RU138638U1

RU138638U1 - AUTO FAT

Info

Publication number: RU138638U1
Application number: RU2013149583/11U
Authority: RU
Inventors: Игорь Вячеславович Зайцев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно Производственное Объединение Стелс-плюс"
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-03-20

Abstract

Автожир, содержащий фюзеляж с балочным силовым каркасом и с трехопорным шасси, силовую установку, несущий винт, расположенный на пилоне, хвостовое оперение, руль направления, орган управления несущим винтом, механизм раскрутки несущего винта, винт горизонтального перемещения,отличающийся тем, чтовинт горизонтального перемещения выполнен в виде толкающего винта, а хвостовое оперение выполнено в виде кольцевого канала, в котором размещен толкающий винт, при этом руль направления выполнен в виде плоскости и размещен в задней части кольцевой насадки с расположением перпендикулярно оси силовой установки, причем силовая установка расположена в фюзеляже между пилоном и кольцевой насадкой, при этом управление системой электрической раскрутки осуществляют с помощью электродвигателя, а управление несущим винтом снабжено дополнительно системой изменения общего шага несущего винта.A gyroplane containing a fuselage with a beam power frame and with a three-landing gear, a power unit, a rotor located on the pylon, tail, rudder, rotor control, rotor spinning mechanism, horizontal displacement screw, characterized in that the horizontal displacement screw is made in the form of a pushing screw, and the tail unit is made in the form of an annular channel in which the pushing screw is placed, while the rudder is made in the form of a plane and placed in the rear of the rings a nozzle with an arrangement perpendicular to the axis of the power unit, the power unit being located in the fuselage between the pylon and the ring nozzle, while the electric spinning system is controlled by an electric motor, and the main rotor is additionally equipped with a system for changing the general pitch of the main rotor.

Description

Область техникиTechnical field

Предлагаемое техническое решение относится к авиационной технике, а именно, к автожирам.The proposed technical solution relates to aeronautical engineering, namely, gyroplanes.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известен автожир по патенту RU 2005657, B64C 27/02. Данный автожир содержит фюзеляж с кабиной пилота, трехопорное шасси с носовой опорой и предохранительной хвостовой опорой, силовую установку с тянущим винтом, размещенную за кабиной пилота, хвостовое вертикальное оперение с рулем направления, связанным проводкой управления с педалями в кабине пилота, и двухлопастной несущий авторотирующий винт, установленный на центральной вертикальной стойке с возможностью отклонения посредством органов управления в кабине пилота. Фюзеляж и центральная вертикальная стойка выполнены в виде трубы одинакового сечения. Фюзеляж снабжен центральной книце, жестко соединенной с центральной вертикальной стойкой, с трубой фюзеляжа и креслом пилота с образованием жесткого силового каркаса. Хвостовое оперение выполнено с горизонтальным оперением в виде стабилизатора, имеющего руль высоты, кинематически связанный проводкой управления с ручкой.Known gyroplane according to patent RU 2005657, B64C 27/02. This gyroplane contains a fuselage with a cockpit, a three-leg landing gear with a nose support and a safety tail support, a power unit with a pulling screw located behind the cockpit, a tail unit with a rudder connected by control wiring with pedals in the cockpit, and a two-bladed main rotor autorotating screw mounted on a central vertical strut with the possibility of deviation by means of controls in the cockpit. The fuselage and the central vertical pillar are made in the form of a pipe of the same cross section. The fuselage is equipped with a central knitz, rigidly connected to the central vertical rack, with the fuselage tube and the pilot's seat with the formation of a rigid power frame. The tail unit is made with a horizontal tail unit in the form of a stabilizer having an elevator kinematically connected by a control wiring to a handle.

Известен автожир (патент РФ на полезную модель №70220), содержащий фюзеляж с кабиной пилота, трехопорное шасси с хвостовой опорой, силовую установку с тянущим винтом, хвостовое оперение с рулем направления, связанным проводкой управления с педалями в кабине пилота, и стабилизатором, несущий винт, управляющийся при помощи органа управления самолетного типа, размещенного в кабине пилота, и механизм раскрутки, отличающийся тем, что силовая установка с тянущим винтом расположена перед кабиной пилота, орган управления несущего винта, размещенного на пилоне, выполнен в виде штурвала, при этом механизм раскрутки несущего винта выполнен в виде гидромотора, запускаемого при помощи крана, размещенного в кабине пилота, стабилизатор выполнен переставным электрическим с возможностью пространственного изменения положения фюзеляжа, основная опора выполнена торсионной, а задняя - в виде амортизатора.A gyroplane is known (RF patent for utility model No. 70220), comprising a fuselage with a cockpit, a three-leg landing gear with a tail support, a power unit with a pulling screw, a tail unit with a rudder connected by control wiring with pedals in the cockpit, and a stabilizer, a main rotor controlled by an airplane-type control located in the cockpit and a spin-off mechanism, characterized in that the propulsion system with a pulling screw is located in front of the cockpit, the rotor control is placed on the pylon, made in the form of a steering wheel, while the rotor spinning mechanism is made in the form of a hydraulic motor, launched by means of a crane located in the cockpit, the stabilizer is interchangeable electric with the possibility of spatial change in the position of the fuselage, the main support is made torsion, and the rear - in type of shock absorber.

Однако не может быть осуществлена безопасность работы тянущего винта на земле из-за отсутствия экранирования. Невысокая надежность управления несущим винтом из-за большого количества элементов, входящих в систему управления. Невозможно увеличить КПД силовой установки при использовании данной конструкции.However, the operation of the pulling screw on the ground cannot be ensured due to the lack of shielding. Low rotor control reliability due to the large number of elements included in the control system. It is impossible to increase the efficiency of the power plant when using this design.

Данная полезная модель выбрана авторами за прототип.This utility model is selected by the authors for the prototype.

Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая модель, является создание автожира, отвечающего характеристикам устойчивости и управляемости на всех режимах полета, увеличение КПД силовой установки за счет использования кольцевой насадки, путем снижения потери на винте, безопасность эксплуатации, приращение подъемной силы при взлете и посадке.The technical problem that the proposed model is aimed at is creating a gyroplane that meets the stability and controllability characteristics in all flight modes, increasing the power plant efficiency through the use of an annular nozzle, by reducing the loss on the screw, operational safety, and increment of lift during takeoff and landing .

Техническая задача решена за счет того, что заявляемый автожир, содержит фюзеляж с балочным силовым каркасом и с трехопорным шасси, силовую установку, несущий винт, расположенный на пилоне, хвостовое оперение, руль направления, орган управления несущим винтом, механизм раскрутки несущего винта, винт горизонтального перемещения, при этом винт горизонтального перемещения выполнен в виде толкающего винта, а хвостовое оперение выполнено в виде кольцевого канала, в котором размещен толкающий винт, при этом руль направления выполнен в виде плоскости и размещен в задней части кольцевой насадки с расположением перпендикулярно оси силовой установки, причем силовая установка расположена в фюзеляже между пилоном и кольцевой насадкой, при этом управление системой электрической раскрутки осуществляют с помощью электродвигателя, а управление несущим винтом снабжено дополнительно системой изменения общего шага несущего винта.The technical problem is solved due to the fact that the inventive gyroplane contains a fuselage with a beam power frame and a three-axle chassis, a power unit, a rotor located on the pylon, tail unit, rudder, rotor control, rotor spinning mechanism, horizontal screw displacement, while the horizontal displacement screw is made in the form of a pushing screw, and the tail is made in the form of an annular channel in which the pushing screw is placed, while the rudder is made in the form of a speed and placed in the rear of the annular nozzle with a location perpendicular to the axis of the power plant, and the power plant is located in the fuselage between the pylon and the annular nozzle, while the control of the electrical spinning system is carried out using an electric motor, and the main rotor is equipped with an additional rotor common pitch control system .

Перечень фигурList of figures

Сущность полезной модели подтверждается чертежами, гдеThe essence of the utility model is confirmed by the drawings, where

На фиг. 1. схематично изображен вид сбоку автожираIn FIG. 1. schematically shows a side view of a gyroplane

На фиг. 2. Схематично изображен вид спереди автожира.In FIG. 2. Schematic front view of the gyroplane.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Автожир представляет собой фюзеляж 1 с балочным силовым каркасом.The autogyro is a fuselage 1 with a beam power frame.

Автожир включает в себя кабину пилота 2, закрытую прозрачным пластиковым фонарем, силовую установку 3, и винт горизонтального перемещения, выполненный как толкающий винт 4 в кольцевой насадке 5 с рулем направления 6. Кольцевая насадка 5 выполняет роль хвостового оперения, обеспечивает устойчивость автожира на всех режимах полета, увеличивает безопасность на земле за счет экранирования толкающего винта, уменьшает винтовой шум и создает дополнительную тягу за счет образования системы «винт в кольце». Таким образом обеспечивается увеличение КПД силовой установки за счет использования кольцевой насадки, путем снижения потери на винте создает приращение подъемной силы при взлете и посадке. Руль направления 6 выполнен в виде плоскости и размещен в задней части кольцевой насадки 5 с расположением перпендикулярно оси силовой установки 3.The gyroplane includes a cockpit 2 closed by a transparent plastic lamp, a power unit 3, and a horizontal displacement screw made as a pusher screw 4 in an annular nozzle 5 with a rudder 6. The annular nozzle 5 acts as a tail unit, ensures the stability of the gyroplane in all modes flight, increases safety on the ground due to shielding of the pushing screw, reduces screw noise and creates additional traction due to the formation of a screw-in-ring system. This ensures an increase in the efficiency of the power plant through the use of an annular nozzle, by reducing the loss on the screw creates an increment of lifting force during takeoff and landing. The rudder 6 is made in the form of a plane and is placed in the rear of the annular nozzle 5 with the location perpendicular to the axis of the power plant 3.

Несущий винт 7, размещенный на пилоне 8 сверху над фюзеляжем 1, имеет рычажную систему управления 9, выполненную в виде двух рычагов, шарнирно соединенных между собой с ручкой управления 10, и электрическую систему раскрутки и торможения несущего винта 7 - механизм раскрутки несущего винта 7, выполненную в виде электродвигателя 11 и токопроводящих кабелей (на фиг не показаны). Использование рычажной системы 9 управления несущим винтом, выполненной из двух рычагов, уменьшает вес системы за счет уменьшения количества элементов, повышает жесткость системы, одновременно снижаются люфты за счет использования меньшего количества элементов рычажной системы управления несущим винтом по сравнению с прототипом, что приводит к лучшему срабатыванию системы. Электрическая система раскрутки, используемая в заявленной полезной модели существенно упрощает эксплуатацию автожира и облегчает пилотирование. Силовая установка 3, расположена в фюзеляже между пилоном 8 и кольцевой насадкой и зафиксирована, например, в двух точках на пилоне и в третьей точке на балочном силовом каркасе.The main rotor 7, located on the pylon 8 above the fuselage 1, has a lever control system 9 made in the form of two levers pivotally interconnected with the control handle 10, and an electrical system for untwisting and braking the main rotor 7 - the main rotor unwinding mechanism 7, made in the form of an electric motor 11 and conductive cables (not shown in FIG.). The use of the main rotor control system 9, made of two levers, reduces the weight of the system by reducing the number of elements, increases the rigidity of the system, while backlash is reduced due to the use of fewer main components of the main rotor control system compared to the prototype, which leads to better response system. The electrical spin system used in the claimed utility model greatly simplifies the operation of the gyroplane and facilitates piloting. The power plant 3 is located in the fuselage between the pylon 8 and the annular nozzle and is fixed, for example, at two points on the pylon and at the third point on the beam power frame.

Система управления несущим винтом 7 выполнена с обеспечением изменения вектора подъемной силы по направлению «крен-тангаж» ручкой управления 10, а по величине с помощью рычага общего шага 12 (то есть рычагом общего шага 12 осуществляется управление общим шагом лопастей несущего винта 7, путем изменения общего шага лопастей несущего винта 7), то есть дополнительно введена система изменения общего шага.The rotor control system 7 is configured to change the lift vector in the roll-pitch direction with the control handle 10, and in magnitude with the help of the common pitch lever 12 (that is, the common pitch lever 12 controls the common pitch of the main rotor blades 7 by changing the common pitch of the rotor blades 7), that is, an additional system for changing the common pitch is introduced.

Трехопорная система шасси выполнена в виде основного шасси 13, имеющего два колеса, и хвостового колеса 14, выполненного управляемым, что обеспечивает выполнение взлетов и посадок. Колеса основного шасси 13 имеют тормоза (на фиг не показаны), обеспечивающие возможность руления и перемещения по земле. Рукоятка газа 15 обеспечивает управление силовой установкой. Электродвигатель 11 управляется через токопроводящие кабели (на фиг не показаны) кнопкой, расположенной на рычаге общего шага (на фиг. не показан).The three-leg chassis system is made in the form of a main chassis 13 having two wheels and a tail wheel 14 made controllable, which ensures takeoffs and landings. The wheels of the main chassis 13 have brakes (not shown in FIG.), Which enable steering and movement on the ground. The gas handle 15 provides control of the power plant. The electric motor 11 is controlled via conductive cables (not shown in FIG.) By a button located on the common pitch lever (not shown in FIG.).

На фиг. 1. - положение I - максимальное отклонение несущего винта 7 при взлете и торможении, положение II - полетное положение несущего винта 7, ось III - строительная горизонтальная ось автожира, ось IV - ось вектора тяги и соответственно центральная ось силовой установки 3, кольцевой насадки 5, толкающего винта 6. Угол между строительной горизонтальной осью автожира III и осью вектора тяги IV выбирают до 5°.In FIG. 1. - position I - the maximum deflection of the rotor 7 during takeoff and braking, position II - the flight position of the rotor 7, axis III - the horizontal construction axis of the gyroplane, axis IV - the axis of the thrust vector and, accordingly, the central axis of the power plant 3, ring nozzle 5 , pushing screw 6. The angle between the horizontal construction axis of the gyroplane III and the axis of the thrust vector IV is selected up to 5 °.

Предлагаемый автожир отличается от имеющихся моделей повышенной системой безопасности пользования за счет экранирования кольцевой насадкой 5 толкающего винта 4. Одновременно обеспечивается возможность взлета и посадки за счет управления общим шагом лопастей несущего винта 7, создавая приращение подъемной силы.The proposed gyroplane differs from existing models in an increased safety system due to the shielding of the thrust rotor 4 by the annular nozzle 5. At the same time, the possibility of take-off and landing by controlling the total pitch of the rotor blades 7 is provided, creating an increase in the lifting force.

Работа автожираAutogyro work

После посадки в кабину пилота 2, пилот запускает двигатель, размещенный в хвостовом отсеке фюзеляжа 1 с помощью силовой установки 3 и начинает его прогрев до температуры, рекомендованной изготовителем двигателя.After landing in the cockpit 2, the pilot starts the engine, located in the rear compartment of the fuselage 1 with the help of the power plant 3 and begins to warm it up to the temperature recommended by the engine manufacturer.

Затем рычагом общего шага 12, размещенным в кабине пилота 2, включают систему раскрутки несущего винта 7. Обороты двигателя при этом поддерживаются с помощью рукоятки газа 15, размещенной на рычаге общего шага 12 с таким расчетом, чтобы обороты несущего винта 7 составляли 120-150% от полетных.Then, the common step lever 12, located in the cockpit 2, includes the main rotor spinning system 7. The engine speed is maintained with the help of the gas handle 15 located on the common step lever 12 so that the rotor speed 7 is 120-150% from flying.

После этого дают полный газ двигателя силовой установки 3, отпускают тормоза основного шасси 13 (на фиг не показаны) и автожир начинает двигаться вперед. Ручкой управления 10 рычажной системы управления 9 берут на 2/3 хода «на себя» а общий шаг несущего винта увеличивают до 4-5° рычагом общего шага 12. Автожир при этом плавно отделяется от земли и начинает набор высоты. При взятии общего шага начинается падение оборотов несущего винта 7 до 90-100% от полетных, после этого общий шаг несущего винта 7 плавно уменьшают до 2-3°.After that, the engine of the power plant 3 is given full throttle, the brakes of the main chassis 13 are released (not shown in FIG.), And the gyroplane begins to move forward. Using the control handle 10 of the lever control system 9, take 2/3 of the stroke "by themselves" and increase the total pitch of the rotor to 4-5 ° with the lever of the common step 12. The gyroplane thus gradually separates from the ground and begins to climb. When taking a common step, the rotor 7 rotational speed begins to drop to 90-100% of the flight speed, after which the general rotor 7 pitch is gradually reduced to 2-3 °.

При этом несущий винт 7 выходит на устойчивый режим авторотации, то есть на полетный режим (положение II оси несущего винта, см. фиг. 1).In this case, the rotor 7 enters a stable autorotation mode, that is, the flight mode (position II of the rotor axis, see Fig. 1).

Скорость полета устанавливают ручкой управления 10 рычажной системы управления 9, а скороподъемность (вертикальная скорость набора высоты или снижения) - изменением оборотов и мощности двигателя с помощью рукоятки газа 14, находящейся на рычаге общего шага 12.The flight speed is set with the control handle 10 of the lever control system 9, and the rate of climb (vertical climb or lower speed) is determined by changing the engine speed and power using the gas handle 14 located on the common step lever 12.

Посадка автожира выполняется с помощью следующих операций: уменьшают обороты двигателя силовой установки 3 до малого газа посредством рукоятки газа 15 на рычаге общего шага 12, перемещают с помощью ручки управления 10 рычажной системы управления 9 несущим винтом 7 в положение «на себя», увеличивая таким образом угол атаки несущего винта 7 (в пределах от положения II до положения I оси несущего винта). С уменьшением скорости полета автожир начинает снижение по траектории до касания земли на трехопорное шасси 13, 14.Landing of the gyroplane is carried out using the following operations: reduce the engine speed of the power plant 3 to small gas by means of the gas handle 15 on the lever of the common step 12, move it using the control knob 10 of the lever control system 9 of the rotor 7 to the “toward” position, thereby increasing rotor angle of attack 7 (ranging from position II to position I of the rotor axis). With a decrease in flight speed, the gyroplane begins to decrease along the trajectory until it touches the ground on the tricycle landing gear 13, 14.

После остановки автожира обороты несущего винта 7 гасят увеличением общего шага рычагом общего шага 12 вверх и последующим торможением несущего винта 7 электродвигателем 11 до полной остановки несущего винта 7.After stopping the gyroplane, the rotor speed 7 is quenched by increasing the total pitch by the lever of the common pitch 12 upward and subsequent braking of the rotor 7 by the electric motor 11 until the rotor 7 stops completely.

Преимущества заявленной полезной модели по сравнению с прототипом.The advantages of the claimed utility model in comparison with the prototype.

1. Обеспечение улучшения устойчивости автожира на всех режимах полета, увеличение безопасности на земле, уменьшение винтового шума за счет использования кольцевой насадки.1. Ensuring improved stability of the gyroplane in all flight modes, increasing safety on the ground, reducing screw noise through the use of an annular nozzle.

2. Применение рычажной системы управления несущим винтом уменьшает вес системы за счет уменьшения количества элементов, повышается жесткость системы, снижаются люфты за счет использования меньшего количества элементов рычажной системы управления несущим винтом по сравнению с прототипом, что приводит к лучшему срабатыванию системы.2. The use of the main rotor control system reduces the weight of the system by reducing the number of elements, the system stiffness increases, the backlash is reduced by using fewer main rotor control system elements in comparison with the prototype, which leads to a better response of the system.

3. Электрическая система раскрутки, используемая в заявленной полезной модели существенно упрощает эксплуатацию автожира и облегчает пилотирование.3. The electrical spin system used in the claimed utility model greatly simplifies the operation of the gyroplane and facilitates piloting.

Сказанное выше позволяет сделать вывод о том, что поставленная техническая задача решена.The foregoing allows us to conclude that the technical task posed is solved.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Все детали и узлы, составляющие данное устройство автожира производятся промышленностью, поэтому данная полезная модель промышленно применима.All parts and components that make up this gyroplane are manufactured by industry, therefore this utility model is industrially applicable.

Перечень позицийList of items

ФюзеляжFuselage 1one кабина пилотаcockpit 22 силовая установкаpower point 33 толкающий винтpush screw 4four кольцевая насадкаring nozzle 55 руль направленияrudder 66 несущий винтrotor 77 пилонpylon 88 рычажная система управленияlever control system 99 ручка управленияcontrol knob 1010 электродвигательelectric motor 11eleven рычаг общего шагаcommon pitch lever 1212 основное шассиmain chassis 1313 хвостовое колесоtail wheel 14fourteen рукоятка газаgas handle 15fifteen

Claims

A gyroplane containing a fuselage with a beam power frame and with a three-axle chassis, a power unit, a rotor located on the pylon, tail, rudder, rotor control, rotor spinning mechanism, horizontal displacement screw,

characterized in that

the horizontal displacement screw is made in the form of a pusher screw, and the tail unit is made in the form of an annular channel in which the pusher screw is placed, while the rudder is made in the form of a plane and placed at the rear of the annular nozzle with an arrangement perpendicular to the axis of the power plant, and the power plant is located in the fuselage between the pylon and the annular nozzle, while the control of the electrical unwinding system is carried out using an electric motor, and the rotor control is equipped with an additional about the system for changing the total pitch of the rotor.