RU192967U1

RU192967U1 - SHORT TAKEOFF AND LANDING PLANE

Info

Publication number: RU192967U1
Application number: RU2019101520U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Борисович Бабенко; Олег Викторович Герасимов; Юрий Дмитриевич Баженов; Дмитрий Александрович Кунин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМСЕРВИС"
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2017-08-15
Publication date: 2019-10-08

Abstract

Полезная модель относится к области авиастроения, в частности к конструкциям самолетов сверхкороткого или вертикального взлета и посадки. Техническим результатом заявленной полезной модели является создание дополнительного тягового усилия на взлете, создание дополнительной подъемной силы крыла, превышающей взлетную массу самолета на режимах взлета, посадки и висения, увеличение проекции вектора полной аэродинамической силы на направление, противоположное направлению движения центра масс самолета на посадке. Самолет вертикального или сверхкороткого взлета и посадки представляет собой планер, выполненный по нормальной аэродинамической схеме высокоплан и включающий фюзеляж 1 с кабиной 2 пилота, крыло 3 большого удлинения с развитой механизацией, оперение (горизонтальное 4 и вертикальное 5) в хвостовой части фюзеляжа 1 и шасси 6 (трехопорное). Самолет содержит, по меньшей мере, один поршневой или турбовинтовой маршевый двигатель 7 и электрические подъемные двигатели (на фигуре не показаны), снабженные воздушными винтами 8. 2 з.п. ф-лыThe utility model relates to the field of aircraft construction, in particular to the design of ultra-short or vertical take-off and landing aircraft. The technical result of the claimed utility model is the creation of additional traction on takeoff, the creation of additional lifting force of the wing exceeding the take-off mass of the aircraft in the takeoff, landing and hovering modes, increasing the projection of the total aerodynamic force vector in the direction opposite to the direction of motion of the center of mass of the aircraft at landing. An airplane of vertical or ultrashort take-off and landing is a glider made according to the normal aerodynamic design of a high-plan and including a fuselage 1 with a cockpit 2, a wing 3 of large elongation with advanced mechanization, tail unit (horizontal 4 and vertical 5) in the rear of the fuselage 1 and landing gear 6 (tricycle). The aircraft contains at least one piston or turboprop mid-flight engine 7 and electric hoisting engines (not shown in the figure) equipped with propellers 8. 2 zp f-ly

Description

Полезная модель относится к области авиастроения, в частности к конструкциям самолетов сверхкороткого или вертикального взлета и посадки.;The utility model relates to the field of aircraft construction, in particular to the design of ultra-short or vertical take-off and landing aircraft .;

Известен самолет, включающий фюзеляж с кабиной, два поршневых маршевых двигателя, крыло, вертикальное и горизонтальное оперение, шасси (патент РФ №83237, МПК В64С 1/00, опубл. 27.05.2009). При этом фюзеляж в носовой части и под сиденьем пассажиров имеет свободные ниши для уборки шасси, крыло состоит из центроплана большого размаха, проходящего насквозь через фюзеляж, причем центроплан соединен с силовыми элементами фюзеляжа технологическим стыком, вертикальное оперение состоит из руля направления и киля, выполненного единой деталью с фюзеляжем, горизонтальное оперение состоит из неразъемных по размаху стабилизатора и руля высоты, а маршевые двигатели выполнены с винтами, закрыты в мотогондолы и расположены на крыле симметрично относительно фюзеляжа.'Known aircraft, including a fuselage with a cabin, two piston mid-flight engines, wing, vertical and horizontal tail, landing gear (RF patent No. 83237, IPC ВСС 1/00, publ. 27.05.2009). At the same time, the fuselage in the nose and under the passenger seat has free niches for cleaning the landing gear, the wing consists of a large wing center section passing through the fuselage, and the center wing is connected to the fuselage power elements by a technological joint, the vertical tail consists of a rudder and keel made in a single a detail with a fuselage, the horizontal tail consists of integral stabilizer and elevator, and the main engines are made with screws, closed in engine nacelles and located on the wing of the sym relative to the fuselage. '

Недостатком известного технического решения является большая длина разбега и пробега, невозможность совершать взлет и посадку по крутой траектории.A disadvantage of the known technical solution is the large take-off and run lengths, the inability to take off and land on a steep path.

Также известен самолет вертикального или сверхкороткого взлета и посадки, включающий фюзеляж с кабиной, маршевый двигатель, неподвижное или поворотное относительно поперечной оси самолета крыло с развитой механизацией, вертикальное и горизонтальное оперение, шасси (патент РФ №2284280, МПК В64С 29/00, опубл. 27.09.2006 - прототип). При этом маршевый двигатель установлен в центральной части фюзеляжа и представляет собой комбинированный ротор, содержащий элементы осевого и радиального вентиляторов, выполненный в виде колеса, состоящего из лопастей, закрепленных в ступице, и дисков, между которыми расположены лопатки, а в хвостовой части фюзеляжа расположен проточный канал, в котором размещены неповоротные лопатки и поворотные лопатки и щитки, причем поворотные щитки установлены с возможностью выполнения функции тормозных щитков. Also known is a vertical or ultra-short take-off and landing airplane, including a fuselage with a cockpit, a mid-flight engine, a fixed or rotary wing relative to the transverse axis of the airplane with advanced mechanization, vertical and horizontal tail, landing gear (RF patent No. 2284280, IPC ВСС 29/00, publ. 09/27/2006 - prototype). In this case, the main engine is installed in the central part of the fuselage and is a combined rotor containing axial and radial fan elements, made in the form of a wheel, consisting of blades fixed in the hub, and disks, between which there are blades, and in the rear part of the fuselage a channel in which fixed blades and rotary blades and flaps are placed, and the rotary flaps are installed with the possibility of performing the function of the brake flaps.

Недостатками данного самолета являются сложность конструкции силовой установки и элементов управления воздушным потоком, приводящая к снижению надежности самолета, силовая установка занимает все пространство центральной части фюзеляжа и центроплана самолета, не оставляя места для размещения полезной нагрузки, низкая эффективность силовой установки на крейсерском режиме, низкая весовая отдача.The disadvantages of this aircraft are the complexity of the design of the power plant and the air flow controls, which reduces the reliability of the aircraft, the power plant occupies the entire space of the central part of the fuselage and the center section of the aircraft, leaving no room for payload, low efficiency of the power plant at cruising mode, low weight return.

Техническим результатом заявленной полезной модели является создание дополнительного тягового усилия на взлете, создание дополнительной подъемной силы крыла, превышающей взлетную массу самолета на режимах взлета, посадки и висения, увеличение проекции вектора полной аэродинамической силы на направление, противоположное направлению движения центра масс самолета на посадке.The technical result of the claimed utility model is the creation of additional traction on takeoff, the creation of additional lifting force of the wing exceeding the take-off mass of the aircraft in the takeoff, landing and hovering modes, increasing the projection of the total aerodynamic force vector in the direction opposite to the direction of motion of the center of mass of the aircraft at landing.

Указанный технический результат достигается тем, что самолет вертикального или сверхкороткого взлета и посадки, включающий фюзеляж с кабиной, по меньшей мере, один поршневой или турбовинтовой маршевый двигатель, неподвижное или поворотное относительно поперечной оси самолета крыло с развитой механизацией, вертикальное и горизонтальное оперение, шасси, содержит три маршевых двигателя, один из которых установлен в передней части фюзеляжа, второй - на правой консоли крыла и третий - на левой консоли крыла, а электрические подъемные двигатели, снабжены воздушными винтами и установлены на передней кромке консолей крыла самолета в зонах, не обдуваемых маршевым двигателем, при этом электрические подъемные двигатели выполнены с возможностью создания подъемной силы на режимах взлета и посадки самолета.The specified technical result is achieved by the fact that the aircraft has a vertical or ultra-short take-off and landing, including a fuselage with a cabin, at least one piston or turboprop mid-flight engine, a wing that is fixed or rotated relative to the transverse axis of the aircraft with advanced mechanization, vertical and horizontal tail, landing gear, contains three marching engines, one of which is installed in the front of the fuselage, the second on the right wing console and the third on the left wing console, and electric lift engines Whether are provided with propellers and mounted on the leading edge of an aircraft wing panel in areas not windy boosters, thus electrically lifting motors are arranged to generate lift for takeoff and landing.

Кабина имеет площадь остекления, обеспечивающую обзор на взлете и посадке самолета при больших углах атаки.The cockpit has a glazing area providing visibility on takeoff and landing of the aircraft at large angles of attack.

Кабина может иметь трансформируемую конструкцию.The cab may have a transformable structure.

Установка электрических подъемных двигателей на передней кромке консолей крыла самолета в зонах, не обдуваемых маршевым двигателем, и выполнением их с возможностью создания подъемной силы на режимах взлета, посадки и висения самолета позволяет обеспечить дополнительный управляемый обдув крыла и создание дополнительного тягового усилия на взлете и посадке.The installation of electric hoisting engines on the leading edge of the wing consoles of the aircraft in areas not blown by the marching engine, and performing them with the possibility of creating lifting force during take-off, landing and hovering of the aircraft, provides additional controlled airflow of the wing and the creation of additional traction on take-off and landing.

Предлагаемая конструкция самолета позволяет обеспечить подъемную силу, создаваемую за счет обдува крыла маршевым (маршевыми) и подъемными двигателями, превышающую полную взлетную массу самолета при малой или нулевой горизонтальной скорости.The proposed design of the aircraft allows you to provide the lifting force created by blowing the wing with marching (marching) and lifting engines, exceeding the total take-off mass of the aircraft at low or zero horizontal speed.

Электромеханическая силовая установка (ЭМСУ) самолета может включать один или несколько маршевых двигателей (АПД) и многодвигательную электросиловую установку, распределенную по всему размаху крыла. ЭМСУ обеспечивает основное и вспомогательное тяговое усилие, а также дополнительный обдув крыла на этапах взлета и посадки.An electromechanical power plant (EMC) of an airplane may include one or several mid-flight engines (APM) and a multi-engine electric power plant distributed throughout the wing span. The EMC provides the main and auxiliary tractive effort, as well as additional blowing of the wing at the take-off and landing stages.

Самолет содержит комбинированную систему управления (КСУ), обеспечивающую управление самолетом в пилотируемом, директорном и беспилотном вариантах.The aircraft contains a combined control system (KSU), providing control of the aircraft in manned, director and unmanned versions.

Самолет также содержит систему аварийного спасения (САС) парашютного типа, обеспечивающую спасение экипажа и пассажиров.The aircraft also contains a parachute emergency rescue system (CAC), which provides rescue of the crew and passengers.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан общий вид самолета вертикального или сверхкороткого взлета и посадки с двумя маршевыми двигателями.The utility model is illustrated by a drawing, which shows a general view of a vertical or ultra-short take-off and landing aircraft with two marching engines.

Самолет вертикального или сверхкороткого взлета и посадки представляет собой планер, выполненный по нормальной аэродинамической схеме высокоплан и включающий фюзеляж 1 с кабиной 2 пилота, крыло 3 большого удлинения с развитой механизацией, оперение (горизонтальное 4 и вертикальное 5) в хвостовой части фюзеляжа 1 и шасси 6 (трехопорное). Самолет содержит, по меньшей мере, один поршневой или турбовинтовой маршевый двигатель 7 и электрические подъемные двигатели (на фиг. не показаны), снабженные воздушными винтами 8.An airplane of vertical or ultrashort take-off and landing is a glider made according to the normal aerodynamic design of a high-plan and including a fuselage 1 with a cockpit 2, a wing 3 of large elongation with advanced mechanization, tail unit (horizontal 4 and vertical 5) in the rear of the fuselage 1 and landing gear 6 (tricycle). The aircraft contains at least one piston or turboprop mid-flight engine 7 and electric hoisting engines (not shown in FIG.) Equipped with propellers 8.

Крыло 3 может быть выполнено неподвижным или поворотным относительно поперечной оси самолета (на малый угол).The wing 3 can be made stationary or rotary relative to the transverse axis of the aircraft (at a small angle).

Кабина 2 может быть выполнена трансформируемой конструкции (пассажирская, санитарная, грузовая и т.д.). Кабина 2 пилота имеет большую площадь остекления 9, обеспечивающего хороший обзор на взлете и посадке при больших углах атаки.Cabin 2 can be made of a transformable structure (passenger, sanitary, cargo, etc.). The cockpit 2 of the pilot has a large glazing area 9, providing a good overview on take-off and landing at large angles of attack.

При наличии в конструкции самолета одного маршевого двигателя 7 его располагают в передней части фюзеляжа 1 самолета.If the design of the aircraft one sustainer engine 7, it is located in front of the fuselage 1 of the aircraft.

Самолет может содержать два маршевых двигателя 7 (вариант, представленный на фиг.), один из которых установлен на правой консоли крыла 3, а второй - на левой консоли крыла 3. Также самолет может быть выполнен с тремя маршевыми двигателями 7, один из которых установлен в передней части фюзеляжа 1, второй - на правой консоли крыла 3 и третий - на левой консоли крыла 3.The aircraft may contain two marching engines 7 (the variant shown in Fig.), One of which is installed on the right wing console 3, and the second on the left wing console 3. Also, the aircraft can be made with three marching engines 7, one of which is installed in front of the fuselage 1, the second on the right wing console 3 and the third on the left wing console 3.

Электрические подъемные двигатели установлены на передней кромке консолей крыла 3 самолета в зонах, не обдуваемых маршевым двигателем (маршевыми двигателями) 7, и выполнены с возможностью создания подъемной силы на режимах взлета, висения и посадки самолета.Electric lifting engines are installed on the leading edge of the wing consoles 3 of the aircraft in areas not blown by the mid-flight engine (mid-flight engines) 7, and are configured to generate lifting force in the take-off, hover and landing modes of the aircraft.

Эксплуатация предлагаемого самолета вертикального или сверхкороткого взлета и посадки осуществляется следующим образом (показана на варианте самолета с двумя маршевыми двигателями, представленном на фиг.).The operation of the proposed aircraft vertical or ultra-short take-off and landing is as follows (shown on the version of the aircraft with two main engines, shown in Fig.).

Фиксируют тормоза колес основных стоек шасси 6 и запускают маршевые двигатели 7. После прогрева маршевых двигателей 7 закрылки (на фиг. не показаны) и крыло 3 (при необходимости) отклоняют во взлетное положение. Одновременно устанавливают максимальные обороты маршевых двигателей 7 и подъемных электрических двигателей (электродвигатели работают от аккумуляторных батарей). Расфиксируют тормоза колес основных стоек шасси 6. Самолет после короткого (5-10 метров) разбега либо без него начинает движение с набором скорости и набором высоты по крутой траектории. При достижении безопасной высоты траектория выполаживается для набора скорости до значения, соответствующего режиму набора высоты с выключенными электрическими подъемными двигателями. При достижении этого значения скорости подъемные двигатели выключают, лопасти винтов 8 подъемных двигателей складывают вдоль оси вращения либо убирают. При достижении скорости убирания закрылков, закрылки переводят в полетное положение. При достижении необходимой высоты и скорости маршевые двигатели 7 переводят в режим крейсерского полета.The brakes of the wheels of the main landing gear 6 are fixed and the marching engines 7 are started. After warming the marching engines 7, the flaps (not shown in Fig.) And the wing 3 (if necessary) are deflected to the take-off position. At the same time set the maximum speed of the marching engines 7 and lifting electric motors (electric motors run on batteries). The brakes of the wheels of the main landing gears are unlocked 6. The aircraft, after a short (5-10 meters) take-off run or without it, starts to move with speed gain and climb along a steep path. Upon reaching a safe altitude, the trajectory is flattened to gain speed to a value corresponding to the climb mode with the electric lifting motors turned off. When this speed is reached, the lifting motors are turned off, the rotor blades of the 8 lifting motors are folded along the rotation axis or removed. Upon reaching the flap retraction speed, the flaps are moved to the flight position. Upon reaching the required altitude and speed, the marching engines 7 are transferred to cruise flight mode.

Во время взлета, посадки и висения - режимах работы самолета с включенными подъемными двигателями, самолет управляется по тангажу рулем высоты, по крену элеронами, по курсу дифференциальным регулированием мощности внешних электрических двигателей. На остальных режимах полета самолет управляется по тангажу рулем высоты, по крену элеронами, по курсу рулем направления.During take-off, landing and hovering — the airplane’s operating modes with the lift engines turned on, the airplane is controlled by pitch and elevator roll, aileron roll, and course by differential power control of external electric motors. In other flight modes, the aircraft is controlled by pitch by elevator, by aileron roll, and by rudder course.

Изменение скорости полета производят за счет регулирования оборотов маршевых двигателей 7.The change in flight speed is produced by adjusting the speed of the marching engines 7.

Посадку самолета выполняют следующим образом.Landing of the aircraft is as follows.

Обороты маршевых двигателей 7 уменьшают до величины, соответствующей необходимой скорости снижения. Закрылки отклоняют в посадочное положение. При достижении заданной высоты включают подъемные электрические двигатели, а маршевые двигатели 7 выводят на полную мощность с одновременным увеличением угла тангажа до значений, соответствующих режиму посадки, и, при необходимости, поворотом крыла 3 в посадочное положение. Самолет снижается до касания земли.The revolutions of the marching engines 7 are reduced to a value corresponding to the necessary speed of descent. Flaps deflect to the landing position. Upon reaching a predetermined height, lifting electric motors are turned on, and the marching engines 7 are brought to full power with a simultaneous increase in the pitch angle to values corresponding to the landing mode, and, if necessary, by turning the wing 3 to the landing position. The plane is reduced to touch the ground.

Торможение самолета при пробеге (если необходимо) по земле происходит за счет системы торможения колес основных стоек.The braking of the aircraft during the run (if necessary) on the ground occurs due to the braking system of the wheels of the main struts.

Таким образом, предлагаемая конструкция самолета с электросиловой установкой, распределенной по всему размаху крыла, позволяет обеспечить взлет самолета с минимальным разбегом либо без разбега и посадки с минимальным пробегом, либо без пробега за счет увеличения мощности силовой установки на взлете путем применения электрических двигателей, работающих от аккумуляторных батарей, дополнительного управляемого обдува крыла для увеличения его подъемной силы на взлете и посадке, а также за счет отклонения вектора полной аэродинамической силы для создания вертикальной составляющей на взлете и гашения скорости на посадке.Thus, the proposed design of the aircraft with an electric power plant distributed throughout the wingspan allows the aircraft to take off with minimal take-off or without take-off and landing with minimum mileage or without mileage due to the increase in power of the power plant on take-off by using electric motors powered by rechargeable batteries, additional controlled blowing of the wing to increase its lift on takeoff and landing, and also due to the deviation of the full aerodynamic vector sludge to create the vertical component at takeoff and landing speed quenching.

Claims

An ultra-short take-off and landing airplane, including a fuselage with a cabin, at least one piston engine, a wing with mechanization turning relative to the transverse axis of the aircraft, vertical and horizontal tail units, landing gear, characterized in that it contains three main engines, one of which is installed in the front parts of the fuselage, the second on the right wing console and the third on the left wing console, and the electric lifting motors are equipped with propellers that are mounted on the leading edge of the wing consoles in the zones not blown by the marching engine, electric hoisting engines are made with the possibility of creating lift in the take-off and landing modes of the aircraft.