Конвертоплан

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, киль, шасси, пилоны, выполненные с возможностью вращения. Две подъемные силовые установки расположены на пилонах с одной степенью свободы по углу рыска по бокам фюзеляжа с возможностью фиксации положения и уборки при горизонтальном полете вперед или назад в ниши фюзеляжа. Маршевая силовая установка установлена или на пилоне в носовой части фюзеляжа, или на киле. Пилон выполнен с двумя степенями свободы по углам крена и тангажа с возможностью фиксации положения. Обеспечивается повышение надежности, безопасности, увеличение дальности полета и снижение себестоимости конвертоплана. 4 ил.

 

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Изобретение может быть использовано во всех областях традиционного применения самолетов, вертолетов, конвертопланов, беспилотных летательных аппаратов.

Известен конвертоплан (Патент RU №2456209 С1, МПК В64С 37/00 - 20.07.2012, Бюл. №20), включающий фюзеляж, крыло, двигатели, оперение, шасси. На крыле располагаются пилоны, выполненные с возможностью вращения. На пилонах установлены два передних двигателя. Задний двигатель установлен на киле-пилоне. Стойки шасси совмещены с пилонами крыла и килем соответственно. Обеспечивается балансировка летательного аппарата на всех режимах полета.

Недостатками данного технического решения являются низкая грузоподъемность, низкая дальность и продолжительность полета в силу низкого КПД силовых установок, т.к. они одновременно и подъемные, и маршевые, а также избыточная мощностью силовых установок в горизонтальном полете, как следствие вынужденная их эксплуатация при пониженных КПД.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является конвертоплан (Патент RU №2635431 С1, МПК В64С 37/00 - 13.11.2017, Бюл. №32), содержащий фюзеляж, переднее и заднее крылья, силовые установки, содержащие двигатели и воздушные винты, шасси, пилоны, выполненные с возможностью вращения, две подъемные силовые установки расположенные на пилонах с двумя степенями свободы по углам тангажа и рыска по бокам фюзеляжа, с возможностью фиксации положения и убираться при горизонтальном полете вперед или назад в ниши фюзеляжа. Маршевая силовая установка расположена на пилоне с двумя степенями свободы по углам крена и тангажа с возможностью фиксации положения в хвостовой части фюзеляжа. Данный патент принят за прототип.

Недостатками этого конвертоплана является уязвимость маршевой силовой установки, установленной в хвостовой части фюзеляжа, при взлете и посадке от неровностей подстилающей поверхности, также к недостаткам этого конвертоплана следует отнести высокую техническую сложность, высокий вес и большой занимаемый объем в фюзеляже пилонов подъемных силовых установок.

Задачей заявляемого изобретения является создание конвертоплана предназначенного для транспортирования, простой конструкции, сбалансированного на всех режимах полета, способного совершать горизонтальный полет, вертикальный взлет - посадку и зависать на одном месте. Полезность конвертоплана заключается в возможности взлета и посадки с минимальной по габаритам площадки и в сокращении времени транспортирования за счет возможности максимально близко доставить целевую нагрузку до потребителя

Технический результат - увеличение надежности конструкции, грузоподъемности, дальности, продолжительности полета и снижение стоимости конвертоплана.

Указанный технический результат достигается тем, что конвертоплан содержащий фюзеляж, пару крыльев: переднее и заднее, две подъемные силовые установки, содержащие двигатели и воздушные винты, расположенные на пилонах по бокам фюзеляжа и убираемые в горизонтальном полете в фюзеляж, маршевую силовую установку, содержащую двигатель и воздушный винт, установленную на пилоне, выполненном с возможностью вращения относительно углов крена и тангажа, киль и шасси, особенность заключается в том, что пилоны подъемных силовых установок имеют только одну степень свободы по углу рыска, маршевая же силовая установка в случае если она расположена не в носовой части фюзеляжа, располагается на передней или на задней кромке киля, на законцовке или в средней части киля.

Преимуществом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение технической сложности, уменьшение себестоимости и увеличение надежности, а также снижение веса пустого и увеличение дальности и продолжительности полета, это обеспечивается переходом от двух степеней свободы к одной степени свободы у пилонов подъемных силовых установок, также это обеспечивается размещением пилона маршевой силовой установки на киле, кроме того количество килей сокращается с двух до одного.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

на фиг. 1 - представлен общий вид конвертоплана, взлетно-посадочный режим полета (маршевая силовая установка установлена на задней кромке киля),

на фиг. 2 - представлен вид конвертоплана во время разгона (маршевая силовая установка установлена на задней кромке киля),

на фиг. 3 - представлен вид конвертоплана в горизонтальном полете.

Подъемные силовые установки убраны в ниши фюзеляжа.

на фиг. 4 - представлен вид конвертоплана во время разгона (маршевая силовая установка установлена на передней кромке киля),

где 1 - фюзеляж;

2 - переднее крыло;

3 - заднее крыло;

4 - киль;

5 - подъемные силовые установки;

6 - маршевая силовая установка;

7, 8 - дифференциальные аэродинамические рули;

9 - пилон подъемной силовой установки;

10 - пилон маршевой силовой установки;

11 - ниши фюзеляжа для уборки подъемных силовых установок.

Предлагаемое изобретение содержит фюзеляж 1, который служит для размещения целевой нагрузки, элементов системы управления и других систем; переднее крыло 2 и заднее крыло 3, киль 4, подъемные силовые установки 5, включающие двигатель и воздушный винт, размещенных на поворотных пилонах 9 по бокам фюзеляжа для создания подъемной силы на режимах взлета/посадки; маршевая силовая установка 6, включающая двигатель и воздушный винт, размещенная на поворотном пилоне 10 на передней или задней кромке киля, которая служит для создания тяги на всех режимах полета; дифференциальных аэродинамических рулей 7 и 8 для управления конвертопланом в горизонтальном полете; ниши фюзеляжа 11 для уборки подъемных силовых установок.

Данное изобретение имеет несколько особенностей:

1. На взлетно-посадочном режиме полета конвертоплан имеет фиксированный угол тангажа в диапазоне от 5 до 15 градусов. Разгон и торможение осуществляется наклоном всего конвертоплана вперед - назад, то есть скорость конвертоплана регулируется углом тангажа.

2. В случае расположения маршевой силовой установки не в носовой части фюзеляжа, она устанавливается как на передней кромке киля, в этом случае она комплектуется тянущим винтом, так и на задней кромке киля и в этом случае она комплектуется толкающим винтом.

3. Пилоны подъемных силовых установок имеют одну степень свободы.

Работает устройство следующим образом: различается два режима полета конвертоплана: взлетно-посадочный режим и горизонтальный полет.

Во взлетно-посадочном режиме (Фиг. 1) все три силовых установки работают и установлены в рабочее положение «вверх». Управление осуществляется углом тангажа конвертоплана, поворотом подъемных силовых установок относительно осей А (по углу рыска) и поворотом маршевой силовой установки относительно осей В и Г (по углам тангажа и крена). Отклонение осуществляется при помощи сервоприводов. Кроме того управление конвертопланом осуществляется изменением оборотов силовых установок.

После взлета конвертоплан наклоняется вперед, а маршевая силовая установка поворачиваются на некоторый угол для создания горизонтальной тяги (Фиг. 2). Этим самым достигается разгон конвертоплана до минимальной скорости горизонтального полета. После этого подъемные силовые установки останавливаются и убираются в ниши фюзеляжа поворотом мотогондол вокруг оси А (по углу рыска). При торможении наоборот, при работающих подъемных силовых установках, маршевая силовая установка занимает положение для создания отрицательной тяги, а конвертоплан устанавливается на положительный угол атаки.

В горизонтальном полете (Фиг. 3) подъемная сила создается крыльями, тяга создается маршевым двигателем, а управление осуществляется дифференциальными рулями (которые могут быть установлены как на переднем так и/или на заднем крыльях). При выходе из строя (или при исходном отсутствии) дифференциальных рулей управление осуществляется маршевой силовой установкой поворотом относительно осей В и Г. При выходе из строя маршевой силовой установки возможна посадка «по-планерному» под управлением дифференциальных рулей, либо (если есть) на парашюте.

По сравнению с прототипом заявляемое техническое решение имеет ряд технико-экономических преимуществ, а именно:

1. Пилоны подъемных силовых установок имеют только одну степень свободы, что снижает вес пустого конвертоплана на 10% за счет отсутствия механизма поворота по углу тангажа и освобождает внутренние объемы фюзеляжа на 5%. Кроме того, уменьшается техническая сложность конструкции и увеличивается ее надежность.

2. Маршевая силовая установка в случае расположения в хвосте конвертоплана расположена на киле, что снижает требования качеству покрытия взлетно-посадочной площадки, увеличивает надежность маршевой силовой установки и позволяет не устанавливать шасси на конвертоплан, либо снижает требуемую высоту стоек шасси. В случае отсутствия шасси вес пустого снижается на 10%.

Конвертоплан, содержащий фюзеляж, пару крыльев - переднее и заднее, две подъемные силовые установки, содержащие или электродвигатели, или поршневые двигатели внутреннего сгорания, или газотурбинные двигатели и воздушные винты, складные или нет, расположенные на пилонах по бокам фюзеляжа с возможностью фиксации положения, убирающиеся при горизонтальном полете вперед или назад в полость фюзеляжа, маршевую силовую установку, содержащую или электродвигатель, или поршневой двигатель внутреннего сгорания, или газотурбинный двигатель и воздушный винт, расположенную или в носовой части фюзеляжа, или в кормовой части фюзеляжа, или на киле-пилоне с двумя степенями свободы по углам крена и тангажа, с возможностью фиксации положения, с килем, с шасси или без шасси, с парашютом или без парашюта, отличающийся тем, что пилоны подъемных силовых установок имеют только одну степень свободы по углу рыска, маршевая же силовая установка, в случае если она расположена на киле-пилоне, располагается на передней или на задней кромке киля-пилона.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трансформируемым летательным аппаратам с укороченным взлетом и посадкой для внеаэродромной эксплуатации. Конвертоплан включает фюзеляж, две пары крыльев с тандемным расположением, винтомоторные установки, подвешенные под задним крылом, и два телескопических ротора «Флеттнера», поперечно расположенных в средней части фюзеляжа, по разные стороны от центра тяжести конвертоплана.

Изобретение относится к области трансформируемых летательных аппаратов для внеаэродромной эксплуатации. Летательный аппарат содержит фюзеляж со среднерасположенным несущим крылом и хвостовой стабилизатор с навешенными на него винтомоторными установками.

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 беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Конвертоплан включает фюзеляж, планер и винтомоторную группу.

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.

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.

Автожир // 2673933
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям комбинированных летательных аппаратов. Автожир содержит кабину, установленную на раме, шасси, основной ротор, закрепленный на мачте, горизонтальный стабилизатор, вилку управления, двигатель, толкающий винт.

Винтокрыл // 2673754
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Скоростной винтокрыл с увеличенной дальностью полета содержит соосный несущий винт, фюзеляж, силовую установку, редуктор, крылья, стабилизатор, шасси, систему управления.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям многовинтовых летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат (1) имеет несущую конструкцию (27), крыльевую конструкцию (15), четыре подъемных несущих винта (5) и один тяговый привод (9).

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Винтокрылый летательный аппарат содержит фюзеляж, гибридную силовую установку с управляемыми векторами тяги, замкнутое крыло, концентрично расположенное относительно фюзеляжа, с размещаемым в нем топливом, стабилизатор, автожирный несущий винт, рулевой винт, шасси.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям несущих винтов винтокрылых летательных аппаратов. Скоростной двухвинтовой вертолет соосной схемы содержит главный редуктор, толкающий винт.

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, 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. Скоростной гибридный вертолет-самолет (СГВС) выполнен по двухвинтовой соосной схеме, имеет двигатель силовой установки (СУ), передающий крутящий момент через главный редуктор и систему валов трансмиссии на несущие винты и задний винт, смонтированные соответственно над центром масс и на конце хвостовой балки.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям комбинированных вертолетов. Многоцелевой двухфюзеляжный вертолет-самолет (МДВС) имеет двухвинтовую соосную схему, силовую установку (СУ) с двигателями, передающими крутящий момент через главный редуктор и валы трансмиссии на несущие винты и пропульсивные винты в кольцевых каналах.

Группа изобретений относится к системе адаптивного управления полетом для летательного аппарата, системе силовой передачи толкающего винта и летательному аппарату.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям одновинтовых высокоскоростных вертолетов. Вертолет содержит подъемный винт, двигатели, хвостовую балку, руль направления. Хвостовая балка имеет профиль крыла, расположенного в потоке воздуха от подъемного винта, и снабжена поворачиваемой аэродинамической поверхностью. Двигатели имеют поворотные выхлопные устройства с возможностью изменения тяги с бокового противоположно направленного на направление, противоположное направлению полета, при этом изменение направления тяги производится синхронно. Обеспечивается повышение скорости полета вертолета. 2 ил.

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, киль, шасси, пилоны, выполненные с возможностью вращения. Две подъемные силовые установки расположены на пилонах с одной степенью свободы по углу рыска по бокам фюзеляжа с возможностью фиксации положения и уборки при горизонтальном полете вперед или назад в ниши фюзеляжа. Маршевая силовая установка установлена или на пилоне в носовой части фюзеляжа, или на киле. Пилон выполнен с двумя степенями свободы по углам крена и тангажа с возможностью фиксации положения. Обеспечивается повышение надежности, безопасности, увеличение дальности полета и снижение себестоимости конвертоплана. 4 ил.

Наверх