RU121488U1

RU121488U1 - AIRCRAFT

Info

Publication number: RU121488U1
Application number: RU2012124445/11U
Authority: RU
Inventors: Артур Давыдович Гиргидов; Рубен Артурович Гиргидов
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2012-10-27

Abstract

Летательный аппарат, включающий корпус, крыло аэродинамической формы, расположенное вне корпуса, помещенное внутри корпуса устройство для забора воздуха из атмосферы и создания радиального потока воздуха из корпуса на крыло, кабину для экипажа и полезного груза, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде двух плоских колец, соединенных по контуру стойками, крыло имеет кольцеобразную в плане форму и жестко прикреплено к корпусу, устройство для забора воздуха состоит из одного радиально-осевого лопаточного колеса с двигателем и/или двух таких колес, установленных соосно с возможностью вращения в противоположные стороны, на стойках корпуса и с возможностью поворота вокруг них установлены направляющие лопатки, в кабине установлен гироскоп. An aircraft including a body, an aerodynamic wing located outside the body, a device placed inside the body for intake of air from the atmosphere and creating a radial air flow from the body to the wing, a cockpit for the crew and payload, characterized in that the body is made in the form of two flat rings connected along the contour by racks, the wing has an annular shape in plan and is rigidly attached to the body, the air intake device consists of one radial-axial impeller with an engine and / or two such wheels installed coaxially with the possibility of rotation in opposite directions, on the racks of the body and with the possibility of turning around them, guide vanes are installed, a gyroscope is installed in the cabin.

Description

Полезная модель относится к авиации. Предложен летательный аппарат (ЛА), сочетающий свойства вертолета (возможность вертикального взлета и зависания) и самолета (подъемная сила образуется за счет обтекания воздухом крыльев).The utility model relates to aviation. A flying vehicle (LA) is proposed that combines the properties of a helicopter (the possibility of vertical take-off and hovering) and an airplane (the lifting force is formed due to the flow of air over the wings).

Известны несколько типов летательных аппаратов, в которых воздух из атмосферы засасывается вентилятором (т.е. воздушным винтом с двигателем) в корпус, а подъемная сила создается в результате обтекания потоком воздуха из корпуса поверхностей тел, исполняющих роль крыла. Некоторые из таких аппаратов используют эффект Коанда: в этом случае тороидальная поверхность, имеющая выпуклость вверх, обдувается тонким слоем воздуха; при безотрывном обтекании на этой поверхности возникает вакуум, который и обеспечивает подъемную силу (UAV airframes/avionics-www.idairospace.com). Размеры подобных аппаратов ограничены необходимостью иметь тонкий поток воздуха на выходе из корпуса для реализации эффекта Коанда, а также необходимостью использования дополнительных средств, обеспечивающих горизонтальный полет. Известен летательный аппарат «Высотолет», описанный в заявке на изобретение RU №99113319/28, 08.06.1999, в котором подъемная сила создается за счет обтекания крыла тороидальной формы, установленного внутри рабочей камеры, представляющей собой по существу единую конструкцию с корпусом. Подъемная сила регулируется поджатием потока при ассиметричном обдуве. Недостатками этого аппарата являются невозможность регулирования подъемной силы за счет изменения угла атаки крыла и расположение крыла внутри рабочей камеры, в результате чего воздушный поток, обдувающий крыло, взаимодействует и со стенками рабочей камеры, присоединенной к корпусу, а это уменьшает потенциал воздушного потока при создании суммарной подъемной силы, действующей на корпус.Several types of aircraft are known in which air from the atmosphere is sucked in by a fan (i.e. an air propeller with an engine) into the body, and the lifting force is created as a result of the flow of air from the body to the surfaces of bodies that play the role of a wing. Some of these devices use the Coanda effect: in this case, a toroidal surface with a bulge upward is blown with a thin layer of air; during continuous flow around this surface, a vacuum occurs, which provides lifting force (UAV airframes / avionics-www.idairospace.com). The size of such devices is limited by the need to have a thin stream of air at the outlet of the hull to realize the Coanda effect, as well as the need to use additional means to ensure horizontal flight. Known aircraft "Vysotolet", described in the application for invention RU No. 99113319/28, 06/08/1999, in which the lifting force is created due to the flow around the wing of a toroidal shape installed inside the working chamber, which is essentially a single structure with the body. The lifting force is regulated by compressing the flow with asymmetric airflow. The disadvantages of this apparatus are the inability to control the lifting force due to changes in the angle of attack of the wing and the location of the wing inside the working chamber, as a result of which the air flow blowing around the wing also interacts with the walls of the working chamber attached to the body, and this reduces the potential of the air flow when creating the total lifting force acting on the body.

Наиболее близким техническим решением является «Летательный аппарат» описанный в патенте на полезную модель RU №112153 (прототип), опубликованный 10.01.2012 г., в котором подъемная сила создается при обтекании струей из сопел на корпусе крыльев, расположенных вне корпуса. Недостатком этой модели и всех других, использующих вентилятор для создания потока, является большой объем и вес корпуса, в котором вентилятором из атмосферы закачивается воздух и в котором вертикальный поток воздуха из вентилятора преобразуется в горизонтальный.The closest technical solution is the “Aircraft” described in the patent for utility model RU No. 112153 (prototype), published on January 10, 2012, in which the lifting force is created when a jet flows from nozzles on the wing body located outside the body. The disadvantage of this model and all others that use a fan to create a flow is the large volume and weight of the housing, in which air is pumped from the atmosphere by the fan and in which the vertical air flow from the fan is converted to horizontal.

Кроме того, прямоточный осевой вентилятор, засасывающий воздух, при работе в ограниченный объем камеры, образованной корпусом ЛА, может иметь существенное уменьшение к.п.д. при регулировании скорости истекания через сопла.In addition, the direct-flow axial fan, sucking in air, when working in a limited volume of the chamber formed by the aircraft body, can have a significant reduction in efficiency. when controlling the flow rate through nozzles.

Задача предлагаемой полезной модели - уменьшение габаритов ЛА и уменьшение энергетических затрат при его эксплуатации.The objective of the proposed utility model is to reduce the dimensions of the aircraft and reduce energy costs during its operation.

Поставленная задача достигается благодаря использованию в качестве устройства для забора воздуха из атмосферы и для создания потока воздуха, обдувающего крыло, одного радиально-осевого лопастного колеса с двигателем, расположенного внутри корпуса или двух таких колес. При этом исключается необходимость камеры, в которой вертикальный поток преобразуется в горизонтальный, на что затрачивается энергия воздушного потока. Кроме того, радиально-осевые колеса имеют в данных условиях более высокий к.п.д. по сравнению с осевым прямоточным вентилятором, что уменьшит затраты энергии, необходимые для полета ЛА.The task is achieved through the use of a single radial-axial impeller wheel with an engine located inside the body or two of these wheels as a device for taking air from the atmosphere and to create an air stream blowing over the wing. This eliminates the need for a chamber in which the vertical flow is converted to horizontal, which takes the energy of the air flow. In addition, radial axial wheels have a higher efficiency under these conditions. in comparison with the axial direct-flow fan, which will reduce the energy costs required for the flight of the aircraft.

ЛА представлен на фиг.1. и фиг.2. На фиг.2. представлено сечение ЛА по а-а. ЛА включает корпус, который состоит из двух плоских колец 1, соединенных по контуру вертикальными стойками 2.; средние части колец представляют собой решетки 3, обеспечивающие свободное поступление воздуха в корпус снизу и сверху; соосно с кольцами установлено одно радиально-осевое лопастное колесо 4 с двигателем 5 и/или два радиально-осевых колеса, которые могут вращаться в противоположные стороны (на фиг.1 и фиг.2 показан вариант с одним колесом); лопатки колеса (колес) цилиндрические с вертикальной образующей, направляющие каждой цилиндрической поверхности лопаток колеса изогнуты в сторону вращения колеса; на стойках 2, соединяющих кольца 1, установлены направляющие лопатки 6, которые могут поворачиваться вокруг вертикальной оси (стойки) каждая в отдельности и группами с помощью привода (пневмогидравлического, электромеханического, на фиг.1 и фиг.2 не показан); кольцеобразное крыло 7, жестко прикрепленное стержневой конструкцией 8 к корпусу и имеющее поперечное (радиальное) сечение необходимой аэродинамической формы; кабину 9 для экипажа, гироскопа, полезного груза и системы управления, расположенную на решетке верхнего (как показано на фиг.1.) или нижнего (рядом с двигателем) кольца 1. Находящийся внутри кабины 9 гироскоп (на фиг.1 и фиг.2 не показан) предотвращает реактивное (по отношению к колесу 4) вращение корпуса 1.LA presented in figure 1. and figure 2. In figure 2. A section of the aircraft is shown along aa. The aircraft includes a housing, which consists of two flat rings 1, connected along the contour by vertical struts 2 .; the middle parts of the rings are lattices 3, providing free flow of air into the housing from the bottom and top; coaxially with the rings one radial-axial impeller wheel 4 with an engine 5 and / or two radial-axial wheels that can rotate in opposite directions (in figure 1 and figure 2 shows a variant with one wheel); the wheel (wheel) blades are cylindrical with a vertical generatrix, the guides of each cylindrical surface of the wheel blades are curved in the direction of rotation of the wheel; on the racks 2 connecting the rings 1, guide vanes 6 are installed, which can be rotated around the vertical axis (racks) each individually and in groups using a drive (pneumohydraulic, electromechanical, not shown in FIG. 1 and 2); an annular wing 7, rigidly attached by a rod structure 8 to the body and having a transverse (radial) section of the required aerodynamic shape; cabin 9 for the crew, gyroscope, payload and control system located on the grill of the upper (as shown in Fig. 1) or lower (next to the engine) ring 1. The gyroscope located inside the cabin 9 (in Fig. 1 and Fig. 2 not shown) prevents reactive (with respect to the wheel 4) rotation of the housing 1.

При вращении колеса 4 (или двух колес в противоположные стороны) за счет центробежной силы вблизи оси колеса 4 (или двух колес) возникает вакуум, благодаря которому воздух засасывается из атмосферы в корпус через решетки 3, и создается радиальный поток воздуха из корпуса, набегающий на крыло 7. При обтекании крыла 7 возникает подъемная сила, которая стержневой конструкцией 8 передается корпусу 1 и всему ЛА.. Поворачивая направляющие лопатки 6, можно изменять радиальную составляющую скорости потока на крыло 7 и благодаря этому регулировать подъемную силу и создавать при несимметричном (относительно оси ЛА) положении лопаток 6 горизонтальную составляющую силы, действующую на ЛА и обеспечивающую горизонтальный полет, При наличии двух радиально осевых колес, вращающихся в противоположные стороны, существенно уменьшается масса гироскопа и, следовательно, увеличивается масса полезного груза.When the wheel 4 (or two wheels in opposite directions) rotates due to centrifugal force near the axis of the wheel 4 (or two wheels), a vacuum occurs, due to which air is sucked from the atmosphere into the body through the grilles 3, and a radial air flow from the body is created, running on wing 7. When flowing around wing 7, a lifting force arises which is transmitted by the rod structure 8 to the body 1 and to the entire aircraft. By turning the guide vanes 6, it is possible to change the radial component of the flow velocity to wing 7 and thereby control the lift If the position of the blades 6 is asymmetric (relative to the axis of the aircraft), the horizontal component of the force acting on the aircraft and ensuring horizontal flight is created. If there are two radially axial wheels rotating in opposite directions, the mass of the gyroscope decreases significantly and, therefore, the payload mass increases .

Claims

Aircraft, including a hull, an aerodynamic wing located outside the hull, a device placed inside the hull for taking air from the atmosphere and creating a radial air flow from the hull to the wing, the cockpit and the payload, characterized in that the hull is made in the form of two flat rings connected along the contour by the uprights, the wing has an annular shape in plan and is rigidly attached to the body, the air intake device consists of one radial-axial blade wheel with an engine and / or two of such wheels mounted coaxially with the possibility of rotation in opposite directions, on the racks of the casing and with the possibility of rotation around them, guide vanes are installed, a gyroscope is installed in the cabin.