RU2362709C2

RU2362709C2 - Aeromobile

Info

Publication number: RU2362709C2
Application number: RU2007132757/11A
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович Сарветкин (RU); Виктор Александрович Сарветкин; Игорь Всеволодович Ковалевский (RU); Игорь Всеволодович Ковалевский; Юрий Борисович Рубцов (RU); Юрий Борисович Рубцов; Вера Алексеевна Демченко (RU); Вера Алексеевна Демченко; Татьяна Михайловна Карева (RU); Татьяна Михайловна Карева
Original assignee: Ростовский Вертолетный Производственный Комплекс - Открытое Акционерное Общество "Роствертол"
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2009-07-27
Also published as: RU2007132757A

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: said utility invention relates to vehicles. An aeromobile comprising a fuselage with a cockpit, trapezoid wings with fans, turbojet engine, vertical stabiliser, tail stabiliser, rudder, elevator, trimmers, and position control system. Under the fuselage, a wind channel with a contractor (7) and ejector valves (8) is located. The wings are located along the bottom surface of the wind channel and are equipped with throttle curtains (9, 10) under the fans, controllable side curtains and flaps (18) at the end of the wind channel. At the centre of the wind channel, turbojet engine (19) is installed coaxially so that it can be moved along the fuselage axis. Each of the fans in the wing has two coaxially installed impellers and an individual drive. In the rear fuselage, a controllable baffle is gimballed.

EFFECT: safe transportation on ground, in air, vertical take-off and landing.

3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано для перемещения как по земле, так и по воздуху.The invention relates to vehicles and can be used to move both on the ground and in the air.

Наиболее известным транспортным средством с вертикальным взлетом и посадкой является вертолет, содержащий фюзеляж, двигатель, хвостовую балку, несущий и рулевой винты. (1, 2, 3). К недостаткам вертолета относится открытое верхнее расположение несущих лопастей над фюзеляжем, узкий диапазон возможных центровок, несимметричность конструкции, наличие хвостовой балки с размещенной в ней трансмиссией рулевого винта, увеличивающих габаритные размеры и вес вертолета и отнимающие до 10% мощности двигателя.The most famous vehicle with vertical take-off and landing is a helicopter containing the fuselage, engine, tail boom, bearing and tail rotors. (1, 2, 3). The helicopter’s disadvantages include the open upper position of the bearing blades above the fuselage, the narrow range of possible alignments, the asymmetry of the structure, the presence of a tail beam with a tail rotor transmission in it, which increase the overall dimensions and weight of the helicopter and take up to 10% of engine power.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого изобретения является самолет вертикального взлета, содержащий фюзеляж с кабиной, трапециевидные крылья с вентиляторами, турбореактивный двигатель, киль, хвостовой стабилизатор, рули направления и высоты, триммеры, систему управления положением (4).The closest analogue (prototype) of the claimed invention is a vertical take-off aircraft containing a fuselage with a cockpit, trapezoidal wings with fans, a turbojet engine, keel, tail stabilizer, rudders and heights, trim tabs, position control system (4).

Горизонтальная реактивная тяга и сила встречного воздушного напора действуют на плоскость крыльев, установленных под углом атаки к воздушному потоку, в период поступательного полета самолета. При этом создается подъемная сила. Недостатком конструкции такого самолета является то, что погасив поступательное движение самолета - набегающий воздушный поток прекращает обтекать плоскости крыльев - подъемная сила ослабевает, и, в основном, вентиляторы вертикальной тягой способствуют поддержанию самолета в режиме висения.The horizontal thrust and the force of the oncoming air pressure act on the plane of the wings mounted at an angle of attack to the air flow during the flight of the aircraft. This creates a lifting force. A drawback of the design of such an aircraft is that it suppresses the translational movement of the aircraft — the incoming air flow stops flowing around the wing planes — the lifting force weakens, and, mainly, vertical thrust fans help to maintain the aircraft in hovering mode.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание аэромобиля с суммарно действующей подъемной силой от энергии потока газов двигателя, вентиляторов, что позволяет создавать условия возникновения набегающей воздушной волны на крыло с помощью эжекторной энергии воздушного потока в аэродинамической трубе конфузора и нагнетаемого воздушного потока вентиляторов к центру оси выхлопного конфузора двигателя.The problem to which the invention is directed, is to create an air vehicle with a total effective lift from the energy of the gas flow of the engine, fans, which allows you to create conditions for an incident air wave on the wing using the ejector energy of the air flow in the wind tunnel of the confuser and the forced air flow of the fans to the center axis of the engine exhaust confuser.

Техническим результатом изобретения является разработка конструкции, позволяющей обеспечить безопасное перемещение по земле, по воздуху и вертикальный взлет и посадку для городских условий.The technical result of the invention is the development of a design that allows for safe movement on the ground, in the air and vertical take-off and landing for urban conditions.

Для достижения указанного технического результата в известной конструкции, содержащей фюзеляж с кабиной, трапециевидные крылья с вентиляторами, турбореактивный двигатель, киль, хвостовой стабилизатор, рули направления и высоты, триммеры, систему управления положением, крылья расположены вдоль нижней плоскости аэродинамической трубы с конфузором и клапанами эжекторов и снабжены дросселирующими шторками под вентиляторами, регулируемыми боковыми шторками и закрылками в конце аэродинамической трубы, по центру аэродинамической трубы коаксиально установлен турбореактивный двигатель с возможностью перемещения вдоль оси фюзеляжа, каждый из вентиляторов, размещенных в крыле, снабжен двумя крыльчатками по оси и индивидуальным приводом, в хвостовой части фюзеляжа шарнирно закреплена регулируемая заслонка. Аэромобиль также может быть снабжен не одним, а спаренными двигателями. Для повышения безопасности аэромобиль может быть снабжен в верхней части кабины пилота площадкой для размещения парашютов и механизма их раскрытия.To achieve the specified technical result in a known design containing a fuselage with a cabin, trapezoidal wings with fans, a turbojet engine, keel, tail stabilizer, rudders and elevators, trim tabs, position control system, wings are located along the lower plane of the wind tunnel with a confuser and ejector valves and equipped with throttling curtains under the fans, adjustable side curtains and flaps at the end of the wind tunnel, in the center of the wind tunnel to axially mounted turbojet movable along the axis of the fuselage, each of the fans placed in the wing, is provided with two impellers axially and individually driven, in the rear fuselage hinged flap is adjustable. The aircraft can also be equipped with not one, but twin engines. To increase safety, the aircraft can be equipped in the upper part of the cockpit with a platform for parachutes and their disclosure mechanism.

На фиг.1 показан пассажирский аэромобиль, вид сбоку. На фиг.2 - грузовой аэромобиль, вид сбоку. На фиг.3 - разрез по А-А фиг.1. На фиг.4 - разрез по Б-Б фиг.1. На фиг.5 показан вид аэромобиля сверху. На фиг.6 - вид спереди. На фиг.7 - увеличенно вид I фиг.4. На фиг.8 - вид десантируемого аэромобиля на парашюте.Figure 1 shows a passenger aircraft, side view. Figure 2 is a cargo aircraft, side view. Figure 3 is a section along aa of figure 1. In Fig.4 is a section along BB of Fig.1. Figure 5 shows a top view of the aircraft. 6 is a front view. In Fig.7 is an enlarged view of I of Fig.4. In Fig.8 is a view of a parachute landing airborne vehicle.

Аэромобиль содержит фюзеляж 1 с кабиной 2, крылья 3, киль 4 в хвостовой части, регулируемую на шарнире 5 заслонку 6. Под фюзеляжем 1 расположена аэродинамическая труба с конфузором 7, имеющим эжекторные регулируемые клапаны 8. В нижней части крыльев 3 выполнены дросселирующие шторки 9, 10, над которыми установлены вентиляторы 11, 12, каждый из которых имеет по две крыльчатки 13 на оси. В верхней части киля 4 расположен хвостовой стабилизатор с рулем высоты 14 и триммером 15, а на заднем торце киля 4 расположен руль направления 16 и триммер 17. В хвостовой части крыльев 3 расположены закрылки 18 для регулирования пассивного воздушного потока под рулем высоты 14. По центру аэродинамической трубы коаксиально установлен турбореактивный двигатель 19 с возможностью перемещения вдоль оси фюзеляжа 1 для автоматического регулирования в полете положения центра тяжести.An aeromobile contains a fuselage 1 with a cabin 2, wings 3, a keel 4 in the rear part, a flap 6 adjustable on the hinge 5. Under the fuselage 1 there is an aerodynamic tube with a confuser 7 having adjustable ejector valves 8. At the bottom of the wings 3, throttling shutters 9 are made, 10, above which fans 11, 12 are installed, each of which has two impellers 13 on the axis. In the upper part of the keel 4 there is a tail stabilizer with a rudder 14 and trimmer 15, and on the rear end of the keel 4 there is a rudder 16 and trimmer 17. In the tail of the wings 3 there are flaps 18 for regulating passive air flow under the elevator 14. In the center the wind tunnel coaxially mounted turbojet engine 19 with the ability to move along the axis of the fuselage 1 for automatic regulation in flight of the position of the center of gravity.

Независимое направление вращения вентиляторов 11, 12 осуществляется с помощью электродвигателей и генераторов 20, 21, связанных кинематически с коробкой отбора мощности турбореактивного двигателя 19. Сбоку вентиляторов 11, 12 в крыльях 3 имеются регулируемые боковые шторки 22. Над кабиной 2 расположена площадка 23, качающаяся относительно оси фюзеляжа 1, которая может перемещаться вдоль оси аэромобиля и снабжена упакованными сдвоенными парашютами 24 с механизмом их раскрытия.The independent direction of rotation of the fans 11, 12 is carried out using electric motors and generators 20, 21, kinematically connected with the power take-off of the turbojet engine 19. On the side of the fans 11, 12 in the wings 3 there are adjustable side curtains 22. A platform 23 is located above the cab 2, swinging relatively the axis of the fuselage 1, which can move along the axis of the aircraft and is equipped with packaged twin parachutes 24 with a mechanism for their disclosure.

Аэромобиль работает следующим образом. Поток отработанных газов двигателя 19 упирается в заслонку 6. При этом создаются две силы: R - от действия воздушного потока газа от двигателя 19 и R1 - реактивной силы от упора потока в заслонку 6. При закрытой заслонке 6, что соответствует режиму висения или вертикального подъема, эти силы равны (R=R1) по величине и направлены в противоположные стороны, при открытой заслонке 6 R>R1, что соответствует режиму горизонтального полета.Aeromobile works as follows. The exhaust gas flow of the engine 19 rests against the shutter 6. In this case, two forces are created: R - from the action of the air flow of gas from the engine 19 and R1 - reactive force from the stop of the flow to the shutter 6. With the shutter 6 closed, which corresponds to the mode of hanging or vertical lifting , these forces are equal (R = R1) in magnitude and directed in opposite directions, with the open shutter 6 R> R1, which corresponds to the horizontal flight mode.

Для вертикального подъема аэромобиля включается вращение крыльчаток 13 вентиляторов 11, 12. При этом верхние крыльчатки 13 захватывают извне через регулируемые боковые шторки 22 воздух, создавая воздушный поток со скоростью V, который и направляется на нижние крыльчатки 13, где сила потока увеличивается и далее со скоростью V1 направляется на дросселирующие шторки 9, 10, создавая под ними воздушный поток, опирающийся на поверхность земли или плотные слои атмосферы и образующий реактивную тягу силу Рв подъема аэромобиля.For the vertical rise of the aircraft, the impellers 13 of the fans 11, 12 are turned on. In this case, the upper impellers 13 draw air from outside through the adjustable side curtains 22, creating air flow at a speed V, which is directed to the lower impellers 13, where the flow force increases further with speed V1 is directed to the throttling shutters 9, 10, creating an air flow under them, resting on the surface of the earth or dense layers of the atmosphere and forming reactive thrust, the force Pv of lifting the aircraft.

Эжекторные регулируемые клапаны 8, в зависимости от режимов полета, открываются, обеспечивая выброс воздуха от двигателя 19 с большой силой и создавая разрежение над дросселирующими шторками 9, 10 и дополнительную подъемную силу Рк.Ejector adjustable valves 8, depending on the flight regimes, open, providing air discharge from the engine 19 with great force and creating a vacuum above the throttling shutters 9, 10 and additional lifting force Pk.

При вращении крыльчаток 13 вентиляторов 11, 12 в различных направлениях создаются управляющие моменты, позволяющие удерживать аэромобиль в горизонтальном положении при разворотах, полетах по кругу - с помощью регулируемых боковых шторок 22. Автоматическое надежное маневрирование и устойчивость обеспечиваются сохранением положения центра тяжести в пределах центра давления при сохранении равенства моментов, например, от подъемной силы дросселирующих шторок 9, 10, вентиляторов 11, 12 противоположно направленным действиям подъемной силы хвостового стабилизатора.When the impellers 13 of the fans 11, 12 are rotated in different directions, control moments are created that allow you to keep the aircraft in horizontal position when turning, flying in a circle - with adjustable side curtains 22. Automatic reliable maneuvering and stability are ensured by maintaining the center of gravity within the center of pressure at maintaining the equality of moments, for example, from the lifting force of the throttling shutters 9, 10, fans 11, 12 opposite to the directed actions of the lifting force of the tail vogo stabilizer.

При аварийных ситуациях во время полета используется парашютная посадка.In emergency situations, a parachute landing is used during the flight.

При открытой заслонке 6 вся реактивная сила потока газов от двигателя 19, системы вентиляторов 11, 12 и эжекторных клапанов 8 идет на разгон и горизонтальный полет аэромобиля.When the shutter 6 is open, the entire reactive force of the gas flow from the engine 19, the fan system 11, 12 and the ejector valves 8 is used for acceleration and horizontal flight of the aircraft.

Предлагаемая конструкция обеспечивает безопасное и надежное перемещение как по земле, так и по воздуху.The proposed design provides safe and reliable movement both on the ground and in the air.

Источники информацииInformation sources

1. М.Л.Миль. Как создать вертолет нужный людям. - М.: Машиностроение. - 1999, с.32, 48…50, 59, 65, 95, 115…117.1. M.L. Mil. How to create a helicopter people need. - M.: Mechanical Engineering. - 1999, p. 32, 48 ... 50, 59, 65, 95, 115 ... 117.

2. Б.К.Гусев, В.Ф.Докин. Основы авиации. - М.: Транспорт. - 1982, с.19…22, 34…41, 49…51, 89…93, 116…120, рис.35, 36.2. B.K. Gusev, V.F. Dokin. The basics of aviation. - M .: Transport. - 1982, p.19 ... 22, 34 ... 41, 49 ... 51, 89 ... 93, 116 ... 120, Fig. 35, 36.

3. Журнал «Вертолет», №2, 2004, ISSN 1562-2673, «Вертолет Ми-28: концепции, проверенные временем», с.10…13.3. Magazine "Helicopter", No. 2, 2004, ISSN 1562-2673, "Mi-28 helicopter: concepts tested by time", p.10 ... 13.

4. Е.И.Ружицкий. Американские самолеты вертикального взлета. - М.: Астрель ACT. - 2000, с.145…150.4. E.I. Ruzhitsky. American vertical takeoff aircraft. - M .: Astrel ACT. - 2000, p.145 ... 150.

Claims

1. An aeromobile containing a fuselage with a cabin, trapezoidal wings with fans, a turbojet engine, keel, tail stabilizer, rudders and heights, trim tabs, a position control system, characterized in that under the fuselage there is an aerodynamic tube with a confuser and ejector valves, the wings are located along the lower plane of the wind tunnel, in the center of the wind tunnel, a turbojet engine is coaxially mounted with the ability to move along the axis of the fuselage, the wings are equipped with a throttle blinds under the fans, lateral adjustable blinds and flaps at the end of the wind tunnel, each of the fans located in the wing is equipped with two impellers along the axis and an individual drive, an adjustable shutter is pivotally fixed in the tail of the fuselage.

2. The aircraft according to claim 1, characterized in that it is equipped with twin engines.

3. The aircraft according to claim 1, characterized in that it is equipped in the upper part of the cockpit with a platform for parachutes and their disclosure mechanism.