RU2028964C1 - Vertical take-off and landing aeroplane - Google Patents
Vertical take-off and landing aeroplane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2028964C1 RU2028964C1 SU5044491A RU2028964C1 RU 2028964 C1 RU2028964 C1 RU 2028964C1 SU 5044491 A SU5044491 A SU 5044491A RU 2028964 C1 RU2028964 C1 RU 2028964C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- landing
- aircraft
- power plant
- tandem
- vertical take
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиации и касается, в частности, транспортных самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП), служащих для перевозки пассажиров и грузов. The invention relates to aviation, and relates, in particular, to transport vertical take-off and landing aircraft (VTOL), which are used to carry passengers and goods.
Известно несколько компоновочных схем СВВП [1]. Одна из них - это однофюзеляжный высокоплан "нормальной" схемы. Двигатели с двумя легконагруженными винтами установлены на концах крыла, по одну на каждом конце, в поворотных мотогондолах. Кили установлены на концах горизонтального оперения. Основные и передняя стойки шасси крепятся к фюзеляжу. Several layout schemes for VTOL are known [1]. One of them is the single-body high-wing of the "normal" scheme. Engines with two light-loaded propellers are installed at the ends of the wing, one at each end, in rotary engine nacelles. The keels are installed at the ends of the horizontal tail. The main and front landing gear are attached to the fuselage.
Недостатком такого решения является потеря тяги винтов при вертикальном взлете и посадке, вызванная обдувом неподвижного крыла винтами, что ведет к необходимости увеличения потребной стартовой тяговооруженности, а значит, к увеличению относительных весов силовой установки и топлива. Обдув крыла, горизонтального оперения и килей винтами при горизонтальном полете приводит к увеличению их аэродинамического сопротивления, а значит, к уменьшению аэродинамического качества СВВП в целом. Крепление основных стоек шасси к фюзеляжу увеличивает их относительный вес (из-за необходимости иметь определенное значение колеи шасси). Размещение двигателей с винтами на концах крыла и необходимость иметь в целях безопасности полета на режиме висения и переходном режиме соединительную трансмиссию между ними приводит к увеличению относительных весов крыла и силовой установки. The disadvantage of this solution is the loss of propeller thrust during vertical take-off and landing, caused by blowing the fixed wing by screws, which leads to the need to increase the required starting thrust-weight ratio, and therefore, to increase the relative weights of the power plant and fuel. Blowing the wing, horizontal tail and keels with screws during horizontal flight leads to an increase in their aerodynamic drag, and hence to a decrease in the aerodynamic quality of the VTOL as a whole. Attaching the main landing gear to the fuselage increases their relative weight (due to the need to have a certain value of the chassis track). The placement of engines with screws at the ends of the wing and the need to have a connecting transmission between them for the safety of flight in hover mode and in transition mode leads to an increase in the relative weights of the wing and the power plant.
Другая схема - однофюзеляжный высокоплан "нормальной" схемы с Т-образным оперением. Двигатели с двумя тяжелонагруженными винтами установлены на поворотном крыле, по одному с каждой стороны фюзеляжа (в середине размаха консоли). В горизонтальном оперении установлен вентилятор, служащий для управления СВВП по тангажу на режиме висения и переходном режиме. Основные и передняя стойки шасси крепятся к фюзеляжу. Another scheme is the single-body high-wing of the “normal” scheme with a T-shaped plumage. Engines with two heavy-loaded propellers are mounted on a rotary wing, one on each side of the fuselage (in the middle of the span of the console). A fan is installed in the horizontal tail, which serves to control the VTOL pitch pitch in the hover mode and transition mode. The main and front landing gear are attached to the fuselage.
Недостатком данной схемы является срыв потока с крыла на переходном режиме (из-за большого значения угла атаки крыла), что заставляет иметь мощную механизацию крыла и более высокую тяговооруженность. Все это приводит к увеличению относительных весов крыла и силовой установки. Крепление основных стоек шасси к фюзеляжу увеличивает относительный вес шасси (из-за необходимости иметь определенное значение колеи шасси). Требование обеспечения безопасности полета на режиме висения и переходном режиме вынуждает иметь соединительную трансмиссию между двигателями, установленными на разных консолях крыла, что увеличивает относительные веса крыла и силовой установки. Наличие вентилятора в горизонтальном оперении приводит к дополнительным затратам мощности, что увеличивает относительные веса силовой установки и горизонтального оперения, снижает безопасность полета на режиме висения и переходном режиме. Обдув крыла и горизонтального оперения винтами в горизонтальном полете приводит к уменьшению аэродинамического качества СВВП. The disadvantage of this scheme is the stall of the flow from the wing in transition mode (due to the large value of the angle of attack of the wing), which makes it necessary to have powerful wing mechanization and higher thrust-weight ratio. All this leads to an increase in the relative weights of the wing and power plant. Attaching the main landing gear to the fuselage increases the relative weight of the landing gear (due to the need to have a certain landing gear gauge). The requirement to ensure flight safety in hover mode and transition mode forces one to have a connecting transmission between engines mounted on different wing consoles, which increases the relative weights of the wing and the power plant. The presence of a fan in the horizontal tail leads to additional power costs, which increases the relative weights of the power plant and horizontal tail, reduces flight safety in hover mode and transition mode. Blowing the wing and the horizontal tail unit with screws in horizontal flight leads to a decrease in the aerodynamic quality of VTOL.
Из результатов исследования самолетов двухфюзеляжных схем [2] следует, что такие самолеты на крейсерском режиме имеют изгибающие моменты в корне крыла на 51% меньше, чем эквивалентные по массе однофюзеляжные самолеты. При этом уменьшаются взлетная масса самолета на 6,4%, потребный запас топлива на 13,5%, потребная тяга двигателей на 11,7%, стоимость самолета на 10% , прямые эксплуатационные расходы на 11%. From the results of the study of aircraft of two-fuselage schemes [2] it follows that such aircraft on a cruise mode have bending moments in the root of the wing 51% less than the equivalent in mass single-fuselage planes. At the same time, the take-off weight of the aircraft is reduced by 6.4%, the required fuel supply by 13.5%, the required engine thrust by 11.7%, the cost of the aircraft by 10%, and direct operating costs by 11%.
Наиболее близким к заявляемому решению является самолет [3]. Он имеет два фюзеляжа (Ф), три тандемно расположенные несущие поверхности (НП), двигатели (Д) с общим тянущим винтом, кили (К). Д с тянущим винтом прикреплены к средней НП между Ф в плоскости симметрии самолета. Для сокращения взлетной дистанции Д с тянущим винтом выполнены поворачивающимися в плоскости симметрии самолета. У данной компоновки вектор тяги всегда лежит в плоскости симметрии самолета (в независимости от отказа одного из двигателей), что повышает безопасность полета. Этот самолет имеет высокое аэродинамическое качество, так как при горизонтальном полете в спутном потоке от винта находятся не все НП. Принятое расположение Д и винта позволяет иметь общий редуктор, минимальный вес соединительной трансмиссии, а значит, минимальный относительный вес силовой установки в целом. Closest to the claimed solution is the aircraft [3]. It has two fuselages (F), three tandemly located bearing surfaces (NP), engines (D) with a common pulling screw, keels (K). D with a pulling screw attached to the middle NP between F in the plane of symmetry of the aircraft. To reduce the take-off distance, D with a pulling screw are made turning in the plane of symmetry of the aircraft. In this arrangement, the thrust vector always lies in the plane of symmetry of the aircraft (regardless of the failure of one of the engines), which increases flight safety. This aircraft has a high aerodynamic quality, since during horizontal flight in a satellite stream from the propeller not all NPs are located. The adopted arrangement of D and the screw allows you to have a common gearbox, the minimum weight of the connecting transmission, and therefore the minimum relative weight of the power plant as a whole.
Недостатками такого решения являются нерешенность задачи обеспечения управляемости самолета на нулевых скоростях полета (на режиме висения), потеря тяги винта от обдува сверху неподвижной НП, к которой он прикреплен (когда поворот винта применяется для сокращения взлетной дистанции). The disadvantages of this solution are the unsolved task of ensuring aircraft controllability at zero flight speeds (in hover mode), the loss of propeller thrust from blowing from above the stationary NP to which it is attached (when the rotation of the propeller is used to reduce the take-off distance).
Целью изобретения является устранение вышеназванных недостатков прототипа. The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages of the prototype.
Очевидно, что если такая задача может быть осуществлена, то это "неочевидное" решение для сведущего в авиации специалиста, поскольку в рассмотренном прототипе она не решена. Obviously, if such a task can be carried out, then this is a "non-obvious" solution for an expert in aviation, since in the considered prototype it has not been solved.
Заявляемое решение имеет общие элементы с прототипом, такие как НП 1,2,3,4 и 5 (фиг.1 и 2), Ф 6 и 7 (фиг.1 и 2), К6 и 7 (фиг.2), Д10 (фиг.2), прикрепленные к НП 3 между Ф 6 и 7. The inventive solution has common elements with a prototype, such as
Отличительные признаки следующие. Двигатели 10 имеют общие тандемно расположенные воздушные подъемно-маршевые винты (ВПМВ) противоположного вращения 11 и 12 (фиг.1 и 3), прикрепленные к НП 3, и их суммарный вектор тяги лежит в плоскости симметрии СВВП; НП 3 (вместе с прикрепленными к ней двигателями 10 и ВПМВ 11 и 12) при вертикальном взлете и посадке устанавливается в вертикальное положение; управление СВВП на режиме висения осуществляется по крену и тангажу - наклоном векторов тяги ВПМВ 11 и 12 в разные стороны в плоскостях YOZ (фиг.2) и XOY (фиг.3) соответственно, по рысканию - дифференциальным изменением общего шага ВПМВ 11 и 12. Distinctive features are as follows.
Принятое расположение двигателей 10 и ВПМВ 11 и 12 обеспечивает управляемость и высокую безопасность полета СВВП на режиме висения и переходном режиме. В силу того, что суммарный вектор тяги обеих ВПМВ 11 и 12 (на любом режиме полета) имеет свое начало на оси OZ, то для поворота НП 3 относительно этой оси необходимо иметь силовые приводы минимальной мощности, что уменьшает потребную величину стартовой тяговооруженности и, значит, уменьшает относительный вес силовой установки. Поворот при вертикальном взлете и посадке вместе с ВПМВ 11 и 12 и НП 3 уменьшает потери их тяги на этом режиме, что также ведет к снижению относительного веса силовой установки. The adopted arrangement of
Таким образом в заявляемом СВВП решены задачи обеспечения управляемости и устранены потери тяги ВПМВ 11 и 12 на нулевых скоростях полета (на режиме висения), сохраняя при этом все преимущества, присущие прототипу. Thus, in the claimed VTOL aircraft, the tasks of ensuring controllability were solved and the loss of traction of
На фиг.1 изображен СВВП, вид сверху. Цифрами обозначены: 1-5 - несущие поверхности; 6 и 7 - фюзеляжи, 11 и 12 - ВПМВ, 13 и 14 - элероны (Э), 15 - руль высоты (РВ). Нанесены оси OX и OZ системы координат. Figure 1 shows the VTOL, top view. The numbers indicate: 1-5 - bearing surfaces; 6 and 7 - fuselages, 11 and 12 - VPMV, 13 and 14 - ailerons (E), 15 - elevator (RV). The axes OX and OZ of the coordinate system are plotted.
На фиг.2 изображен СВВП, вид спереди, где цифрами обозначены: 1-5 - НП; 6 и 7 - Ф, 8 и 9 - К, 10 - Д. Нанесены оси OY и OZ системы координат. Figure 2 shows the VTOL, front view, where the numbers indicate: 1-5 - NP; 6 and 7 - F, 8 and 9 - K, 10 - D. The OY and OZ axes of the coordinate system are plotted.
На фиг.3 изображен СВВП, вид сбоку. Цифрами обозначены: 9 - К, 11 и 12 ВПМВ, 16 - руль направления (РН). Нанесены оси OX и OY системы координат. Figure 3 shows the VTOL, side view. The numbers indicate: 9 - K, 11 and 12 VPMV, 16 - rudder. The axes OX and OY of the coordinate system are plotted.
Предлагаемый СВВП имеет НП 1-5 (фиг.1 и 2), Ф 6 и 7, К 8 и 9 (фиг.2 и 3), Д 10 (фиг.2), ВПМВ 11 и 12 (фиг.1 и 3) противоположного вращения, Э 13 и 14 (фиг.1), РВ 15, РН 16 (фиг.3). The proposed VTOL aircraft has NP 1-5 (FIGS. 1 and 2),
При вертикальном взлете и посадке НП 3 (вместе с прикрепленными к ней Д 10 и ВПМВ 11 и 12) устанавливается в вертикальное положение так, как показано пунктирными линиями на фиг.1-3. During vertical take-off and landing, NP 3 (together with
Вертикальные взлет и посадка осуществляются одновременным изменением (в одном направлении) общего шага ВПМВ 11 и 12, управление по рысканию на режиме висения осуществляется дифференциальным изменением общего шага ВПМВ 11 и 12. Vertical take-off and landing are carried out by simultaneously changing (in one direction) the overall pitch of the
Управление по тангажу на режиме висения осуществляется наклоном векторов тяги ВПМВ 11 и 12 в разные стороны в плоскости XOY (фиг.3), управление по крену на этом режиме - наклоном векторов тяги ВПМВ 11 и 12 в разные стороны в плоскости YOZ (фиг.2). Наклон векторов тяги ВПМВ 11 и 12 осуществляется наклоном в нужную сторону плоскостей вращения этих винтов. The pitch control in hovering mode is performed by tilting the
В горизонтальном полете все НП создают положительную подъемную силу. Управление СВВП в горизонтальном полете осуществляется по тангажу - РВ 15 и переставной НП 5 (фиш.1), по крену - Э 13 и 14 (фиг.1), по рысканию РН 16 (фиг.3). In horizontal flight, all NPs create positive lift. VTOL control in horizontal flight is carried out by pitch —
Переход из режима висения в горизонтальный полет (и наоборот) производится путем изменения угла установки НП 3 в плоскости XOY (фиг.3). Управление СВВП на переходном режиме осуществляется как с помощью аэродинамических органов управления - переставной НП 5, Э 13 и 14, РВ 15 (фиг.1) и РН 16 (фиг.3), так и с помощью изменения направления векторов тяги ВПМВ 11 и 12 в соответствующих плоскостях. The transition from hovering to horizontal flight (and vice versa) is done by changing the installation angle of
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5044491 RU2028964C1 (en) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Vertical take-off and landing aeroplane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5044491 RU2028964C1 (en) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Vertical take-off and landing aeroplane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2028964C1 true RU2028964C1 (en) | 1995-02-20 |
Family
ID=21605384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5044491 RU2028964C1 (en) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Vertical take-off and landing aeroplane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2028964C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2409845A (en) * | 2004-01-08 | 2005-07-13 | Robert Graham Burrage | Tilt-rotor aircraft changeable between vertical lift and forward flight modes |
RU2446078C2 (en) * | 2010-04-02 | 2012-03-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Convertiplane (versions) |
RU2502641C1 (en) * | 2012-06-07 | 2013-12-27 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Twin-fuselage rotorcraft drone |
RU2650258C1 (en) * | 2017-02-16 | 2018-04-11 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Multi-purpose two-fuselage helicopter aircraft |
-
1992
- 1992-05-28 RU SU5044491 patent/RU2028964C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Техническая информация. ЦАГИ, N 3-4, 1991, с.36-38. * |
2. Аэрокосмическая техника. М.:Мир, N 8, 1989, с.47-56. * |
3. Моделист-конструктор, N 9, 1989, с.21. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2409845A (en) * | 2004-01-08 | 2005-07-13 | Robert Graham Burrage | Tilt-rotor aircraft changeable between vertical lift and forward flight modes |
US7584923B2 (en) | 2004-01-08 | 2009-09-08 | Robert Graham Burrage | Tilt-rotor aircraft |
RU2446078C2 (en) * | 2010-04-02 | 2012-03-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Convertiplane (versions) |
RU2502641C1 (en) * | 2012-06-07 | 2013-12-27 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Twin-fuselage rotorcraft drone |
RU2650258C1 (en) * | 2017-02-16 | 2018-04-11 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Multi-purpose two-fuselage helicopter aircraft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9499266B1 (en) | Five-wing aircraft to permit smooth transitions between vertical and horizontal flight | |
US8167233B2 (en) | Coaxial rotor aircraft | |
US5086993A (en) | Airplane with variable-incidence wing | |
US8256704B2 (en) | Vertical/short take-off and landing aircraft | |
US8857755B2 (en) | Vertical/short take-off and landing passenger aircraft | |
US20060016931A1 (en) | High-lift, low-drag dual fuselage aircraft | |
JPH06293296A (en) | Pilotless aircraft for effecting vertical take off and landing and level cruise flight | |
EP0629164A4 (en) | Thrust vectoring free wing aircraft. | |
EP3768592B1 (en) | A structure construction for an aircraft and aircraft comprising the structure construction | |
USRE36487E (en) | Airplane with variable-incidence wing | |
RU2657706C1 (en) | Convertiplane | |
US11873086B2 (en) | Variable-sweep wing aerial vehicle with VTOL capabilites | |
IL280432A (en) | Air vehicle configurations | |
US11407506B2 (en) | Airplane with tandem roto-stabilizers | |
JPH0577789A (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
DE4217374A1 (en) | STOL aircraft with twin fuselage achieving air-cushion effect - has pivotable engine mountings affording choice of conventional flight or utilisation of ground effect for lift | |
RU2028964C1 (en) | Vertical take-off and landing aeroplane | |
CN218617171U (en) | Multi-rotor aircraft | |
US2743886A (en) | Vertical climbing airplane | |
US11919633B2 (en) | Convertiplane | |
AU2020100605B4 (en) | A vtol-capable airplane having angled propulsors | |
RU2714176C1 (en) | Multi-purpose super-heavy transport technological aircraft platform of short take-off and landing | |
AU2020327851A1 (en) | Convertiplane | |
RU222496U1 (en) | Vertical take-off and landing unmanned aerial vehicle | |
RU2812164C1 (en) | Unmanned aerial vehicle |