RU2457153C2 - Единая технология эксплуатации и производства транспортных средств "максинио", безаэродромный электросамолет (варианты), несущее устройство, турбороторный двигатель (варианты), полиступенчатый компрессор, обечайка винтовентилятора, способ работы турбороторного двигателя и способ создания подъемной силы электросамолета - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к области летательных аппаратов. В первом варианте безаэродромный электросамолет содержит фюзеляж (1) с пилонами (3) и винтовентиляторами в обечайках (2), несущие поверхности и шасси. Турбороторные двигатели (4) имеют генераторные установки первого и второго винтов, соединенные электрической цепью с электрическими двигателями (12, 13) соответственно первого (23) и второго (28) винта винтовентилятора (11), установленного на переднем верхнем пилоне (10). Во втором варианте безаэродромный электросамолет содержит фюзеляж с верхними и боковыми пилонами с развилкой на конце. В развилке переднего верхнего пилона (10) установлен турбороторный двигатель (4) с генераторными установками, имеющими роторы на валах винтов винтовентилятора, а в развилках передних боковых пилонов (48) - вентиляторы (49) с приводом каждого из них от электрических двигателей (50). Предложены также несущее устройство, турбороторный двигатель, полиступенчатый компрессор, обечайка винтовентилятора, способ работы турбороторного двигателя и способ создания подъемной силы. Группа изобретений направлена на улучшение безопасности и комфортности полета, а также на увеличение грузоподъемности. 9 н. и 5 з.п. ф-лы, 15 ил.

Description

I. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретения относятся к транспортированию грузов и перевозке пассажиров, а также к продукции транспортного машиностроения, преимущественно к производству авиастроения и авиаперевозкам, а именно к конструкции безаэродромных самолетов, аппаратов и двигателей для них, экономичных, технологичных и экологичных в эксплуатации посредством применения ЕТЭПТС (Единой Технологии Эксплуатации и Производства Транспортных Средств) в авиастроении и авиаперевозках.

II. ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Основным недостатком летательных аппаратов самолетной и вертолетной компоновок - низкая безопасность в эксплуатации и большая себестоимость их в производстве, а также плохая экономичность их в эксплуатации. Обусловлен он низкой регулируемостью подъемной силы посредством регулирования горизонтальной скорости полета и связанным с этим ограничением скоростного регулирования преимущественно на нижнем пределе огромных полетных скоростей, например посадочных. Даже посадочные, минимальные из полетных, скорости требуют специально отневилированных и подготовленных площадей, что резко поднимает стоимость инфраструктуры обеспечения перевозок и исключает комфортность таких перевозок и полетов.

Конструктивной причиной этого недостатка является сама самолетная компоновка с поперечным расположением несущих самолетных плоскостей. Вертолетная компоновка дороже самолетной в производстве и неэкономична в эксплуатации и по грузоподъемности, и по полетной скорости.

В вертолетной компоновке комфортность авиаперевозок достигается за счет повышения себестоимости в промышленности и существенного снижения экономичности вертолетов в эксплуатации.

Вполне понятна мечта разработчиков авиатехники во всем мире об объединении достоинств самолетной компоновки с комфортностью вертолетной. Однако практически выбранное ими направление решения этой задачи посредством обеспечения подъемной силы самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП) дополнительными подъемными двигателями или отклонением и разделением тяги маршевых двигателей с весьма увеличенной тягой. В итоге это направление заглохло потому, что мизерная грузоподъемность СВВП неразрывно связана с катастрофическим возрастанием скоростного разрушения опорной площади, используемой для взлета или посадки СВВП.

Предложенная ЕТЭПЛА (Единая Технология Эксплуатации и Производства Летательных Аппаратов) не только исключает описанные недостатки самолетной и вертолетной компоновок. Она обеспечивает реализацию мечты разработчиков об объединении достоинств этих серийных технологий в одном летательном аппарате - электросамолете с более чем десятикратным увеличением грузоподъемности при уменьшенной в 2-4 раза энерговооруженности электросамолета. Автор допускает возможность как уменьшения горизонтальной скорости до выбора оптимальной, так и увеличение ее почти пропорционально увеличению грузоподъемности. При том, что комфортность электросамолетной технологии близка к идеальной.

Аэростатическая подъемная сила незаслуженно ограниченно применяется в прикладной аэродинамике, например в способе проведения экспериментов в аэродинамической трубе, пат. РФ №2063014, G01M 9/00 за 1996 г., на основе закона обращения движения. Эта узкая область применения не отражает истинного значения этого закона для мировой экономики, а эта ошибка конструкторов авиатехники усложняет быт населения земного шара даже в промышленно развитых странах, увеличивая транспортные расходы. А важность улучшения надежности перевозок авиатехникой посредством использования закона обращения движения следует из анализа статистики летных катастроф, являющихся следствием летных происшествий, отказа авиатехники и дефицита времени у экипажа на принятие правильных решений при появлении экстремальной ситуации вследствие высокой скорости полета.

По патенту РФ 2371598, F02K 3/072 за 2008 г. известен турбовинтовентиляторный двигатель с двумя газогенераторами в одной гондоле из осевого компрессора, камеры сгорания, турбины и сопла, расположенными вдоль общего потока воздуха. Каждая часть общей свободной двухкаскадной турбины его между газогенераторами вращается в противоположные стороны и передает крутящий момент винтовентилятору посредством двух параллельных валов и двух редукторов.

При любой значимости параметров данного двигателя его вторые газогенератор, редуктор и вал увеличивают вес двигателя приблизительно на 1000 кг. И вес летательного аппарата эти килограммы увеличат еще на 4000 кг. Следовательно, каждый такой двигатель увеличит вес аппарата на 5000 кг.

Супермотор Клименко, содержащий четыре вала в четырех роторах, неприемлемо малоэффективен вследствие согласования крутящих моментов компрессора и турбины в каждом роторе посредством уменьшения числа лопаток турбин (см. http //supermot.narod.ru/description_trd.html).

Турбороторный двигатель по пат. РФ 2359140, F02C 6/02, F02K 5/00, F02B 53/06, F01C 1/073 за 2006 г. содержит компрессор и двигатель из двух роторов каждый - внутреннего и наружного с чередующимися между собой их рядами лопаток. Наличие связей между спаренными роторами усложняет конструкцию и увеличивает вес двигателя и аппарата.

Комплект несущих плоскостей, известных в науке и выпускаемых промышленностью самолетов, состоит из одного, по крайней мере, крыла и двух полуплоскостей или одной плоскости хвостового оперения.

По а.с. СССР №467570, B64C 3/18 за 1984 г. известно крыло летательного аппарата, выполненное из обшивки, укрепленной на силовом наборе из лонжеронов, нервюр и стрингеров.

Комплект несущих плоскостей летательного аппарата схемы «утка», описанный в пат. РФ №2000251, B64C 39/12 за 1992 г., состоит из двух полуплоскостей монокрыла, соединенных центропланом с фюзеляжем, двух полуплоскостей хвостового оперения и переднего горизонтального оперения бипланной схемы.

Все известные несущие плоскости и комплекты их способны создавать подъемную силу только в скоростном взаимодействии аппарата с воздушной средой. Осевой компрессор газотурбинных двигателей состоит из вращающегося в статоре роторов, каждый из которых содержит расположенные по окружности комплекты лопаток, воздействующих на воздушный поток, проходящий по проточному каналу, каждый комплект лопаток рабочих колес установлен на венце своего диска, а спрямляющие лопатки статора закреплены на корпусе двигателя между соседними дисками ротора (http://www.barrens.ru/?p=pecomp).

Из описания патента РФ 2268399, F04C 29/28 за 2006 г. известен встроенный ротор многоступенчатого компрессора газотурбинного двигателя, содержащий осевую часть с совмещенными рядами лопаток, объединенными в ступени и секции.

Развитие авиатехники показало неоптимальность совмещения осевых частей компрессоров с центробежными.

Усилитель тяги по патенту 2344308, F02K 7/04 за 2006 г. имеет полый обтекатель полусферической формы. Внутренняя поверхность носовой части обтекателя с одним, по крайней мере, экраном для изменения направления эжектируемого потока на противоположное.

Изменение направления потока на противоположное связано с возникновением энергетических потерь.

По патенту 2375601, F02K 7/04 за 2006 г. известен способ работы воздушно-реактивного двигателя с тяговыми модулями пульсирующего детонационного сгорания, включающий смешивание горючего с воздухом и сжигание смеси в резонаторе, сжатое топливо испаряют в теплообменниках. Смешивают пары топлива с воздухом в смесительной камере для детонационного сгорания, для чего подают туда их тепловым двигателем с электростартером и генератором.

Описанный способ связан с увеличением веса двигателей и аппарата, т.к. требует для его реализации специальный тепловой двигатель с генератором.

Разработчики авиатехники самолетной компоновки во всем мире пытаются осуществить свою мечту в создании аппарата с вертикальным взлетом-посадкой в тупиковом направлении - решают задачу объединения самолетных преимуществ в грузоподъемности и скорости с комфортностью вертолетной компоновки посредством разделения тяги и отклонения ее для выполнения функций подъемной силы. В итоге они получили доказанную мизерную грузоподъемность СВВП у ЯК-141 и ему подобных, но в придачу катастрофически не допускающую эту конструкцию в эксплуатацию фантастически высокую эрозию опорной поверхности от отклоненной газовой струи.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому электросамолету является самолет, описанный в патенте 2349505. Он состоит из фюзеляжа с кабиной и пассажирским салоном или грузовым отсеком, силовых установок с реверсом тяги на несущих плоскостях, несущих поверхностей, воздушно-стартовой установки и систем управления, топливной, кондиционирования и шасси с колесами тележек на пневматиках низкого давления.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому блоку фрагментных крыльев является коробка крыльев самолета «Илья Муромец» (http://aeroplan.boom.ru/shavrov/sh_cont.htm). Она состоит из верхнего и нижнего разъемных по размаху крыльев разного удлинения, соединенных между собой вертикальными связями. Семь секций верхнего и четыре нижнего выполнены из обшивки на силовом наборе из лонжерона на передней кромке, стрингера на задней, соединенных с нервюрами, имеющими форму поперечного сечения крыла для взаимодействия с воздушной средой и состыкованы друг с другом. С фюзеляжем при этом жестко соединены центральные секции каждого крыла.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому турбороторному двигателю является турбовинтовентиляторный двигатель (ТВВД) НК-93, состоящий из закапотированного винтовентилятора и газогенератора. Газогенератор состоит из осевого двухкаскадного компрессора, камеры сгорания и пятиступенчатой турбины, из которых первая и вторая ступени передают крутящий момент каскаду высокого и низкого давления компрессора, третья - первому винту, а четвертая и пятая свободные ступени - второму винту винтовентилятора.

Двигатель имеет традиционные для ТВВД вес и параметры, а также неиспользованные ресурсы для уменьшения веса и увеличения параметров его работы. Наиболее близкой по технической сути к заявленному компрессору является компрессор турбороторного двигателя, описанный в патенте РФ №2359140. Он состоит из двух противоположно вращающихся роторов - наружного и внутреннего. Лопаточные венцы внутреннего ротора расположены на ободе каждого диска, а чередующиеся с ними наборы лопаток наружного ротора закреплены на внутренней поверхности корпуса, установленного посредством подшипников на третьем валу двигателя.

Наружные и внутренние роторы компрессора соединены с наружным и внутренним роторами двигателя, что существенно увеличивает вес известного турбороторного двигателя и ограничивает сферу применения его только в качестве привода газоперекачивающих агрегатов.

Наиболее близкой по технической сути к заявленной является обечайка двигателя НК-93, состоящая из набора нервюр, укрепленных на входном направляющем аппарате и закрепленных на них внешней и внутренней оболочек.

Недостатком обечайки является выполнение внутренней поверхности ее цилиндрической и соответственных ей концов лопастей винтов.

Наиболее близким по технической сути к заявленному способу работы турбороторного двигателя является способ эжекторного усиления тяги двигателя летательного аппарата, содержащий смешение эжектируемого газа из окружающей среды в камере смешения с выбросом смеси в окружающую среду в направлении движения летательного аппарата и изменение направления потока на противоположное в полом обтекателе, прикрепленном к кожуху двигателя, камере смешения и/или элементам конструкции аппарата (см. патент РФ 2344308, F02K 7/00 за 2006 г.).

Наиболее близким по технической сути к заявленному способу создания подъемной силы является способ, описанный в патенте на изобретение 2002671, B64C 29/00 за 1991 г.

Он состоит из формирования ускоренного потока текучей среды переменной интенсивности и направления его в сторону, противоположную движению над опорной поверхностью, при этом усиленный поток формируют из двух составляющих, интенсивность которых изменяют одновременно или дифференцированно и изменяют при этом направление вектора тяги.

III. РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Изобретения решают задачи внедрения единой технологии эксплуатации и производства летательных аппаратов для улучшения эксплуатационных возможностей авиатехники - электросамолетов с одновременным снижением затрат средств и времени в производстве с улучшением безопасности и комфортности авиаперевозок и полетов, с упрощением инфраструктуры для выполнения перевозок с многократным увеличением объема перевозок посредством уменьшения транспортных расходов времени и средств.

Суть изобретений состоит в том, что безаэродромный электросамолет, содержащий фюзеляж с кабиной и пассажирским салоном или грузовым отсеком, силовые установки с реверсом тяги на пилонах в передней части фюзеляжа, винтовентиляторы и расположенные в их воздушном потоке несущие поверхности, воздушно-стартовую установку и системы управления, топливную, кондиционирования и шасси с колесами тележек на пневматиках низкого давления, имеет установленные на передних боковых пилонах турбороторные двигатели, снабженные генераторными установками первого и второго винтов, соединенные электрической цепью с электрическими двигателями соответственно первого и второго винта винтовентилятора, установленного на переднем верхнем пилоне, а на фюзеляже установлены блоки фрагментных крыльев на пилонах, блоки на развилках концов верхних переднего и заднего пилонов посредством продольных балок или на кронштейнах, каждый турбороторный двигатель выполнен с бесстаторным компрессором, каждая обечайка винтовентиляторов имеет профилированную внутреннюю поверхность и снабжена верхним и нижним блоками несущих секторов, при этом турбороторные двигатели выполнены по четырехвальной схеме со ступенями турбины противоположного вращения, при этом на заднем конце фюзеляжа и на задних пилонах с помощью кронштейнов установлены шарнирно рули курса и тангажа с возможностью последовательного или одновременного отклонения каждого руля в свою сторону.

Безаэродромный электросамолет, у которого установленные на передних боковых пилонах турбороторные двигатели имеют муфты сцепления и генераторные установки первого и второго винтов, соединенные электрической цепью с электрическими двигателями соответственно первого и второго винта верхнего винтовентилятора, а блоки фрагментных крыльев боковых винтовентиляторов снабжены фрагментами крыла в зоне газовоздушного потока из сопла турбороторных двигателей с температурой его, близкой к температуре воздушной среды.

Безаэродромный электросамолет, содержащий фюзеляж с кабиной и пассажирским салоном или грузовым отсеком, силовые установки с реверсом тяги на пилонах в передней части фюзеляжа, винтовентиляторы и расположенные в их воздушном потоке несущие поверхности, воздушно-стартовую установку и системы управления, топливную, кондиционирования и шасси с колесами тележек на пневматиках низкого давления, фюзеляж его снабжен передними и задними верхними и боковыми пилонами с развилкой на конце каждого из них, в развилке переднего верхнего установлен турбороторный двигатель с генераторными установками, имеющими роторы на валах винтов винтовентилятора, а в развилках передних боковых - вентиляторы с приводом каждого от электрических двигателей, электрически соединенных с упомянутыми генераторными установками турбороторного двигателя с возможностью одновременного переключения на генераторную установку другого винта, на концах развилок пилонов закреплены соответствующие концы продольных балок, на каждой паре которых установлен блок фрагментных крыльев, секторных на верхней паре, а на боковых прямолинейные или размещены в них комплекты консольных фрагментов, при этом внутренний конец прямолинейных фрагментов блока боковых фрагментных крыльев размещен в продольном пазу фюзеляжа и средний из них, по крайней мере, соединен с силовым каркасом фюзеляжа.

Блок фрагментных крыльев, содержащий соединенные кронштейнами крепления их на фюзеляже комплекты секторных или прямолинейных фрагментов в каждом крыле, расположенных в воздушном потоке соответствующего винтовентилятора, при этом каждое фрагментное крыло имеет суммарную площадь несущих поверхностей, равную суммарной площади крыла и оперения самолета аналогичного класса, концы продольных балок с установленными на них комплектами фрагментных крыльев с секторными фрагментами закрепляют на переднем и заднем боковых пилонах, а продольных балок секторных фрагментов - на развилках концов верхних переднего и заднего пилонов, при этом высота блока фрагментных крыльев и расстояние между продольными балками равны диаметру обечайки соответствующего винтовентилятора, а кривизна несущих поверхностей каждого фрагмента, хорда его поперечного сечения определены с учетом скоростей воздушного потока винтовентилятора в месте установки фрагмента.

Турбороторный двигатель, содержащий винтовентилятор в обечайке, соединенной направляющим аппаратом с передней опорой и гондолой газогенератора, содержащего среднюю и заднюю опоры, камеру сгорания между компрессором и многоступенчатой турбиной, корпус которой соединен с соплом, имеет бесстаторный компрессор, передача крутящего момента от соответствующей ступени турбины винтам винтовентилятора и роторам компрессора осуществляется коаксиальными валами, а для встречного вращения их лопатки на венцах дисков турбины установлены с разворотом угла установки на 180 градусов, внутренние поверхности наружного ротора компрессора выполнены с конфузорно-диффузорными участками и соответствующими углу наклона диффузорных участков концами лопаток.

Турбороторный двигатель имеет первый вал двигателя, расположенный с наружной стороны блока валов и соединяющий наружный ротор с первой ступенью турбины и выполненный из заднего участка и переднего, расположенного в подшипнике передней опоры, второй вал - внутренний ротор со второй ступенью турбины, третий вал - первую ступень свободной турбины со вторым винтом винтовентилятора и внутренний четвертый вал - первый винт со второй и третьей ступенями свободной турбины.

Турбороторный двигатель, содержащий винтовентилятор в обечайке, соединенной направляющим аппаратом с передней опорой и гондолой газогенератора, среднюю и заднюю опору, камеру сгорания между компрессором и многоступенчатой турбиной, корпус которой соединен с соплом, установленные на передних боковых пилонах турбороторные двигатели имеют муфты сцепления и генераторные установки первого и второго винтов, соединенные электрической цепью с электрическими двигателями соответственно первого и второго винта верхнего винтовентилятора.

Турбороторный двигатель снабжен компрессором двухкаскадным и каждый каскад его выполнен роторным.

Турбороторный двигатель снабжен компрессором двухкаскадным комбинированным с роторным компрессором низкого давления и с направляющими аппаратами между лопаточных венцов поливенцовых рабочих колес компрессора высокого давления.

Турбороторный двигатель, у которого четвертый и третий валы, соединяющие винты винтовентиляторов с соответствующей ступенью турбины, снабжены дополнительными подшипниками в средней части каждого из них.

Бесстаторный полиступенчатый компрессор турбороторного двигателя, содержащий последовательно установленные ряды расположенных по окружности комплектов лопаток с чередованием рядов с радиально расходящимися концами лопаток с рядами сходящихся концов лопаток, имеет внутренний ротор с установленными на втором валу поливенцовыми дисками и проставками, а каждая секция наружного ротора имеет конфузорный участок для размещения замкового конца лопаток наружного ротора и диффузорный участок, расположенный против соответствующего лопаточного венца комплектов рабочих лопаток внутреннего ротора, при этом передняя и задняя по воздушному потоку секции наружного ротора имеют увеличенную длину на величину, достаточную для установки и крепления спрямляющих воздушный поток аппаратов, входного на передней и выходного на задней.

Обечайка винтовентилятора, содержащая входной кок, соединенный с внешней и внутренней оболочками, укрепленными на каркасе из набора нервюр, соединенных с направляющим аппаратом, укрепленным на пилоне, имеет обечайку с конфузорной внутренней поверхностью от входного торца до плоскости расположения передних кромок лопастей первого винта, плавно переходящую в диффузорную поверхность, сопряженную с цилиндрической на выходном конце, при этом верхний и нижний сектор обечайки снабжены блоком несущих секторов со щелевыми каналами между секторами блока.

Способ работы турбороторного двигателя, включающий разделение в вентиляторе воздушного потока на потоки первого и второго контура с ускорением потоков капотированием винтов винтовентивентилятора, сжатие воздуха первого контура в компрессоре, подвод топлива в камеру сгорания и сжигание его для образования ускоренного газовоздушного потока, отбор энергии его в турбине для вращения компрессора и винтов винтовентилятора от свободной турбины, воздушный поток второго контура ускоряют посредством взаимодействия радиально перемещающихся масс с диффузорной внутренней поверхностью обечайки и концами лопастей винтовентилятора, а первого контура - с диффузорной поверхностью наружного ротора и концов лопаток рабочих колес внутреннего с изменением направления их перемещения на осевое, при этом сжатие воздуха выполняют в компрессоре из двух совмещенных роторов встречного вращения с одновременным созданием подъемной силы потоком второго контура в обечайках и блоках фрагментных крыльев.

Способ создания подъемной силы электросамолета, по которому преобразуют энергию топлива в работу двигателя и в перемещение аппарата с взаимодействием несущих поверхностей с воздушной средой, обеспечивая начало взаимодействия создаваемого вентиляторами двигателей воздушного потока с несущими поверхностями с момента начала вращения винта и независимо от горизонтального перемещения электросамолета посредством последовательного взаимодействия воздушных потоков его с расположенными в этих потоках фрагментами, а для подъема на безопасную высоту с точки касания на стоянке при взлете с исключением горизонтального перемещения включением каждого реверса в режим зависания и/или торможения колес шасси с созданием подъемной силы в обечайках и блоках фрагментных крыльев, при опускании с безопасной высоты в режиме зависания на экстренно выбранную или плановую точку касания при посадке подъемную силу электросамолета создают посредством обдува вентиляторными воздушными потоками блоков несущих элементов обечаек и фрагментных крыльев, при наборе высоты с безопасной до высоты эшелона полета к подъемной силе фрагментных крыльев от вентиляторных потоков добавляется подъемная сила от скоростного взаимодействия с воздушной средой этих блоков фрагментных крыльев, а при планировании с эшелона к точке касания до безопасной высоты уменьшают подъемную силу от скоростного взаимодействия их с воздушной средой посредством включения рулей тангажа, курса и реверса в режим торможения с автоматической перекладкой створок в режим зависания пропорциональной уменьшению скорости планирования до зависания над точкой касания, а после зависания над точкой касания регулируют величину подъемной силы оборотами двигателей и соответственно скорость обтекания несущих систем вентиляторными потоками для управления скоростью вертикального перемещения к точке касания.

IV. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 изображен вид спереди на электросамолет с турбороторными двигателями на боковых пилонах и несущими поверхностями, на фиг.2 - вид сверху на него, на фиг.3 - вид спереди по стрелке А и на фиг.4 - вид сзади на него по стрелке Б.

На фиг.5 - схема расположения несущих секторов обечаек винтовентиляторов, на фиг.6 - сечение плоскостью C-C обечайки на фиг.5.

На фиг.7 - структурная схема турбороторного двигателя, на фиг.8 - фрагмент наружного и внутреннего роторов компрессора с входным и выходным спрямляющими аппаратами и на фиг.9 - развертка лопаточных венцов ступеней турбины. Реверс тяги условно не показан.

На фиг.10 - вид сверху на электросамолет с турбороторным двигателем на переднем пилоне и вентиляторами на боковых, с секторными несущими поверхностями на верхней паре продольных балок. Условно на верхней паре боковых балок показаны консольные несущие поверхности (фиг.11), а на нижней паре прямолинейные несущие поверхности укреплены стержнями на верхней и нижней балках (фиг.12).

На фиг.13, 14 и 15 изображены траектории полета электросамолета на различных этапах полета и условиях на маршруте: при наличии высотных сооружений на взлетном участке траектории полета, свободном от них и в экстремальном случае соответственно.

V. ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Электросамолет на фиг. 1, 2 состоит из фюзеляжа 1 с турбороторными двигателями 2 с установленными перед передними пилонами 3 обечайками 4 винтовентиляторов. На концах секторной части пилонов укреплены концы продольных балок 5, задние концы которых соединены с задними пилонами 6 соответствующей стороны. Турбороторные двигатели 2 имеют реверсы тяги с решетками 7, а на каждой паре балок 5 установлен блок из верхних 8 и нижних 9 фрагментных крыльев. На верхнем пилоне 10 установлен винтовентилятор 11, вал первого винта которого соединен с электродвигателем 12, а второй винт его - с электродвигателем 13. Обечайки 4 винтовентиляторов выполнены с блоками секторов несущих элементов верхним и нижним со щелевыми каналами 14 между элементами. Каждое фрагментное крыло блока 15 фрагментных крыльев установлено на фюзеляже посредством кронштейнов 16 или на продольных балках, соединенных с развилками верхних передних и задних пилонов (не показано) или на концах секторной части боковых пилонов. Компоновка блока фрагментных крыльев, установленных на кронштейнах, предпочтительна для широкофюзеляжных электросамолетов большой грузоподъемности, так как в сочетании с винтовентилятором на переднем верхнем пилоне число фрагментных крыльев практически не ограничено. Сочетание турбороторного двигателя с блоком фрагментных крыльев на боковых пилонах ограничивает грузоподъемность блока вследствие исключения установки фрагментов в передней и центральной зоне из-за высокой температуры струи из сопла.

На боковинах заднего конца фюзеляжа с помощью кронштейнов шарнирно установлены рули курса 17, а на верхней и нижней стороне торцев - рули тангажа 18. Боковые пилоны 3 вместо секторной части 19 (фиг.3) может выполняться с ложементом для мотогондолы, а верхний пилон 10 с развилкой на верхнем конце для присоединения на концах развилок передних и задних концов продольных балок. Условно не показаны рули курса и тангажа на задних пилонах 6 (фиг.4) и генераторные установки с муфтами сцепления валов третьего и четвертого.

Элементы 20 блоков верхнего и нижнего секторов обечайки 4 на фиг.5, 6 выполнены с несущими поверхностями, рассчитанными на произвольные скорости воздушного потока, входящего в двигатель на основных режимах работы двигателей на взлете и в полете электросамолета.

Турбороторный двигатель на фиг.7 состоит из винтовентилятора 4 и газогенератора, выполненного из бесстаторного компрессора 21, камеры сгорания 22 и пятиступенчатой турбины.

Первый винт 23 винтовентилятора соединен внутренним четвертым валом 24 со ступенями 25, 26 турбины и имеет подшипники 27 в средней части. Второй винт 28 соединен третьим валом 29 с первой ступенью 30 свободной турбины и имеет один подшипник 31 в середине. На втором вале 32 установлены диски 33 внутреннего ротора и с каждым диском 33 соединены лопаточные венцы предстоящей 34 и последующей 35 ступеней внутреннего ротора компрессора. Каждый дополнительный лопаточный венец 34 и 35 выполнен или соединен с проставкой 37 (фиг.8).

Наружный ротор выполнен из кольцевых секций, каждая из которых имеет конфузорный участок 38 для расположения лопаточного набора и диффузорный участок 39 для взаимодействия с радиально перемещаемой частью воздушного потока. Длина передней 40 и задней 41 секции увеличена на величину, достаточную для установки и закрепления спрямляющих аппаратов 42, 43. Нижние концы лопаток этих аппаратов соединены соответственно с передним 44 и задним 45 участком первого наружного вала 44 наружного ротора (фиг.8).

Для противоположного направления вращения каждой ступени лопаточные венцы имеют лопатки, установленные с разворотом на 180 градусов (фиг.9): лопатки на дисках турбин в ступенях 2, 4 и 5 установлены с углом, увеличенным на 180 градусов относительно угла установки их на венцах ступеней 1 и 3.

Работает турбороторный двигатель «Максинио» следующим образом.

С начала вращения винтов 23, 28 двигателей 2 и/или винтовентиляторов 11 их воздействие на воздушную среду создает воздушный поток и на выходе из обечайки и на входе в нее. При этом входящий в нее поток разделяется на потоки первого и второго контуров. В турбореактивных двигателях любой известной компоновки оба потока преобразуются в направленную горизонтально тягу. И тяга самолета, стоящего перед стояночными колодками, и подъемная сила его равны нулю, так как поперечно расположенное крыло его не обдувается потоком от винта. Подъемная сила появляется с началом горизонтального перемещения самолета и на малых безопасных для аппарата и грузов его скоростях она остается недостаточной для полета, т.е. она гораздо меньше взлетного веса аппарата. Достаточной для взлета она становится только на предельно высоких скоростях, опасных для аппарата и окружающей среды, а обеспечить ее самолетные компоновки могут только на максимальных режимах работы двигателя одного или четырех у лайнеров. Естественно, привыкнуть к таким децибелам практически невозможно и недопустимо. И избавление от них разработчики самолетов не нашли за более столетнее их производство и эксплуатацию. И столь же рьяно продолжается отмеченное неиспользование избыточного ресурса - воздушного потока, входящего в первый и второй контур известных двигателей. В компрессоре первого контура воздушный поток сжимается с чередованием передачи энергии от рабочих лопаток потоку и потерей части ее в каждом направляющем аппарате. Но эти потери не столь очевидны, как обреченность самолетной компоновки на опосредственное управление подъемной силой посредством регулирования горизонтальной скорости.

Отличием способа работы заявленного турбороторного двигателя от способа работы известных турбореактивных в том, что и входящий в винтовентилятор воздушный поток и выходящий из него создает подъемную силу, не связанную с горизонтальной скоростью и регулируемую посредством регулирования оборотов двигателей или винтовентиляторов на всем диапазоне скоростей полетных, взлетных и посадочных.

Входящий в конфузорную часть обечайки воздушный поток входит в щели 14 (фиг.6) блока несущих элементов 20. Обдувая элементы по щелям между ними, этот поток создает подъемную силу на каждом из них, которая суммируется в секторах и обечайках в часть общей подъемной силы электросамолета.

Прошедший через обечайку и получивший ускорение от винтов поток, обдувая последовательно каждый фрагмент блока 8, 9 или 15 фрагментных крыльев, создает подъемную силу на каждом из них. Так как суммарная площадь каждого фрагментного крыла равна сумме несущих поверхностей поперечно расположенных самолетного крыла и хвостового оперения, общая суммарная площадь блоков 15 фрагментного крыла превышает площадь несущих поверхностей самолета аналогичного класса в число раз, равное числу фрагментных крыльев электросамолета. В изображенной на фиг.1 компоновке оно равно минимум 8 и соответственно при самолетной скорости обдува их подъемная сила электросамолета будет в 8 раз больше. А скорость потока от винтов, а тем более струи из сопла, многократно превышают полетную скорость самолета. А значит, итоговая подъемная сила его превысит в 9-10 раз силу аналогичного по характеристикам самолета даже без учета силы обечаек винтовентиляторов. А существенное улучшение преобразования воздушного потока в первом контуре дополнительно увеличивает итоговую подъемную силу электросамолета.

Исключение направляющих аппаратов из конструкции роторов компрессора не только уменьшает длину двигателя почти на метр и значительно вес его. После прохождения потока первого контура через спрямляющий аппарат 42 (фиг.8) на него последовательно воздействуют рабочие лопатки внутреннего ротора, установленные на венцах дисков 33, 34 и 35. Радиально отбрасываемые этими лопатками к диффузорным участкам 39 воздушные массы получают от них осевое перемещение. Сразу же после поучения энергии от лопаток ступеней внутреннего ротора на поток воздействуют лопатки встречно движущихся лопаток наружного ротора, установленных на конфузорных участках 38 каждой ступени его. Внутренние концы лопаток этого ротора имеют меньшие окружные скорости и к тому же центробежные силы направлены к корневым концам ступени и профилирование проставок 37 не целесообразно. Тем не менее, эффективность встречного воздействия лопаток на поток значительно увеличивает эффективность бесстаторного компрессора 21 в сжатии воздуха. Расположение лопаток на дисках турбины первой 45 и третьей ступеней 30 (фиг.9) обеспечивает их вращение по часовой стрелке, а второй 36, четвертой 25 и пятой 26 ступеней против часовой стрелки.

Можно предположить, что эффективность встречной передачи энергии в бесстаторном компрессоре 21 от лопаток его воздушному потоку увеличится настолько, что в девяти ступенях роторного компрессора степень сжатия может достичь до 12-14 атмосфер вместо 10,8 в двухкаскадном с четырнадцатью ступенями.

А увеличение степени сжатия на выходе из спрямляющего аппарата 43 компрессора перед камерой сгорания 22 увеличивает кинетическую энергию газовоздушного потока из камеры и соответственно крутящий момент на каждой ступени турбины. Следствием этого есть увеличение скорости потока первого и второго контуров и соответственно подъемной силы и тяги электросамолета. Фюзеляж электросамолета на фиг.10, 11 и 12 снабжен передними пилонами 48 с развилками конца, в которых установлены турбороторный двигатель 4 с генераторными установками винтовентиляторов на верхнем и вентиляторы 49 с электродвигателем 50 на валу вентиляторов на боковых пилонах. Блок секторных фрагментных крыльев 15 установлен на продольных балках 5, концы которых соединены с концами развилок верхних переднего 48 и заднего пилонов 6.

Генераторные установки винтовентилятора турбороторного двигателя (не показаны) электрически соединены с электрическими двигателями 50 с возможностью одновременного взаимного переключения их. Оптимальной компоновкой электросамолета является компоновка с набором консольных прямолинейных фрагментов 51 (фиг.10, 11). Для менее скоростных электросамолетов местных авиалиний приемлема компоновка с блоком прямолинейных фрагментов 52, установленных на продольных балках посредством стержней 53 (фиг.10, 12).

Эксплуатируют электросамолет, регулируя подъемную силу оборотами двигателя на всех этапах полета с отрывом его от точки касания на стоянке или опусканием на экстренно выбранную или плановую точку касания.

Обеспечение возможности создания подъемной силы без горизонтального перемещения, многократное увеличение суммарной площади несущих поверхностей с исключением использования для взлета взлетного режима двигателей, исключением влияния человеческого фактора на безопасность авиаперевозок и полетов существенно увеличивают возможности перевозчиков и обеспечивают конкурентоспособность единой технологии эксплуатации и производства транспортных средств.

Возможность создания и регулирования подъемной силы оборотами двигателей обеспечивает использование для начала полетов и его завершения любые свободные от строений площадки населенных пунктов - площади, скверы, перекрестки, пустыри, участки улиц, а также хоздворы предприятий и крыши производственных и жилых зданий, стадионы и прочие спортивные сооружения, берега и акватории рек и водоемов.

Эксплуатируют электросамолет следующим образом.

Пример 1

Начало полета полностью загруженного электросамолета требует максимальной подъемной силы. Затормозив его стояночными колодками или тормозами колес, запускают турбороторный двигатель 2 и включают электрические двигатели 12, 13 винтовентилятора 11. С первыми оборотами винтов воздушные потоки от их лопастей создают постепенно увеличивающуюся подъемную силу по мере выхода двигателя на обороты малого газа. В зависимости от типа пространства, в котором предстоит взлетать электросамолету, пилот определяет технику пилотирования для управления подъемной силой. Если на траектории предстоящего горизонтального перемещения имеются высотные препятствия (фиг.13 - вышки линии электропередач, связи, трубы предприятий и т.п.), пилот включает реверс тяги и увеличивает обороты двигателей и/или вентиляторов до таких, на которых подъемная сила блока 15 фрагментных крыльев превысит взлетный вес электросамолета и оторвет его колеса от точки касания на стоянке. Так как многократно увеличенная суммарная площадь блоков 8, 9 и 15 фрагментных крыльев обеспечивает отрыв электросамолета от стоянки на оборотах 0,3-0,4 номинальных, отклоненная тяга реверсом будет незначительная и, соответственно, скорость перемещения назад - она будет не больше пешеходно-шаговой. Эта скорость обеспечивает набор высоты со смещением назад с полным контролем процесса до набора безопасной высоты (lобр). На ней реверс выключают и электросамолет начинает набор горизонтальной скорости с набором высоты. До выхода на безопасную высоту он «всплывает» с увеличением горизонтальной скорости до такой, на которой становятся эффективными аэродинамические рули курса 17 и тангажа 18. После этого пилот переводит электросамолет в режим кабрирования на оборотах, достаточных для выполнения полетного задания или выхода на эшелон полета. А так как в полете на эшелоне подъемная сила создается вентиляторным обдувом блоков 8, 9 и 15 фрагментных крыльев и обечаек 4 винтовентиляторов 11, к которой добавляется их подъемная сила от скоростного взаимодействия с атмосферой, крейсерский режим электросамолетов на оборотах двигателей ниже крейсерского режима самолета аналогичного класса. При этом обеспечивается существенное увеличение ресурса двигателей и экономичности авиаперевозок.

При приближении к месту назначения электросамолет планирует с высоты эшелона до безопасной высоты в направлении к плановой точке касания. В определенной предыдущими полетами или опытом пилота точке траектории полета на безопасной высоте включают реверс тяги, рули курса 17, тангажа 18 в режим торможения, только реверс или только рули из расчета уменьшения скорости электросамолета до зависания над очередной точкой касания. После зависания оборотами двигателей регулируют скорость вертикального опускания на точку касания с кратковременным увеличением оборотов для обеспечения мягкого касания со скоростью 0,3-0,15 м/сек.

Пример 2

Создание стартовой подъемной силы, регулируемой оборотами двигателей, выполняют описанным в примере 1 образом. При отсутствии на направлении горизонтального перемещения высотных препятствий после отрыва электросамолета от точки касания на стоянке он одновременно набирает безопасную высоту полета и скорость горизонтального перемещения. На этой высоте обороты двигателей увеличивают для достижения высоты и скорости, требуемой для продолжения полета по запланированному маршруту. В конце полета или приближения к плановой точке касания планирование электросамолет выполняет с рулями курса 17 и тангажа 18 в режиме торможения. Пилот выбирает момент начала планирования из расчета скоростей горизонтального приближения к точке касания и снижения высоты, при этом с полным контролем процесса по фактическому приближению и снижению. При заметном отклонении снижения или приближения включают кратковременно реверс тяги в режим торможения. А при замедлении одного из этих параметров корректируют посадку, выключая рули из режима торможения (фиг.14).

Пример 3

Начало полета выполняют описанным в примерах 1 и 2 образом.

При возникновении экстремальной ситуации в полете пилот определяет, относится ли она к нештатной или аварийной. При аварийной он экстренно устраняет опасные параметры полета - высоту и горизонтальную скорость. Для этого включает реверс тяги, рули курса 17 и тангажа 18 в режим торможения и переводит электросамолет в крутое планирование до безопасной высоты и одновременно при этом выбирает точку вынужденного касания. На безопасной высоте, продолжая приближение к выбранной точке касания, контролирует переход полета в режим зависания над выбранной точкой касания. А после зависания пилот регулирует опускание на точку касания оборотами двигателя(ей) до мягкого касания. После касания экипаж определяет степень сложности отказа в работе систем электросамолета и при возможности исправляет неисправность или вызывает специалистов с оборудованием для устранения отказа. А после устранения неисправности завершает полет на базу или по маршруту (фиг.15).

Вариант Баэс с турбороторным двигателем на переднем верхнем пилоне 10 имеет лучшие возможности обеспечения максимальной грузоподъемности при минимальной энерговооруженности.

Отличием этого электросамолета от описанного, кроме расположения ТротД, является выполнение генераторных установок с роторами на валах винтов винтовентиляторов этого ТротД, а в развилках передних боковых пилонов 48 установлены винтовентиляторы 49 с электродвигателями 50. Электрические цепи от генераторных установок к электродвигателям боковых винтовентиляторов выполнены с возможностью одновременного переключения генераторной установки одного винта на установку другого винта. Несущие поверхности выполнены из секторных несущих поверхностей 15 на верхней паре продольных балок и прямолинейных 52 или консольных 51 несущих поверхностей на боковых.

Аналогичность технических результатов описанных вариантов Баэс однозначно следует из аналогичных совокупностей признаков их конструкций и функций:

- преобразование механической энергии ТротД в электрическую энергию для преобразования которой в кинетическую энергию воздушных потоков, создающих подъемную силу, не связанную с горизонтальной скоростью;

- продольное расположение несущих поверхностей.

ТротД с передачей вращения от ступеней турбины винтам 23, 28 винтовентилятора и роторам компрессора и встречным вращением посредством валов и лопаток турбины, установленных на каждой последующей ступени турбины 45, 30 и на последней паре дисков с разворотом на 180 градусов (фиг.9).

VI. ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Описанные в данной заявке и заявках 2010100721, 2010119884 компоновки летательных аппаратов и способы их эксплуатации иллюстрируют лишь часть технического результата и преимуществ единой технологии эксплуатации и производства летательных аппаратов - электросамолетов. И хотя даже этих преимуществ - гарантированной безопасности электросамолетных безаэродромных авиаперевозок и полетов со снижением затрат на производство и эксплуатацию, со снижением номенклатуры аппаратов и в промышленности, и в эксплуатации - достаточно для доказательства промышленной применимости ЕТЭПЛА.

В ЕТЭПЛА весьма существенным фактором является увеличенная на порядок грузоподъемность по сравнению с самолетной компоновкой. А так как это увеличение грузоподъемности электросамолетной компоновки возможно с одновременным уменьшением в 2-4 раза энерговооруженности электросамолета, то для любого производителя самолетов и вертолетов, тем более интерес к производству этих дорогих в производстве, неэкономичных и опасных в эксплуатации аппаратов пропадет сам собой. И для перевозчиков неограниченные возможности в объемах перевозок с невозможной для самолетов комфортностью тоже исключают какой-либо выбор между ЕТЭПЛА и самолето-вертолетной технологией. Это следует и из того, что площадками для взлета и посадки электросамолетов могут использоваться площади по всему городу: перекрестки улиц и скверы или специально выделенные площадки на пустырях, равномерно расположенные по периферии городов, окраины сел.

Сочетание в компоновке электросамолета комбинированных крыльев в вентиляторном потоке обеспечивает многократное увеличение суммарной несущей площади, что в свою очередь обеспечивает подъемную силу, большую взлетного веса электросамолета, уже на оборотах двигателей ниже номинального режима работы двигателей. А это сразу снимает две проблемы самолетной технологии: отсутствие в эксплуатации взлетных децибел, как и необходимости в выделении и обустройстве огромных площадей загородных аэродромов с ВПП, рулежными дорожками и светотехническим оборудованием на них.

Самолетные компоновки дальнемагистрального класса ТУ-154, БОИНГ ЭРБ АС не мыслимы без четырех двигателей на несущей плоскости. В электросамолетных компоновках их грузоподъемность может обеспечить один двигатель. По правилам безопасности придется ставить два двигателя в электросамолетной компоновке. Соответственно, при весе одного двигателя этого класса около 2500 кг снижение веса электросамолета за счет уменьшения числа двигателей с четырех на два составит 2500×2×4=20000 кг. К этому техническому эффекту в заявляемой электросамолетной компоновке вес каждого из двух двигателей уменьшается на вес шести-девяти дисков компрессора. Соответственно, вес электросамолета на 50×9×4=1800 кг. В сумме облегчение электросамолета составит 20000+1800=21800 кг, соответственно, на эту величину возрастет грузоподъемность электросамолетной компоновки.

А так как электросамолетная технология прекрасно вписывается в инфраструктуру мегаполисов, ЕТЭПЛА превращает в реальность реализацию считавшегося ранее недостижимым принципа авиаперевозок «от подъезда до подъезда». Что означает экономию транспортных расходов и времени и, соответственно, увеличение потребителей услуг авиаперевозчиков.

Таким образом, многократно подтвержденная промышленная применимость ЕТЭПЛА в авиастроении и перевозках, а также аналогичные возможности ее применения в двигателестроении, автостроении и перевозках, судостроении и возможно в железнодорожных перевозках безусловно предопределяют перевод этих отраслей на ЕТЭПЛА.

Claims (14)

1. Безаэродромный электросамолет, содержащий фюзеляж (1) с кабиной и пассажирским или грузовым отсеком, с пилонами (3) в передней части фюзеляжа и винтовентиляторами в обечайках (2), несущие поверхности и системы управления, топливную, кондиционирования и шасси с колесами тележек на пневматиках низкого давления, отличающийся тем, что установленные на передних боковых пилонах (3) турбороторные двигатели (4) имеют генераторные установки первого и второго винтов, соединенные электрической цепью с электрическими двигателями (12, 13) соответственно первого (23) и второго (28) винтов винтовентилятора (11), установленного на переднем верхнем пилоне (10), а на боковых переднем (3) и заднем (6) пилонах, балках (5) фюзеляжа установлены несущие плоскости верхнего ряда (8) и нижнего ряда (9), несущие плоскости (15) на развилках концов верхних передних (10) и задних пилонов с продольными балками или кронштейнами (16), каждый турбороторный двигатель (4) выполнен с совмещенными роторами противоположного вращения компрессора (21), каждая обечайка (2, 14) винтовентилятора снабжена несущими поверхностями (18, 19) верхнего и нижнего секторов (20) обечайки, при этом турбороторные двигатели выполнены по четырехвальной схеме со ступенями турбины противоположного вращения, а на заднем конце фюзеляжа и на задних пилонах (6) с помощью кронштейнов установлены шарнирно рули курса (17) и тангажа (18) с возможностью последовательного или одновременного отклонения каждого руля в свою сторону.

2. Безаэродромный электросамолет по п.1, отличающийся тем, что установленные на передних боковых пилонах (3) турбороторные двигатели (4) имеют муфты сцепления с генераторными установками первого и второго винтов, соединенные с электрическими двигателями (12, 13) соответственно первого (23) винта и второго винта (28) верхнего винтовентилятора (11), а ряды несущих плоскостей (8, 9) боковых стенок имеют несущие плоскости в зоне газовоздушного потока из сопла турбороторных двигателей с температурой его, близкой к температуре воздушной среды.

3. Безаэродромный электросамолет, содержащий фюзеляж (1) с кабиной и пассажирским или грузовым отсеком, с пилонами (3) в передней части фюзеляжа и винтовентиляторами (2), несущие поверхности и системы управления, топливную, кондиционирования и шасси с колесами тележек на пневматиках низкого давления, отличающийся тем, что фюзеляж его снабжен верхними и боковыми пилонами с развилкой на конце каждого из них, в развилке переднего верхнего (10) установлен турбороторный двигатель (4) с генераторными установками, имеющими роторы на валах винтов винтовентилятора, а в развилках передних боковых (48) - вентиляторы (49) с приводом каждого из них от электрических двигателей (50), электрически соединенных с упомянутыми генераторными установками турбороторного двигателя с возможностью одновременного переключения на генераторные установки другого винта, на концах развилок пилонов закреплены соответствующие концы продольных балок (5), на каждой паре которых установлены несущие плоскости, секторные (15) - на верхней паре, а на боковых - прямолинейные (52) или размещены в них комплекты консольных несущих плоскостей (51), при этом внутренний конец каждой несущей плоскости размещен в продольном пазу фюзеляжа и средний из них, по крайней мере, соединен с силовым каркасом его.

4. Несущее устройство безаэродромного электросамолета, содержащее набор несущих плоскостей, расположенных друг над другом и соединенных связями в систему и с фюзеляжем для создания подъемной силы, большей взлетного веса электросамолета взаимодействием с воздушной средой, отличающееся тем, что концы продольных балок (5) с установленными на них несущими плоскостями (8, 9) с секторными участками закрепляют на переднем (3) и заднем (6) боковых пилонах, а продольных балок секторных несущих плоскостей (15) - на развилках концов верхних переднего (10) и заднего пилонов, при этом высота кронштейнов (16) каркаса и расстояние между продольными балками (5) равны диаметру обечайки соответствующего винтовентилятора, а суммарная подъемная сила несущих плоскостей каждого несущего устройства на верхней стенке, а также устройств на каждой боковой стенке больше взлетного веса электросамолета.

5. Турбороторный двигатель, содержащий винтовентилятор в обечайке, соединенной направляющим аппаратом с передней опорой и гондолой газогенератора, содержащего среднюю и заднюю опоры, камеру сгорания между компрессором и многоступенчатой турбиной, корпус которой соединен с соплом, отличающийся тем, что передача крутящего момента от соответствующей ступени турбины винтам (23, 28) винтовентилятора и роторам компрессора осуществляется коаксиальными валами, а для встречного вращения роторов лопатки на венцах дисков турбины установлены с разворотом установки на 180°, внутренние поверхности канала наружного ротора компрессора выполнены с конфузорно-диффузорными участками и соответствующими углу наклона диффузорных участков концами лопаток.

6. Турбороторный двигатель по п.5, отличающийся тем, что первый вал двигателя, расположенный с наружной стороны блока валов и соединяющий наружный ротор с первой ступенью (45) турбины, выполнен из заднего участка (44) и переднего, расположенного под подшипником в передней опоре, второй вал (32) - внутренний ротор со второй ступенью (36) турбины, третий вал (29) - первую ступень (30) свободной турбины со вторым винтом (28) винтовентилятора и внутренний четвертый вал (24) - первый винт (23) со второй (25) и третьей (26) ступенями свободной турбины.

7. Турбороторный двигатель по п.5, отличающийся тем, что компрессор его выполнен двухкаскадным и каждый каскад его выполнен с совмещенными роторами противоположного вращения.

8. Турбороторный двигатель по п.5, отличающийся тем, что компрессор его выполнен двухкаскадным комбинированным с компрессором низкого давления с направляющими аппаратами между лопаточных венцов многозвенных рабочих колес компрессора высокого давления.

9. Турбороторный двигатель по п.5, отличающийся тем, что четвертый (24) и третий (29) валы, соединяющие винты винтовентиляторов с соответствующей ступенью турбины, снабжены дополнительными подшипниками (27, 31) в средней части каждого из них.

10. Турбороторный двигатель, содержащий винтовентилятор в обечайке, соединенной направляющим аппаратом с передней опорой и гондолой газогенератора, содержащего среднюю и заднюю опоры, камеру сгорания между компрессором и многоступенчатой турбиной, корпус которой соединен с соплом, отличающийся тем, что передача крутящего момента от соответствующей ступени турбины винтам (23, 28) винтовентилятора и роторам компрессора осуществляется коаксиальными валами, а для встречного вращения роторов лопатки на венцах дисков турбины установлены с разворотом установки на 180°, внутренние поверхности канала наружного ротора компрессора выполнены с конфузорно-диффузорными участками и соответствующими углу наклона диффузорных участков концами лопаток.

11. Полиступенчатый компрессор турбороторного двигателя, содержащий последовательно установленные ряды расположенных по окружности комплектов лопаток и чередованием рядов с радиально расходящимися концами лопаток с рядами сходящихся концов лопаток, отличающийся тем, что он выполнен со смещенными роторами встречного вращения, для чего внутренний его ротор выполнен с установленными на втором валу (32) поливенцовыми дисками (33) и проставками (37), а каждая секция наружного ротора имеет конфузорный участок (38) для размещения замкового конца лопаток наружного ротора и диффузорный участок (39), расположенный против соответствующего лопаточного венца комплектов рабочих лопаток внутреннего ротора, при этом передняя (40) и задняя (41) по воздушному потоку секции наружного ротора имеют увеличенную длину на величину, достаточную для установки и крепления спрямляющих воздушный поток аппаратов, входного (42) на передней и выходного (43) на задней.

12. Обечайка винтовентилятора, содержащая входное направляющее устройство, концы радиальных направляющих стоек которого соединены с внешней и внутренней оболочками на периферии и опорой с коком в центре, оболочки укреплены на каркасе из набора нервюр, соединенных с направляющим аппаратом, укрепленным на пилоне, отличающаяся тем, что обечайка выполнена с конфузорной внутренней поверхностью (46) от входного торца до плоскости расположения передних кромок лопастей первого винта, плавно переходящую в диффузорную поверхность (47), сопряженную с цилиндрической на выходном конце, при этом верхний и нижний сектора обечайки снабжены несущими поверхностями со щелевыми каналами (14).

13. Способ работы турбороторного двигателя, включающий разделение в вентиляторе воздушного потока на потоки первого и второго контуров с ускорением потоков винтами винтовентивентиляторов, сжатие воздуха первого контура в компрессоре (21), подвод топлива в камеру сгорания и сжигание его для образования ускоренного воздушного потока, отбор энергии его в турбине для вращения компрессора и винтов винтовентилятора от свободной турбины, отличающийся тем, что воздушный поток второго контура посредством взаимодействия радиально перемещающихся масс воздушного потока с диффузорной внутренней поверхностью (47) обечайки и концами лопастей винтовентилятора, а первого контура - диффузорной поверхностью (39) секций наружного ротора и концов лопаток рабочих колес внутреннего с изменением направления их перемещения на осевое, при этом сжатие воздуха выполняют в компрессоре из двух совмещенных роторов встречного вращения с одновременным созданием подъемной силы потоком второго контура в обечайках и несущих устройствах.

14. Способ создания подъемной силы электросамолета, содержащий формирование ускоренных воздушных потоков переменной интенсивности, направленных в сторону, противоположную направлению движения электросамолета, и регулирование интенсивности этих потоков, отличающийся тем, что обеспечивают начало взаимодействия создаваемых вентиляторами воздушных потоков с несущими поверхностями с момента начала вращения винта и независимо от горизонтального перемещения электросамолета посредством последовательного взаимодействия воздушных потоков с несущими плоскостями для подъема на безопасную высоту с точки касания на стоянке при взлете или опускании с безопасной высоты на экстренно выбранную или плановую точку касания с исключением горизонтального перемещения, для чего подъемную силу создают посредством обдува несущих плоскостей (8, 9 или 15), а при наборе с безопасной высоты до высоты эшелона полета к подъемной силе упомянутых несущих плоскостей от вентиляторных потоков добавляется подъемная сила от скоростного взаимодействия с воздушной средой, а при планировании с высоты эшелона до безопасной, экстренного или штатного, уменьшают подъемную силу от скоростного взаимодействия несущих устройств с воздушной средой посредством включения рулей курса (17) и тангажа (18) в режим торможения, изменения тяги двигателей на обратную и уменьшают обороты их, а скорость полета уменьшают до зависания над точкой касания и после зависания над точкой касания регулируют подъемную силу оборотами двигателей и скоростью вентиляторных потоков для управления скоростью вертикального перемещения к точке касания.

Images