RU2497721C2

RU2497721C2 - Mukhamedov's vtol aircraft with jump landing gear

Info

Publication number: RU2497721C2
Application number: RU2011143987/11A
Authority: RU
Inventors: Фатидин Абдурахманович Мухамедов
Original assignee: Фатидин Абдурахманович Мухамедов; Юргенсон Сергей Андреевич
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2013-11-10
Also published as: RU2011143987A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to rotorcraft, namely, to VTOL aircraft. VTOL aircraft comprises airframe composed of bearing shaped disc-like center wing section with nose fuselage-type compartment on the side of front center section front semicircle and lift blower inscribed in geometrically mid part of center section, outer wings, vertical and horizontal fins and screw propellers. Aircraft is mounted at jump landing gear. Lift blower represents a two-stage design that allows the thrust reversal. On the side of tail center section front semicircle engine nacelle with all-moving horizontal fins and screw propeller to be operated in push mid-flight screw and equalizer screw modes.

EFFECT: aircraft for transfer of cargoes and passengers over large distances.

12 cl, 11 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относиться к авиации и может быть использовано при создании самолетов вертикального взлета и посадки гражданского и военного назначения с использованием существующих в настоящее время технологий авиастроения и двигателестроения. Более конкретно предлагаемое изобретение направлено на создание самолета вертикального взлета и посадки гражданского и военного назначения, способного выполнять как вертикальный взлет, так и взлет по самолетному с обеспечением безопасности режимов взлет/посадка за счет использования автоматизированного управления.The present invention relates to aviation and can be used to create aircraft for vertical takeoff and landing for civilian and military purposes using currently existing aircraft and engine technology. More specifically, the invention is directed to the creation of a vertical take-off and landing aircraft for civilian and military purposes, capable of performing both vertical take-off and take-off on an airplane with the safety of take-off / landing modes through the use of automated control.

Современные достижения в авиастроении и еще больше в двигателестроении, автомобилестроении, информационных технологиях, в новых композиционных материалах, бортовом радиоэлектронном оборудовании и электронных системах дистанционного управления в системах навигации и автоматического управления полетами позволяют решить технические задачи по созданию массового самолета вертикального взлета и посадки, способного конкурировать с перспективными самолетами и вертолетами.Modern advances in aircraft building and even more in engine building, automotive industry, information technology, new composite materials, avionics and electronic remote control systems in navigation and automatic flight control systems allow solving technical problems of creating a mass vertical take-off and landing aircraft capable of competing with promising airplanes and helicopters.

Так известно, что генетическими недостатками вертолетных винтов являются их большие диаметры, различные условия работы лопастей в набегающем потоке, маленькие нагрузки на сметаемую площадь, скорости полетов, ограниченные пределами 350-400 км/ час, небольшие ресурсы лопастей и трансмиссий несущих и хвостовых винтов. При этом самолеты вертикального взлета и посадки с поворотными несущими винтами, конвертопланы типа V-22 «Оспрей», ВА-609, фактически также представляют собой вертолеты поперечной схемы, с дополнительными гидромеханизмами для поворота винтов или винтов вместе с турбовинтовым двигателем, которые существенно усложнили конструкцию этих аппаратов, ограничили условия их эксплуатации и не позволяют им стартовать по самолетному.It is well known that the genetic shortcomings of helicopter rotors are their large diameters, different operating conditions of the blades in the oncoming flow, small loads on the swept area, flight speeds limited to 350-400 km / h, small resources of the blades and transmissions of the main and tail rotors. At the same time, vertical take-off and landing aircraft with rotary rotors, V-22 Osprey and VA-609 tiltrotoplanes are also actually transverse helicopters, with additional hydromechanisms for turning propellers or propellers together with a turboprop engine, which significantly complicated the design of these devices, limited their operating conditions and do not allow them to start on an airplane.

Самолеты вертикального взлета и посадки с подъемными турбореактивными двигателями, турбореактивными двухконтурными двигателями (самолеты «Харриер», Як-141 и F-35) имеют высоконапорные вентиляторы с сверхзвуковыми скоростями истечения потока, что ограничивает их применение по шуму и эрозии грунта, то есть использовании подобных самолетов не отвечает требованиям создания летательных аппаратов гражданского назначения.Aircraft vertical take-off and landing with lifting turbojet engines, turbojet dual-circuit engines (aircraft Harrier, Yak-141 and F-35) have high-pressure fans with supersonic flow rates, which limits their use in noise and soil erosion, that is, the use of similar aircraft does not meet the requirements for the creation of civil aircraft.

На сегодняшний день из всех движителей технически совершенными являются маршевые вентиляторы турбореактивных двигателей большой степени двухконтурности, например 3-метровый вентилятор турбореактивного двигателя «Трент» со степенью повышения давления 1,6 имеет стартовую тягу 50 тонн, удельную нагрузку на сметаемую площадь 7000 кг/м². Дальнейшему увеличению диаметра вентиляторов подобных двигателей с целью повышения их экономичности и тяговых характеристик, препятствуют проблемы размещения их на самолетах нормальной аэродинамической схемы, но ничто не мешает размещению этих вентиляторов горизонтально, с приводом от турбовых двигателей или турбореактивных двухконтурных двигателей различных мощностей и тяг. Такой подход позволит создать целую гамму подьемно-маршевых силовых установок с различными вертикальными тягами 3,5-90 и больше тонн для применения их в качестве подъемных силовых установок самолетов вертикального взлета и посадки. Например, подъемный вентилятор самолета вертикального взлета и посадки XV-5A разработки 1960 г., имел степень повышения давления 1,1, при диаметре вентилятора 1,59 м с приводом от турбореактивного двигателя тягой 1,2 т обеспечивал вертикальную тягу 3163 кг, то есть имел удельную тягу - 2,63 кг на единицу тяги маршевого турбореактивного двигателя. Применяя двухступенчатые вентиляторы, современные технологии и материалы, можно создать уже подъемный вентилятор со степенью повышения давления до 1.5, получить удельный вес вентилятора около 20, иметь приемлемые скорости истечения струи (140-170 м/с), что уже позволит создавать не только военные, но и гражданские самолеты вертикального взлета и посадки.Today, of all the movers, marching fans of turbojet engines of a large bypass ratio are technically perfect, for example, a 3-meter fan of the Trent turbojet engine with a pressure increase of 1.6 has a starting draft of 50 tons, a specific load on the swept area of 7000 kg / m ² . The further increase in the diameter of the fans of such engines in order to increase their efficiency and traction characteristics is hindered by the problems of placing them on airplanes of a normal aerodynamic design, but there is nothing to prevent the placement of these fans horizontally, driven by turbo engines or turbojet dual-circuit engines of various powers and thrusts. Such an approach will create a whole gamut of lifting and marching power plants with various vertical thrusts of 3.5-90 and more tons for use as lifting power plants of vertical take-off and landing aircraft. For example, the lifting fan of a vertical take-off and landing airplane of XV-5A developed in 1960, had a pressure increase of 1.1, with a fan diameter of 1.59 m driven by a 1.2-ton turbojet engine, it provided 3163 kg of vertical thrust, i.e. had a specific thrust of 2.63 kg per thrust unit of a marching turbojet engine. Using two-stage fans, modern technologies and materials, you can already create a lifting fan with a degree of pressure increase up to 1.5, obtain a specific gravity of the fan of about 20, have acceptable jet expiration speeds (140-170 m / s), which will allow you to create not only military, but also civilian aircraft of vertical take-off and landing.

Общим недостаткам уже созданных самолетов вертикального взлета и посадки XV-5A, истребителей «Харриер», Як-141, F-35, конвертоплана V-22 «Оспрей» и других являются попытки привязать несущие винты, или подъемные вентиляторы, или подъемные турбореактивные двигатели (один или целый их пакет),ь или сочетание их всех на самолете классической фюзеляжной схемы. Однако, принимая во внимание природу самолета вертикального взлета и посадки, вертикальный взлет целесообразней сделать наоборот: создать летательный аппарат с новой аэродинамикой под подъемную силовую установку. В этом смысле характерным является самолет вертикального взлета и посадки XV-5A, где в крыло самолета обычной схемы установлены два подъемных вентилятора со сложной системой газопроводов на лопатки вентиляторов, в нижней части фюзеляжа - еще один для управления аппаратом и балансировки по тангажу. То есть все преимущества подъемного вентилятора сведены на нет их использованием на самолете обычной фюзеляжной схемы. При этом следует отметить, что данный самолет создавался в 1960-е годы и был экспериментальным, поэтому для него такое техническое решение может быть приемлемым, но за прошедшие 50 лет так и не появились новые решения, отвечающие природе СВВП.Common shortcomings of the already created vertical take-off and landing aircraft XV-5A, Harrier fighters, Yak-141, F-35, V-22 Osprey tiltrotor and others are attempts to tie rotors, or hoisting fans, or turbojet engines ( one or their whole package), b or a combination of all of them on an airplane of a classic fuselage scheme. However, taking into account the nature of the aircraft of vertical take-off and landing, vertical take-off is more expedient to do the opposite: to create an aircraft with new aerodynamics for a lifting power plant. In this sense, a vertical take-off and landing aircraft XV-5A is characteristic, where two lift fans with a complex gas duct system for fan blades are installed in the wing of a conventional aircraft, and another one for controlling the device and pitch balance in the lower part of the fuselage. That is, all the advantages of a lifting fan are nullified by their use on an airplane of a conventional fuselage scheme. It should be noted that this aircraft was created in the 1960s and was experimental, so for him such a technical solution may be acceptable, but over the past 50 years, new solutions have not appeared that correspond to the nature of VTOL.

Попытка решения перечисленных выше проблем сделана в конструкции летательного аппарата, описанного в патенте RU 2422309, опубликованном 27.06.2011. В патенте по RU 2422309 описан комбинированный летательный аппарат, включающий планер в форме несущего профилированного дискообразного центроплана, крыльевые консоли, вертикальное и горизонтальное оперение, воздушные винты. Планер летательного аппарата характеризуется расположением носового отсека фюзеляжного типа, включающего штатные места экипажа, а также посадочные места пассажиров и/или грузовые помещения, со стороны переднего полукруга дискообразного центроплана и подъемного вентилятора, вписанного в геометрически среднюю часть центроплана, в нижней части дискообразного центроплана. Описанный в RU 2422309 летательный аппарат представляет собой комбинацию судна на воздушной подушке и самолета вертикального взлета и посадки и не может быть использован с достаточной эффективностью при устойчивых полетах на дальние расстояния, с обеспечением качественного и устойчивого вертикального взлета.An attempt to solve the above problems was made in the design of the aircraft described in patent RU 2422309, published on 06.27.2011. The patent according to RU 2422309 describes a combined aircraft, including a glider in the form of a bearing shaped disk-shaped center section, wing consoles, vertical and horizontal tail, propellers. The glider of the aircraft is characterized by the location of the nose compartment of the fuselage type, including the regular crew seats, as well as seats for passengers and / or cargo areas, from the front semicircle of the disk-shaped center section and the lifting fan, inscribed in the geometrical middle part of the center section, in the lower part of the disk-shaped center section. The aircraft described in RU 2422309 is a combination of a hovercraft and a vertical take-off and landing aircraft and cannot be used with sufficient efficiency for stable long-distance flights, ensuring a high-quality and stable vertical take-off.

В свою очередь предлагаемое решение позволит устранить указанные выше недостатки, благодаря чему становиться возможным создание самолета вертикального взлета и посадки, который может быть использован для комфортной перевозки пассажиров и качественной транспортировки грузов на значительные расстояния.In turn, the proposed solution will eliminate the above disadvantages, making it possible to create a vertical take-off and landing aircraft, which can be used for comfortable transportation of passengers and high-quality transportation of goods over long distances.

Указанный технический результат достигается в предложенном самолете вертикального взлета и посадки, который включает планер в форме несущего профилированного дискообразного центроплана с расположением носового отсека фюзеляжного типа, включающего штатные места экипажа, а также посадочные места пассажиров и/или грузовые помещения, со стороны переднего полукруга дискообразного центроплана и подъемного вентилятора, вписанного в геометрически среднюю часть центроплана, в нижней части дискообразного центроплана, а также крыльевые консоли, вертикальное и горизонтальное оперение, воздушные винты. Согласно предложенному изобретению самолет выполнен на прыжковом шасси, со стороны хвостового полукруга дискообразного центроплана расположен кормовой отсек - мотогондола с горизонтальным оперением, выполненным цельноповоротным, и воздушный винт, выполненный с возможностью работы в режиме толкающего маршевого винта и балансировочного винта. При этом подъемный вентилятор выполнен двухступенчатым с возможностью обеспечения реверса тяги. Подъемный вентилятор выполнен двухступенчатым с выделением правого и левого секторов на каждой ступени и обеспечением возможности вращения ступеней в противоположных направлениях, создания дисбалансов крутящих моментов ступеней и/или изменения углов атаки входных направляющих лопаток в левом и правом секторах. Центр масс самолета, центр дискообразного центроплана, а также начало вектора вертикальной тяги подъемного вентилятора совпадают.The specified technical result is achieved in the proposed vertical take-off and landing aircraft, which includes a glider in the form of a profiled disk-shaped center section with the location of the nose compartment of the fuselage type, including the crew’s seats, as well as passenger seats and / or cargo areas, from the front semicircle of the disk-shaped center section and a lifting fan, geometrically inscribed in the middle part of the center section, in the lower part of the disk-shaped center section, as well as wing con Oli, vertical and horizontal stabilizers, propellers. According to the proposed invention, the aircraft is made on a hopping chassis, on the side of the tail semicircle of the disk-shaped center section there is a stern compartment - a nacelle with horizontal tail made completely rotatable, and a propeller made with the possibility of operating in the mode of a thrust propeller and balancing propeller. In this case, the lifting fan is made two-stage with the possibility of providing reverse thrust. The lifting fan is made two-stage with the allocation of the right and left sectors at each stage and providing the possibility of rotation of the steps in opposite directions, creating imbalances in the torques of the steps and / or changing the angle of attack of the input guide vanes in the left and right sectors. The center of mass of the aircraft, the center of the disk-shaped center section, and also the beginning of the vertical thrust vector of the lifting fan are the same.

Воздухозаборники двигателей силовой установки расположены в верхней части центроплана с боковых сторон подъемного вентилятора. В обводы переднего полукруга дискообразного центроплана вписан дополнительный пассажирский отсек подковообразной планировки, связанный переходом с носовым отсеком. Также в обводы дискообразного центроплана вписан топливный отсек. Самолет оборудован бортовым радиоэлектронным оборудованием, включающим бортовой компьютер, навигационную систему, автопилот режима вертикального взлета и посадки, автопилот режима горизонтального полета, электронную систему дистанционного управления, электронную кабину, посты управления. Интерфейс пилота включает электронную ручку - первый джойстик для управления по крену и тангажу, ножные педали для управления по курсу.The air intakes of the engines of the power plant are located in the upper part of the center section on the sides of the lift fan. An additional passenger compartment of a horseshoe-shaped layout, connected by a transition with the bow compartment, is inscribed in the contours of the front semicircle of the disk-shaped center section. Also, the fuel compartment is inscribed in the contours of the disk-shaped center section. The aircraft is equipped with on-board electronic equipment, including an on-board computer, navigation system, autopilot of vertical take-off and landing mode, autopilot of horizontal flight mode, electronic remote control system, electronic cockpit, control posts. The pilot interface includes an electronic pen - the first joystick to control roll and pitch, foot pedals to control the course.

Прыжковое шасси может быть выбрано из перечня, включающего:Hopping chassis can be selected from the list including:

гидравлическое прыжковое шасси, рычажное прыжковое шасси. Двигатели силовой установки могут быть выбраны из перечня, включающего: поршневые двигатели внутреннего сгорания, дизельные двигатели внутреннего сгорания, газотурбинные двигатели. Топливо двигателей силовой установки может быть выбрано из перечня, преимущественно включающего: авиационный керосин; авиационное сконденсированное топливо - авиагаз. По меньшей мере, большая часть элементов конструкции самолета будет выполнена навесной на подъемный вентилятор.hydraulic jump chassis, lever jump chassis. The engines of the power plant can be selected from the list including: piston internal combustion engines, diesel internal combustion engines, gas turbine engines. The fuel of the engines of the power plant can be selected from the list, mainly including: aviation kerosene; aviation condensed fuel - aviation gas. At least a large part of the structural elements of the aircraft will be mounted on a lift fan.

Предложенное изобретение поясняется чертежами.The proposed invention is illustrated by drawings.

Фиг.1 - Общий вид сверху самолета вертикального взлета и посадки.Figure 1 - General top view of the aircraft vertical take-off and landing.

Фиг.2 - Общий вид сбоку самолета вертикального взлета и посадки.Figure 2 - General side view of the aircraft vertical take-off and landing.

Фиг.3 - Общий вид спереди самолета вертикального взлета и посадки.Figure 3 - General front view of the aircraft vertical take-off and landing.

Фиг.4 - Вид сверху на подъемный вентилятор.Figure 4 - Top view of the lifting fan.

Фиг.5 - Вид сбоку на подъемный вентилятор.5 is a side view of a lifting fan.

Фиг.6 - Горизонтальный разрез самолета вертикального взлета и посадки.6 - Horizontal section of the aircraft vertical take-off and landing.

Фиг.7 - Продольный разрез самолета вертикального взлета и посадки.Fig.7 is a longitudinal section of the aircraft vertical take-off and landing.

Фиг.8 - Поперечный разрез самолета вертикального взлета и посадки.Fig. 8 is a cross-sectional view of a vertical take-off and landing airplane.

Фиг.9 - Расположение центра дискообразного центроплана, центра подъемного вентилятора, фокуса самолета вертикального взлета и посадки диапазона летных центровок летательного аппарата.Fig.9 - The location of the center of the disk-shaped center section, the center of the lifting fan, the focus of the aircraft vertical takeoff and landing range of flight centerings of the aircraft.

Фиг.10, 11 - Рисунок трехмерной модели самолета вертикального полета и посадки.Figure 10, 11 is a drawing of a three-dimensional model of an airplane of vertical flight and landing.

Самолет вертикального взлета и посадки (Фиг.1, 2, 3) состоит из носового отсека - кабины 1, вписанной интегрально в передний полукруг центроплана 2, подъемного вентилятора 3, вписанного в геометрический центр центроплана, крыльевых консолей 4, кормового отсека - мотогондолы 5, вписанной интегрально в задний полукруг центроплана, цельноповоротного горизонтального оперения 6, двухрежимного толкающего воздушного винта 7, который может работать в режиме хвостового воздушного винта 7 для балансировки аппарата в режиме вертикального взлета и посадки и толкающего воздушного винта 8 в режиме крейсерского полета. Также предложенный самолет имеет двухкилевое вертикальное оперение 19, воздухозаборники 20, расположенные на верху дискообразного центроплана по бокам подъемного вентилятора, так что они экранированы от попадания в них частиц пыли или грязи при старте аппарата с грунтовых взлетно-посадочных полос. При этом основным силовым элементом конструкции самолета является корпус подъемного вентилятора 3, на котором, как на летающей платформе, через фитинги смонтированы агрегаты планера: кабина 1, консоли 4, мотогондола 5, цельноповоротное горизонтальное оперение 6 и вертикальное оперение 19, рассчитанные и воспринимающие в основном аэродинамические нагрузки, и основные стойки шасси 21, воспринимающие основную нагрузку во время взлета и посадки.The vertical take-off and landing airplane (Figs. 1, 2, 3) consists of a bow compartment - a cabin 1, integrated integrally in the front semicircle of the center section 2, a lifting fan 3, inscribed in the geometric center of the center section, wing consoles 4, aft compartment - engine nacelles 5, inscribed integrally in the rear semicircle of the center wing, all-turning horizontal tail unit 6, dual-mode pushing propeller 7, which can operate in the tail rotor 7 mode for balancing the device in the vertical take-off and landing mode and a pusher propeller 8 in cruising flight. Also, the proposed aircraft has a two-keel vertical tail 19, air intakes 20 located on top of a disk-shaped center section on the sides of the lift fan, so that they are shielded from dust or dirt particles entering them when the device starts from unpaved runways. In this case, the main structural element of the aircraft’s design is the body of the lifting fan 3, on which, as on a flying platform, glider assemblies are mounted through the fittings: cabin 1, consoles 4, engine nacelle 5, all-turning horizontal tail unit 6 and vertical tail unit 19, designed and perceived mainly aerodynamic loads, and the main landing gear 21, perceiving the main load during takeoff and landing.

Крыльевые консоли 4 самолета имеют относительную площадь, равную примерно 17% к площади диска, цельноповоротное горизонтальное оперение 6 с относительной площадью, равной 17% к площади диска, которое имеет аэродинамическое плечо, равным 0,6-0,7 диаметра диска. При этом учитывая, что аэродинамический фокус самолета вертикального взлета и посадки расположен примерно на 0.4 диаметра центроплана от его носка и принимая во внимание, что самолет вертикального взлета и посадки может быть выполнен статически неустойчивым на 3-7%, центр масс самолета, вектор вертикальной тяги подъемного вентилятора и центр дискообразного центроплана совпадают. Указанное совпадение важно с точки зрения уменьшения потерь мощности на управление и балансировку на режиме вертикального взлета и посадки и возможности осуществления горизонтального полета с электронной системой дистанционного управления.The wing consoles 4 of the aircraft have a relative area of approximately 17% of the area of the disk, an all-horizontal tail unit 6 with a relative area of 17% of the area of the disk, which has an aerodynamic shoulder of 0.6-0.7 of the diameter of the disk. Moreover, given that the aerodynamic focus of a vertical take-off and landing aircraft is located approximately 0.4 times the diameter of the center section from its nose, and taking into account that a vertical take-off and landing aircraft can be statically unstable by 3-7%, the center of mass of the aircraft, the vertical thrust vector the lifting fan and the center of the disk-shaped center section coincide. This coincidence is important from the point of view of reducing power losses for control and balancing on the vertical take-off and landing mode and the possibility of horizontal flight with an electronic remote control system.

На фиг.4, 5 показана подъемно-маршевая силовая установка самолета вертикального взлета и посадки, которая состоит из двухступенчатого подъемного вентилятора 3, двигателей 12 (поршневых, дизельных, газотрубинных), толкающего воздушного винта 7 и устройства управления режимами полета 11, которое перераспределяет мощности моторов на подъемный вентилятор в режиме вертикального взлета и посадки и на толкающий воздушный винт в режиме маршевого полета. Подъемный вентилятор 3 выполнен двухступенчатым с вращающимися в противоположные стороны высоконапорными вентиляторами 10 и 14, каждый из которых имеет входные направляющие лопатки 9 и 13. Для разгона самолета вертикального взлета и посадки от режима зависания до эволютивной скорости горизонтального полета подъемный вентилятор 3 имеет совковый либо решетчатый реверс тяги 15 для поворота вертикальной тяги подъемного вентилятора в горизонтальную, который выпускается или убирается в нишу 16 корпуса подъемного вентилятора.Figures 4 and 5 show the lift-and-fly propulsion system for a vertical take-off and landing airplane, which consists of a two-stage lift fan 3, engines 12 (piston, diesel, gas-tube), a propeller 7 and a flight control device 11 that redistributes power motors to the lifting fan in the vertical take-off and landing mode and to the pushing propeller in the flight mode. The lifting fan 3 is made two-stage with high-pressure fans 10 and 14 rotating in opposite directions, each of which has input guide vanes 9 and 13. To accelerate the aircraft from vertical take-off and landing from hovering mode to the evolving horizontal flight speed, the lifting fan 3 has a shovel or trellised reverse thrust 15 for turning the vertical thrust of the lifting fan into horizontal, which is released or retracted into a niche 16 of the housing of the lifting fan.

Управление и балансировка самолета вертикального взлета и посадки по каналу крена осуществляется дифференциальным изменением углов атаки лопастей в соответствующих правом и левом секторах подъемного вентилятора. Указанные изменения углов атаки лопастей вентиляторов осуществляются управлением углов атаки входных направляющих лопаток на первой и второй ступени подъемного вентилятора. Управление в режиме вертикального взлета и посадки по каналу тангажа осуществляется управлением шагом хвостового воздушного винта 7. Управление по каналу курса в режиме вертикального взлета и посадки осуществляется созданием дисбалансов в крутящих моментах первой и второй ступеней подъемного вентилятора, вращающихся в обычном режиме в противоположных направлениях.The control and balancing of the vertical take-off and landing aircraft along the roll channel is carried out by differential changes in the angles of attack of the blades in the corresponding right and left sectors of the lift fan. The indicated changes in the angles of attack of the fan blades are carried out by controlling the angles of attack of the input guide vanes at the first and second stages of the lifting fan. The control in the vertical take-off and landing mode along the pitch channel is carried out by controlling the pitch of the tail rotor 7. The control over the heading channel in the vertical take-off and landing mode is carried out by creating imbalances in the torques of the first and second stages of the lifting fan, rotating normally in opposite directions.

На фиг.6, 7, 8 в качестве примера показана компоновка 19-местного самолета вертикального взлета и посадки, пассажирский салон 23 такого самолета размещен в носовой кабине 1, где размешается до 11 пассажиров, а также в подковообразном салоне 24, расположенном в переднем полукруге дискообразного центроплана 2, сечение профиля которого позволяет разместить еще 8 пассажиров в один ряд. При этом пассажирская кабина в центроплане по сравнению с салонами узкофюзеляжных бизнес-самолетов представляет эффект «летящего балкона» с обзором вперед и вниз (фиг.7). Для исключения влияния интерференции струй подъемного винта и быстрого перехода к режиму горизонтального полета (фиг.8) самолет снабжен рычажным либо телескопическим прыжковым шасси 21. В момент старта, когда вес самолета становится равным вертикальной тяге подъемного вентилятора, шток шасси 22 выстреливает самолет на высоту больше чем 1-1,5 диаметра подъемного вентилятора.6, 7, 8, as an example, shows the layout of a 19-seater vertical take-off and landing airplane; the passenger cabin 23 of such an airplane is located in the bow cabin 1, where up to 11 passengers can be accommodated, as well as in a horseshoe-shaped cabin 24 located in the front semicircle disc-shaped center section 2, the profile section of which allows you to place another 8 passengers in one row. At the same time, the passenger cabin in the center section, in comparison with the cabin of narrow-body business aircraft, represents the effect of a “flying balcony” with a forward and downward view (Fig. 7). To eliminate the influence of interference of the jets of the propeller and a quick transition to the horizontal flight mode (Fig. 8), the aircraft is equipped with a lever or telescopic hopping chassis 21. At the time of launch, when the weight of the aircraft becomes equal to the vertical thrust of the lifting fan, the landing gear rod 22 shoots the aircraft to a height greater than 1-1.5 diameter of the lift fan.

Предложенный самолет вертикального взлета и посадки оборудован бортовым радиоэлектронным оборудованием, которое включают бортовой компьютер, навигационную систему, автопилот режима вертикального взлета и посадки, автопилот режима горизонтального полета, электронную систему дистанционного управления, электронную кабину и посты управления, что должно позволить автоматизировать весь процесс выполнения полета от места старта до места посадки. Самолет включает и имеет следующие привычные в самолете и в автомобиле системы управления: I) электронную ручку - первый джойстик для управления по крену и тангажу; II) ножные педали для управления по курсу; III) ручку управления режимами полета - второй джойстик, расположенную на панели, как в автомобиле, между пилотом и пассажиром. Ручка управления включает следующие положения а) «Нейтральный» - для запуска двигателей и подготовки к старту; b) «Старт» - для режима автоматического старта; с) «Разгон» - для режима разгона до эволютивной скорости; с) «Крейсерский режим» - для осуществления крейсерского полета; d) «Посадка» - для режима автоматической посадки.The proposed vertical take-off and landing aircraft is equipped with on-board electronic equipment, which includes an on-board computer, navigation system, autopilot of the vertical take-off and landing mode, autopilot of the horizontal flight mode, electronic remote control system, an electronic cockpit and control posts, which should allow automating the entire process of flight from start to landing. The aircraft includes and has the following control systems customary in the aircraft and in the car: I) an electronic pen - the first joystick for roll and pitch control; Ii) foot pedals for heading control; III) flight mode control knob - the second joystick located on the panel, as in a car, between the pilot and passenger. The control knob includes the following positions a) "Neutral" - to start the engines and prepare for the start; b) “Start” - for automatic start mode; c) “Acceleration” - for acceleration to an evolving speed; c) “Cruising mode” - for cruising; d) “Landing” - for automatic landing mode.

При эксплуатации самолета пилот вводит на мониторе навигационной системы полетное задание и запускает программу его выполнения. Бортовой процессор управляет всеми режимами полета от старта до посадки, и роль пилота сводится к контролю и наблюдению за процессом выполнения задания. Летчик переходит на ручное управление только в случае сбоев систем бортового радиоэлектронного оборудования. При установки второго джойстика в положение «Нейтральный» трансмиссии подъемного вентилятора 17 и маршевого винта 18 отключены, на этом режиме осуществляется запуск моторов и проверки всех систем перед взлетом. При установке второго джойстика в положение «Старт» маршевый воздушный винт 7 ставится в горизонтальное положение, мощности моторов перераспределены примерно в пределах: на подъемный вентилятор 90%, на хвостовой винт 10%. Отбор мощности на хвостовой винт осуществляется автоматически в зависимости от маневрирования и его загрузки на балансировку самолета по тангажу. При установке второго джойстика в положение «Разгон» включается выпуск реверса тяги 15 для поворота вертикальной тяги в горизонтальную, переводится по программе хвостовой винт 7 из вертикального положения в положение маршевого толкающего воздушного винта 8 и в зависимости от увеличения скорости перераспределяет мощности моторов 12 от подъемного вентилятора на маршевый винт 8. При установке джойстика в положение «Крейсерский режим» полностью перераспределяются мощности моторов 12 от подъемного вентилятора на маршевый воздушный винт 8. Управление на этом режиме осуществляется аэродинамическими поверхностями:During operation of the aircraft, the pilot enters a flight task on the monitor of the navigation system and launches a program for its implementation. The on-board processor controls all flight modes from start to landing, and the role of the pilot is reduced to controlling and observing the process of completing the task. The pilot switches to manual control only in the event of a malfunction of the on-board electronic equipment systems. When the second joystick is set to the “Neutral” position, the transmissions of the lifting fan 17 and the propeller 18 are disabled, in this mode the motors are started and all systems are checked before takeoff. When the second joystick is set to the “Start” position, the mid-flight propeller 7 is placed in a horizontal position, the motor powers are redistributed approximately within the limits: to the lifting fan 90%, to the tail rotor 10%. The selection of power to the tail rotor is carried out automatically, depending on the maneuvering and its loading on the aircraft pitch balance. When the second joystick is in the “Acceleration” position, thrust reverse 15 is turned on to turn the vertical thrust to horizontal, the tail rotor 7 is moved from the vertical position to the marching pushing propeller 8 according to the program and, depending on the increase in speed, redistributes the power of the motors 12 from the lifting fan to the marching screw 8. When the joystick is in the “Cruising mode” position, the power of the motors 12 from the lifting fan to the marching propeller 8. is completely redistributed the control in this mode is carried out by aerodynamic surfaces:

по каналу тангажа - цельноповоротным горизонтальным оперением, по каналу крена - элеронами и по курсу - рулями направлений вертикального оперения. При установке джойстика в положение «Посадка» открываются верхние и нижние створки 25 подъемного вентилятора, мощности моторов 12 от маршевого воздушного винта 8 перераспределяются на подъемный вентилятор 3. Рассмотренные режимы полетов естественно не исключают и других вариантов взлета и посадки, разгона с набором высоты и торможения со спуском, включая взлет и посадку в самолетном режиме или их комбинации.along the pitch channel - by the horizontal turning plumage, on the roll channel - by the ailerons and along the course - by the rudders of the vertical plumage. When the joystick is in the “Landing” position, the upper and lower shutters 25 of the lifting fan open, the power of the motors 12 from the marching propeller 8 is redistributed to the lifting fan 3. The considered flight modes naturally do not exclude other options for take-off and landing, acceleration with climb and braking with descent, including take-off and landing in airplane mode, or combinations thereof.

Таким образом, предложен самолет вертикального взлета и посадки, который может быть использован для комфортной перевозки пассажиров и качественной транспортировки грузов на значительные расстояния.Thus, a vertical take-off and landing airplane was proposed, which can be used for comfortable transportation of passengers and high-quality transportation of goods over significant distances.

Claims

1. Aircraft vertical take-off and landing, including:
a glider in the form of a bearing shaped disk-shaped center wing with an arrangement of the nose compartment of the fuselage type, including regular crew seats, as well as seats for passengers and / or cargo rooms, on the side of the front semicircle of the disk-shaped center wing and a lifting fan inscribed in the geometrical middle part of the center wing in the lower part disc-shaped center section;
wing consoles, vertical and horizontal plumage, propellers, characterized in that
made on a hopping chassis;
the lifting fan is made two-stage with the possibility of providing reverse thrust;
on the side of the tail semicircle of the disk-shaped center wing there is a stern compartment - a nacelle with horizontal tail made completely rotatable, and a propeller made with the possibility of working in the mode of a thrust marching propeller and balancing propeller.

2. The aircraft according to claim 1, characterized in that the lifting fan is made two-stage with the allocation of the right and left sectors at each stage and providing the possibility of rotation of the steps in opposite directions, creating imbalances in the torques of the steps and / or changing the angle of attack of the input guide vanes in the left and legal sectors.

3. The aircraft according to claim 1, characterized in that the air intakes of the engines of the power plant are located in the upper part of the center section on the sides of the lifting fan.

4. The aircraft according to claim 1, characterized in that in the contours of the front semicircle of the disk-shaped center section an additional passenger compartment of a horseshoe-shaped layout is connected, connected with a passage with the bow compartment.

5. The aircraft according to claim 1, characterized in that the fuel compartment is inscribed in the contours of the disk-shaped center section.

6. The aircraft according to claim 1, characterized in that the jump landing gear is selected from the list including: hydraulic jumping landing gear, lever jumping landing gear.

7. The aircraft according to claim 1, characterized in that it is equipped with on-board electronic equipment, including an on-board computer, a navigation system, an autopilot of the vertical take-off and landing mode, an autopilot of the horizontal flight mode, an electronic remote control system, an electronic cockpit, control posts.

8. The aircraft according to claim 1, characterized in that the pilot interface includes an electronic handle - the first joystick for roll and pitch control, foot pedals for heading control, the flight mode control knob - the second joystick.

9. Aircraft according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the engines of the power plant are selected from the list including: piston internal combustion engines, diesel internal combustion engines, gas turbine engines.

10. Aircraft according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the fuel of the engines of the power plant is selected from the list, mainly including: aviation kerosene; aviation condensed fuel - aviation gas.

11. Aircraft according to any one of claims 1 to 8, characterized in that at least most of the elements of its structure are mounted on a lifting fan.

12. Aircraft according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the center of mass of the aircraft, the center of the disk-shaped center section, and also the beginning of the vertical thrust vector of the lifting fan are the same.