RU2385257C1 - Hybrid aircraft - Google Patents

Hybrid aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2385257C1
RU2385257C1 RU2008144517/11A RU2008144517A RU2385257C1 RU 2385257 C1 RU2385257 C1 RU 2385257C1 RU 2008144517/11 A RU2008144517/11 A RU 2008144517/11A RU 2008144517 A RU2008144517 A RU 2008144517A RU 2385257 C1 RU2385257 C1 RU 2385257C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
nacelle
airframe
hull
aforementioned
Prior art date
Application number
RU2008144517/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Леонардович Дмитриев (RU)
Михаил Леонардович Дмитриев
Михаил Владимирович Покровский (RU)
Михаил Владимирович Покровский
Владимир Васильевич Ростопчин (RU)
Владимир Васильевич Ростопчин
Станислав Иванович Федин (RU)
Станислав Иванович Федин
Original Assignee
ООО "Центральный научно-исследовательский институт авиационных ракетных комплексов и систем"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Центральный научно-исследовательский институт авиационных ракетных комплексов и систем" filed Critical ООО "Центральный научно-исследовательский институт авиационных ракетных комплексов и систем"
Priority to RU2008144517/11A priority Critical patent/RU2385257C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2385257C1 publication Critical patent/RU2385257C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to aerostatic transport systems. Hybrid aircraft comprise airframe, power plant, system of propellers, tail unit, multi-support chassis and nacelle. Nacelle represents an inflatable small-elongation wing with V-wing variable section span. Tail unit consists of inflatable rudder fin with vertical rudder. Two-circuit power plant comprise engine accommodated inside airframe above aforesaid nacelle. System of propellers is arranged on airframe ends and at nose. Multi-support chassis consists of running gear arranged on nacelle and auxiliary chassis arranged on airframe ends. Nacelle accommodates crew cab, passenger and cargo compartments and is secured to airframe from below.
EFFECT: simplified design.
4 dwg

Description

Изобретение относится к авиационным и аэростатическим транспортным системам для пассажиров и грузов.The invention relates to aviation and aerostatic transport systems for passengers and cargo.

Перевозка пассажиров и грузов по воздуху представляет собой сложную техническую задачу. В случае использования для этой цели самолетов требуется создание дорогостоящей и сложной наземной инфраструктуры, например аэродромов. Использование вертолетов ограничено габаритами полезной нагрузки, технической сложностью вертолета и стоимостными показателями его эксплуатации. Применение летательных аппаратов, использующих аэростатические принципы полета (дирижабли и воздушные шары), также представляет проблему с точки зрения габаритов самих летательных аппаратов и сложности их эксплуатации: балластирование газа при изменении массы полезной нагрузки.The transportation of passengers and goods by air is a complex technical task. In the case of using aircraft for this purpose, the creation of expensive and complex ground-based infrastructure, such as airfields, is required. The use of helicopters is limited by the dimensions of the payload, the technical complexity of the helicopter and the cost of its operation. The use of aircraft using aerostatic flight principles (airships and balloons) also poses a problem in terms of the dimensions of the aircraft themselves and the complexity of their operation: gas ballasting when the payload mass changes.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известен гибридный дирижабль [1], включающий корпус, гондолу, крылья с установленными на них двигателями с движителями и хвостовое оперение. Несущие свойства корпуса упомянутого дирижабля определяются объемом вытесняемого воздуха и замещением его легким газом. Крылья обеспечивают только размещение двигателей с движителями, балансировку и динамическую разгрузку корпуса большого удлинения. Такая конструкция не решает главной проблемы эксплуатации дирижаблей: балластирование при изменении массы полезной нагрузки.Known hybrid airship [1], comprising a hull, a nacelle, wings with engines mounted on them with propulsion and tail. The bearing properties of the hull of the mentioned airship are determined by the volume of displaced air and its replacement with light gas. The wings provide only the placement of engines with propellers, balancing and dynamic unloading of the body of large elongation. This design does not solve the main problem of the operation of airships: ballasting when the mass of the payload changes.

Известен гибридный летательный аппарат [2], включающий надувное крыло, гондолу, силовую установку с четырьмя подъемными и одним толкающим винтами. Толкающий винт позволяет управлять вектором тяги. Кабина экипажа размещается в гондоле, а полезная нагрузка размещается в нижней части крыла снаружи. Крыло имеет симметричный профиль.Known hybrid aircraft [2], including an inflatable wing, a nacelle, a power plant with four elevating and one thrusting propellers. The push screw allows you to control the thrust vector. The crew cabin is located in the gondola, and the payload is located at the bottom of the wing outside. The wing has a symmetrical profile.

Основными недостатками, существенно ограничивающими возможности упомянутого ЛА [2], являются:The main disadvantages that significantly limit the capabilities of the aforementioned aircraft [2] are:

- сложность поперечной балансировки ЛА на взлетно-посадочных режимах;- the complexity of the transverse balancing of aircraft in takeoff and landing modes;

- сильное подсасывающее действие струй подъемных движителей, приводящее к возникновению непарируемых и несимметричных поперечных моментов [3, стр.255];- strong suction action of the jets of lifting propulsors, leading to the occurrence of unpaired and asymmetric transverse moments [3, p. 255];

- значительное уменьшение аэростатической составляющей из-за размещения большого количества устройств: силовой установки (генератора энергии) и подъемных движителей в центральной части крыла.- a significant reduction in the aerostatic component due to the placement of a large number of devices: a power plant (power generator) and lifting propulsors in the central part of the wing.

Известен гибридный летательный аппарат [4], включающий сплющенный корпус с внешней оболочкой и выемкой в корпусе, модуль полезной нагрузки, размещаемый в упомянутой выемке, шасси на воздушной подушке и силовую установку.A hybrid aircraft is known [4], including a flattened hull with an outer shell and a recess in the hull, a payload module placed in the recess, an air cushion landing gear and a power plant.

Однако такой летательный аппарат, несмотря на использование аэродинамической подъемной силы, имеет неудовлетворительные взлетно-посадочные характеристики, требует для размещения специальный аэродром и также не решает проблемы балластирования при изменении массы полезной нагрузки.However, such an aircraft, despite the use of aerodynamic lift, has unsatisfactory take-off and landing characteristics, requires a special aerodrome for deployment, and also does not solve the problem of ballasting when the payload mass changes.

Задачей изобретения является разработка транспортного гибридного летательного аппарата, позволяющего достичь следующий технический результат: транспортировку полезной нагрузки - грузов и пассажиров со взлетом и посадкой на неподготовленные площадки, икслючение проблемы балластирования легкого газа при изменении массы полезной нагрузки.The objective of the invention is to develop a transport hybrid aircraft, which allows to achieve the following technical result: transportation of the payload - cargo and passengers with take-off and landing on unprepared sites, eliminating the problem of ballasting of light gas when changing the mass of the payload.

Сущностью изобретения является транспортный гибридный летательный аппарат, включающий корпус, силовую установку, хвостовое оперение, многоопорное шасси и гондолу. Упомянутый летательный аппарат имеет корпус в виде надувного крыла малого удлинения, сложной формы в плане и с переменным значением поперечного V-крыла по размаху. Хвостовое оперение состоит из надувного вертикального киля с рулем направления. Силовая установка упомянутого летательного аппарата выполнена по двухвекторной схеме [5, стр.50] и имеет двигатель - энергоузел, размещаемый внутри корпуса над гондолой, систему движителей, обеспечивающих взлет, посадку и маневрирование летательного аппарата и размещаемых в концевых сечениях корпуса упомянутого летательного аппарата, по крайней мере один или несколько движителей, обеспечивающих поступательное движение летательного аппарата в горизонтальной плоскости и размещаемых в кормовой части упомянутого летательного аппарата над корпусом. Упомянутые движители получают энергию от двигателя - энергоузла. Многоопорное шасси упомянутого летательного аппарата состоит из силового шасси, размещаемого на гондоле, и поддерживающего шасси, размещаемого на законцовках корпуса летательного аппарата. Гондола упомянутого летательного аппарата имеет кабину экипажа, транспортно-пассажирский и грузовой отсеки и крепится снизу к корпусу упомянутого летательного аппарата.The essence of the invention is a transport hybrid aircraft, including a hull, powerplant, tail, multi-landing gear and a nacelle. The aforementioned aircraft has a body in the form of an inflatable wing of small elongation, of complex shape in plan and with a variable value of the transverse V-wing in scope. The tail unit consists of an inflatable vertical keel with a rudder. The power plant of the aforementioned aircraft is made according to a two-vector circuit [5, p. 50] and has an engine - an energy unit located inside the hull above the gondola, a system of propulsion devices for taking off, landing and maneuvering the aircraft and placed in the end sections of the hull of the said aircraft at least one or more movers providing translational movement of the aircraft in a horizontal plane and placed in the aft of the said aircraft on q case. Mentioned movers receive energy from the engine - the energy center. The multi-bearing landing gear of said aircraft consists of a power landing gear located on the nacelle and a supporting landing gear located on the tips of the aircraft hull. The nacelle of said aircraft has a crew cabin, transport and passenger and cargo compartments and is attached from below to the hull of said aircraft.

Перечень фигур чертежей.The list of figures drawings.

Фиг.1 - предлагаемый аппарат, вид сбоку;Figure 1 - the proposed apparatus, side view;

Фиг.2 - то же, вид сверху;Figure 2 is the same, a top view;

Фиг.3 - то же, вид спереди;Figure 3 is the same front view;

Фиг.4 - то же, вид сбоку, разрез.Figure 4 is the same, side view, section.

Транспортный гибридный летательный аппарат представляет собой надувной корпус 1, заполненный легким газом, в виде крыла с гондолой 2, прикрепленной к корпусу снизу (фиг.1). Корпус упомянутого летательного аппарата выполнен в виде надувного крыла малого удлинения, сложной формы в плане и с переменным значением поперечного V-крыла по размаху. Это обеспечивает снижение парусности при боковом обдуве потоком воздуха, поперечную устойчивость, компоновку составных частей ЛА, уменьшение газодинамического влияния подстилающей поверхности при вертикальных взлете и посадке и увеличение экранного эффекта при горизонтальном движении вблизи земной поверхности. Для обеспечения вертикальных взлета и посадки, управления по тангажу, крену и курсу, балансировки упомянутого ЛА на малых скоростях полета в концевых сечениях корпуса установлена система движителей 3 (фиг.1, 2). Такая установка движителей в сочетании с формой корпуса не только уменьшит влияние подсасывающего эффекта [3, стр.255], но и позволит создать дополнительную подъемную силу от нагнетания воздуха в пространство между нижней поверхностью корпуса и подстилающей земной поверхностью. Для обеспечения путевой устойчивости ЛА в кормовой части упомянутого ЛА установлено вертикальное оперение 4 с рулем направления. Поступательное движение упомянутого летательного аппарата обеспечивается установкой, по крайней мере, одного движителя 5 в кормовой части корпуса ЛА. Таким образом, силовая установка выполнена по двухвекторной схеме: при движении ЛА в вертикальной плоскости работают движители 3, установленные в концевых сечениях на корпуса 1. При поступательном движении в горизонтальной плоскости работают движители 5. На переходных участках полета от вертикального движения к горизонтальному работают все движители: 3 и 5. Однако тяга движителей 3 зависит от скорости поступательного движения в горизонтальной плоскости: чем выше скорость, тем меньше тяга движителей 3 вплоть до их полного отключения. Это позволяет обеспечить высокую топливную экономичность. Для обеспечения балансировки упомянутого ЛА в горизонтальном полете и управления по крену на задних кромках корпуса 1 (фиг.2) установлены рулевые поверхности 6. В передней кромке центральной части корпуса 1 (фиг.3) имеется воздухозаборник 7 (фиг.3, 4) для двигателя - энергоузла 10 (фиг.4), обеспечивающего энергией движители 3 и 5 и другие бортовые потребители. Упомянутый двигатель - энергоузел 10 (фиг.4) устанавливается в корпусе ЛА на гондолой 2, что облегчает доступ к нему, его обслуживание и ремонт. Шасси упомянутого ЛА выполнено многоопорным. С целью снижения его массы и уменьшения нагрузки на силовую конструкцию ЛА силовое шасси 9 (фиг.3) установлено на гондолу, а в концевых сечениях корпуса устанавливается поддерживающее шасси 8. Гондола 2 (фиг.1) упомянутого ЛА разделена на отсеки и имеет кабину экипажа 11 (фиг.4), транспортно - пассажирский 12 и грузовой 13 отсеки.Transport hybrid aircraft is an inflatable body 1, filled with light gas, in the form of a wing with a gondola 2 attached to the body from the bottom (figure 1). The hull of the aforementioned aircraft is made in the form of an inflatable wing of small elongation, of complex shape in plan and with a variable value of the transverse V-wing in scope. This provides a reduction in windage during lateral airflow, lateral stability, layout of the components of the aircraft, a decrease in the gas-dynamic effect of the underlying surface during vertical take-off and landing, and an increase in the screen effect with horizontal movement near the earth's surface. To ensure vertical takeoff and landing, control of pitch, roll and heading, balancing the aforementioned aircraft at low flight speeds in the end sections of the hull, a propulsion system 3 is installed (Figs. 1, 2). Such an installation of propulsors in combination with the shape of the hull will not only reduce the influence of the suction effect [3, p. 255], but it will also create additional lifting force from forcing air into the space between the lower surface of the hull and the underlying earth surface. To ensure the directional stability of the aircraft in the aft of the aforementioned aircraft installed vertical tail 4 with a rudder. The translational motion of the aforementioned aircraft is ensured by the installation of at least one mover 5 in the aft of the aircraft. Thus, the power plant is made according to a two-vector scheme: when the aircraft moves in a vertical plane, movers 3 are installed, installed in end sections on the hull 1. When translating in the horizontal plane, movers 5 work. All movers operate on the transition sections of the flight from vertical to horizontal : 3 and 5. However, the thrust of the propulsors 3 depends on the speed of translational movement in the horizontal plane: the higher the speed, the less the thrust of the propulsors 3 until they are completely turned off. This allows for high fuel efficiency. To ensure the balance of the aforementioned aircraft in horizontal flight and roll control on the rear edges of the housing 1 (figure 2) installed steering surfaces 6. In the front edge of the Central part of the housing 1 (figure 3) there is an air intake 7 (figure 3, 4) for engine - energy center 10 (figure 4), providing energy propulsion 3 and 5 and other on-board consumers. Mentioned engine - power unit 10 (figure 4) is installed in the aircraft on the gondola 2, which facilitates access to it, its maintenance and repair. The chassis of the aforementioned aircraft is multi-bearing. In order to reduce its weight and reduce the load on the aircraft’s power structure, the power chassis 9 (Fig. 3) is mounted on a nacelle, and a supporting chassis is installed in the end sections of the hull 8. The nacelle 2 (Fig. 1) of the aforementioned aircraft is divided into compartments and has a crew cabin 11 (figure 4), transport - passenger 12 and cargo 13 compartments.

Полет упомянутого летательного аппарата происходит под воздействием аэродинамической, аэростатической подъемной сил, вертикальной и горизонтальной составляющих тяги силовой установки ЛА. Величина аэростатической силы подбирается таким образом, чтобы при отсутствии тяги силовой установки и скорости полета ее величина соответствовала массе конструкции упомянутого ЛА без полезной нагрузки. Недостающая часть вертикальной силы для вертикальных взлета или посадки компенсируется вертикальной составляющей тяги силовой установки от движителей 3 (фиг.2). В горизонтальном полете при отключенных движителях 3 недостающая часть вертикальной силы для обеспечения горизонтального полета компенсируется аэродинамической подъемной силой корпуса 1 (фиг.1). Таким образом обеспечивается достижение технического результата: транспортировка полезной нагрузки - грузов и пассажиров со взлетом и посадкой на неподготовленные площадки и исключение проблемы балластирования легкого газа при изменении массы полезной нагрузки.The flight of the aforementioned aircraft occurs under the influence of aerodynamic, aerostatic lifting forces, vertical and horizontal components of the thrust of the aircraft power plant. The value of the aerostatic force is selected so that, in the absence of thrust of the power plant and flight speed, its value corresponds to the mass of the structure of the aforementioned aircraft without payload. The missing part of the vertical force for vertical take-off or landing is compensated by the vertical component of the thrust of the power plant from propulsors 3 (Fig.2). In horizontal flight with the propellers 3 off, the missing part of the vertical force to ensure horizontal flight is compensated by the aerodynamic lifting force of the housing 1 (Fig. 1). This ensures the achievement of the technical result: transportation of the payload of goods and passengers with take-off and landing on unprepared sites and elimination of the problem of ballasting of light gas when the mass of the payload changes.

Источники информацииInformation sources

1. "OHIO". Dynalifter. Jane's All the World's Aircraft 2004-2005. Jane's Information Group Inc. USA, 2004.1. "OHIO". Dynalifter. Jane's All the World's Aircraft 2004-2005. Jane's Information Group Inc. USA, 2004.

2. AMSAT MAHTHA X001. Jane's All the World's Aircraft 2004-2005. Jane's Information Group Inc. USA, 2004.2. AMSAT MAHTHA X001. Jane's All the World's Aircraft 2004-2005. Jane's Information Group Inc. USA, 2004.

3. Павленко В.Ф. Силовые установки летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. - М.: Машиностроение, 1972 г., с.284., ил.3. Pavlenko V.F. Power plants of aircraft vertical takeoff and landing. - M.: Mechanical Engineering, 1972, p. 284., Ill.

4. Патент RU 2264315 C2, кл. B60V 3/08, В64С 1/00.4. Patent RU 2264315 C2, cl. B60V 3/08, B64C 1/00.

5. Хафер К., Закс Г. Техника вертикального взлета и посадки: Пер. с нем. М.: Мир, 1985. - 376 с., ил.5. Hafer K., Sachs G. Technique of vertical take-off and landing: TRANS. with him. M .: Mir, 1985 .-- 376 p., Ill.

Claims (1)

Транспортный гибридный летательный аппарат, включающий корпус, силовую установку, хвостовое оперение, многоопорное шасси и гондолу, отличающийся тем, что летательный аппарат имеет корпус в виде надувного крыла малого удлинения сложной формы в плане и с переменным значением поперечного V-крыла по размаху, хвостовое оперение состоит из надувного вертикального киля, силовая установка упомянутого летательного аппарата выполнена по двухвекторной схеме и имеет двигатель-энергоузел, размещаемый внутри корпуса над гондолой, систему движителей, обеспечивающих взлет, посадку и маневрирование летательного аппарата и размещаемых в концевых сечениях корпуса упомянутого летательного аппарата, по крайней мере один или несколько движителей, обеспечивающих поступательное движение летательного аппарата в горизонтальной плоскости и размещаемых в кормовой части упомянутого летательного аппарата над корпусом, причем упомянутые движители получают энергию от двигателя-энергоузла, многоопорное шасси упомянутого летательного аппарата состоит из силового шасси, размещаемого на гондоле, и поддерживающего шасси, размещаемого на законцовках корпуса летательного аппарата, а гондола упомянутого летательного аппарата имеет кабину экипажа, транспортно-пассажирский и грузовой отсеки и крепится снизу к корпусу упомянутого летательного аппарата. Hybrid transport aircraft, including a hull, powerplant, tail, multi-landing gear and a nacelle, characterized in that the aircraft has a hull in the form of an inflatable wing of small elongation of complex shape in plan and with a variable transverse V-wing in scope, tail consists of an inflatable vertical keel, the power plant of the aforementioned aircraft is made according to a two-vector circuit and has an engine-power unit located inside the body above the gondola, propulsion system th, providing take-off, landing and maneuvering of the aircraft and placed in the end sections of the hull of the aforementioned aircraft, at least one or more movers, providing translational movement of the aircraft in a horizontal plane and placed in the stern of the aforementioned aircraft above the hull, said movers receive energy from the engine-energy unit, the multi-support chassis of the aforementioned aircraft consists of a power chassis placed on the gondola le, and supporting the chassis, which is located on the airframe endings, and the nacelle of said aircraft has a crew cab, transport and passenger and cargo compartments, and is attached to the bottom of the body of said aircraft.
RU2008144517/11A 2008-11-12 2008-11-12 Hybrid aircraft RU2385257C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144517/11A RU2385257C1 (en) 2008-11-12 2008-11-12 Hybrid aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144517/11A RU2385257C1 (en) 2008-11-12 2008-11-12 Hybrid aircraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2385257C1 true RU2385257C1 (en) 2010-03-27

Family

ID=42138356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008144517/11A RU2385257C1 (en) 2008-11-12 2008-11-12 Hybrid aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2385257C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200407060A1 (en) Novel aircraft design using tandem wings and a distributed propulsion system
US10894591B2 (en) Hybrid VTOL vehicle
US7234667B1 (en) Modular aerospace plane
CN102015452B (en) Ground-bound device for take off, landing and taxiing of aircrafts
Ilieva et al. A critical review of propulsion concepts for modern airships
RU2010138387A (en) METHOD FOR COMPREHENSIVE INCREASING OF AERODYNAMIC AND TRANSPORT CHARACTERISTICS, SCREEN PLAN FOR IMPLEMENTATION OF THE SPECIFIED METHOD (OPTIONS) AND METHOD OF PERFORMANCE
TWI620688B (en) Lightweightaircraft
CA2870808C (en) An aerospace plane system
US11827348B2 (en) VTOL tilting fuselage winged frame multirotor aircraft
US20130264429A1 (en) Convertible airplane
WO2007133182A2 (en) Modular aerospace plane
Boschma Modern aviation applications for cycloidal propulsion
RU63770U1 (en) VERTOSTAT
US20230007869A1 (en) Electric-propulsion aircraft comprising a central wing and two rotatable lateral wings
EP1070008B1 (en) Aircraft equipped with a bulky body causing an aerostatic thrust, and carrying wings
Khoury 19 Unconventional Designs
RU2385257C1 (en) Hybrid aircraft
Hartmann et al. Conceptual Assessment of Different Hybrid Electric Air Vehicle Options for a Commuter with 19 Passengers
RU2227106C2 (en) Hybrid vertical take-off and landing aeroplane of aerodynamically self-supported horizontal flight
RU2643895C2 (en) Helistat device with bearing horizontal tail
RU200062U1 (en) V-TOL VEHICLE WITH PARTIAL AEROSTATIC DISCHARGE
Leishman Anatomy of aircraft & spacecraft
RU2764036C1 (en) Air transport system
RU2408501C2 (en) Aircraft
RU2693362C1 (en) Aircraft of horizontal flight with vertical take-off and landing and bearing platform for aircraft of horizontal flight with vertical take-off and landing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131113