RU104150U1

RU104150U1 - MULTI SCREW HELICOPTER

Info

Publication number: RU104150U1
Application number: RU2010106159/11U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Петровский
Original assignee: Владимир Иванович Петровский
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2011-05-10

Abstract

1. Многовинтовой вертолет, у которого оси всех многочисленных винтов располагаются на одной горизонтальной линии, и площади, ометаемые винтами, слегка перекрывая друг друга, образуют одну сплошную удлиненную «плоскость», через которую проходит отбрасываемый воздух, отличающийся тем, что, с целью уменьшения затрат энергии при полете на создание подъемной силы путем увеличения массы отбрасываемого воздуха и уменьшения ее скорости за счет увеличения длины поперечной плоскости, вращение всем винтам передается при помощи составного вала через конические передачи на оси винтов, закрепленных в подшипниках держателей, свободно поворачивающихся на валу, а сами держатели вместе с осями винтов могут поворачиваться одновременно при помощи тяг, присоединенных к валу, расположенному параллельно силовому валу, и к которому прикреплена рукоятка управления поворотом винтов. ! 2. Многовинтовой вертолет по п.1, отличающийся тем, чт, с целью улучшения обтекаемости конструкции, механизм передачи вращения винтам помещается внутри крыльев, служащих опорой для винтов и создающих подъемную силу при планировании, и которые могут поворачиваться вместе с винтами, для этого корневые части крыльев закрепляются в подшипниках по бортам фюзеляжа, а вал, соединяющий крылья, связан с рукояткой управления поворотом осей винтов. 1. A multi-rotor helicopter, in which the axes of all the numerous screws are located on the same horizontal line, and the areas swept by the screws, slightly overlapping each other, form one continuous elongated “plane” through which the discharged air passes, characterized in that, in order to reduce energy consumption during the flight to create lift by increasing the mass of exhaust air and reducing its speed by increasing the length of the transverse plane, the rotation of all the screws is transmitted using a composite shaft through es bevel gears on screw axis fixed bearing holders freely rotatable on the shaft and holders themselves together with the axes of the screws may be rotated simultaneously by means of rods attached to the shaft located parallel to the power shaft and to which is attached a control lever rotating screws. ! 2. The multi-rotor helicopter according to claim 1, characterized in that, in order to improve the streamlining of the structure, the rotational transmission mechanism for the screws is placed inside the wings, which serve as a support for the screws and create lift when planning, and which can rotate together with the screws, for this root parts of the wings are fixed in bearings along the sides of the fuselage, and the shaft connecting the wings is connected to the handle for controlling the rotation of the axes of the screws.

Description

Область применения та же, что у всех вертолетов.The scope is the same as for all helicopters.

Ближайшим российским аналогом является вертолет МИ-12, который показал своими полетами преимущество поперечной системы расположения винтов.The closest Russian counterpart is the MI-12 helicopter, which showed with its flights the advantage of the transverse prop arrangement.

Существенным признаком модели является расположение осей ряда многочисленных винтов, как бы образующих при своем вращении сплошную поверхность, на одной горизонтальной линии перпендикулярной направлению полета, (фиг.1). Предлагаемая модель является дальнейшим развитием поперечной схемы расположения винтов с возможностью неограниченно увеличивать поперечные размеры сметаемой плоскости, как бы увеличивать удлинение «крыла».An essential feature of the model is the location of the axes of a number of numerous screws, as if forming a continuous surface during their rotation, on one horizontal line perpendicular to the direction of flight (Fig. 1). The proposed model is a further development of the transverse arrangement of the screws with the ability to unlimitedly increase the transverse dimensions of the swept plane, as if to increase the elongation of the “wing”.

Направления осей винтов могут одновременно изменяться от горизонтального до вертикального (в плоскостях параллельных диаметральной плоскости).The directions of the axes of the screws can simultaneously vary from horizontal to vertical (in planes parallel to the diametrical plane).

Площади, сметаемые каждым винтом, немного перекрываются, образуя единую площадь, напоминающую плоскость крыла самолета.The areas swept by each propeller overlap slightly, forming a single area resembling the plane of an airplane wing.

Каждые два соседних винта вращаются в противоположные стороны.Every two adjacent screws rotate in opposite directions.

Общая компоновка модели напоминает самолет. Такое же хвостовое оперение, элероны, удлиненный корпус.(фиг.1).The general layout of the model resembles an airplane. The same tail, ailerons, elongated body. (Figure 1).

Целью создания модели было стремление увеличить массу отбрасываемого воздуха при полете для того, чтобы уменьшить затраты энергии на создание подъемной силы. Фиг.2, показывающая движение воздуха в сечении перпендикулярном горизонтальному полету, наглядно поясняет, что, как и для самолета, объем захватываемого и отбрасываемого воздуха от общей длины линии винтов (удлинения). Т. е. не только от общей площади, сметаемой винтами, но и от их расположения - на одной линии, расположенной перпендикулярно движению. За счет этого объем отбрасываемого воздуха, увеличивающегося пропорционально скорости полета, значительно увеличивается. Т. е. картина движения воздуха получается такой же, как у самолета - чем больше удлинение (длина сметаемой винтами площади) тем больше отбрасываемая вниз масса воздуха, и меньше ее скорость, (при создании одинаковой подъемной силы), меньше затрачиваемая энергия (пропорциональная квадрату этой скорости).The goal of creating the model was the desire to increase the mass of exhaust air during flight in order to reduce the energy costs of creating lift. Figure 2, showing the movement of air in a cross section perpendicular to horizontal flight, clearly illustrates that, as for an airplane, the volume of trapped and thrown air from the total length of the line of the screws (elongation). That is, not only from the total area swept away by the screws, but also from their location - on one line located perpendicular to the movement. Due to this, the volume of discharged air, increasing in proportion to the speed of flight, increases significantly. That is, the picture of the air movement turns out to be the same as that of an airplane - the greater the elongation (the length of the area swept by the screws), the greater the mass of air thrown down and the lower its speed (when creating the same lifting force), the less the energy expended (proportional to the square this speed).

Для такой конструкции как для вертолета подъемная сила будет достаточно большой и может значительно возрастать уже на небольшой скорости даже при незначительном ее увеличении (чего нет у самолета), а увеличивая число винтов, увеличивая общую площадь захватываемого воздуха, (подобно тому, как у самолета при увеличении удлинения крыла) можно уменьшать скорость отбрасывания воздуха, уменьшая этим затраты энергии.For such a design as for a helicopter, the lifting force will be large enough and can increase significantly already at a low speed even with a slight increase (which is not the case with the aircraft), and by increasing the number of screws, increasing the total area of trapped air (similar to increasing wing elongation) it is possible to reduce the rate of air rejection, thereby reducing energy costs.

Для вертолета затруднительно значительное увеличение длины лопастей. Поэтому вместо винтов с длинными лопастями применена конструкция с многими винтами, с короткими и жесткими лопастями, которые не перехлестываются друг с другом. Изменение направления силы тяги обеспечивается одновременным изменением угла наклона осей винтов.It is difficult for a helicopter to significantly increase the length of the blades. Therefore, instead of screws with long blades, a design with many screws, with short and rigid blades that do not overlap with each other, is used. A change in the direction of the traction force is provided by a simultaneous change in the angle of inclination of the axes of the screws.

Возможность создания большой горизонтальной силы тяги обеспечивает резкий разгон и торможение.The ability to create large horizontal traction forces provides sharp acceleration and braking.

Для небольших взлетно-посадочных площадок и небольшой скорости данная модель будет иметь преимущество, создавая необходимую подъемную силу определенного направления при меньших затратах энергии.For small runways and low speed, this model will have an advantage, creating the necessary lifting force in a certain direction with less energy.

Кроме того, данная модель имеет еще один положительный эффект. Т.к. длина лопастей винтов сравнительно небольшая, то скорость вращения наоборот большая. Ряд винтов образует собой симметричный движитель, имеющий симметричную картину скоростей вращения его лопастей, и направление результирующей силы зависит только от скорости вращения винтов и направления их осей. Все это приводит к тому, что появляется возможность увеличить максимальную скорость полета, по сравнению с вертолетом, имеющим длинные лопасти и фиксированное положение осей винтов.In addition, this model has another positive effect. Because the length of the propeller blades is relatively small, the rotation speed is, on the contrary, large. A row of screws forms a symmetrical propulsion device having a symmetrical picture of the rotational speeds of its blades, and the direction of the resulting force depends only on the rotational speed of the screws and the direction of their axes. All this leads to the fact that it becomes possible to increase the maximum flight speed, compared with a helicopter with long blades and a fixed position of the axes of the propellers.

Кроме того, важным преимуществом большого удлинения «крыльев» является возможность обеспечить планирование при отказе двигателей.In addition, an important advantage of the large elongation of the “wings” is the ability to provide planning for engine failure.

Конкретная реализация этой полезной модели приведена на фиг.3. На каркасе, имеющим форму похожую на самолет, закреплен составной вращающийся вал 1, расположенный вдоль «крыльев» такой модели. Через этот вал от мотора, расположенного в центре фюзеляжа, передается вращение на винты вертолета. Для этого на валу в нужном порядке в подшипниках закреплены держатели осей винтов и конические передачи на эти оси. Винты крепятся через обгонные муфты.A specific implementation of this utility model is shown in figure 3. On the frame, having a shape similar to an airplane, a composite rotating shaft 1 is fixed, located along the “wings” of such a model. Through this shaft from the motor located in the center of the fuselage, rotation is transmitted to the helicopter screws. For this purpose, the screw axle holders and bevel gears on these axes are fixed in the bearings in the required order on the shaft. Screws are secured through freewheels.

Для управления поворотом винтов и создания тяги определенного направления вдоль и параллельно этому силовому валу еще один поворачивающийся вал 3 с насаженной на него ручкой управления 4. От вала к каждому держателю винтов идет тяга 2. При повороте вала рукояткой одновременно поворачиваются все оси винтов. Направление осей винтов можно менять вдоль направления полета примерно в пределах 140 градусов.To control the rotation of the screws and create traction of a certain direction along and parallel to this power shaft, there is one more rotating shaft 3 with a control knob 4. The rod 2 goes from the shaft to each screw holder. When turning the shaft, the handle simultaneously turns all the axes of the screws. The direction of the axes of the screws can be changed along the direction of flight approximately within 140 degrees.

Хвостовое оперение и элероны работают, как у самолета. Для вынужденного планирования при отказе двигателя могут использоваться расположенные под винтами составные крылья с поворотными плоскостями, свободно устанавливающиеся вдоль вертикального потока направленного вниз, и жестко прижимающихся при планировании. Управление моделью во многом подобно самолетному, поэтому на рисунках не показано. Для поперечной устойчивости при малой или равной нулю скорости могут применяться дополнительные элероны, расположенные в зоне вертикального потока.The tail and ailerons work like an airplane. For forced planning in the event of engine failure, composite wings with rotary planes located under the screws, freely mounted along the vertical downward flow, and rigidly pressed during planning, can be used. Managing the model is much like an airplane, so it is not shown in the figures. For lateral stability at low or zero speed, additional ailerons located in the vertical flow zone can be used.

Может быть применена и более сложная схема модели, но зато более обтекаемая. Механизм передачи вращения винтам помещается внутри крыльев, которые могут поворачиваться вместе с винтами, как показано на фиг.4. Для этого корневые части крыльев закреплены в подшипниках, которые установлены по бортам фюзеляжа. Крылья служат для крепления винтов, а при вынужденном планировании и для создания подъемной силы.A more complex model scheme can be applied, but more streamlined. The rotational transmission mechanism of the screws is placed inside the wings, which can be rotated together with the screws, as shown in figure 4. For this, the root parts of the wings are fixed in bearings, which are installed along the sides of the fuselage. The wings are used for fastening screws, and in case of emergency planning, and to create lift.

Claims

1. A multi-rotor helicopter, in which the axes of all the numerous screws are located on the same horizontal line, and the areas swept by the screws, slightly overlapping each other, form one continuous elongated “plane” through which the discharged air passes, characterized in that, in order to reduce energy consumption during the flight to create lift by increasing the mass of exhaust air and reducing its speed by increasing the length of the transverse plane, the rotation of all the screws is transmitted using a composite shaft through es bevel gears on screw axis fixed bearing holders freely rotatable on the shaft and holders themselves together with the axes of the screws may be rotated simultaneously by means of rods attached to the shaft located parallel to the power shaft and to which is attached a control lever rotating screws.

2. The multi-rotor helicopter according to claim 1, characterized in that, in order to improve the streamlining of the structure, the rotational transmission mechanism for the screws is placed inside the wings, which serve as a support for the screws and create lift when planning, and which can rotate together with the screws, for this root parts of the wings are fixed in bearings along the sides of the fuselage, and the shaft connecting the wings is connected to the handle for controlling the rotation of the axes of the screws.