RU2490169C2 - Staroverov's aircraft (versions) - Google Patents
Staroverov's aircraft (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2490169C2 RU2490169C2 RU2011145840/11A RU2011145840A RU2490169C2 RU 2490169 C2 RU2490169 C2 RU 2490169C2 RU 2011145840/11 A RU2011145840/11 A RU 2011145840/11A RU 2011145840 A RU2011145840 A RU 2011145840A RU 2490169 C2 RU2490169 C2 RU 2490169C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- engine
- engines
- wing
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Toys (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиации и пригодно для всех типов самолетов.The invention relates to aviation and is suitable for all types of aircraft.
Известны самолеты, содержащие, в частности, двигатель/двигатели, см. «Самолет с управлением флюгерная утка» пат. №RU 2410286. У всех известных самолетов тяга двигателя/двигателей направлена вперед параллельно продольной оси самолета, а подъемная сила создается за счет обтекания крыла с определенным аэродинамическим качеством. Это не является оптимальным, так как, направив тягу двигателя чуть вверх, можно получить приращение суммарной подъемной силы самолета.Known aircraft containing, in particular, the engine / engines, see "Aircraft with a control vane duck" US Pat. No. RU 2410286. For all known aircraft, the thrust of the engine / engines is directed forward parallel to the longitudinal axis of the aircraft, and the lifting force is created due to the flow around the wing with a certain aerodynamic quality. This is not optimal, since by directing the engine thrust slightly up, you can get an increment in the total lift of the aircraft.
ИЗОБРЕТЕНИЕ 1. С целью получения большей подъемной силы и, следовательно, большего аэродинамического качества самолета, данный самолет имеет двигатель/двигатели, который направлен вверх-вперед относительно продольной оси самолета, или источник тяги которого направлен вверх-вперед относительно продольной оси самолета. См. фиг.1. Последнее означает, что двигатель может быть направлен как угодно, но источник его тяги, движитель (воздушный винт, пропфэн, второй контур, сопло турбины) расположен под углом к двигателю и его вектор направлен вверх-вперед.
Разумеется, угол разворота двигателя верх относительно продольной оси (по аналогии с крылом будем называть этот угол «углом атаки двигателя») будет иметь какой-то оптимум. Рассчитаем его, см. фиг.2. Допустим, вектор тяги двигателя F направлен вперед-вверх под оптимальным углом А. Тогда двигатель сам создает подъемную силу FSinA, и за счет качества самолета K создается подъемная сила KFCosA. He путать качество самолета с качеством крыла! Качество самолета определяется так: из подъемной силы крыла вычитается отрицательная подъемная сила на заднем горизонтальном оперении ЗГО (если оно заднее), и получается попросту вес самолета P. Вес самолета делится на сопротивление крыла, сопротивление ЗГО, киля, фюзеляжа, пилонов, гондол двигателей и вспомогательных устройств (антенн, датчиков и т.п.), то есть попросту - на тягу двигателя, K=P/F. И это качество будет сильно отличаться от качества чистого крыла.Of course, the angle of rotation of the engine top relative to the longitudinal axis (by analogy with the wing, we will call this angle the "angle of attack of the engine") will have some optimum. Calculate it, see figure 2. Suppose that the thrust vector of the engine F is directed forward and upward at the optimal angle A. Then the engine itself creates the lifting force FSinA, and due to the quality of the airplane K, the lifting force KFCosA is created. Do not confuse aircraft quality with wing quality! The quality of the aircraft is determined as follows: the negative lifting force at the rear horizontal tail unit of the ZGO (if it is rear) is subtracted from the wing lift, and the weight of the aircraft P. auxiliary devices (antennas, sensors, etc.), that is, simply - to the engine thrust, K = P / F. And this quality will be very different from the quality of a clean wing.
Суммарная подъемная сила равна весу самолета, то есть:The total lifting force is equal to the weight of the aircraft, that is:
FSinA+KFCosA=РFSinA + KFCosA = P
Для определения экстремума берем первую производную:To determine the extremum, we take the first derivative:
FCosA-KFsinA=0 илиFCosA-KFsinA = 0 or
FCosA=KFSinA илиFCosA = KFSinA or
CtgA=K или tgA=1/K получаем.CtgA = K or tgA = 1 / K we get.
A=arcctgK=arctg(1/K)A = arcctgK = arctg (1 / K)
То, что первая производная имеет значение, равное нулю,, означает, что экстремум существует, и что суммарная подъемная сила двигателя и крыла будет несколько выше, чем при горизонтальном расположении двигателя. Этот выигрыш будет невелик, но он будет, а это главное.The fact that the first derivative has a value equal to zero means that the extremum exists, and that the total lifting force of the engine and wing will be slightly higher than with the horizontal arrangement of the engine. This gain will be small, but it will be, and this is important.
Но такой самолет кроме небольшого выигрыша в подъемной силе имеет другое большое преимущество перед обычным самолетом: допустим, летчик понял, что он недотягивает до полосы. Резкое увеличение тяги не даст быстрого результата, если скорость самолета невелика и уже близка к скорости сваливания. Увеличение тангажа и вовсе может привести к катастрофе. Обычный самолет некоторое время будет продолжать падать, пока существенно не увеличит скорость.But such a plane, in addition to a small gain in lift, has another big advantage over a conventional plane: for example, the pilot realized that he was not up to the runway. A sharp increase in thrust will not give a quick result if the speed of the aircraft is low and is already close to the stall speed. An increase in pitch can even lead to disaster. An ordinary plane will continue to fall for some time until it significantly increases speed.
А данный самолет в такой ситуации за счет синусной составляющей тяги сразу плавно, но уверенно начнет набирать высоту. Это позволит избежать многих катастроф, особенно в сложных погодных условиях.And this aircraft in such a situation due to the sinus component of the thrust immediately smoothly, but surely begins to gain height. This will avoid many disasters, especially in difficult weather conditions.
Разумеется, двигатель, расположенный под углом А, должен быть так расположен по высоте, чтобы вектор его тяги проходил через центр тяжести самолета ц.т., или хотя бы проходил как можно ближе к нему. Благоприятной для этого компоновкой обладают самолеты-верхнепланы с двигателями под крыльями на пилонах, самолеты-низкопланы с двигателями над крыльями на пилонах, и самолеты истребители с двигателями в фюзеляже или на уровне фюзеляжа (особенно на больших сверхзвуковых скоростях, когда реальное аэродинамическое качество самолета резко падает). Компоновка с двигателями на пилонах в задней части фюзеляжа (как у ТУ-154) этому не благоприятствует.Of course, the engine, located at an angle A, must be so positioned in height that its thrust vector passes through the center of gravity of the centered airplane, or at least passes as close to it as possible. Favorable layout for this are possessed by upper-wing aircraft with engines under the wings on the pylons, low-wing aircraft with engines above the wings on the pylons, and fighter aircraft with engines in the fuselage or at the fuselage level (especially at high supersonic speeds when the real aerodynamic quality of the aircraft drops sharply ) The layout with engines on the pylons in the rear of the fuselage (like the TU-154) does not favor this.
ИЗОБРЕТЕНИЕ 2. Как сказано выше, сам двигатель может быть расположен несколько иначе, чем движитель. В горизонтальном полете двигатель, особенно двухконтурный турбореактивный, желательно располагать параллельно продольной оси самолета, чтобы обеспечить хорошую работу входного устройства компрессора. Однако во время взлета и посадки сам самолет имеет значительный положительный тангаж, и входное устройство обтекается под некоторым углом снизу. Это может вызвать падение тяги, которая особенно нужна при взлете, и даже возникновение помпажа.INVENTION 2. As stated above, the engine itself may be located somewhat differently than the propulsion device. In horizontal flight, the engine, especially the dual-circuit turbojet, it is desirable to arrange parallel to the longitudinal axis of the aircraft to ensure good operation of the compressor input device. However, during takeoff and landing, the aircraft itself has a significant positive pitch, and the input device flows around at an angle from below. This can cause a drop in traction, which is especially needed during take-off, and even surge.
С целью хорошей работы входного устройства компрессора данный самолет имеет двигатель/двигатели, входное устройство которого направлено вперед-вниз. Этот угол (будем называть его угол склонения) должен быть таким, чтобы работа двигателя в горизонтальном полете не нарушалась вовсе или нарушалась на исчезающее незначительную величину. Тогда двигатель будет хорошо тянуть в горизонтальном полете, и будет иметь повышенную тягу и запас по помпажу на взлете.For the purpose of good operation of the compressor input device, this aircraft has an engine (s), the input device of which is directed up and down. This angle (we shall call it the angle of declination) must be such that the engine in horizontal flight is not disturbed at all or is disturbed by a vanishing insignificant amount. Then the engine will pull well in horizontal flight, and will have increased traction and surge margin on take-off.
При изменении углов наклона сопел первого и второго контуров и изменении угла наклона входного устройства сам двигатель может оставаться в прежнем - параллельном - положении. И аэродинамическое сопротивление гондолы двигателя не увеличиться.When changing the angle of inclination of the nozzles of the first and second circuits and changing the angle of inclination of the input device, the engine itself can remain in the same - parallel - position. And the aerodynamic drag of the engine nacelle does not increase.
ИЗОБРЕТЕНИЕ 3. Как сказано выше, вектор тяги двигателей должен проходить через центр тяжести самолета. Если по конструктивным соображениям точного соответствия достичь не удалось, то в систему управления танггажом желательно автоматически вводить поправку на пикирующий или кабрирующий момент, возникающий при изменении тяги двигателя.INVENTION 3. As stated above, the thrust vector of the engines must pass through the center of gravity of the aircraft. If, for design reasons, it was not possible to achieve an exact match, then it is advisable to automatically adjust the pitching or pitching moment that arises when the engine thrust changes into the pitch control system.
В электродистанционном типе управления это делается достаточно просто: в усилитель, получающий сигнал с задатчика положения горизонтальных рулей или с задатчика тангажа ЗТ (см. фиг.3), вводится сигнал с соединенного с ним датчика тяги двигателя или с датчика положения рычага управления двигателем (РУД) с целью изменения его коэффициента усиления, или этот сигнал с датчика подается в определенном масштабе на вход упомянутого усилителя (на фиг.3 этот вариант показан пунктиром). С усилителя сигнал поступает как обычно - к исполнительным механизмам горизонтальных рулей И.М.In the electric-remote control type, this is done quite simply: a signal is input from the engine traction sensor connected to it or from the position sensor of the engine control lever (ORE) to an amplifier receiving a signal from the horizontal rudder positioner or from the ZT pitch sensor (see Fig. 3) ) in order to change its gain, or this signal from the sensor is supplied in a certain scale to the input of the aforementioned amplifier (in Fig. 3 this option is shown by a dotted line). From the amplifier, the signal arrives as usual - to the actuators of the horizontal rudders I.M.
На фиг.1 показан данный самолет-верхнеплан, состоящий из фюзеляжа 1 с крылом 2, килем 3, ЗГО 4 и двигателей 5 на пилонах под консолями крыла. Вектор тяги двигателей отклонен вверх, а входное устройство отклонено вниз.Figure 1 shows this Verkhneplan, consisting of a
Допустим, качество крыла равно 40, но с учетом отрицательной подъемной силы на ЗГО и упомянутых аэродинамических сопротивлений качество самолета равно 10. Допустим, тяга двигателя равна 1 т. Тогда при горизонтальном расположении двигателей самолет в равномерном горизонтальном полете на данной высоте с данной скоростью может иметь вес 10 т.Suppose the quality of the wing is 40, but taking into account the negative lifting force on the wind deflector and the mentioned aerodynamic drags, the quality of the aircraft is 10. Suppose the engine thrust is 1 ton. Then, with the engines in a horizontal position, the plane in uniform horizontal flight at a given height at a given speed can have weight 10 t.
При расположении двигателей вперед-вверх оптимальный угол атаки двигателей составитWhen the engines are arranged forward and upward, the optimal angle of attack of the engines will
A=arcctgK=arctg1/K=arctg 0,1=5,72 градуса.A = arcctgK = arctg1 / K = arctg 0.1 = 5.72 degrees.
И подъемная сила несколько увеличится. В остальном самолет функционирует как обычно.And the lifting force will increase slightly. Otherwise, the aircraft functions as usual.
На фиг.3 показана система электро дистанционного управления рулями высоты, где: ЗТ - задатчик положения рулей или задатчик тангажа, УС - усилитель, Д - тензометрический датчик тяги двигателей или датчик положения РУДа.Figure 3 shows the system of electro-remote control of elevators, where: ZT - rudder positioner or pitch gauge, US - amplifier, D - tensiometric engine thrust sensor or ore position sensor.
Работает эта система так: при неизменном режиме работы двигателя усилитель УС отрабатывает сигнал задатчика ЗТ, что приводит к адекватному отклонению рулей. Если вектор тяги двигателя не проходит через центр тяжести самолета «ц.т.», то при изменении тяги сигнал с датчика Д изменяет в нужную сторону коэффициент усиления усилителя, и положение рулей меняется. Или возможен другой вариант: сигнал с датчика Д с нужным знаком подается на вход усилителя, и положение рулей меняется в нужную сторону.This system works as follows: with a constant engine operation mode, the power amplifier processes the setpoint generator signal, which leads to an adequate steering deviation. If the thrust vector of the engine does not pass through the center of gravity of the aircraft “c.t.”, then when the thrust changes, the signal from the sensor D changes the gain of the amplifier in the right direction, and the position of the rudders changes. Or another option is possible: the signal from the sensor D with the right sign is fed to the input of the amplifier, and the position of the rudders changes in the right direction.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011145840/11A RU2490169C2 (en) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | Staroverov's aircraft (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011145840/11A RU2490169C2 (en) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | Staroverov's aircraft (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011145840A RU2011145840A (en) | 2013-05-20 |
RU2490169C2 true RU2490169C2 (en) | 2013-08-20 |
Family
ID=48788867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011145840/11A RU2490169C2 (en) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | Staroverov's aircraft (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2490169C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2929580A (en) * | 1956-06-18 | 1960-03-22 | Piasecki Aircraft Corp | Aircraft for vertical or short takeoff, and integrated propulsion lifting and propeller slip stream deflecting unit therefor |
US3532306A (en) * | 1967-11-21 | 1970-10-06 | Ver Flugtechnische Werke | Device for maintaining equilibrium of the moments around the transverse axis of an airplane |
GB2259114A (en) * | 1991-08-28 | 1993-03-03 | Gen Electric | Aircraft engine nacelle profile |
RU2138423C1 (en) * | 1998-04-06 | 1999-09-27 | АООТ "ОКБ Сухого" | Multimode aircraft of integral aerodynamic configuration |
-
2011
- 2011-11-10 RU RU2011145840/11A patent/RU2490169C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2929580A (en) * | 1956-06-18 | 1960-03-22 | Piasecki Aircraft Corp | Aircraft for vertical or short takeoff, and integrated propulsion lifting and propeller slip stream deflecting unit therefor |
US3532306A (en) * | 1967-11-21 | 1970-10-06 | Ver Flugtechnische Werke | Device for maintaining equilibrium of the moments around the transverse axis of an airplane |
GB2259114A (en) * | 1991-08-28 | 1993-03-03 | Gen Electric | Aircraft engine nacelle profile |
RU2138423C1 (en) * | 1998-04-06 | 1999-09-27 | АООТ "ОКБ Сухого" | Multimode aircraft of integral aerodynamic configuration |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011145840A (en) | 2013-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11912404B2 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
US5340057A (en) | Thrust vectoring free wing aircraft | |
US4116405A (en) | Airplane | |
US10124890B2 (en) | Modular nacelles to provide vertical takeoff and landing (VTOL) capabilities to fixed wing aerial vehicles, and associated systems and methods | |
US10562626B2 (en) | Tandem wing aircraft with variable lift and enhanced safety | |
CN103209892A (en) | Aircraft with an integral aerodynamic configuration | |
CN105235892A (en) | Multimodal flight conversion control method for hybrid layout rotary-wing unmanned aerial vehicle | |
JP7104427B2 (en) | Winged drone | |
US20170315563A1 (en) | Flight control system for a rotary wing aircraft | |
US3080137A (en) | Aircraft having a lift producing rotor disposed in the wing | |
CN105905295A (en) | Vertical take-off and landing fixed wing aircraft | |
CN106005394A (en) | Rescue aircraft | |
IL280432B1 (en) | Air Vehicle Configurations | |
EA202092494A1 (en) | INDIVIDUAL AIRCRAFT WITH VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING | |
CN111348183B (en) | Aircraft with a plurality of aircraft body | |
CN105129097A (en) | Unmanned aerial vehicle capable of taking off and landing vertically | |
RU2656957C1 (en) | Triple-screw convertiplane | |
CN106184712B (en) | A kind of amphibious aircraft with autobalance empennage | |
CN205931235U (en) | Amphibious aircraft with automatic balance fin | |
US2828929A (en) | Wingless aircraft | |
US20230026745A1 (en) | Lifting, stabilizing and propelling arrangement for vertical take-off and landing aircraft | |
RU2490169C2 (en) | Staroverov's aircraft (versions) | |
US20110054719A1 (en) | Method for dramatically reducing the take-off run of an aircraft | |
RU2613629C2 (en) | Drone aircraft (versions) | |
CN109305356A (en) | A kind of tilting type vertical take-off and landing drone |