RU2139795C1

RU2139795C1 - Aircraft transformer

Info

Publication number: RU2139795C1
Application number: RU98122920/28A
Authority: RU
Inventors: С.В. Григорьев
Original assignee: Григорьев Сергей Васильевич
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 1999-10-20

Abstract

FIELD: surface transport transformer to aircraft-type flying vehicles. SUBSTANCE: aircraft transformer has fuselage in form of pilot-passenger cabin, rear propeller plant, nose and tail landing wheels, folding starboard and port planes of wing and tail section detachably connected with fuselage. Aircraft transformer is provided with separate compartment for center engine and rear propeller plant. Aircraft transformer has two open compartments for nose and tail landing wheels provided with transmissions and mechanisms for their retraction and extension. Aircraft transformer is provided with nose compartment which is closed for surrounding medium and two aerodynamic streamlined ports above pilot's cabin for mirror observation and monitoring of direction at take-of and landing. Fuselage is provided with two air chambers of varying volume. Alighting gear is located in nose lower section of fuselage and is provided with hydraulic cylinder, frame and wheel which are pressed to fuselage bottom after take-off and landing. Starboard and port planes of wing are folded by sections by means of hydraulic device located in sections of each plane of wing. Both planes of wing are provided with front and rear bracing struts, propeller plants and engines located in front portion of root sections. Wheel landing gear is provided with skis for motion on snow and water; tail section if foldable for forming surface transport facility. EFFECT: improved service characteristics of aircraft transformed to surface amphibian. 5 dwg

Description

Шестиместное транспортное средство предназначено для перевозки людей и багажа по земле, воде, снегу и воздуху и представляет собой самолет-амфибию, который имеет способность автоматической трансформации в наземное транспортное средство. The six-seater vehicle is designed to transport people and luggage on land, water, snow and air and is an amphibious aircraft that has the ability to automatically transform into a ground vehicle.

В результате проведенного патентного поиска выделен ближайший аналог /пат. РФ 2016781, опубл. 30.07.94 г./, из которого известен аэротрансформер, содержащий фюзеляж, представляющий собой пилотско-пассажирскую кабину, заднюю винтовую установку, передние и задние колеса, складывающиеся правую и левую плоскости крыла и хвостовую часть, разъемно соединенную с фюзеляжем. As a result of a patent search, the closest analogue / Pat. RF 2016781, publ. 07/30/94, / from which the aero-transformer containing the fuselage is known, which consists of a pilot-passenger cockpit, a rear screw installation, front and rear wheels, folding right and left wing planes and a tail, which are detachably connected to the fuselage.

Целью изобретения является создание транспортного средства с объединенными возможностями самолета, автомобиля, катера и аэросаней, которое дает человеку свободу выбора в способе передвижения в зависимости от метеорологических, географических или местных условий. The aim of the invention is the creation of a vehicle with the combined capabilities of an airplane, car, boat and snowmobile, which gives a person the freedom of choice in the method of movement depending on meteorological, geographical or local conditions.

Поставленная задача достигается:
1. Особым автоматическим способом складывания каждой плоскости крыла и хвостовой части в компактное состояние, в котором существенно уменьшаются габариты.The task is achieved:
1. In a special automatic way of folding each plane of the wing and the tail into a compact state, in which the dimensions are significantly reduced.

2. Совмещенностью и возможностью раздельного использования убирающегося колесно-лыжного шасси. 2. The combination and the possibility of separate use of the retractable wheel-ski chassis.

3. Наличием на каждой внешней стороне центральной части фюзеляжа изменяющих свой объем, при необходимости, воздушных камер. 3. The presence on each outer side of the central part of the fuselage of the air chambers changing their volume, if necessary.

4. Специальным взлетно-посадочным устройством. 4. Special takeoff and landing device.

Конструкция авиатрансформера представлена на фиг. 1, 2, 3 и состоит из правой и левой складывающихся плоскостей крыла, в каждой из которых размещен двигатель 1 с винтовой установкой 2. Каждая плоскость крыла состоит из коренной 3, центральной 4 и концевой 5 секций, в своей нижней части шарнирно соединенных между собой продольными осевыми стыковочными узлами 6 и 7. Концевая секция 5 снабжена щелевым элероном 8. Центральная секция 4 снабжена щелевым закрылком 9 и имеет дополнительно два осевых стыковочных узла, передний 10 и задний 11, для шарнирного соединения с верхней частью переднего 12 и заднего 13 подкосов крыла. На центральной секции 4 расположен ПВД-приемник воздушных давлений 14, а также в ней могут располагаться топливные баки. В передней части коренной секции крыла 3 расположен боковой двигатель 1 с винтовой установкой 2, воздухозаборник 15 и управляемые воздушные створки 16, а для шарнирного соединения с фюзеляжем вся секция имеет продольный удлиненный осевой стыковочный узел 17. The design of the aircraft transformer is shown in FIG. 1, 2, 3 and consists of the right and left folding wing planes, in each of which there is an engine 1 with a screw installation 2. Each wing plane consists of a root 3, central 4 and end 5 sections, in their lower part pivotally interconnected axial longitudinal docking units 6 and 7. The end section 5 is equipped with a slotted aileron 8. The central section 4 is equipped with a slotted flap 9 and has an additional two axial docking units, front 10 and rear 11, for swiveling with the upper part of the front 12 and rear 13 p odkosov wing. On the central section 4 is located the LDPE receiver of air pressures 14, and also fuel tanks can be located in it. In the front part of the main wing section 3 there is a lateral engine 1 with screw installation 2, an air intake 15 and controllable air flaps 16, and for hinged connection with the fuselage the entire section has a longitudinal elongated axial docking unit 17.

Фюзеляж представляет собой конструкцию закрытого от внешней среды внутреннего пространства пилотской кабины 18, пассажирской кабины 19 и отсека для среднего двигателя 20 с трансмиссией на заднюю винтовую установку 21, а также двух открытых для внешней среды отсеков, переднего 22 и заднего 23, для колес шасси, механизмов их уборки и выпуска, и трансмиссии на задние ведущие колеса. Носовая часть фюзеляжа представляет собой отдельный, закрытый от внешней среды отсек 24. Над пилотской кабиной 18 фюзеляж имеет выходной люк 25 и два аэродинамически обтекаемых окна 26 для зеркального наблюдения и контроля за направлением на взлете и посадке. Пилотская кабина 18 имеет двери 27 с каждой стороны, через которые осуществляется вход в пассажирскую кабину 19, имеющую аварий люк 28. Верхняя часть фюзеляжа с каждой стороны имеет продольный удлиненный осевой стыковочный узел 17 для шарнирного соединения с коренной секцией 3 каждой плоскости крыла. Внешняя нижняя часть фюзеляжа с каждой стороны имеет по два продольных осевых стыковочных узла - передний 29 и задний 30 - для шарнирного соединения с передним 12 и задним 13 подкосами крыла. Внешняя задняя часть фюзеляжа в ее верхней части над задним открытым колесным отсеком 23 с каждой стороны имеет по одному поперечному осевому стыковочному узлу 31 для шарнирного соединения с хвостовой частью 32. The fuselage is a design of the interior of the pilot cabin 18 closed from the external environment, the passenger cabin 19 and the compartment for the middle engine 20 with transmission to the rear screw installation 21, as well as two open compartments for the external environment, the front 22 and rear 23, for the chassis wheels, mechanisms for their cleaning and release, and transmission to the rear drive wheels. The nose of the fuselage is a separate compartment 24, which is closed from the external environment. Above the pilot cabin 18, the fuselage has an exit hatch 25 and two aerodynamically streamlined windows 26 for mirror observation and control of the takeoff and landing direction. The pilot cockpit 18 has doors 27 on each side through which an entrance to the passenger cockpit 19, which has an accident hatch 28, is made. The upper part of the fuselage on each side has a longitudinal elongated axial docking unit 17 for hinging with the root section 3 of each wing plane. The outer lower part of the fuselage on each side has two longitudinal axial docking units - front 29 and rear 30 - for articulation with the front 12 and rear 13 wing struts. The outer rear part of the fuselage in its upper part above the rear open wheel compartment 23 on each side has one transverse axial docking unit 31 for articulation with the tail portion 32.

Двухкилевая хвостовая часть 32, жестко соединенная между собой объемной аэродинамической законцовкой нижней части фюзеляжа 33, представляющей собой закрытую от внешней среды воздушную камеру, а также стабилизатором 34 и рулем высоты 35. Каждый киль, левый 36 и правый 37, имеет по рулю направления 38 и поперечный осевой стыковочный узел 31 для шарнирного соединения с фюзеляжем. The twin keel tail 32, rigidly connected to each other by a volume aerodynamic tip of the lower part of the fuselage 33, which is an air chamber closed from the external environment, as well as a stabilizer 34 and a rudder 35. Each keel, left 36 and right 37, has a rudder 38 and transverse axial docking unit 31 for articulation with the fuselage.

Убирающееся колесно-лыжное шасси состоит из четырех амортизационных стоек с тормозными механизмами и колесами, передних 39 и задних 40 лыж, с рычагами их крепления 41 и механизмом управления. Две изменяющие свой объем воздушные камеры 42, расположенные с каждой внешней, боковой стороны фюзеляжа, центральной и нижней его части, от пилотской кабины 18 до заднего открытого колесного отсека 23 и представляющие собой прочный, эластичный материал, закрепленный своими краями к элементам фюзеляжа. The retractable wheel-ski chassis consists of four suspension struts with brakes and wheels, front 39 and rear 40 skis, with their mounting levers 41 and a control mechanism. Two air chambers 42 varying their volume, located on each outer, lateral side of the fuselage, its central and lower parts, from the pilot's cabin 18 to the rear open wheel compartment 23 and which are durable, flexible material fixed with its edges to the elements of the fuselage.

Специальное взлетно-посадочное устройство, состоит из рамы 43, колеса 44 и гидроцилиндра 45. Передняя часть рамы 45 крепится шарнирно к силовым элементам конструкции передней, нижней части фюзеляжа. Гидроцилиндр 45 крепится в верхней части переднего открытого колесного отсека 22 на схождении силовых элементов передней части конструкции фюзеляжа. Нижняя часть рамы 43 имеет обшивку, для улучшения аэродинамики и в сложенном состоянии находится в одной плоскости с днищем фюзеляжа, а большая часть колеса скрывается в специальном гнезде. A special take-off and landing device consists of a frame 43, a wheel 44 and a hydraulic cylinder 45. The front of the frame 45 is hinged to the structural elements of the front, lower fuselage. The hydraulic cylinder 45 is mounted in the upper part of the front open wheel compartment 22 at the convergence of the power elements of the front part of the fuselage structure. The lower part of the frame 43 has a skin, to improve aerodynamics and when folded, it is in the same plane with the bottom of the fuselage, and most of the wheel is hidden in a special slot.

Способ автоматического превращения авиатрансформера в наземное транспортное средство основан на соосном перемещении и компактном расположении относительно друг друга и фюзеляжа всех секций крыла и хвостовой части при помощи гидросистемы. The method of automatically converting an aircraft transformer into a ground vehicle is based on coaxial movement and compact arrangement relative to each other and the fuselage of all wing sections and the tail section using a hydraulic system.

Первоначально пара гидроцилиндров 46 (фиг. 2), расположенные в концевой 5 и центральной 4 секциях каждой плоскости крыла и соединенные между собой осевым силовым кронштейном 47, расположенном на оси стыковочных узлов 6 данных секций, поворачивает концевую секцию 5 вокруг этой оси на 180^o. В результате нижняя часть концевой секции 5 прижимается к нижней части центральной секции 4 крыла. Затем ось стыковочного узла 7, коренной 3 и центральной 4 секций при помощи другой пары гидроцилиндров 48, расположенных в этих секциях и соединенных между собой осевым силовым кронштейном 49, вместе с частью центральной 4 и коренной 3 секций перемещаются вверх по окружности, центром которой является ось 17 стыковочных узлов коренной секции 3 и фюзеляжа. Коренная 3 и центральная 4 секции при этом разъединяются и поворачиваются относительно друг друга вокруг совместной оси 7. Наружная часть центральной секции 4 вместе с концевой секцией 5 прижимается к боковой стороне пассажирской кабины 19 (фиг. 1), занимая своей нижней частью место в нише, которая до этого должна быть образована приведением боковых, изменяющих свой объем воздушных камер 42 (фиг. 1 и 3) в спущенное состояние. Подкосы крыла 12 и 13 (фиг. 2 и 3) при этом поворачиваются на осях своих стыковочных узлов 29 и 30 с фюзеляжем и 10 и 11 с центральной секцией крыла 4, а верхняя часть переднего подкоса 12 входит в специальный проем 50, расположенный в нижней передней части центральной секции крыла 4. После складывания каждой плоскости крыла хвостовая часть 32 (фиг. 1) при помощи двух пар гидроцилиндров 51 (фиг. 4) и соединяющих их осевых силовых кронштейнов 52 поворачивается на оси своих стыковочных узлов 31 с фюзеляжем на 170^o и ложится на верхнюю часть сложенных секций крыла. Каждый киль при этом располагается с боковой стороны их верхней части.Initially, a pair of hydraulic cylinders 46 (Fig. 2) located in the end 5 and central 4 sections of each wing plane and interconnected by an axial power bracket 47 located on the axis of the docking nodes 6 of these sections rotates the end section 5 around this axis by 180 ^o . As a result, the lower part of the end section 5 is pressed against the lower part of the center section 4 of the wing. Then the axis of the docking unit 7, the root 3 and the central 4 sections using another pair of hydraulic cylinders 48 located in these sections and interconnected by an axial power bracket 49, together with part of the central 4 and the root 3 sections are moved upwards in a circle, the center of which is the axis 17 docking nodes of the root section 3 and the fuselage. The root 3 and central 4 sections are disconnected and rotated relative to each other around a common axis 7. The outer part of the central section 4 together with the end section 5 is pressed against the side of the passenger cabin 19 (Fig. 1), taking its lower part in a niche, which before this should be formed by bringing the side, changing their volume of the air chambers 42 (Fig. 1 and 3) in a deflated state. The struts of the wing 12 and 13 (Fig. 2 and 3) in this case rotate on the axes of their docking units 29 and 30 with the fuselage and 10 and 11 with the central section of the wing 4, and the upper part of the front strut 12 enters a special opening 50 located in the lower the front of the Central section of the wing 4. After folding each plane of the wing, the tail portion 32 (Fig. 1) with the help of two pairs of hydraulic cylinders 51 (Fig. 4) and connecting axial power brackets 52 is rotated on the axis of its docking nodes 31 with the fuselage 170 ^o and lies on top of the folded wing sections. Each keel is located on the side of their upper part.

Принцип взаимодействия колесного шасси с лыжами заключается в следующем. При полностью убранном шасси лыжи 39 и 40 прижаты к днищу фюзеляжа (фиг. 1 и 2), закрывая собой большую часть открытых колесных отсеков 22 и 23, улучшая гидро- и аэродинамическое качество. Для выпуска лыжного шасси колеса отжимают лыжи 39 и 40 и становятся на них. Для выпуска колесного шасси лыжи 39 и 40 поворачиваются на осях своих рычагов 41 (фиг. 4 и 5) при помощи гидравлики и открывают колесные отсеки наподобие створок. Передняя лыжа 39 крепится на двух рычагах 41, задняя 40 - на одном, каждый из которых крепится на внешней стороне оси стыковочного узла нижнего рычага амортстойки 53. Передний конец задней лыжи 40 крепится шарнирно к нижней части переднего подкоса крыла 12. The principle of interaction of the wheeled chassis with skis is as follows. With the chassis completely retracted, the skis 39 and 40 are pressed to the bottom of the fuselage (Figs. 1 and 2), covering most of the open wheel compartments 22 and 23, improving hydro- and aerodynamic quality. To release the ski chassis, the wheels wring out the skis 39 and 40 and stand on them. To release the wheeled chassis, skis 39 and 40 are rotated on the axes of their levers 41 (Figs. 4 and 5) using hydraulics and open the wheel compartments like flaps. The front ski 39 is mounted on two levers 41, the rear 40 on one, each of which is attached to the outside of the axis of the docking assembly of the lower arm of the anti-strut 53. The front end of the rear ski 40 is hinged to the lower part of the front wing strut 12.

Специальное взлетно-посадочное устройство необходимо при взлете с твердой поверхности для создания большего угла атаки крыла на скорости отрыва с целью уменьшения длины разбега, а также при посадке, для плавного уменьшения угла атаки крыла на пробеге с целью мягкого приземления и уменьшения длины пробега. Включается непосредственно перед взлетом и посадкой. В рабочем состоянии, посредством гидромеханизма 45, рама 43 с колесом 44 отжимается вниз, упираясь колесом в подстилающую поверхность, и поднимает переднюю часть авиатрансформера на определенный угол, создавая тем самым больший угол атаки крыла на скорости отрыва. Необходимое усилие гидроцилиндра создается отдельным редукционным клапаном в его гидросистеме. На посадке все происходит в обратном порядке. A special take-off and landing device is necessary when taking off from a solid surface to create a larger angle of attack of the wing at the separation speed in order to reduce the take-off distance, and also during landing, to smoothly reduce the angle of attack of the wing on the run with the aim of soft landing and reduce the path length. Turns on immediately before takeoff and landing. In working condition, by means of the hydromechanism 45, the frame 43 with the wheel 44 is pressed down, abutting the wheel against the underlying surface, and raises the front of the aircraft transformer by a certain angle, thereby creating a larger angle of attack of the wing at the separation speed. The required force of the hydraulic cylinder is created by a separate pressure reducing valve in its hydraulic system. On landing, everything happens in reverse order.

Способность авиатрансформера взлетать и садиться, а также передвигаться по автомобильным дорогам, воде, снегу и воздуху, дает человеку возможность использовать при передвижении до конечного пункта назначения одно транспортное средство вместо четырех, то есть менять способ передвижения в случае необходимости. The ability of the air transformer to take off and land, as well as to travel on roads, water, snow and air, gives a person the opportunity to use one vehicle instead of four when traveling to their final destination, that is, change the way they travel if necessary.

Наличие трех двигателей дает возможность авиатрансформеру как самолету иметь большой избыток мощности, необходимый на взлете, а также возможность продолжения полета в случае отказа одного из них. The presence of three engines makes it possible for an aircraft transformer, like an airplane, to have a large excess of power needed on take-off, as well as the ability to continue the flight in case of failure of one of them.

Большая устойчивость по направлению на разбеге и пробеге при взлете и посадке с боковым ветром по сравнению с трехколесной схемой шасси. Greater stability in the direction of the take-off and run during take-off and landing with a crosswind compared to the three-wheeled chassis.

Наличие специального взлетно-посадочного устройства значительно упрощает взлет и посадку, а также сокращает длину разбега и пробега. The presence of a special takeoff and landing device greatly simplifies takeoff and landing, and also reduces the take-off and run lengths.

Большая эффективность торможения на пробеге, так как могут использоваться торможение пяти колес и реверс заднего воздушного винта. Greater braking performance on the run, as five-wheel braking and rear propeller reverse can be used.

Полностью исключено капотирование. Completely excluded the nosing.

При использовании двигателей, работающих на автомобильном топливе, возможна дозаправка в любом населенном пункте, имеющем АЗС. When using engines running on automobile fuel, refueling is possible in any locality that has a gas station.

Сравнительно небольшие габариты в сложенном состоянии упрощают проблему гаражного хранения. The relatively small dimensions when folded simplify the problem of garage storage.

Устройство возможно осуществить промышленным способом с использованием стандартного оборудования. The device can be implemented industrially using standard equipment.

Claims

An air transformer comprising a fuselage comprising a pilot-passenger cabin, a rear screw installation, front and rear landing gear wheels, folding right and left wing planes and a tail part detachably connected to the fuselage, characterized in that it is made with a separate compartment for the middle engine and rear screw installation, with two open compartments for the front and rear wheels of the chassis, made with transmissions and mechanisms for their cleaning and release, with a separate nose compartment and two air with streamlined windows above the pilot's cockpit for mirror observation and control of takeoff and landing direction, with two air chambers that change their volume, located in the fuselage, with a take-off and landing device located in the front lower part of the fuselage, including a hydraulic cylinder, a frame and a wheel, pressed after takeoff and landing to the bottom of the fuselage, while the left and right wing planes are made with the possibility of sectional folding using a hydraulic device located In the sections of each wing plane, and equipped with front and rear struts, screw mounts and engines located in front of the main sections, the wheeled chassis is made with skis for movement on snow and water, and the tail section is made with the possibility of folding to form a ground vehicle .