RU2410284C1 - Method of flight and aircraft to this end - Google Patents
Method of flight and aircraft to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410284C1 RU2410284C1 RU2009144190/11A RU2009144190A RU2410284C1 RU 2410284 C1 RU2410284 C1 RU 2410284C1 RU 2009144190/11 A RU2009144190/11 A RU 2009144190/11A RU 2009144190 A RU2009144190 A RU 2009144190A RU 2410284 C1 RU2410284 C1 RU 2410284C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- section
- balloon
- filled
- lifting
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к воздухоплавательной технике легче воздуха и может быть использовано для пассажирских и грузовых перевозок, при проведении высотных монтажных работ и в других областях народного хозяйства.The invention relates to aeronautical engineering lighter than air and can be used for passenger and freight traffic, during high-altitude installation work and in other areas of the national economy.
Известны дирижабли - летательные аппараты легче воздуха, аэростат с движителем, способным двигаться независимо от направления воздушных потоков. Дирижабль имеет удлиненный обтекаемый корпус, наполненный подъемным газом (гелий, водород или теплый воздух), создающим аэростатическую силу. Дирижабли имеют силовые установки с воздушными винтами и могут иметь мягкий, полужесткий и жесткий корпус. Полет дирижаблей осуществляется за счет аэростатической силы и силы тяги, создаваемой воздушными винтами. Устойчивость формы мягкого или полужесткого дирижабля остается неизменяемой (при изменении температуры и атмосферного давления) благодаря находящемуся внутри нее одному или нескольким баллонетам. При уменьшении объема газа в оболочке баллонеты заполняются соответствующим объемом воздуха (Дирижабль, с.50, т.9, М., БСЭ, 2007).Airships are known - aircraft are lighter than air, a balloon with a propulsion device capable of moving regardless of the direction of air flows. The airship has an elongated streamlined body filled with lifting gas (helium, hydrogen or warm air), which creates aerostatic force. Airships have propeller systems with propellers and can have a soft, semi-rigid and rigid body. Airship flight is carried out due to aerostatic force and traction force created by propellers. The shape stability of a soft or semi-rigid airship remains unchanged (with changes in temperature and atmospheric pressure) due to one or more balloons located inside it. When the volume of gas in the shell decreases, the balloons are filled with the corresponding volume of air (Airship, p.50, vol. 9, M., BSE, 2007).
Известен летательный аппарат «вертостат», содержащий полый корпус торообразной формы, заполненный несущим газом, подъемные винты, установленные в центральном отверстии корпуса, крылья, двигатели с тянущими винтами, пилотскую и грузовую кабины и рули управления (патент RU №2066661 C1, B64B 1/34, 11.01.1993).Known aircraft "helicopter" containing a hollow toroidal hull filled with a carrier gas, lifting screws installed in the Central hole of the hull, wings, engines with pulling screws, pilot and cargo cockpits and steering wheels (patent RU No. 2066661 C1, B64B 1 / 34, 01/11/1993).
Заявлен способ полета летательного аппарата, который включает кольцеобразный полый корпус с центральным отверстием, расположенную в корпусе по крайней мере одну наполненную подъемным газом эластичную герметичную секцию, двигатели с винтами вертикальной и горизонтальной тяги, отличающийся тем, что корпус выполнен дискообразным с жестким силовым каркасом, летательный аппарат снабжен расположенным в корпусе баллонетом, наполненным воздухом, и управляемым клапаном, и при выходе воздуха из баллонета через управляемый клапан объем баллонета сокращается и секция, наполненная подъемным газом, расширяется до объема, создающего аэростатическую силу, достаточную для подъема и полета летательного аппарата.The claimed method of flight of an aircraft, which includes an annular hollow body with a central hole, located in the body of at least one elastic gas-tight section filled with lifting gas, engines with vertical and horizontal thrust screws, characterized in that the body is disk-shaped with a rigid power frame, the aircraft the apparatus is equipped with a balloon filled in the body, filled with air, and controlled by a valve, and when air leaves the balloon through a controlled valve, the volume of the balloon The set is shortened and the section filled with lifting gas expands to a volume that creates aerostatic force sufficient to lift and fly the aircraft.
В этом способе подъемный газ в секции нагревают для увеличения подъемной аэростатической силы.In this method, the lifting gas in the section is heated to increase the lifting aerostatic force.
Заявлен летательный аппарат, включающий кольцеобразный полый корпус с центральным отверстием, расположенную в корпусе по крайней мере одну эластичную герметичную секцию, наполненную подъемным газом, двигатели с винтами вертикальной и горизонтальной тяги, отличающийся тем, что корпус выполнен дискообразным с жестким силовым каркасом, летательный аппарат снабжен расположенным в корпусе баллонетом, наполненным воздухом, с управляемым клапаном, и баллонет предназначен для изменения объема секции с подъемным газом и изменения аэростатической силы.Aircraft is claimed, including an annular hollow body with a central hole, located in the body of at least one elastic sealed section filled with lifting gas, engines with vertical and horizontal thrust screws, characterized in that the body is disk-shaped with a rigid power frame, the aircraft is equipped with an air-filled balloon mounted in the casing, with a controllable valve, and the balloon is designed to change the volume of the lifting gas section and change the aerostatic power.
Летательный аппарат, отличающийся тем, что секция, наполненная подъемным газом, расположена в верхней части полости корпуса и верхняя часть упомянутой секции прикреплена к корпусу, а баллонет, наполненный воздухом, расположен в нижней части полости корпуса, нижняя часть баллонета прикреплена к нижней части корпуса, а верхняя часть баллонета предназначена для взаимодействия с нижней частью секции, наполненной подъемным газом.Aircraft, characterized in that the section filled with lifting gas is located in the upper part of the body cavity and the upper part of the said section is attached to the body, and the balloon filled with air is located in the lower part of the body cavity, the lower part of the balloon is attached to the lower part of the body, and the upper part of the balloon is designed to interact with the lower part of the section filled with lifting gas.
Летательный аппарат, отличающийся тем, что снабжен компрессором для заполнения баллонета воздухом, расположенным в секции с подъемным газом теплообменником, закрепленными в центральном отверстии корпуса гондолой, двигателем внутреннего сгорания, топливным баком и системой жидкостного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, соединенного муфтой и редуктором с двумя соосными винтами вертикальной тяги, а также с электрогенератором, связанным с по крайней мере двумя, установленными на гондоле электродвигателями горизонтальной тяги с винтами и аккумуляторами, установленными на корпусе по крайней мере двумя аэродинамическими рулями высоты, установленным в задней части корпуса по крайней мере одним килем с аэродинамическим рулем курса, расположенным в секции подъемного газа теплообменником, при этом нагретая жидкость из системы жидкостного охлаждения предназначена для управляемого нагрева подъемного газа через теплообменник в секции подъемного газа.Aircraft, characterized in that it is equipped with a compressor for filling the balloon with air, located in a section with a lifting gas heat exchanger, fixed in the central hole of the hull with a nacelle, an internal combustion engine, a fuel tank and a liquid cooling system for an internal combustion engine connected by a coupling and a gearbox with two coaxial vertical thrust screws, as well as with an electric generator connected to at least two horizontal thrust motors mounted on the nacelle gi with screws and batteries mounted on the casing by at least two aerodynamic elevators, installed in the rear of the casing by at least one keel with an aerodynamic rudder located in the lifting gas section of the heat exchanger, while the heated liquid from the liquid cooling system is designed for controlled heating the lift gas through a heat exchanger in the lift gas section.
Летательный аппарат, отличающийся тем, что снабжен по крайней мере одним топливным баком, который имеет сфероидную форму и расположен соосно с вертикальной осью летательного аппарата.Aircraft, characterized in that it is equipped with at least one fuel tank, which has a spheroid shape and is located coaxially with the vertical axis of the aircraft.
Летательный аппарат, отличающийся тем, что центральное отверстие имеет переменное сечение: конфузор и диффузор.Aircraft, characterized in that the central hole has a variable cross-section: confuser and diffuser.
Летательный аппарат, отличающийся тем, что жесткий силовой каркас корпуса выполнен в виде главного шпангоута, центральной фермы и соединяющих их с натягом тросов.Aircraft, characterized in that the rigid power frame of the hull is made in the form of a main frame, a central truss and connecting them with a tightness of cables.
Корпус дисколета имеет жесткий силовой каркас, таким образом, форма корпуса не зависит от давления несущего газа, кроме того, при полной потере несущего газа корпус продолжает работать - тормозить вертикальное падение, как парашют.The diskette case has a rigid power frame, so the shape of the case does not depend on the pressure of the carrier gas, in addition, with a complete loss of carrier gas, the case continues to work - to slow down a vertical drop, like a parachute.
Устройство одного из вариантов конструкции летательного аппарата поясняется чертежами (Фиг.1-6), где:The device of one of the design options for the aircraft is illustrated by drawings (Fig.1-6), where:
На Фиг.1 показан общий вид летательного аппарата, вид сбоку;Figure 1 shows a General view of the aircraft, side view;
На Фиг.2 показан общий вид летательного аппарата, вид сверху;Figure 2 shows a General view of the aircraft, a top view;
На Фиг.3 показан продольный разрез аппарата;Figure 3 shows a longitudinal section of the apparatus;
На Фиг.4 показана сетка, которая проложена между тросами, и крепление оболочки секции к тросу;Figure 4 shows the grid that is laid between the cables, and the fastening of the shell section to the cable;
На Фиг.5 показано крепление оболочки баллонета к тросу;Figure 5 shows the attachment of the balloon shell to the cable;
На Фиг.6 показан вид А на гондолу на Фиг.3, посадочные опоры и корпус условно не показаны.Figure 6 shows a view A of the nacelle in Figure 3, landing bearings and the housing are conventionally not shown.
Летательный аппарат состоит из дискообразного корпуса 1 (Фиг.1), который имеет центральное отверстие 5 (Фиг.2). Центральное отверстие 5 в корпусе 1 предназначено для прохода воздуха. Наружная часть корпуса 1 может быть двухслойная или многослойная и при этом быть выполнена из комбинации нескольких различных материалов. Конструкция корпуса 1 аппарата, представленная на Фиг.2, состоит из двух оболочек: внутренней герметичной и внешней, которая обеспечивает защиту внутренней оболочки от повреждений. Подъемный газ находится в нескольких герметичных емкостях, которые выполнены в виде герметичных секций 2 (Фиг.3). Внешняя оболочка корпуса 1 состоит: из верхней внешней оболочки 3, нижней внешней оболочки 4. Верхняя и нижняя внешние оболочки выполнены из эластичного, прочного материала. Геометрия центрального отверстия 5 образована формой центральной фермы 7. Внутренняя поверхность фермы 7, обращенная в центральное отверстие 5, имеет сплошное негерметичное покрытие из пластика или металла. Неизменность геометрии корпуса 1 летательного аппарата обеспечивают силовые элементы конструкции: кольцеобразный главный шпангоут 6 и расположенная соосно внутри него и кольцеобразная центральная ферма 7. Жесткость конструкции корпуса 1 обеспечивается также тросами 8, которые натянуты внутри корпуса 1 от главного шпангоута 6 к центральной ферме 7 и соединены с ними. Следует отметить, что силовые элементы корпуса: главный шпангоут 6, центральная ферма 7 и тросы 8 вместе представляют собой конструкцию, напоминающую колесо, в котором тросы 8 работают как спицы. Тросы 8 могут быть выполнены из витой стальной проволоки и иметь пластиковую оболочку (не показана). Пластиковая оболочка троса 8 препятствует повреждению герметичных секций 2, с которыми трос 8 может соприкасаться. Для равномерного распределения давления от секций 2 на верхнюю внешнюю оболочку используется сетка 39, которая проложена между тросами 8 и оболочкой секций 2 (Фиг.4). Сетка 39 закреплена на периферии к шпангоуту 6, а в центре - к ферме 7. Фиксирование герметичных секций 2 внутри корпуса 1 аппарата осуществляется на периферии при помощи оттяжек 47, а в верхней и центральной частях корпуса 1 - при помощи узлов крепления 46. В нижней части корпуса крепление герметичных секций 2 к жестким элементам конструкции не производится. Под герметичными секциями 2 располагается баллонет 36, заполненный воздухом. Баллонет 36 имеет форму диска и закреплен на периферии при помощи оттяжек 47, а в нижней и центральной частях корпуса - при помощи узлов крепления 48 (Фиг.5). Баллонет 36 соприкасается своей верхней стенкой с секциями 2. Баллонет 36 наполняется воздухом при помощи компрессора 34, при этом его верхняя стенка выпячивается и сдавливает секции 2. Гондола аппарата частично размещается внутри центрального отверстия 5 корпуса 1 и соединяется с корпусом 1 в верхней части при помощи решеток 9 и 10, а в нижней - при помощи соединительной фермы 11. Аппарат оснащен двигателем вертикальной тяги 12, который через регулируемую гидравлическую муфту 13 и редуктор 14 приводит в движение два соосных воздушных винта вертикальной тяги 15 и 16. Винты вертикальной тяги 15 и 16 вращаются в разных направлениях: один по часовой стрелке, другой против.The aircraft consists of a disk-shaped body 1 (Figure 1), which has a Central hole 5 (Figure 2). The
В данном варианте конструкции предполагается в качестве двигателя вертикальной тяги использовать двигатель внутреннего сгорания, который имеет радиаторы охлаждения 17 и выхлопную трубу 18. В конструкции двигателя предусмотрены краны распределения охлаждающей жидкости, которые управляются дистанционно и позволяют пилоту направлять охлаждающую двигатель жидкость либо в радиаторы охлаждения 17, либо в теплообменники 38, которые обеспечивают нагрев подъемного газа (гелия, водорода). Двигатель вертикальной тяги кинематически связан с электрогенератором 19. Аппарат также оснащен двумя электрическими двигателями горизонтальной тяги 20 и 21 (Фиг.6), которые крепятся при помощи пилонов к гондоле. На каждом двигателе горизонтальной тяги установлено по одному тянущему винту 22 и 23. Тянущие винты 22 и 23 в крейсерском режиме вращаются в разных направлениях: один по часовой стрелке, другой против. Предусмотрено реверсное включение двигателей горизонтальной тяги, при этом тянущие винты создают обратную тягу. В различных модификациях аппаратов двигатели горизонтальной тяги могут изменять направление вектора тяги. Изменение направления вектора тяги двигателей предназначено для управления углом тангажа, углом крена, а также углом курса аппарата. Для реализации такой возможности можно использовать: вертикально или горизонтально расположенные за двигателями воздушные рули, либо автомат перекоса лопастей вертолетного типа, либо изменять положение оси вращения воздушного винта, либо использовать поворачивающееся воздушное сопло. Однако задачу управления углом тангажа и углом крена дискообразного летательного аппарата можно решить по-другому, а именно путем установки в задней части дискообразного летательного аппарата аэродинамических рулей, расположенных в горизонтальной плоскости. Такой вариант конструкции дискообразного летательного аппарата изображен на Фиг.2. В задней части корпуса размещаются пилоны 24 и 25, в которых установлены рулевые машинки (не показаны). Рулевые машинки управляются пилотом дистанционно и осуществляют поворот рулей крена-тангажа 26 и 27. Управление углом курса при малых скоростях полета осуществляется путем изменения тяги двигателей горизонтальной тяги. На значительных скоростях полета для управления углом курса в данном варианте конструкции используется аэродинамический руль курса 28, который располагается на киле 29. Гондола имеет три посадочные опоры: одну переднюю опору 30 и две задние опоры 31. В нижней части гондолы предусмотрен люк-трап 32 для посадки и высадки пассажиров и экипажа. В верхней части гондолы размещается аварийный люк 33. Каждая герметичная секция 2 содержит внутри себя один теплообменник 38. На фиг.3 представлена модификация пассажирского летательного аппарата, в которой предусмотрены отсеки: аккумуляторный отсек 40, пилотская кабина 41, багажно-бытовой отсек 42, пассажирский отсек 43, отсек оборудования 44. Багажно-бытовой отсек включает в себя: туалет, кухню и отсек размещения багажа пассажиров. Топливный бак 45 имеет сфероидную форму и размещается таким образом, чтобы его вертикальная ось симметрии совпадала с вертикальной геометрической осью дискообразного летательного аппарата, которая проходит через центр тяжести летательного аппарата. Таким образом, при выработке топлива центровка дискообразного летательного аппарата не нарушается.In this design variant, it is proposed to use an internal combustion engine as a vertical thrust engine, which has cooling radiators 17 and an
Взлет аппарата осуществляется следующим образом. Запускается двигатель вертикальной тяги, при этом регулируемая гидравлическая муфта 13 выключена, то есть крутящий момент от двигателя не передается на редуктор 14. Крутящий момент от двигателя передается на электрогенератор 19, который обеспечивает зарядку аккумуляторов, аккумуляторных батарей (не показаны). Двигатели горизонтальной тяги запускаются в режиме холостого хода. На старте летательный аппарат имеет отрицательную плавучесть, при этом баллонет 36 заполнен воздухом, а секции 2, поддавленные баллонетом, имеют минимальный объем. Пилот открывает дистанционно управляемый предохранительный клапан 35, в результате чего воздух начинает выходить из баллонета 36 в атмосферу. По мере уменьшения объема баллонета 36, объем герметичных секций 2 увеличивается за счет расширения подъемного газа. В результате плавучесть аппарата становится близкой к нулю. Увеличивается мощность двигателя вертикальной тяги и включается гидравлическая муфта 13, при этом часть мощности двигателя вертикальной тяги передается на воздушные винты вертикальной тяги 15 и 16. Подъемная сила возрастает, аппарат отрывается от земли и взлетает вертикально. Другая часть мощности двигателя вертикальной тяги направляется на электрогенератор, превращается в электроэнергию и производит зарядку аккумуляторов. При необходимости, пилот может управлять горизонтальным движением аппарата, а также поворачивать аппарат вокруг вертикальной оси, увеличивая мощность либо левого, либо правого двигателей горизонтальной тяги. Для поворота летательного аппарата на месте пилот включает один двигатель горизонтальной тяги в режиме прямой тяги, а другой двигатель горизонтальной тяги - в режиме обратной тяги. По мере увеличения объема герметичных секций 2, аэростатическая подъемная сила возрастает, и, достигнув заданной высоты, пилот отключает воздушные винты вертикальной тяги 15 и 16 путем выключения гидравлической муфты 13. При этом двигатель вертикальной тяги остается включенным и при помощи электрогенератора обеспечивает постоянную зарядку аккумуляторов. Пилот выбирает нужный курс и включает двигатели горизонтальной тяги в крейсерском режиме. Электропитание двигателей горизонтальной тяги осуществляется от бортовой системы электроснабжения. Подъем аппарата продолжается за счет положительной плавучести. Достигнув следующего установленного уровня высоты, пилот закрывает дистанционно управляемый предохранительный клапан 35, в результате чего выход воздуха из баллонета 36 прекращается. При выполнении длительного перелета утечка несущего газа может привести к снижению давления в секциях 2. Пилот может регулировать давление в каждой из секций 2 в отдельности, за счет нагрева подъемного газа при помощи теплообменников 38.Takeoff of the device is as follows. The vertical thrust engine starts, while the adjustable hydraulic clutch 13 is turned off, that is, the torque from the engine is not transmitted to the reducer 14. The torque from the engine is transmitted to the electric generator 19, which charges the batteries, rechargeable batteries (not shown). Horizontal thrust engines start at idle. At the start, the aircraft has negative buoyancy, while the
Аппарат, выполняя задачу перевозки пассажиров и грузов, осуществляет полет на максимально возможной высоте, поскольку это позволяет минимизировать расход топлива за счет уменьшения силы трения о воздух. Следует отметить, что по мере увеличения горизонтальной скорости движения аппарата, в результате обтекания дискообразного корпуса аппарата потоком воздуха, возрастает аэродинамическая подъемная сила. Использование аэродинамической подъемной силы и нагрева несущего газа позволяет летательному аппарату занимать более высокие эшелоны.The device, performing the task of transporting passengers and goods, flies at the highest possible height, since this allows to minimize fuel consumption by reducing friction against air. It should be noted that as the horizontal velocity of the apparatus increases, as a result of air flow past the disk-shaped body of the apparatus, the aerodynamic lifting force increases. The use of aerodynamic lift and heating of the carrier gas allows the aircraft to occupy higher echelons.
Пилот, управляя аппаратом, может выбрать любой эшелон ниже максимально возможного. Для уменьшения аэростатической подъемной силы пилот включает компрессор 34 и заполняет баллонет 36 забортным воздухом. При этом верхняя стенка баллонета 36 выпячивается, а объем герметичных секций 2 соответственно уменьшается, поскольку нижняя стенка каждой из секций 2 не имеет жесткого крепления и работает как мембрана. Пилот управляет горизонтальной скоростью движения аппарата при помощи изменения мощности двигателей горизонтальной тяги, а углом курса при помощи аэродинамического руля 28. Пилот управляет углами крена и тангажа аппарата путем отклонения аэродинамических рулей крена-тангажа 26 и 27. Управление углом тангажа позволяет пилоту также управлять аэродинамической подъемной силой аппарата, которая возникает в результате обтекания дискообразного корпуса воздухом на достаточно больших скоростях. Таким образом, пилот, управляя углом тангажа, может осуществлять эффективные маневры по высоте. Малые корректировки курса осуществляются путем отклонения аэродинамического руля 28, а значительная смена курса производится за счет изменения тяги левого или правого двигателей горизонтальной тяги 20 или 21. Пилот, понижая обороты одного из двигателей горизонтальной тяги 20 или 21 (или увеличивая обороты другого), при необходимости, может оперативно производить поворот аппарата вокруг его вертикальной оси. Электропитание двигателей горизонтальной тяги постоянно осуществляется от бортовой системы электроснабжения, при этом происходит непрерывная зарядка аккумуляторов, поскольку двигатель вертикальной тяги работает непрерывно и через электрогенератор обеспечивает постоянную зарядку аккумуляторов.The pilot, controlling the device, can choose any echelon below the maximum possible. To reduce aerostatic lift, the pilot turns on the compressor 34 and fills the
Посадка аппарата на землю осуществляется следующим образом. Сначала пилот уменьшает аэростатическую подъемную силу, связанную с разогревом подъемного газа. Для этого теплообменники 38 отключаются от системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, в результате чего происходит естественное охлаждение подъемного газа за счет передачи тепла к более холодному забортному воздуху. При этом охлаждение двигателя внутреннего сгорания производится за счет использования радиаторов охлаждения 17. При отсутствии сильных порывов ветра посадочная глиссада может быть близка к вертикальной линии. Пилот выводит аппарат в точку, расположенную над предполагаемой точкой посадки, и занимает там заданный эшелон. Пилот включает автопилот в режим зависания. В режиме зависания двигатели горизонтальной тяги 20 и 21 обеспечивают такие величину и направление вектора тяги, которые компенсируют снос аппарата, возникающий в результате действия ветра. Затем, способом, который был указан выше, пилот уменьшает аэростатическую подъемную силу секций 2. При этом забортный воздух нагнетается в баллонет 36. Аппарат теряет положительную плавучесть и начинает снижаться. Пилот включает винты вертикальной тяги 15 и 16 и за счет управления мощностью, подаваемой на винты вертикальной тяги, управляет скоростью снижения аппарата. Управление мощностью подаваемой на воздушные винты вертикальной тяги 15 и 16 осуществляется автоматически, путем изменения двух параметров: может изменяться сама мощность двигателя вертикальной тяги, а также мощность двигателя может перераспределяться между винтами вертикальной тяги и электрогенератором. Например, когда пилот уменьшает величину вертикальной тяги, двигатель вертикальной тяги может работать какое-то время на прежней мощности, при этом мощность, передаваемая на винты вертикальной тяги 15 и 16, уменьшается сразу, за счет работы регулируемой гидравлической муфты 13, а избыток мощности двигателя поглощается электрогенератором и направляется на зарядку аккумуляторов.Landing apparatus on the ground as follows. First, the pilot reduces the aerostatic lift associated with the heating of the lift gas. For this, the heat exchangers 38 are disconnected from the cooling system of the internal combustion engine, as a result of which the natural cooling of the lift gas occurs due to the transfer of heat to the cooler outside air. In this case, the internal combustion engine is cooled through the use of cooling radiators 17. In the absence of strong gusts of wind, the landing glide path can be close to a vertical line. The pilot takes the device to a point located above the proposed landing point, and occupies the given level there. The pilot turns the autopilot into hover mode. In the hovering mode, the
Рассмотрим несколько аварийных ситуаций, возможных при эксплуатации аппарата:Consider several emergency situations that may occur during operation of the device:
1. Выход из строя одного двигателя горизонтальной тяги1. Failure of one horizontal thrust engine
В этой ситуации пилот управляет углом курса за счет руля курса. Возможность управления высотой полета полностью сохраняется. Пилот совершает посадку на ближайшем аэродроме или, при хороших метеоусловиях, совершает полет до аэродрома назначения. При неблагоприятных условиях для посадки, например в случае сильного ветра, посадка осуществляется с использованием причальной башни и наземной швартовочной команды.In this situation, the pilot controls the angle of the course due to the rudder. The ability to control the flight altitude is fully preserved. The pilot lands at the nearest aerodrome or, under good weather conditions, flies to the destination aerodrome. Under adverse conditions for landing, for example in the case of strong winds, landing is carried out using the mooring tower and ground mooring team.
2. Выход из строя обоих двигателей горизонтальной тяги2. Failure of both horizontal thrust engines
В такой аварийной ситуации управление горизонтальной скоростью движения аппарата невозможно. Аппарат движется в горизонтальном направлении по ветру. Возможность управления высотой полета аппарата сохраняется и осуществляется за счет изменения аэростатической подъемной силы. Пилот может выбрать соответствующую высоту и использовать направление ветра на этой высоте для вывода аппарата в зону, более всего подходящую для аварийной посадки. Пилот выбирает место посадки и подходящий момент посадки, например, когда скорость ветра минимальна, и совершает аварийную посадку.In such an emergency, controlling the horizontal speed of the apparatus is impossible. The device moves in the horizontal direction in the wind. The ability to control the flight altitude of the device is maintained and carried out by changing the aerostatic lifting force. The pilot can select the appropriate altitude and use the direction of the wind at that altitude to bring the aircraft into the area most suitable for emergency landing. The pilot selects a landing site and a suitable landing moment, for example, when the wind speed is minimal, and makes an emergency landing.
3. Выход из строя двигателя вертикальной тяги3. Failure of the vertical thrust engine
В этой ситуации возможность управления высотой полета сохраняется за счет изменения аэростатической подъемной силы. На участке спуска пилот продолжает контролировать высоту полета за счет изменения аэростатической подъемной силы. Управление горизонтальной скоростью полета осуществляется за счет энергии, запасенной в аккумуляторах. Пилот выбирает ближайшее подходящее место для посадки и производит аварийную посадку.In this situation, the ability to control the flight altitude remains due to changes in aerostatic lift. On the descent site, the pilot continues to control the flight altitude due to changes in aerostatic lift. The horizontal flight speed is controlled by the energy stored in the batteries. The pilot selects the closest suitable landing place and makes an emergency landing.
4. Потеря герметичности оболочки, приводящая к утечке несущего газа.4. Loss of tightness of the casing, leading to leakage of carrier gas.
В этой ситуации пилот по приборам контроля давления определяет, насколько серьезно произошло разрушение внутренней оболочки. Рассмотрим три условные ситуации:In this situation, the pressure monitoring instrument pilot determines how seriously the destruction of the inner shell has occurred. Consider three conditional situations:
- малая утечка;- small leak;
- средняя утечка;- average leakage;
- большая утечка.- a big leak.
При малой утечке запаса несущего газа в поврежденной секции достаточно для компенсации протечки и аппарат может выполнять полет до аэродрома назначения. При средней утечке запаса несущего газа не хватает для выполнения полетного задания и аппарат должен произвести срочную посадку. Пилот выбирает ближайший запасной аэродром либо осуществляет аварийную мягкую посадку аппарата на подходящей площадке вне аэродрома. При большой утечке несущего газа, в самом худшем случае, аппарат полностью теряет аэростатическую подъемную силу. Пилот, управляя горизонтальной скоростью движения аппарата и используя положительный угол атаки, удерживает необходимую высоту полета. Пилот выбирает подходящее место для посадки и, оказавшись над ним, уменьшает горизонтальную скорость движения аппарата. Аппарат начинает аварийное снижение и за счет вертикальной скорости движения оболочка аппарата начинает парашютировать, при этом вертикальная скорость движения аппарата стабилизируется. Пилот включает двигатель вертикальной тяги в режиме форсажа и осуществляет мягкую аварийную посадку. В самой наихудшей ситуации, когда внешняя оболочка получила серьезные повреждения и ее парашютирующий эффект становится незначительным, подъемная сила двигателя вертикальной тяги должна обеспечить безопасную вертикальную скорость снижения аппарата. При этом дополнительное смягчение удара о землю достигается за счет сминания опор и нижней части корпуса гондолы. В случае значительной деформации нижней части корпуса гондолы выход пассажиров и экипажа производится через аварийные люки.With a small leak of carrier gas in the damaged section, it is enough to compensate for leakage and the device can fly to the destination aerodrome. With an average leak, the carrier gas supply is not enough to complete the flight mission and the device must make an urgent landing. The pilot selects the nearest alternate aerodrome or makes emergency soft landing of the device on a suitable site outside the aerodrome. With a large carrier gas leak, in the worst case, the apparatus completely loses aerostatic lift. The pilot, controlling the horizontal speed of the vehicle and using a positive angle of attack, holds the required flight altitude. The pilot selects a suitable place for landing and, being above it, reduces the horizontal speed of the aircraft. The device starts an emergency decline and due to the vertical speed of the movement, the shell of the device begins to parachute, while the vertical speed of the device is stabilized. The pilot turns on the vertical thrust engine in afterburner mode and performs a soft emergency landing. In the worst situation, when the outer shell is seriously damaged and its parachuting effect becomes insignificant, the lifting force of the vertical thrust engine should ensure a safe vertical rate of descent. In this case, additional mitigation of the impact on the ground is achieved by crushing the supports and the lower part of the gondola body. In the event of significant deformation of the lower part of the nacelle body, passengers and crew exit through emergency hatches.
5. Приводнение5. Waterlogging
При приводнении аппарат сохраняет плавучесть. Плавучесть, в частности, обеспечивается: баллонетом, заполненным воздухом; секцией, заполненной несущим газом, и самой гондолой. Гондола аппарата включает в себя герметичные отсеки: аккумуляторный отсек, пилотскую кабину, багажно-бытовой отсек, пассажирский отсек. Двигатели горизонтальной тяги не являются герметичными, однако при заполнении их водой летательный аппарат сохраняет в воде положительную плавучесть и горизонтальную устойчивость. Предусмотрено несколько способов спасения пассажиров и экипажа в случае приводнения:When splashed, the device retains buoyancy. Buoyancy, in particular, is ensured by: balloon filled with air; section filled with carrier gas, and the gondola itself. The nacelle of the device includes airtight compartments: a battery compartment, a pilot's cabin, a luggage compartment, a passenger compartment. Horizontal thrust engines are not hermetic, but when filled with water, the aircraft retains positive buoyancy and horizontal stability in the water. There are several ways to save passengers and crew in the event of a splashdown:
- без покидания жилых отсеков аппарата;- without leaving the living quarters of the apparatus;
- самостоятельное покидание аппарата.- independent leaving the device.
Следует отметить, что приводнившийся аппарат может при благоприятных условиях находиться на поверхности воды достаточно долгое время и ожидать прибытия спасателей.It should be noted that the splashed apparatus can, under favorable conditions, be on the surface of the water for a sufficiently long time and wait for the arrival of rescuers.
Предлагаемый летательный аппарат потенциально может иметь значительно лучшие показатели по удельному потреблению топлива по сравнению с дирижаблями. Экономия топлива достигается за счет использования в крейсерском полете эшелонов с большей высотой полета. В результате действия аэродинамической подъемной силы и нагрева несущего газа летательный аппарат в крейсерском полете поднимается выше, чем дирижабли, что позволяет снизить сопротивление воздуха. Таким образом, аппарат по сравнению с дирижаблем будет более экономичен, при условии движения с одинаковой крейсерской скоростью.The proposed aircraft can potentially have significantly better specific fuel consumption compared to airships. Fuel economy is achieved through the use of echelons with a higher flight altitude in cruising flight. As a result of the aerodynamic lifting force and heating of the carrier gas, the aircraft rises higher than the airships during cruising flight, which reduces air resistance. Thus, the device compared to the airship will be more economical, subject to movement at the same cruising speed.
Конструкция аппарата позволяет получить подъемную силу за счет нескольких независимых друг от друга физических эффектов, при этом по отдельности или одновременно могут действовать следующие составляющие:The design of the apparatus allows to obtain lifting force due to several physical effects independent of each other, while the following components can act individually or simultaneously:
- аэростатическая подъемная сила несущего газа с температурой, близкой к температуре окружающего воздуха;- aerostatic lifting force of a carrier gas with a temperature close to the temperature of the surrounding air;
- подъемная сила, действующая на воздушный винт;- lifting force acting on the propeller;
- подъемная сила, возникающая в результате перепада давлений под и над корпусом аппарата;- the lifting force resulting from the pressure drop under and above the apparatus body;
- аэродинамическая подъемная сила, возникающая при движении корпуса относительно поверхности земли, в результате обтекания воздушным потоком;- aerodynamic lifting force that occurs when the body moves relative to the surface of the earth, as a result of air flow around it;
- аэростатическая подъемная сила нагретого несущего газа.- aerostatic lifting force of the heated carrier gas.
Аэростатическая подъемная сила несущего газа с температурой, близкой к температуре окружающего воздуха, возникает в результате того, что внутренняя оболочка заполнена газом с плотностью, меньшей плотности воздуха, например гелием.Aerostatic lifting force of a carrier gas with a temperature close to the temperature of the surrounding air results from the fact that the inner shell is filled with gas with a density lower than the density of air, for example helium.
Подъемная сила, действующая на воздушный винт, возникает в результате вращения воздушных винтов вертикальной тяги. Сечение и угол атаки воздушных винтов вертикальной тяги выбраны таким образом, что при вращении на лопасть каждого винта действует подъемная сила.The lifting force acting on the propeller occurs as a result of the rotation of the vertical thrust propellers. The cross section and angle of attack of the vertical thrust propellers are selected in such a way that, when rotated, a rotational force acts on the blade of each screw.
Подъемная сила, возникающая в результате перепада давлений под и над корпусом, появляется как дополнительный результат работы воздушных винтов вертикальной тяги. При вращении воздушного винта вертикальной тяги 15 или 16 над ним возникает разрежение, и область разрежения распространяется на все пространство над винтом, в частности это относится к конфузору (части центрального отверстия в корпусе аппарата, где воздушный поток движется в сужающейся трубе). В то же время, давление под воздушным винтом вертикальной тяги 15 или 16 выше атмосферного и область повышенного давления распространяется, в частности, на всю длину диффузора (части центрального отверстия в корпусе аппарата, где воздушный поток движется в расширяющейся трубе). Таким образом, часть площади горизонтального сечения корпуса оказывается под воздействием перепада давлений, которое создает дополнительную подъемную силу.The lifting force resulting from the differential pressure under and above the housing appears as an additional result of the operation of vertical thrust propellers. When the
Аэродинамическая подъемная сила, возникающая при движении корпуса 1 относительно поверхности земли, в результате обтекания воздушным потоком, появляется за счет выбора соответствующего профиля вертикального сечения корпуса аппарата. При этом следует отметить, что способ возникновения этой подъемной силы отличается от подъемной силы крыла самолета. В отличие от самолетного крыла в корпусе аппарата возможны перетечки воздуха из области «под крылом» в область «над крылом» в результате наличия центрального отверстия (такие перетечки возможны, когда воздушные винты вертикальной тяги выключены). Принцип возникновения аэродинамической подъемной силы, упрощенно, можно сопоставить с подъемной силой, действующей на воздушного змея. Аэродинамическая подъемная сила возникает за счет положительного угла атаки.Aerodynamic lifting force arising from the movement of the
Аэростатическая подъемная сила нагретого несущего газа возникает как дополнительный эффект, который позволяет увеличить подъемную силу аппарата за счет уменьшения плотности несущего газа. Нагрев несущего газа осуществляется на участке набора высоты, а также при совершении крейсерского полета. Использование этого приема позволяет уменьшить количество несущего газа, требуемое летательному аппарату на старте.Aerostatic lifting force of a heated carrier gas occurs as an additional effect, which allows to increase the lifting force of the apparatus by reducing the density of the carrier gas. Carrier gas is heated at the climb site, as well as during cruising. Using this technique allows you to reduce the amount of carrier gas required by the aircraft at launch.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009144190/11A RU2410284C1 (en) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | Method of flight and aircraft to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009144190/11A RU2410284C1 (en) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | Method of flight and aircraft to this end |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2410284C1 true RU2410284C1 (en) | 2011-01-27 |
Family
ID=46308354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009144190/11A RU2410284C1 (en) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | Method of flight and aircraft to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2410284C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168858U1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-02-21 | Николай Анатольевич Ивлев | HYBRID DISC DIRECTOR |
CN112896527A (en) * | 2021-03-02 | 2021-06-04 | 于建国 | Rotorcraft with air bag umbrella cap |
-
2009
- 2009-12-01 RU RU2009144190/11A patent/RU2410284C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
W0 OO/32469 A1, 08.06.2000. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168858U1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-02-21 | Николай Анатольевич Ивлев | HYBRID DISC DIRECTOR |
CN112896527A (en) * | 2021-03-02 | 2021-06-04 | 于建国 | Rotorcraft with air bag umbrella cap |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11912404B2 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
RU2441802C2 (en) | Airborne carrier with hybrid ascentional force | |
RU2541587C2 (en) | Ultrahard compound aerostatic aircraft and method for its manufacturing | |
US9745042B2 (en) | Airship including aerodynamic, floatation, and deployable structures | |
JP6426165B2 (en) | Hybrid VTOL machine | |
US6581872B2 (en) | Circular vertical take off & landing aircraft | |
JP4880795B1 (en) | Departing and landing aircraft, takeoff equipment and hull reduction equipment | |
US8052082B1 (en) | Optimized aerodynamic, propulsion, structural and operations features for lighter-than-air vehicles | |
US6142414A (en) | Rotor--aerostat composite aircraft | |
US20120138733A1 (en) | High-Altitude Aerial Vehicle | |
US4566699A (en) | Flying apparatus and method | |
CN103448908A (en) | Hybrid power airship adopting inflated wings and cycloidal propellers | |
EP2508401A1 (en) | Combined aircraft | |
RU2410284C1 (en) | Method of flight and aircraft to this end | |
RU2317220C1 (en) | Method of forming the system of forces of flying vehicle and flying vehicle-ground-air-amphibian for realization of this method | |
JP2012240667A (en) | V/stol aircraft of turboshaft engine | |
EP1370460A1 (en) | Circular vertical take-off and landing aircraft | |
Khoury | 19 Unconventional Designs | |
RU201900U1 (en) | Electric airship | |
RU179810U1 (en) | Partial aerostatic unloading vehicle | |
Onda et al. | Cycloidal propeller and its application to advanced LTA vehicles | |
RU2585697C1 (en) | Emergency rescue airmobile elevator | |
RU2348567C2 (en) | Universal aircraft | |
RU2812823C1 (en) | Semi-rigid airship | |
US3250495A (en) | Compound photonic jet propulsion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111202 |