RU2104903C1 - Вертолетно-аэростатный комплекс - Google Patents
Вертолетно-аэростатный комплекс Download PDFInfo
- Publication number
- RU2104903C1 RU2104903C1 RU94015294A RU94015294A RU2104903C1 RU 2104903 C1 RU2104903 C1 RU 2104903C1 RU 94015294 A RU94015294 A RU 94015294A RU 94015294 A RU94015294 A RU 94015294A RU 2104903 C1 RU2104903 C1 RU 2104903C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- helicopter
- aerostat
- cable
- balloon
- complex
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tires In General (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Изобретение относится к комплексным летательным аппаратам, состоящим из аэростата и вертолета. Задачей предлагаемого изобретения является создание вертолетно-аэростатного комплекса, простого в изготовлении и надежного в эксплуатации с обеспечением высокой технической и экономической эффективности. Сущность: комплекс содержит вертолет 1, аэростат 3, соединенные тросом 4. Вертолет 1 снабжен невращающейся трубой, расположенной внутри вала 2 несущего винта, силовой стержень, передающий усилие от троса 4, расположен внутри трубы и соединен с тросом посредством шарнира, а нижним концом - с узлом внешней подвески, при отсутствии же внешней подвески - с фюзеляжем через ферму крепления внешней подвески. Указанная конструкция обеспечивает увеличение вдвое величины груза, перевозимого на внешней подвеске, практически не требует усиления фюзеляжа вертолета, позволяет использовать вертолет для швартовки аэростата, обеспечивает уравновешивание вертолета без существенного увеличения расходов управления в полете, обеспечивает аварийное отделение аэростата от вертолета и существенно снижает расход топлива на т.км транспортной работы по сравнению с одиночным вертолетом. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Устройство относится к комплексным летательным аппаратам, состоящим из двух летательных аппаратов, собранных в один комплекс, а именно к комплексам, состоящим из аэростата и вертолета.
Идея объединения преимуществ двух указанных летательных аппаратов известна. Приведем выдержку из книги В.Г. Броуде. Воздухоплавательные летательные аппараты. М.: Машиностроение, 1976, с. 94, 95.
"Имеются проекты летательных аппаратов, соединяющих в себе дирижабль или воздушный шар с вертолетом (геликостаты)". Американский инженер Эдвард Вандеряни запатентовал гибрид вертолета, самолета и воздушного шара. Вероятно, что по этому патенту фирма Алл Америкен Инжиниринг (США) разрабатывает аэрокран для груза до 50 т (см. табл. 17).
Известны подобные проекты и наших избирателей. Обычно предлагают собственный вес аппарата уравновесить аэростатической подъемной силой, а вертолет (или самолет) будет нести только полезную нагрузку. Эти гибриды называют летательными аппаратами скомпенсированного веса. Предлагают подвешивать вертолет к воздушному шару или окружить вертолет аэростатом тороидальной формы и т.д.".
Далее в книге расматрвиается пример комбинированного аппарата в составе вертолета Ми-1 и аэростата с подъемной силой 1875 кг, равной весу пустого вертолета и автор продолжает:
"На рис. 4.5 (у нас фиг. 1) изображены (в одном масштабе для сравнения) Ми-1 и газовместилище в виде шара, дирижабля и тора (с внутренним диаметром, равным диаметру несущего винта). Парусность и лобовое сопротивление у таких летательных аппаратов резко возрастут и потребуют увеличения энерговооруженности, которое "съест" все ожидаемые выгоды. А как такие аппараты будут летать? Какова будет их устойчивость и безопасность? Как крепить вертолет к аэростатной части? На эти вопросы пока ответа нет. На наш взгляд, к таким проектам следует относится крайне осторожно. Большинство из них совершенно нереальны".
"На рис. 4.5 (у нас фиг. 1) изображены (в одном масштабе для сравнения) Ми-1 и газовместилище в виде шара, дирижабля и тора (с внутренним диаметром, равным диаметру несущего винта). Парусность и лобовое сопротивление у таких летательных аппаратов резко возрастут и потребуют увеличения энерговооруженности, которое "съест" все ожидаемые выгоды. А как такие аппараты будут летать? Какова будет их устойчивость и безопасность? Как крепить вертолет к аэростатной части? На эти вопросы пока ответа нет. На наш взгляд, к таким проектам следует относится крайне осторожно. Большинство из них совершенно нереальны".
Схемы из упомянутой книги В. Г. Броуде, изображенные на фиг. 1б, 1г, конструктивно нереальны. Схема на фиг. 1а аэродинамически несовершенна. Схема на фиг. 1в рассмотрена для несовершенного вертолета Ми-1 при слишком большой подъемной силе аэростата, равной весу пустого вертолета, что не позволит в эксплуатации швартовать аэростат к вертолету. Длина соединительного троса на схеме имеет порядок радиуса несущего винта, что также нерационально, т.к. не обеспечивает безопасность.
Известна также схема из патента США N 3103323, кл. 244-36, 1963, согласно которой аэростат крепится непосредственно к грузу, причем подъемная сила аэростата несколько меньше веса груза, а недостающую подъемную силу и пропульсивную силу создает вертолет (фиг. 2). Авторы патента решают проблемы устойчивости груза и безопасности вертолета от попадания буксировочного устройства к аэростату. Указанная схема, изображенная на фиг. 2, не дает эксплуатационных преимуществ по сравнению с дирижаблем и, следовательно, неконкурентоспособна.
В качестве прототипа выбрано изобретение по патенту США N 4695012, B 64 B 1/34, 1987 (фиг. 3), согласно которому предлагается сложная комбинация аэростата, вертолетов или вертикально взлетающих самолетов, соединенных с вертикальным тросом, несущим груз, причем предполагается, что аэростат полностью уравновешивает вес системы без груза.
Система по данному патенту сложна по конструкции, управление ею трудно осуществимо и безопасность эксплуатации при современном уровне техники недостаточна.
Насколько нам известно, комплексы, состоящие из вертолетов и аэростатов, практического применения пока не получили, что по нашему мнению, связано с несовершенством предложенных схем и параметров проектов.
Внимательное рассмотрение вопроса показывает, что при рациональном выборе схемы, параметров и конструкции вертолетно-аэростатного комплекса он может быть технически осуществим и обеспечить серьезные преимущества по сравнению как с дирижаблем, так и с вертолетом.
Задачей предлагаемого изобретения является создание вертолетно-аэростатного комплекса, простого в изготовлении и надежного в эксплуатации с обеспечением высокой технической и экономической эффективности.
Для выполнения этой задачи предлагается схема, внешне сходная с изображенной на фиг. 1в, которая имеет малый вес конструкции и требует наименьших доработок аэростата и вертолета, но для обеспечения возможности ее реализации и получения преимуществ она должна иметь изложенные ниже конструктивные отличия.
На фиг. 1 даны схемы комбинированных летательных аппаратов из книги В.Г. Броуде; на фиг. 2 - схема комбинированного летательного аппарата по патенту США N 3103323; на фиг. 3 - схема комбинированного летательного аппарата по патенту США N 4695012; на фиг. 4 - схема предлагаемого вертолетно-аэростатного комплекса; на фиг. 5 - схема предлагаемого устройства для передачи усилия через вал несущего винта; на фиг. 6 - балансировочные характеристики вертолета МИ-8МТВ с аэростатом.
Предлагаемый вертолетно-аэростатный комплекс (фиг. 4, 5, 6), содержит вертолет 1 с несущим винтом, который установлен на валу 2, аэростат 3 и трос 4, соединяющий верхний узел 8 вертолета с узлом 6 крепления внизу аэростата 3. Вертолет 1 снабжен невращающейся трубой 7, расположенной внутри вала несущего винта 2. Силовой стержень 5, передающий усилие от аэростата 3, расположен внутри трубы 7 и соединен с тросом 4 посредством шарнира 8, а нижним концом - с узлом 9 внешней подвески, а при отсутствии внешней подвески - с фюзеляжем через ферму 10 крепления внешней подвески. Это обеспечивает передачу нагрузок без существенного дополнительного загружения конструкции вертолета.
Сферический шарнир 8 соединения троса 4 с силовым стержнем 5 расположен вблизи центра втулки несущего винта 12, что обеспечивает уравновешивание вертолета при малых дополнительных отклонениях органов управления.
Во флюгерном положении аэростата 3 на крейсерском режиме полета ось троса 4 проходит через центр объема аэростата 3, его центр массы расположен под центром объема, а аэродинамический фокус - позади центра объема, что обеспечивает уравновешивание аэростата во флюгерном положении и минимальное аэродинамическое сопротивление.
Подъемная сила аэростата составляет 50-70% от веса вертолета, что обеспечивает возможность использования вертолета для швартовки аэростата.
Длина троса 4, соединяющего аэростат 3 с вертолетом 1, составляет не менее одного диаметра несущего винта, что с учетом упругости в тросе 4 способствует обеспечению безопасности полета вертолета 1 при уменьшении подъемной силы аэростата 3.
В силовом стержне 5 установлен замом или тросоруб 13, который обеспечивает аварийное разъединение троса 4 с аэростатом 3 от внешней подвески при уменьшении усилия в тросе 4 ниже допустимой величины или от кнопки пилота. Тросоруб 13 - это гильотина, нож которой, предназначенный для перерубания троса (силового стержня), приводится в действие сжатым газом (например, от срабатывания пиропатрона). Замок может представлять собой соединение проушин на двух разъединяемых частях силового стержня с помощью штифта, который выдергивается из сочленения сжатым газом (например, от пиропатрона). Возможны и другие быстродействующие замки.
В аварийной ситуации обеспечивается также отсоединение груза 14 от существующего на вертолете 1 замка внешней подвески 15.
Была выполнена проработка проекта вертолетно-аэростатного комплекса в составе вертолета Ми-8МТ и аэростата типа ДМ-800 с избыточной подъемной силой 4 т и вредной пластинкой C•S=14 м2. Основные данные комплекса представлены в таблице.
Из приведенных данных следует, что топливная эффективность комплекса при транспортировке грузом на внешней подвеске выше, чем у одиночного вертолета, на 17-24%, а транспортная производительность выше на 60%.
Кроме того, большой выигрыш получается за счет того, что с помощью вертолета Ми-8МТ с аэростатом станет возможным поднимать на внешней подвеске вместо 4 до 8 т груза, в то время как без аэростата для этого требуется вертолет более высокой весовой категории (Ми-10, Ми-26), что в несколько раз увеличивает стоимость крановых работ.
Из расчетов, представленных в виде балансировочных характеристик на фиг. 6, следует, что потребное отклонение органов управления на рассматриваемых режимах находится в приемлемых пределах.
На фиг. 6 обозначено:
φ - угол общего вала несущего винта;
δк - боковое отклонение тарелки автомата перекоса;
δв - продольное отклонение тарелки автомата перекоса;
ν⌀ - угол тангажа;
γ - угол крена;
V - скорость полета;
Vкр - крейсерская скорость полета;
индекс "пред" - предельное значение величины
Исходные данные расчета: вес груза 8 т, вредная пластина аэростата и троса 15 м2, подъемная сила аэростата 4 т, высота полета 500 м, центровка вертолета средняя.
φ - угол общего вала несущего винта;
δк - боковое отклонение тарелки автомата перекоса;
δв - продольное отклонение тарелки автомата перекоса;
ν⌀ - угол тангажа;
γ - угол крена;
V - скорость полета;
Vкр - крейсерская скорость полета;
индекс "пред" - предельное значение величины
Исходные данные расчета: вес груза 8 т, вредная пластина аэростата и троса 15 м2, подъемная сила аэростата 4 т, высота полета 500 м, центровка вертолета средняя.
Claims (6)
1. Вертолетно-аэростатный комплекс, содержащий вертолет с несущим винтом, который установлен на валу, аэростат и трос, соединяющий верхний узел силового стержня с узлом крепления внизу аэростата, отличающийся тем, что вертолет снабжен невращающейся трубой, расположенной внутри вала несущего винта, силовой стержень, передающий усилие от аэростата, расположен внутри трубы и соединен с тросом посредством шарнира, а нижним концом с узлом внешней подвески груза, а при отсутствии внешней подвески фюзеляжем вертолета.
2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что шарнир соединения троса с силовым стержнем расположен вблизи центра втулки несущего винта.
3. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что трос соединен с аэростатом таким образом, что во флюгерном положении аэростата на крейсерском режиме полета ось троса проходит через центр объема аэростата, центр массы которого расположен под центром объема, а аэродинамический фокус позади центра объема аэростата.
4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что подъемная сила аэростата составляет 50 70% от веса вертолета, и вертолет используется для швартовки аэростата.
5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что длина троса составляет не менее одного диаметра несущего винта.
6. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что в силовом стержне установлен замок или тросоруб, обеспечивающие аварийное разъединение троса с аэростатом от внешней подвески при уменьшении натяжения троса ниже допустимой величины или от кнопки пилота.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94015294A RU2104903C1 (ru) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | Вертолетно-аэростатный комплекс |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94015294A RU2104903C1 (ru) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | Вертолетно-аэростатный комплекс |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94015294A RU94015294A (ru) | 1997-04-10 |
RU2104903C1 true RU2104903C1 (ru) | 1998-02-20 |
Family
ID=20155234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94015294A RU2104903C1 (ru) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | Вертолетно-аэростатный комплекс |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2104903C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007073361A1 (fr) * | 2005-12-19 | 2007-06-28 | Igor Gusev | Procede de deplacement d'un appareil de remorquage aerien muni d'un vehicule de deplacement plus lourd que l'air en mode de glissement ou de roulement et appareil de remorquage aerien |
RU2556493C1 (ru) * | 2014-02-25 | 2015-07-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Диск для метания |
RU2566455C1 (ru) * | 2014-10-31 | 2015-10-27 | Вячеслав Иванович Алдонясов | Гибридно-транспортная система "буксир" |
RU2617867C2 (ru) * | 2015-09-01 | 2017-04-28 | Акционерное общество "Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики" | Автожирный винт с креплением на тросе привязного аэростата |
JP2017530892A (ja) * | 2014-06-18 | 2017-10-19 | ボリソウィッチ シュルギン,ニコライ | Vestaplan−滑空ヘリスタット |
CN109367810A (zh) * | 2018-07-09 | 2019-02-22 | 南京佰联信息技术有限公司 | 地面电源的关闭方法、系统和设备 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751367C1 (ru) * | 2020-08-13 | 2021-07-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Способ управления маршрутом беспилотного летательного аппарата и и комплекс для его реализации |
-
1994
- 1994-04-25 RU RU94015294A patent/RU2104903C1/ru active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007073361A1 (fr) * | 2005-12-19 | 2007-06-28 | Igor Gusev | Procede de deplacement d'un appareil de remorquage aerien muni d'un vehicule de deplacement plus lourd que l'air en mode de glissement ou de roulement et appareil de remorquage aerien |
RU2556493C1 (ru) * | 2014-02-25 | 2015-07-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Диск для метания |
JP2017530892A (ja) * | 2014-06-18 | 2017-10-19 | ボリソウィッチ シュルギン,ニコライ | Vestaplan−滑空ヘリスタット |
RU2566455C1 (ru) * | 2014-10-31 | 2015-10-27 | Вячеслав Иванович Алдонясов | Гибридно-транспортная система "буксир" |
RU2617867C2 (ru) * | 2015-09-01 | 2017-04-28 | Акционерное общество "Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики" | Автожирный винт с креплением на тросе привязного аэростата |
CN109367810A (zh) * | 2018-07-09 | 2019-02-22 | 南京佰联信息技术有限公司 | 地面电源的关闭方法、系统和设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94015294A (ru) | 1997-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11603194B2 (en) | Aircraft having a high efficiency forward flight mode | |
US10343773B1 (en) | Aircraft having pod assembly jettison capabilities | |
US10322799B2 (en) | Transportation services for pod assemblies | |
US4695012A (en) | Aerial load-lifting system | |
US4601444A (en) | Aerial load-lifting system | |
US10227133B2 (en) | Transportation method for selectively attachable pod assemblies | |
US10967964B2 (en) | Air wheel rotor, a gyro stabilized aircraft and a wind-driven power generator using the air wheel rotor, and a stationary launching device | |
US10214285B2 (en) | Aircraft having autonomous and remote flight control capabilities | |
US10183746B2 (en) | Aircraft with independently controllable propulsion assemblies | |
US10232950B2 (en) | Aircraft having a fault tolerant distributed propulsion system | |
US8540183B2 (en) | Aerovehicle system including plurality of autogyro assemblies | |
US8308142B1 (en) | System and method for transporting cargo utilizing an air towing system that can achieve vertical take-off and vertical landing | |
RU2538737C2 (ru) | Ротор "воздушное колесо". гиростабилизированный летательный аппарат и ветроэнергетическая установка, испульзующие ротор "воздушное колесо", наземное/палубное устройство их запуска. | |
CN105873820A (zh) | 货物飞艇 | |
RU2104903C1 (ru) | Вертолетно-аэростатный комплекс | |
CN205952273U (zh) | 飞艇 | |
EP0088460B1 (en) | Aircraft having buoyant gas balloon | |
RU184608U1 (ru) | Беспилотный летательный аппарат на основе автожира | |
Lancashire et al. | Investigation of the mechanics of cargo handling by aerial crane-type aircraft | |
CN115196005A (zh) | 基于多旋翼无人机的低空飞艇空中加油机及加油方法 | |
CA1168643A (en) | Aircraft having buoyant gas balloon | |
RU2155143C1 (ru) | Дирижабль (варианты) | |
EILERTSON | Aircraft recovery using an inflatable wing | |
CRIMMINS | The Cyclo-Crane-A new concept to heavy vertical lift | |
Lindenbaum et al. | A new concept of hybrid airship |