RU224626U1

RU224626U1 - Движитель беспилотного летательного аппарата

Info

Publication number: RU224626U1
Application number: RU2023130733U
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Писаревский; Александр Юрьевич Писаревский; Алексей Владимирович Тикунов; Лариса Николаевна Титова; Александр Викторович Бурковский
Filing date: 2023-11-22
Publication date: 2024-03-29

Abstract

Полезная модель относится к лопастным винтам, а именно к движителю беспилотного летательного аппарата. Ротор движителя образован лопастями основного воздушного винта и лопастями вспомогательного винта. Основной воздушный винт посредством ступицы установлен на платформе крепления основного винта, а вспомогательный винт расположен во внутренней области действия основного воздушного винта и соединен посредством ступицы вспомогательного винта и установлен на втулку ротора. Вспомогательный воздушный винт имеет число лопастей большее, чем у основного воздушного винта. Лопасти вспомогательного винта являются частью ротора двигателя, который закрыт обтекателем, повышающим эффективность движителя, путем увеличения подъемной силы за счет эффекта Коандэ. Повышается надежность движителя летательного аппарата. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к лопастным винтам, а именно к движителю беспилотного летательного аппарата (ЛА).

Известно поворотное крыло в области летательного аппарата, содержащее центральную часть, образованную аэродинамической формой, которая вращается относительно оси (XX'), лопасти, расположенные на периферии центральной части и проходящие радиально по отношению к оси (XX'), и вал, который соосен оси (XX') и обеспечивает вращательное движение узла, образованного центральной частью и лопасти. Центральная часть поворотного крыла имеет лентикулярную форму с кривизной верхней части, большей, чем кривизна нижней части, чтобы образовать, соответственно, поверхность всасывания и поверхность давления, центральная часть образует несущий аэродинамический объем (Патент WO 2020207955 МПК В64С 27/20 2006.1, патент FR 3094954 МПК В64С 27/32, В64С 39/02).

Недостатком аналога является то, что в режиме взлета и посадки подъемная сила беспилотного летательного аппарата уменьшается.

Известен движитель летательного аппарата, включающий лопасти основного воздушного винта, закрепленные на внутреннем ободе корпуса ротора с постоянными магнитами и на валу, размещенном внутри статора с трехфазной обмоткой, коммутатор, причем трехфазная обмотка статора выполнена в виде, по меньшей мере, трех независимых катушечных групп на внешнем ободе корпуса статора, отличающийся тем, что дополнительно на вал перед основным воздушным винтом устанавливается дополнительный воздушный винт, устройство привода с механизмом поворота лопастей (Патент РФ №214229 МПК В64С 11/48, В64С 27/10, B64D 27/27).

Наиболее близким является «Движитель летательного аппарата» Патент РФ №214229 МПК В64С 11/48, В64С 27/10, B64D 27/27, включающий лопасти дополнительного воздушного винта, статор электродвигателя; ротор электродвигателя с постоянными магнитами, лопасти основного воздушного винта, устройство привода с механизмом поворота лопастей дополнительного воздушного винта, вал.

Недостатком аналога является низкая эффективность электродвигателя движителя, что крайне негативно сказывается на надежности ее работы в реальных полевых условиях, когда охлаждающий воздух приносит большое количество загрязнений, попадающих внутрь машины.

Сущность заявленного технического решения заключается в том, что зона малоэффективной работы основного винта, где участки лопастей, расположенные ближе к валу, движутся относительно воздушного потока с меньшей линейной скоростью, чем внешние участки, уменьшается за счет установки, в этом месте, многолопастного винта, а электродвигатель закрыт обтекателем, который повышает эффективность движителя, увеличивая подъемную силу за счет эффекта Коандэ. При этом охлаждение электродвигателя осуществляется центробежным вентилятором, который направляет воздух, охлаждающий машину к стенкам обтекателя.

На фиг. 1 - общий вид движителя летательного аппарата (ЛА);

на фиг. 2 - поперечный разрез движителя ЛА (вид сбоку).

На фигурах введены следующие обозначения: 1 - лопасти основного воздушного винта; 2 - лопасти вспомогательного многолопастного винта с большим числом лопастей (от 3 до 6) и большим шагом; 3 - кок винта; 4 - ступица основного винта; 5 - ступица вспомогательного винта; 6 - платформа крепления основного винта; 7 - втулка ротора; 8 - обтекатель, формирующий эффект Коандэ; 9 - постоянные магниты; 10 - магнитопровод ротора; 11 - магнитопровод статора (шихтованный); 12 - втулка статора; 13 - центробежный вентилятор; 14 - крепление обтекателя; 15 - обмотка статора (якоря); 16 - подшипники; 17 - ось; 18 - платформа крепления винтомоторной группы; 19 - выводные концы трехфазной обмотки статора; 20 -стабилизаторы воздушного потока; 21 - элемент крепления рамы летательного аппарата; 22 - платформа крепления летательного аппарата.

Движитель беспилотного летательного аппарата функционирует следующим образом.

Электродвигатель, по сути, является бесщеточной машиной постоянного тока с бездатчиковым управлением. Электродвигатель получает питание от электронного регулятора скорости, который включает обмотку статора 15 в точном соответствии с положением в пространстве постоянных магнитов 9. Магнитное поле, образованное обмоткой статора 15, усиливается магнитопроводом статора 11 и взаимодействует с магнитным полем, образованным постоянными магнитами 9. В результате этого взаимодействия возникает момент вращения и ротор, образованный лопастями основного воздушного винта 1 и лопастями вспомогательного винта 2, ступицей основного винта 4 и ступицей вспомогательного винта 5, платформой крепления основного винта 6, втулкой ротора 7 и постоянными магнитами 9 приводится во вращение. Постоянные магниты 9 изменяют свое положение в пространстве, и электронный регулятор скорости переключает катушки обмотки статора 15 в соответствии с новым положением постоянных магнитов 9. Таким образом, создается непрерывное вращение ротора. Благодаря этому вращающиеся лопасти основного воздушного винта 1 и лопасти вспомогательного винта 2 создают направленный поток воздуха, что приводит к возникновению подъемной силы. При этом лопасти вспомогательного винта 2 в основном обдувают обтекатель 8, на котором установлены стабилизаторы воздушного потока 20. В результате обтекатель 8 формирует эффект Коандэ, усиливая тягу винтов. Одновременно центробежный вентилятор 13 создает циркуляцию воздуха внутри машины, который передает тепло от обмотки статора 15, магнитопровода статора 11 и постоянных магнитов 9 к внутренней поверхности обтекателя 8, который, в свою очередь, интенсивно охлаждается внешним потоком воздуха. Таким образом, увеличивается интенсивность охлаждения электродвигателя. Кроме этого обтекатель 8 защищает электродвигатель от внешних воздействий, что способствует повышению надежности работы машины в составе беспилотного ЛА.

Заявляемая полезная модель позволяет повысить эффективность движителя, путем увеличения подъемной силы за счет эффекта Коэндэ, защитить электродвигатель от загрязнений, попадающих внутрь машины и повысить надежность движителя беспилотного летательного аппарата.

Claims

1. Движитель летательного аппарата, включающий лопасти основного воздушного винта, закрепленные на роторе, постоянные магниты, обмотку статора, отличающийся тем, что ротор образован лопастями основного воздушного винта и лопастями вспомогательного винта, при этом основной воздушный винт посредством ступицы установлен на платформе крепления основного винта, а вспомогательный винт расположен во внутренней области действия основного воздушного винта и соединен посредством ступицы вспомогательного винта и установлен на втулку ротора.

2. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что вспомогательный воздушный винт имеет число лопастей большее, чем у основного воздушного винта, при этом лопасти вспомогательного винта являются частью ротора двигателя, который закрыт обтекателем, повышающим эффективность движителя, путем увеличения подъемной силы за счет эффекта Коандэ.