжа.

Изобретения относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Винтокрылый летательный аппарат содержит несущий винт, крыло, фюзеляж, хвостовое оперение самолетного типа, самолетно-вертолетную систему управления.

Изобретение относится к области авиационной техники. Гибридный электросамолет двухбалочной схемы содержит несущий фюзеляж, низко- и высокорасположенные крылья прямой и обратной стреловидности, концы которых соединяются концевыми шайбами, переднее горизонтальное оперение, хвостовое оперение, включающее кили, цельноповоротный межкилевой стабилизатор, четыре электровентилятора в кольцевых каналах и расположенные тандемом мотогондолы больших винтов, переднего тянущего и заднего толкающего, выполненных с взаимно противоположным вращением и с возможностью работы при различных углах отклонения в вертикальной плоскости.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Беспилотный палубный преобразуемый винтокрыл (БППВ) содержит два передних и два задних нижних поперечно-тандемных несущих винта (ПТНВ), равноудаленных от центра масс и обеспечивающих ВВП и КВП, и флюгерно-реверсивный толкающий меньший пропульсивный винт (МПВ), размещенный на кормовом валу в конце средней части фюзеляжа, работающий как совместно с несущими винтами при выполнении ВВП и зависания, так и самостоятельно для создания маршевой тяги при скоростном горизонтальном полете и зафиксированных лопастях-крыльях однолопастных НВ. НВ размещены на профилированных пилонах в передних и задних окончаниях продолговатых гондол на законцовках высокорасположенного трапециевидного крыла (ВТК), смонтированного с положительным углом поперечного V на поворотной круговой опоре с возможностью поворота консоли ВТК на угол 90° по часовой стрелке при виде сверху совместно с лопастями-крыльями вдоль фюзеляжа. Обеспечивается повышение маневренности при переходных режимах и на малых скоростях полета, увеличение крейсерской скорости и дальности полета. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области авиации, а именно к конструкциям летательных аппаратов с несущими винтами. Винтокрыл содержит фюзеляж, крылья, установленные на роторах с возможностью вращения и создания, по меньшей мере, подъемной тяги. Роторы расположены последовательно вдоль фюзеляжа и на оси вращения каждого ротора установлены два крыла, вращающиеся в противоположных направлениях в разных плоскостях. Угловое положение каждого крыла при его вращении синхронизировано с угловым положением остальных крыльев. При этом противоположно вращающаяся пара крыльев одного ротора находится в противофазе противоположно вращающейся паре крыльев другого ротора с возможностью уравновешивания центробежных сил и моментов всех четырех вращающихся крыльев. Обеспечивается повышение эффективности летательного аппарата. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх