Вертолет повышенной скорости полета

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.

 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к одновинтовым вертолетам, и может быть использовано для вертолета повышенной скорости полета.

Уровень техники и предпосылки создания изобретения.

В настоящее время в авиастроении широко применяется компоновка вертолетов, содержащая фюзеляж, подъемный винт, хвостовую балку с рулевым винтом изменяемого шага, двигатели и силовую передачу с валами и промежуточными редукторами [1].

Известными аналогами вертолетов такого типа являются вертолеты, описанные в книге [2] или в патенте РФ на изобретение [3]. Таковы, например, серийно выпускаемые вертолеты Ми-24, Ми-35, Ми-28, АЛ-64 «Апач» (и их модификации).

В настоящее время в России и за рубежом ведутся работы по созданию вертолетов повышенной скорости полета. К таким машинам можно отнести вертолеты, поддерживающие крейсерскую скорость полета 350 км/ч и выше.

Из открытых источников известно [4], что в России проходят испытания Летной лаборатории перспективного скоростного вертолета (ЛЛ ПСВ), которая представляет собой экспериментальный летательный аппарат, созданный на базе вертолета Ми-24 и обладающий улучшенными аэродинамическими характеристиками. Силовая установка вертолета состоит из двух турбовальных двигателей. Шасси убирается в полете.

Некоторые элементы фюзеляжа летающей лаборатории доработаны, что «значительно снижает сопротивление воздуха и улучшает аэродинамику вертолета на больших скоростях полета» [4].

Одной из основных задач при реализации ЛЛ ПСВ является получение экспериментальных данных по использованию на вертолетах новых цельнокомпозитных лопастей несущего винта, созданных на заводе им. М.Л. Миля [4]. Данные лопасти имеют улучшенные аэродинамические характеристики и созданы с использованием новейших разработок в области аэродинамики, прочности, композитного материаловедения.

Описанный выше отечественный аппарат ЛЛ ПСВ можно рассматривать в качестве аналога изобретения.

К недостаткам такой схемы можно отнести сложность устройства и необходимость отбора мощности для привода рулевого винта.

Кроме того, скорость полета такого вертолета ограничена допустимой скоростью обтекания лопастей.

Одной из проблем, препятствующих достижению повышенной скорости полета, является наличие рулевого винта, который создает дополнительные вибрации, требует наличия сложной трансмиссии, отбирает часть мощности и создает ряд других проблем. Для вертолетов повышенной скорости полета весьма желательным является отказ от использования рулевого винта.

Общей технической задачей, решаемой патентуемым изобретением, является обеспечение повышенной скорости полета вертолета

Раскрытие изобретения.

Предлагаемый вертолет содержит подъемный винт, двигатели, хвостовую балку, руль направления и отличается тем, что хвостовая балка имеет профиль крыла, расположенного в потоке воздуха от подъемного винта и снабжена поворачиваемым элероном, двигатели имеют поворотные выхлопные устройства с возможностью изменения тяги с бокового противоположно направленного на направление противоположное направлению полета, а изменение направления тяги производится синхронно.

Предлагаемый вертолет позволяет выполнять горизонтальный полет на скорости превышающей скорости полета серийных вертолетов, при этом взлет и посадка могут выполняться вертикально. Кроме того, наличие хвостовой балки в виде крыла, расположенного в потоке воздуха от подъемного винта, позволяет компенсировать реакцию от вращения винта и обойтись без рулевого винта (и создаваемых им проблем при повышенной скорости полета), а также сэкономить мощность силовой установки.

Предлагаемый вертолет имеет два режима функционирования, которые будут подробно рассмотрены далее:

- режим горизонтального полета с повышенной скоростью;

- режим вертикального взлета или посадки.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 показан предлагаемый вертолет в горизонтальном полете с повышенной скоростью.

На фиг. 2 вертолет показан в режиме вертикального взлета или посадки.

Осуществление изобретения.

Вертолет повышенной скорости полета состоит из подъемного винта 1, реактивных двигателей 2, хвостовой балки 3, руля направления 4, крыльев 5, поворотных сопел 6, и элерона 7.

Рассмотрим режим горизонтального полета с повышенной скоростью на предлагаемом вертолете, при этом частота вращения подъемного винта 1 снижается до допустимой скорости обтекания лопастей, а путевое управление и компенсация реакции от вращения винта обеспечиваются рулем направления самолетного типа 4. Разгон поддержание скорости вертолета осуществляются за счет реактивной струи двигателей 2, направленной противоположно направлению полета с помощью поворотных сопел 6. При этом потеря подъемной силы компенсируется подъемной силой крыльев 5.

Рассмотрим режим вертикального взлета и посадки. При этом частота вращения подъемного винта 1 повышается, а путевое управление и компенсация реакции от вращения винта обеспечиваются за счет хвостовой балки 3 в виде крыла, расположенного в потоке воздуха от подъемного винта 1, с управляемым элероном 7. Аэродинамическая сила хвостовой балки 3 в виде крыла компенсирует реакцию от подъемного винта 1. При этом управление осуществляется за счет поворота элерона 7. Реактивные струи двигателей 1 за счет поворотных сопел 6 направляются вбок противоположно, как у обычного вертолета, и компенсируют друг друга.

Переход с одного режима на другой осуществляется плавно синхронным поворотом сопел реактивных двигателей 6 и изменением частоты вращения подъемного винта 1.

К дополнительным достоинствам предлагаемого вертолета можно отнести травмобезопасность системы управления.

Библиографические данные источников информации.

1. Схемы вертолетов [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Схемы_вертолетов (дата обращения: 01.03.2017);

2. Современные боевые вертолеты: Справ. пособие / Авт.-сост. В.И. Королев. - Мн.: Элайда, 1998. - 208 с.: ил. - (В мире техники). ISBN 985-6163-19-6.

3. Пчентлешев В.Т. Винтокрылый летательный аппарат // Патент РФ, RU 2600966 С1, опубликовано 27.10.2016 г.

4. Российский скоростной вертолет-лаборатория впервые поднялся в воздух [Электронный ресурс]. URL: https://ria.ru/defense_safety/20160119/1361791736.html (дата публ.: 19.01.2016).

Вертолет, содержащий подъемный винт, двигатели, хвостовую балку, руль направления, отличающийся тем, что хвостовая балка имеет профиль крыла, расположенного в потоке воздуха от подъемного винта, и снабжена поворачиваемым элероном, двигатели имеют поворотные выхлопные устройства с возможностью изменения тяги с бокового противоположно направленного на направление, противоположное направлению полета, а изменение направления тяги производится синхронно.



 

Похожие патенты:

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.

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.

Изобретение относится к средствам военной техники и может быть использовано в конструкции автономных винтокрылых модулей вооружения. Авиационный ракетный комплекс с беспилотным ударным вертолетом-самолетом включает платформу, содержащую средства базирования со стартовой станцией, энергетическую установку и блок управления полетом беспилотной многовинтовой системой (БПМС). БПМС представляет собой беспилотный ударный вертолет-самолет, выполненный по аэродинамической схеме продольного триплана с близкорасположенным передним горизонтальным оперением, разнонаправленными крыльями Х-образной стреловидности и концепции тандемного размещения разновеликих винтов. Несущие винты с профилированными телескопическими противовесами смонтированы на пилонах крыльев. Одновинтовая пропульсивная система смонтирована в кормовой мотогондоле с редуктором толкающего винта. Вертолет-самолет имеет возможность преобразования полетной конфигурации с винтокрыла или вертолета в скоростной крылатый автожир или самолет. Обеспечивается повышение скорости и дальности полета, упрощение продольно-поперечной управляемости при вертикальном взлете, посадке и висении. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям автожиров. Автожир с возможностью вертикального взлета состоит из корпуса с пилоном (1), шасси (7), хвостового оперения (6), несущего винта (4), состоящего из втулки и лопастей (26), силовой установки, механической трансмиссии, включающей клиноременный редуктор, валы, угловой редуктор (11) с муфтой свободного хода, привод хвостового толкающего винта (16). Несущий винт и толкающий винт имеют механизм изменения шага. Развитое хвостовое оперение выполнено с механизмом изменения угла установки для компенсации реактивного момента несущего винта при вертикальном взлете за счет обдува хвостового оперения, при сохранении возможности управления по курсу центральным рулем направления от педалей. Обеспечивается возможность вертикального взлета автожира и устойчивость в полете. 9 ил.

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.

Наверх