RU2240958C1 - Vertical take-off and landing aircraft - Google Patents
Vertical take-off and landing aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240958C1 RU2240958C1 RU2003110099/11A RU2003110099A RU2240958C1 RU 2240958 C1 RU2240958 C1 RU 2240958C1 RU 2003110099/11 A RU2003110099/11 A RU 2003110099/11A RU 2003110099 A RU2003110099 A RU 2003110099A RU 2240958 C1 RU2240958 C1 RU 2240958C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- propulsor
- cone
- impeller
- conical
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области вертолетостроения и может быть использовано в малой авиации для повышения безопасности летательных аппаратов.The invention relates to the field of helicopter engineering and can be used in small aircraft to improve the safety of aircraft.
Известно устройство для перемещения аппаратов в воздушном пространстве - вертолет (см., например, Б.Н. Юрьев. Аэродинамический расчет вертолетов. - Москва, Оборонгиз, 1956 г.). Основной недостаток этого устройства - шарнирная подвеска лопастей, сложность самих лопастей, наличие автомата-перекоса для создания горизонтальной составляющей тяги, хвостового винта для парирования реактивного момента, создаваемого несущим винтом. Все это усложняет его конструкцию и тем самым снижает его надежность.A device for moving vehicles in mid-air is known - a helicopter (see, for example, B.N. Yuryev. Aerodynamic calculation of helicopters. - Moscow, Oborongiz, 1956). The main disadvantage of this device is the articulated suspension of the blades, the complexity of the blades themselves, the presence of a swashplate to create a horizontal component of the thrust, a tail rotor to fend off the reactive moment created by the rotor. All this complicates its design and thereby reduces its reliability.
Известен летательный аппарат вертикального взлета и посадки по заявке №2000131636/28 того же автора, по которой принято положительное решение. Он является по своей технической сущности наиболее близким к предлагаемому (прототип). В этом аппарате использован движитель вертикальной тяги, корпус которого состоит из двух частей: верхней-конической и нижней-дисковой с конической отбортовкой, вставляемой в верхнюю с образованием кольцевого зазора, в котором размещены криволинейные лопатки, скрепляющие между собой обе части корпуса. В нижней части корпуса размещена с возможностью вращения вертикальная ось с рабочим колесом, лопатки которого расположены в верхней части корпуса перпендикулярно плоскости вращения колеса. Ось рабочего колеса соединена кинематически с двигателем.Known aircraft vertical take-off and landing on the application No. 2000131636/28 of the same author, which made a positive decision. It is in its technical essence closest to the proposed (prototype). In this apparatus, a vertical thrust propulsion device is used, the casing of which consists of two parts: the upper-conical and the lower-disk with conical flanging, inserted into the upper one to form an annular gap in which curved blades are placed that fasten both parts of the casing together. A vertical axis with an impeller, the blades of which are located in the upper part of the housing perpendicular to the plane of rotation of the wheel, is rotatably disposed in the lower part of the housing. The axis of the impeller is kinematically connected to the engine.
Здесь же использован гидроаэродинамический движитель для создания горизонтальной тяги. С ним кинематически соединен двигатель, который может подсоединяться к движителю вертикальной тяги в случае отказа двигателя последнего. Это повышает безопасность полета.A hydroaerodynamic propulsion is used here to create horizontal traction. An engine is kinematically connected to it, which can be connected to a thrust propulsion device in case of a failure of the latter engine. This improves flight safety.
Недостатком прототипа является то, что в случае отказа одновременно двух двигателей авария неизбежна. Поэтому дальнейшее повышение безопасности является необходимостью.The disadvantage of the prototype is that in case of failure of two engines simultaneously, an accident is inevitable. Therefore, further safety improvements are a must.
Указанные недостатки аналогов и прототипа устраняются тем, что аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий движитель вертикальной тяги, корпус которого состоит из двух частей: верхней - конической с двумя отверстиями в торцах, сверху меньшего диаметра, а снизу - большего, и нижней - дисковой с конической отбортовкой, вставляемой в верхнюю с образованием кольцевого зазора, в котором размещены криволинейные лопатки, скрепляющие между собой обе части корпуса, в нижней части корпуса размещена с возможностью вращения вертикальная ось с закрепленным на ней рабочим колесом, лопатки которого расположены в верхней части корпуса и выполнены с минимальным зазором относительно ее внутренней поверхности, а рабочие поверхности лопаток установлены перпендикулярно плоскости вращения рабочего колеса, двигатель с обслуживающими его агрегатами и устройствами, соединенный кинематически с осью рабочего колеса движителя, кресло пилота с органами управления двигателем и движителем, снабжен тонкостенным конусом, вершина которого лежит на вертикальной оси движителя внизу аппарата, а основание закреплено на нижней - дисковой части корпуса движителя, двигатель закреплен внутри конуса, а кресло пилота установлено снаружи корпуса движителя.The aforementioned drawbacks of the analogues and the prototype are eliminated by the fact that the vertical take-off and landing apparatus containing the vertical thrust propulsion device, the body of which consists of two parts: the upper one is conical with two holes in the ends, the upper one has a smaller diameter, and the lower one has a larger one and a lower one a conical flange inserted into the upper with the formation of an annular gap in which curved blades are placed that fasten both parts of the casing to each other; the vertical axis c is rotatably mounted in the lower part of the casing an impeller mounted on it, the blades of which are located in the upper part of the body and are made with a minimum clearance relative to its inner surface, and the working surfaces of the blades are installed perpendicular to the plane of rotation of the impeller, the engine with its units and devices, kinematically connected to the axis of the impeller of the propeller, a pilot's seat with engine and propulsion controls, equipped with a thin-walled cone, the apex of which lies on the vertical axis of the propulsion device at the bottom of the device, a base secured to the bottom - the disk housing portion mover, the engine is mounted inside the cone, and the pilot's seat is installed outside the propulsion unit housing.
Такое выполнение аппарата позволяет в случае отказа двигателя или поломки движителя произвести вертикальный спуск аппарата с практически безопасной скоростью.This embodiment of the apparatus allows in the event of engine failure or engine breakdown to produce vertical descent of the apparatus with a practically safe speed.
На фиг.1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - вид сверху без кресла пилота.Figure 1 shows the proposed apparatus, a longitudinal section; figure 2 is a top view without a pilot's seat.
Аппарат содержит движитель вертикальной тяги 1, корпус которого состоит из верхней - конической части 2 и нижней - дисковой части 3 с конической отбортовкой 4, жестко скрепленных между собой криволинейными лопатками 5, равнорасположенными по окружности между конусами 2 и 4. В дисковой части 3 установлена с возможностью вращения ось 6, на которой закреплено рабочее колесо 7 движителя. Коническая отбортовка 4 жестко соединена с тонкостенным конусом 8, угол которого при вершине составляет 140-150°, обращенным вершиной вниз. Конусы 2 и 8 соосны.The apparatus comprises a vertical thrust propulsion device 1, the casing of which consists of an upper - conical part 2 and a lower - disk part 3 with a conical flange 4, rigidly fastened to each other by curved blades 5, equally spaced around the circumference between the cones 2 and 4. In the disk part 3 is installed with rotary axis 6, on which the
Снаружи конуса 2 движителя закреплено кресло пилота 9 с органами управления двигателем и движителем. Двигатель 10 со всеми агрегатами и устройствами его обслуживающими, редуктор 11 закреплены внутри конуса 8. При этом центр тяжести аппарата без учета веса пилота должен лежать на вертикальной оси аппарата, т.е. аппарат должен быть сцентрирован. Одновременно центр тяжести должен быть расположен ниже плоскости, содержащей круг наибольшего диаметра аппарата. Аппарат снабжен заслонкой 12, которая может перемещаться в радиальном направлении, полностью или частично перекрывая часть кольцевого зазора между конусами 2 и 4 движителя, и фиксироваться. Колеса 13 установлены упруго во втулках 14, скрепленных с корпусом 3, так что каждое имеет необходимый упругий ход. Аппарат снабжен поворотными планками 15, скрепленными петлями 16 с криволинейными лопатками 5 движителя. Сквозь все планки 15 проходит трос 17 с фиксацией каждой планки на тросе. Перемещая трос по касательной в ту или иную сторону, отклоняем планки 15 от вертикали.Outside of the propulsion cone 2, the pilot's seat 9 is fixed with the engine and propulsion controls. The engine 10 with all units and its servicing devices, the gearbox 11 are fixed inside the cone 8. In this case, the center of gravity of the device, without taking into account the weight of the pilot, must lie on the vertical axis of the device, i.e. the device should be centered. At the same time, the center of gravity should be located below the plane containing the circle of the largest diameter of the apparatus. The device is equipped with a
Аппарат работает следующим образом. Включив двигатель, начинаем подъем. При этом пилот создает своим весом нарушение центровки аппарата, поэтому подъем происходит с некоторым отклонением от вертикали в сторону направления полета. Если горизонтальная составляющая скорости полета недостаточна, то начинаем постепенно перекрывать заслонкой 12 кольцевой зазор в районе криволинейных лопаток 5, тем самым уменьшаем подъемную силу в этом месте аппарата, благодаря чему аппарат наклоняется еще больше и приобретает нужную величину горизонтальной скорости. Поворот аппарата вокруг вертикальной оси осуществляется отклонением планок 15 от вертикали. Для этого необходимо потянуть трос 17 в направлении по касательной к нему в ту или иную сторону. Тогда выходящий из аппарата поток повернет аппарат вокруг вертикальной оси, обеспечивая нужное направление полета.The device operates as follows. Turning on the engine, we begin the ascent. In this case, the pilot creates a weight violation of the centering of the device, so the rise occurs with some deviation from the vertical towards the direction of flight. If the horizontal component of the flight speed is insufficient, then we begin to gradually close the annular gap in the region of the curved blades 5 by the
При отказе двигателя аппарат начнет падать всегда вершиной конуса 8 вниз, т.к. конус оказывает стабилизирующее действие на положение аппарата в воздухе и создает необходимую силу Q сопротивления падению в соответствии с известной формулойIf the engine fails, the device will always start to fall down with the top of the cone 8, as the cone has a stabilizing effect on the position of the apparatus in the air and creates the necessary force Q resistance to fall in accordance with the well-known formula
, ,
где Сх - коэффициент лобового сопротивления конуса набегающему снизу потоку,where Cx is the drag coefficient of the cone to the flow running from below,
S - площадь миделя конуса;S is the area of the midsection of the cone;
ρ - плотность воздуха;ρ is the air density;
V - скорость падения.V is the rate of fall.
При падении с постоянной скоростью должно соблюдаться условие Q=G, где G - вес аппарата.When falling at a constant speed, the condition Q = G must be met, where G is the weight of the device.
Из опыта установлено, что модель аппарата с диаметром основания конуса D=0,6 м и G=0,25 кг имеет скорость падения V=1 м/сек. Если принять диаметр основания конуса D=6 м, a V=4 м/с, то Q должна возрасти от изменения D - в 100 раз, а от изменения V - в 16 раз, итого - в 1600 раз. Следовательно, Q=0,25 кг · 1600=400 кг.From experience it was found that the model of the apparatus with the diameter of the base of the cone D = 0.6 m and G = 0.25 kg has a fall velocity of V = 1 m / s. If we take the diameter of the base of the cone D = 6 m, and V = 4 m / s, then Q should increase from a change in D - 100 times, and from a change in V - 16 times, total - 1600 times. Therefore, Q = 0.25 kg · 1600 = 400 kg.
Таким образом, будем иметь аппарат D=6 м; V=4 м/с; G=400 кг.Thus, we will have the apparatus D = 6 m; V = 4 m / s; G = 400 kg.
Скорость падения, равная 4 м/с, считается безопасной, если ход шасси h не менее 0,08 м (см. Б.Н. Юрьева, стр.332).A fall speed of 4 m / s is considered safe if the chassis travel h is at least 0.08 m (see B.N. Yuryev, page 323).
Предлагаемый аппарат прост по конструкции и легко осуществим на практике. Он обеспечивает более высокий уровень безопасности летательных аппаратов малой авиации.The proposed apparatus is simple in design and easy to put into practice. It provides a higher level of safety for small aircraft.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003110099/11A RU2240958C1 (en) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | Vertical take-off and landing aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003110099/11A RU2240958C1 (en) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | Vertical take-off and landing aircraft |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003110099A RU2003110099A (en) | 2004-11-20 |
RU2240958C1 true RU2240958C1 (en) | 2004-11-27 |
Family
ID=34310670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003110099/11A RU2240958C1 (en) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | Vertical take-off and landing aircraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2240958C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515949C2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-05-20 | Владимир Ильич Шалимов | Aerodynamic propulsor |
EA020155B1 (en) * | 2009-11-12 | 2014-09-30 | Иван Александрович Посвенчук | Propulsor |
RU2560172C1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-08-20 | Екатерина Николаевна Солоухина | Vtol aircraft (e soloukhina's craft) |
RU2652423C1 (en) * | 2017-03-14 | 2018-04-26 | Екатерина Николаевна Солоухина | Vtol aircraft (e.n. solukhina's craft) |
RU2740615C1 (en) * | 2019-07-29 | 2021-01-15 | Юрий Викторович Ларкин | Drone |
RU2784735C1 (en) * | 2022-05-30 | 2022-11-29 | Сайфитдин Хуснетдинович Идельбаев | Twin-rotor helicopter with aerodynamic rotor torque compensators |
-
2003
- 2003-04-10 RU RU2003110099/11A patent/RU2240958C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA020155B1 (en) * | 2009-11-12 | 2014-09-30 | Иван Александрович Посвенчук | Propulsor |
RU2515949C2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-05-20 | Владимир Ильич Шалимов | Aerodynamic propulsor |
RU2560172C1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-08-20 | Екатерина Николаевна Солоухина | Vtol aircraft (e soloukhina's craft) |
RU2560172C9 (en) * | 2014-04-11 | 2015-11-27 | Екатерина Николаевна Солоухина | Vtol aircraft (e soloukhina's craft) |
RU2652423C1 (en) * | 2017-03-14 | 2018-04-26 | Екатерина Николаевна Солоухина | Vtol aircraft (e.n. solukhina's craft) |
RU2740615C1 (en) * | 2019-07-29 | 2021-01-15 | Юрий Викторович Ларкин | Drone |
RU2784735C1 (en) * | 2022-05-30 | 2022-11-29 | Сайфитдин Хуснетдинович Идельбаев | Twin-rotor helicopter with aerodynamic rotor torque compensators |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11912404B2 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
EP2251259B1 (en) | Flying body | |
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 | |
JP4603222B2 (en) | Airplane and flight method | |
EP2394914A1 (en) | A rotorcraft with a coaxial rotor system | |
US20110198438A1 (en) | Propulsion and steering system for an airship | |
US20160368597A1 (en) | Torque balanced, lift rotor module providing increased lift with few or no moving parts | |
JP2011162173A (en) | Vertical takeoff and landing airplane | |
RU2240958C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
US20030122033A1 (en) | Ring-shaped wing helicopter | |
GB2351271A (en) | Aircraft with annular wing | |
JP2003104297A (en) | Flying, traveling, and navigating craft | |
RU121488U1 (en) | AIRCRAFT | |
US20030201362A1 (en) | Helicarplane | |
RU2662339C2 (en) | Rotor-craft | |
US7836678B1 (en) | Propulsion system | |
AU2004249457A1 (en) | Gyropter having increased safety | |
RU2240261C1 (en) | Aircraft for vertical take-off and landing | |
CN1206130C (en) | Multifunctional airplane and application thereof | |
RU2306241C1 (en) | Vertical takeoff-and-landing aircraft | |
CN204137321U (en) | Sucking-disc type aerobat | |
Otsuka et al. | Evaluation of hovering thrust performance of shrouded rotors for multi-rotor UAVs to reduce weight | |
RU2178758C2 (en) | Flying vehicle | |
RU2406626C2 (en) | Air-cushion amphibian | |
US10457387B2 (en) | Autogyro with a streamlined outer contour |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080411 |