RU2462394C2 - Vertical take-off and landing aircraft - Google Patents

Vertical take-off and landing aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2462394C2
RU2462394C2 RU2010147884/11A RU2010147884A RU2462394C2 RU 2462394 C2 RU2462394 C2 RU 2462394C2 RU 2010147884/11 A RU2010147884/11 A RU 2010147884/11A RU 2010147884 A RU2010147884 A RU 2010147884A RU 2462394 C2 RU2462394 C2 RU 2462394C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
peripheral part
aircraft
jet
fuselage
Prior art date
Application number
RU2010147884/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010147884A (en
Inventor
Леонид Сергеевич Пономарев (RU)
Леонид Сергеевич Пономарев
Original Assignee
Леонид Сергеевич Пономарев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Леонид Сергеевич Пономарев filed Critical Леонид Сергеевич Пономарев
Priority to RU2010147884/11A priority Critical patent/RU2462394C2/en
Publication of RU2010147884A publication Critical patent/RU2010147884A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2462394C2 publication Critical patent/RU2462394C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to VTOL aircraft. VTOL aircraft comprises fuselage 1, compressed air source and gas-jet nozzles 3. Note here that fuselage top surface comprises central part 4 and peripheral part 5 located along fuselage outline. Aircraft central part 4 is arranged above peripheral part 5. Gas-jet nozzles 3 are arranged under central part 4 above peripheral part 5 and directed at negative angle to horizontal plane toward peripheral part 5. The latter is trimmed along gas-jet nozzle jet lengthwise contour.
EFFECT: higher operating performances.
4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к воздушным транспортным средствам вертикального взлета и посадки и предназначено для транспортировки пассажиров и грузов по воздуху.The invention relates to air vehicles of vertical take-off and landing, and is intended for the transport of passengers and goods by air.

Уровень техникиState of the art

Известны летательные аппараты вертикального взлета и посадки, содержащие фюзеляж, источник сжатого газа и газоструйные сопла, причем верхняя поверхность фюзеляжа включает центральную и периферийную по контору фюзеляжа части так, что центральная часть расположена выше периферийной а газоструйные сопла расположены под центральной частью выше периферийной части под отрицательным углом к горизонтальной плоскости и направлены в сторону периферийной части (SU 835023 A1, 23.06.1992, Аксенов Ю.В.; RU 2151717 C1, 27.06.2000, Безруков Ю.И.; RU 86560 U1, 10.09.2009, Тытаренко О.Л.; RU 2008108373 A, 10.09.2009, Пикулев Н.М.; RU 2374133 C1, 27.11.2009, Ковальчук В.А.). Общими существенными признаками известных и заявляемого летательных аппаратов является наличие фюзеляжа, источника сжатого газа и газоструйных сопел.Aircraft of vertical take-off and landing are known, containing a fuselage, a source of compressed gas and gas-jet nozzles, the upper surface of the fuselage including a central and peripheral parts along the fuselage branch so that the central part is located above the peripheral and gas-jet nozzles are located under the central part above the peripheral part under the negative angle to the horizontal plane and directed towards the peripheral part (SU 835023 A1, 06.23.1992, Aksenov Yu.V .; RU 2151717 C1, 06.27.2000, Bezrukov Yu.I .; RU 86560 U1, 09/10/2009, Tytarenko O. L. ; RU 2008108373 A, 09/10/2009, Pikulev N.M .; RU 2374133 C1, 11/27/2009, Kovalchuk V.A.). Common essential features of the known and claimed aircraft are the presence of the fuselage, a source of compressed gas and gas-jet nozzles.

Наиболее близким к изобретению аналогом является аппарат для передвижения в текучей среде согласно патенту RU 2374133 C1 от 27.11.2009 (Ковальчук В.А.). Этот аналог выбран в качестве прототипа. При работе летательного аппарата согласно прототипу эффективность эжектирующего действия газовой струи снижается при движении вдоль дугообразного профиля периферийной части верхней поверхности летательного аппарата по причине увеличения расстояния от струи до верхней поверхности при подаче струи согласно прототипу по касательной к дуге профиля. Это обстоятельство уменьшает подъемную силу, что и является недостатком прототипа.The closest analogue to the invention is an apparatus for movement in a fluid medium according to patent RU 2374133 C1 of 11.27.2009 (Kovalchuk V.A.). This analogue is selected as a prototype. During the operation of the aircraft according to the prototype, the efficiency of the ejection action of the gas jet decreases when moving along the arcuate profile of the peripheral part of the upper surface of the aircraft due to an increase in the distance from the jet to the upper surface when the jet is fed according to the prototype tangentially to the arc of the profile. This fact reduces the lifting force, which is the disadvantage of the prototype.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования летательного аппарата вертикального взлета и посадки, в котором путем изменения конструкции аппарата обеспечивается возможность устранения указанного недостатка прототипа, за счет чего достигается технический результат: повышение надежности и улучшение эксплуатационных характеристик летательного аппарата.The basis of the invention is the task of improving the aircraft of vertical take-off and landing, in which by changing the design of the device it is possible to eliminate this drawback of the prototype, due to which the technical result is achieved: improving reliability and improving the operational characteristics of the aircraft.

Поставленная задача решается тем, что периферийная часть профилирована по продольному контуру струи газоструйного сопла.The problem is solved in that the peripheral part is profiled along the longitudinal contour of the jet of a gas-jet nozzle.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.Between the totality of the essential features of the claimed invention and the achieved technical result there is the following causal relationship.

Для одинаково эффективного эжектирования пространства над периферийной частью на всем пути движения над ней струи эжектирующего газа необходимо, чтобы на всем этом пути расстояние от продольного контура струи до поверхности периферийной части было одинаковым. Чем меньше это расстояние, тем больше абсолютная эффективность эжектирования (больше глубина снижения статического давления над периферийной частью, а значит, больше подъемная сила). Для повышения удельной эффективности эжектирующего газа (уменьшения массового расхода газа) следует увеличивать его температуру, например, до температуры продуктов сгорания горючего и окислителя в газогенераторе. При этом расстояние от продольного контура струи до поверхности периферийной части должно быть достаточно большим, чтобы исключить недопустимое увеличение конвективной составляющей теплового потока от струи к поверхности для предотвращения прогара поверхности. Совместным решении указанных задач устанавливают профиль периферийной части в зависимости от назначения летательного аппарата. Для летательных аппаратов, предназначенных для стратосферных полетов, приоритетной является абсолютная эффективность эжектирования и температуру газогенераторного газа уменьшают до достаточного уровня. Для летательных аппаратов, предназначенных для тропосферных полетов, приоритетной является удельная эффективность эжектирования. Профилирование периферийной части по продольному контуру струи газоструйного сопла обеспечивает эффективное эжектирующее действие струи на пути движения ее над периферийной частью, что надежно обеспечивает увеличение подъемной силы, повышает надежность и улучшает эксплуатационные характеристики летательного аппарата.For equally effective ejection of the space above the peripheral part along the entire path of movement of the jet of ejecting gas over it, it is necessary that along this path the distance from the longitudinal contour of the jet to the surface of the peripheral part be the same. The smaller this distance, the greater the absolute ejection efficiency (the greater the depth of reduction of static pressure over the peripheral part, which means more lift). To increase the specific efficiency of the ejection gas (to reduce the mass flow of gas), its temperature should be increased, for example, to the temperature of the products of combustion of fuel and oxidizer in the gas generator. The distance from the longitudinal contour of the jet to the surface of the peripheral part should be large enough to exclude an unacceptable increase in the convective component of the heat flux from the jet to the surface to prevent burnout of the surface. By jointly solving these problems, they establish the profile of the peripheral part, depending on the purpose of the aircraft. For aircraft intended for stratospheric flights, the absolute efficiency of ejection is a priority, and the temperature of the gas-generating gas is reduced to a sufficient level. For aircraft designed for tropospheric flights, specific ejection efficiency is a priority. The profiling of the peripheral part along the longitudinal contour of the jet of the gas-jet nozzle provides an effective ejective action of the jet in the path of its movement over the peripheral part, which reliably provides an increase in lift, increases reliability and improves the operational characteristics of the aircraft.

Таким образом, изобретение и в конкретных формах выполнения обеспечивает достижение указанного технического результата.Thus, the invention and in specific forms of execution ensures the achievement of the specified technical result.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид сверху летательного аппарата типа «аэромобиль», а на фиг.2 вид сверху летательного аппарата типа «аэробус» модульной конструкции; на фиг.3 изображен разрез А-А на фиг.1 и фиг.2 при использовании забортного воздуха, на фиг.4 изображен разрез А-А на фиг.1 при автономном бортовом источнике газа.The essence of the proposed invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a top view of an aircraft of the type "aeromobile", and Fig.2 is a top view of an aircraft of the type "airbus" of modular design; figure 3 shows a section aa in figure 1 and figure 2 when using outside air, figure 4 shows a section aa in figure 1 with an autonomous on-board gas source.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки содержит фюзеляж 1 (фиг.1, 2), источник сжатого газа 2 и газоструйные сопла 3, (фиг.3, 4), верхняя поверхность фюзеляжа включает центральную 4 и периферийную 5 по контуру фюзеляжа части, центральная часть 4 расположена выше периферийной части 5. Газоструйные сопла 3 расположены под центральной частью 4 выше периферийной части 5 под отрицательным углом к горизонтальной плоскости. При этом периферийная часть профилирована по продольному контуру струи газоструйного сопла. На фиг.1, 2, 3, 4 видно, что на поверхности летательного аппарата отсутствуют любые детали и оперения, загромождающие пространство, что обеспечивает возможность всеазимутальности его полета без изменения его ориентации в пространстве. В качестве источника сжатого газа (фиг.3) может быть использована система газогенераторной схемы, включающая газотурбинный компрессор 6, газогенератор 7 и бак с горючим 8, расположенные в шахте 9 летательного аппарата. Газогенераторная схема позволяет увеличить объем газа, подаваемого на газоструйные сопла, а также увеличить его удельную эффективность за счет повышения температуры в газогенераторе. Газотурбинный компрессор 6 является автономным агрегатом, работающим на стационарном режиме, так как переменные режимы для такой техники вредны и приводят к быстрой поломке. Все переменные режимы берет на себя газогенератор, режим которого определяется подачей в него горючего.The aircraft of vertical take-off and landing contains the fuselage 1 (Fig. 1, 2), a source of compressed gas 2 and gas-jet nozzles 3, (Fig. 3, 4), the upper surface of the fuselage includes a central 4 and peripheral 5 along the contour of the fuselage of the part, the central part 4 is located above the peripheral part 5. Gas jet nozzles 3 are located under the central part 4 above the peripheral part 5 at a negative angle to the horizontal plane. In this case, the peripheral part is profiled along the longitudinal contour of the jet of the gas-jet nozzle. In figure 1, 2, 3, 4 it can be seen that on the surface of the aircraft there are no details and feathers cluttering up the space, which makes it possible for it to be all-azimuthal without changing its orientation in space. As a source of compressed gas (Fig.3) can be used in a gas generator system, including a gas turbine compressor 6, a gas generator 7 and a fuel tank 8, located in the mine 9 of the aircraft. The gas generator circuit allows you to increase the volume of gas supplied to the gas-jet nozzle, as well as increase its specific efficiency by increasing the temperature in the gas generator. The gas turbine compressor 6 is a stand-alone unit operating in a stationary mode, since the variable modes for such equipment are harmful and lead to rapid breakdown. All variable modes are assumed by the gas generator, the mode of which is determined by the supply of fuel to it.

Модульная конструкция летательного аппарата типа «аэробус» (фиг.2) позволяет исключить катастрофический исход отказа одного или нескольких источников сжатого газа за счет компенсации источниками сжатого газа других модулей.The modular design of the aircraft type "airbus" (figure 2) eliminates the catastrophic outcome of the failure of one or more sources of compressed gas due to compensation by sources of compressed gas of other modules.

Пространство 10 под центральной частью поверхности (фиг.3, 4) может быть использовано в качестве отсека экипажа с размещением в нем систем управления, а пространство 11 под периферийной частью может быть использовано в качестве грузопассажирского отсека. Для летательных аппаратов типа «аэромобиль» массового индивидуального пользования отсек экипажа 10 и грузопассажирский отсек 11 могут быть совмещены так, что под центральной частью останутся только газоструйные сопла 3.The space 10 under the central part of the surface (Figs. 3, 4) can be used as a crew compartment with the placement of control systems in it, and the space 11 under the peripheral part can be used as a cargo-passenger compartment. For aircraft of the "aeromobile" type for mass individual use, the crew compartment 10 and the cargo-passenger compartment 11 can be combined so that only gas-jet nozzles 3 remain under the central part.

Установка на борту летательного аппарата автономной системы получения сжатого газа (фиг.4), включающей бак с жидким кислородом 12, бак с жидким водородом 13, газогенератор 7 и плазмогенератор 14, позволяет полностью исключить влияние внешней среды на работу источника сжатого газа, сделать его экологически чистым и применить плазму в качестве эжектирующего газа без использования вспомогательных внешних устройств типа электродов и т.п.The installation on board the aircraft autonomous compressed gas production system (figure 4), including a tank with liquid oxygen 12, a tank with liquid hydrogen 13, a gas generator 7 and a plasma generator 14, can completely eliminate the influence of the environment on the operation of the source of compressed gas, make it environmentally friendly clean and apply the plasma as an ejection gas without the use of auxiliary external devices such as electrodes, etc.

При этом во всех случаях периферийная часть 5 верхней поверхности летательного аппарата защищена теплозащитным покрытием 15.Moreover, in all cases, the peripheral part 5 of the upper surface of the aircraft is protected by a heat-protective coating 15.

При работе летательного аппарата (фиг.3) производят запуск газотурбинного компрессора 6 и выводят его на стационарный режим согласно заданию (в зависимости от веса груза). Воздух от компрессора 6 и горючее от бака 8 подают в газогенератор 7 и производят запуск (зажигание) газогенератора 7. Газогенераторный газ от газогенератора 7 поступает на газоструйные сопла 3 и далее в сторону периферийной части 5, над которой происходит снижение статического давления в результате эжектирующего действия струй от газоструйных сопел, что приводит к возникновению некоторой подъемной силы. Далее увеличивают подачу горючего от бака 8 в газогенератор 7, подъемная сила нарастает, преодолевает вес летательного аппарата, начинается подъем летательного аппарата и его дальнейший полет. Посадку летательного аппарата осуществляют после остановки горизонтального движения уменьшением подачи горючего от бака 8 в газогенератор 7.When the aircraft (Fig. 3), the gas turbine compressor 6 is launched and brought to stationary mode according to the assignment (depending on the weight of the cargo). Air from the compressor 6 and fuel from the tank 8 is supplied to the gas generator 7 and the gas generator 7 is started (ignition). The gas generator gas from the gas generator 7 is supplied to the gas-jet nozzles 3 and then towards the peripheral part 5, over which the static pressure decreases as a result of the ejection action jets from gas-jet nozzles, which leads to the emergence of some lifting force. Further, the fuel supply from the tank 8 to the gas generator 7 is increased, the lifting force increases, overcomes the weight of the aircraft, the aircraft begins to rise and its further flight. Landing of the aircraft is carried out after stopping horizontal movement by reducing the supply of fuel from the tank 8 to the gas generator 7.

Так осуществляется вертикальный взлет и посадка летательного аппарата с периферийной частью, профилированной по продольному контуру струи газоструйного сопла, что повышает надежность и улучшает эксплуатационные характеристики летательного аппарата.Thus, vertical take-off and landing of an aircraft with a peripheral part profiled along the longitudinal contour of the jet of a gas-jet nozzle is carried out, which increases reliability and improves the operational characteristics of the aircraft.

Claims (1)

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий фюзеляж, источник сжатого газа и газоструйные сопла, причем верхняя поверхность фюзеляжа включает центральную и периферийную по контуру фюзеляжа части так, что центральная часть расположена выше периферийной, а газоструйные сопла расположены под центральной частью выше периферийной части под отрицательным углом к горизонтальной плоскости и направлены в сторону периферийной части, отличающийся тем, что периферийная часть профилирована по продольному контуру струи газоструйного сопла. A vertical take-off and landing aircraft containing a fuselage, a source of compressed gas and gas-jet nozzles, the upper surface of the fuselage including a central and peripheral part along the contour of the fuselage, so that the central part is located above the peripheral part, and gas-jet nozzles are located under the central part above the peripheral part under the negative angle to the horizontal plane and directed towards the peripheral part, characterized in that the peripheral part is profiled along the longitudinal contour of the gas ruby nozzle.
RU2010147884/11A 2010-11-24 2010-11-24 Vertical take-off and landing aircraft RU2462394C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147884/11A RU2462394C2 (en) 2010-11-24 2010-11-24 Vertical take-off and landing aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147884/11A RU2462394C2 (en) 2010-11-24 2010-11-24 Vertical take-off and landing aircraft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010147884A RU2010147884A (en) 2012-05-27
RU2462394C2 true RU2462394C2 (en) 2012-09-27

Family

ID=46231480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010147884/11A RU2462394C2 (en) 2010-11-24 2010-11-24 Vertical take-off and landing aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2462394C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU835023A1 (en) * 1979-10-02 1992-06-23 Aksenov Yu V Transport aircraft
RU2151717C1 (en) * 1998-03-02 2000-06-27 Безруков Юрий Иванович Flying saucer
RU2008108373A (en) * 2008-03-03 2009-09-10 Николай Михайлович Пикулев (RU) VERTICAL TAKEOFF AND LANDING-VTOL aircraft
RU86560U1 (en) * 2008-07-31 2009-09-10 Олег Леонидович Тытаренко VERTICAL TAKEOFF AND LANDING FLIGHT
RU2374133C1 (en) * 2008-08-25 2009-11-27 Валерий Адамович Ковальчук Method to generate thrust (versions) and apparatus to move in fluid medium (versions)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU835023A1 (en) * 1979-10-02 1992-06-23 Aksenov Yu V Transport aircraft
RU2151717C1 (en) * 1998-03-02 2000-06-27 Безруков Юрий Иванович Flying saucer
RU2008108373A (en) * 2008-03-03 2009-09-10 Николай Михайлович Пикулев (RU) VERTICAL TAKEOFF AND LANDING-VTOL aircraft
RU86560U1 (en) * 2008-07-31 2009-09-10 Олег Леонидович Тытаренко VERTICAL TAKEOFF AND LANDING FLIGHT
RU2374133C1 (en) * 2008-08-25 2009-11-27 Валерий Адамович Ковальчук Method to generate thrust (versions) and apparatus to move in fluid medium (versions)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Энциклопедия. Авиация. - М.: ЦАГИ, изд. «Большая российская Энциклопедия», 1994, с.558. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010147884A (en) 2012-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2011130510A (en) MULTI-TIME APPLICATION MODULE FOR CARRIER ROCKET
CN103388531A (en) Auxiliary power supply process by an auxiliary power group and corresponding architecture
EP2838795B1 (en) Aircraft fuel supply systems
JP2009533259A5 (en)
CN103209894A (en) Hydrogen tank for h2-injection
US9296485B2 (en) Distributing gas within an aircraft
EP2116714A4 (en) Low noise aircraft
RU2462394C2 (en) Vertical take-off and landing aircraft
RU2008117665A (en) HYPERSONIC PLANE AND AERATION BASING LASER
US3070326A (en) Composite aircraft and method of aircraft operation
RU2323130C1 (en) Device for forming colored smoke trail
UA100625C2 (en) Method and system of power supply of propulsive jet engines
US20180037319A1 (en) Vertical take-off and landing aircraft (variants)
CN103485934A (en) Thrust boosting system and method for engine
WO2014139840A1 (en) Aircraft fuel tank inerting systems
RU2708123C2 (en) Space rockets launching device
US10758760B2 (en) Method and system for inerting a fuel tank
US20170292491A1 (en) Ignition system for a combustion chamber of a turboshaft engine
RU2578911C1 (en) Aircraft
US20160347480A1 (en) Aircraft capable of passing from the aerial domain to the spatial domain and method for automatically adapting the configuration of same
RU2587186C1 (en) Method of creating lift and thrust vector wing
KR20160108872A (en) Device for forming artificial rainbow
RU2630876C1 (en) Air vehicle with vertical take-off and landing
CN109720596A (en) Carrier-based aircraft ejector
RU2354581C1 (en) Bearing unit of aircraft

Legal Events

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

Effective date: 20131125