RU2499737C2 - Helicopter - Google Patents

Helicopter Download PDF

Info

Publication number
RU2499737C2
RU2499737C2 RU2011111594/11A RU2011111594A RU2499737C2 RU 2499737 C2 RU2499737 C2 RU 2499737C2 RU 2011111594/11 A RU2011111594/11 A RU 2011111594/11A RU 2011111594 A RU2011111594 A RU 2011111594A RU 2499737 C2 RU2499737 C2 RU 2499737C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
helicopter
blades
fuselage
rotors
engine
Prior art date
Application number
RU2011111594/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011111594A (en
Inventor
Сергей Викторович Посохин
Original Assignee
Сергей Викторович Посохин
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 Сергей Викторович Посохин filed Critical Сергей Викторович Посохин
Priority to RU2011111594/11A priority Critical patent/RU2499737C2/en
Publication of RU2011111594A publication Critical patent/RU2011111594A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2499737C2 publication Critical patent/RU2499737C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: helicopter comprises fuselage to accommodate passengers, four sets of rotors, engine, undercarriage and manual control system. Extra vertical wings are attached to blade outer end parts so that revolution of rotors, positive angle of attack of said extra wings is created to force air inside the area swept by rotors. Every blade features angle of attack varying along blade length, from maximum at tip and minimum at root, and width varying in likewise way. Helicopter power plant is configured to engine-generator while every rotor is driven by its independent motor. All screws are arranged in one plane in symmetry about fuselage and attached thereto by supports.
EFFECT: higher efficiency of rotors and their thrust.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к вертолетостроению, в частности к устройству несущих систем вертолетов двухвинтовой поперечной и продольной схем.The invention relates to helicopter engineering, in particular to a device for supporting helicopter systems of twin-screw transverse and longitudinal circuits.

Известны конструкции несущих систем вертолетов двухвинтовой поперечной и продольной схем, см., например, РУЖИЦКИЙ Е.И. Современная авиация. Вертолеты. - М.: Виктория, ACT, 1997, с.161. JP 3292295 A, 24.12.1991. RU 2267657 C2, 10.01.2006. RU 2160689 C2, 20.12.2000. RU 99114461 A, 20.05.2001. RU 2089456 C1, 10.09.1997. RU 2278800 C2, 27.06.2006. GB 626690 A, 20.07.1949. RU 2389651 C2, 07.03.2008.Known designs of the supporting systems of helicopters of twin-screw transverse and longitudinal schemes, see, for example, E. RUZHITSKY Modern aviation. Helicopters - M .: Victoria, ACT, 1997, p. 161. JP 3292295 A, 12.24.1991. RU 2267657 C2, 10.01.2006. RU 2160689 C2, 20.12.2000. RU 99114461 A, 05.20.2001. RU 2089456 C1, 09/10/1997. RU 2278800 C2, 06/27/2006. GB 626 690 A, 07.20.1949. RU 2389651 C2, 03/07/2008.

В качестве прототипа примем предложение, изложенное в патенте RU 2389651 C2, 07.03.2008, где ставится и решается задача увеличения балансировочной устойчивости вертолетов двухвинтовой поперечной схемы. Сама задача возникает в связи с тем, что автор помещает несущие винты по бокам от фюзеляжа примерно на уровне центра масс вертолета, что и создает проблему неустойчивости. Однако предложенное решение, предполагающее создание соответствующей системы автоматического регулирования, кардинально проблему неустойчивости не решает. Кроме того, низко расположенные винты создают угрозу для человеческой жизни.As a prototype we take the proposal set forth in patent RU 2389651 C2, 03/07/2008, where the task is to increase and balance the stability of helicopters of a twin-screw transverse circuit. The problem itself arises due to the fact that the author places the rotors on the sides of the fuselage at about the level of the center of mass of the helicopter, which creates the problem of instability. However, the proposed solution, which involves the creation of an appropriate automatic control system, does not fundamentally solve the instability problem. In addition, low-lying screws pose a threat to human life.

Целью изобретения является повышение эффективности работы несущих лопастей вертолета, позволяющее уменьшить их длину, а вследствие этого - увеличить угловую скорость их вращения, за счет чего увеличить тягу несущей системы и уменьшить ее габариты. По достижении указанной цели ставится цель уменьшения индуктивных потерь, а также повышения надежности несущей системы путем упрощения конструкции несущего винта. Далее ставится цель увеличения безопасности пассажиров, а также увеличения балансировочной устойчивости вертолета, а также ставится цель обеспечения возможности управления угловой скоростью каждого из комплектов несущих лопастей, а также ставится цель разработки способа управления движением вертолета, не допускающего возникновения реактивного момента.The aim of the invention is to increase the operating efficiency of the bearing blades of the helicopter, which allows to reduce their length, and as a result to increase the angular velocity of their rotation, thereby increasing the traction of the supporting system and reduce its dimensions. Upon reaching this goal, the goal is to reduce inductive losses, as well as to increase the reliability of the bearing system by simplifying the design of the rotor. Next, the goal is to increase the safety of passengers, as well as to increase the balancing stability of the helicopter, and the goal is to provide the ability to control the angular speed of each of the sets of bearing blades, and the goal is to develop a method of controlling the movement of the helicopter that does not allow the occurrence of jet moment.

Указанные цели достигаются тем, что к внешней торцевой части несущих лопастей прикрепляются дополнительные вертикально расположенные плоскости таким образом, чтобы во время кругового движения несущих лопастей имел место положительный угол атаки дополнительных плоскостей, нагнетающих воздух внутрь области, сметаемой несущими лопастями, при этом каждая из лопастей имеет переменный, вдоль своей длины, угол атаки - больший в начале и наименьший на конце, а также переменную ширину - большую в начале и наименьшую на конце.These goals are achieved by the fact that additional vertically arranged planes are attached to the outer end part of the bearing blades so that during the circular movement of the bearing blades there is a positive angle of attack of the additional planes forcing air into the area swept away by the bearing blades, each of the blades having variable along its length, the angle of attack is greater at the beginning and smallest at the end, as well as a variable width - large at the beginning and smallest at the end.

Указанные цели достигаются еще и тем, что к фюзеляжу вертолета, посредством консолей, дополнительно к имеющимся, крепятся два, высоко расположенных (выше фюзеляжа), комплекта несущих лопастей (винтов) так, чтобы центр масс вертолета располагался в центре и ниже четырехугольника, образованного несущими винтами, при этом все винты располагаются в одной плоскости, симметрично относительно фюзеляжа вертолета и удалены от него в указанной плоскости так, чтобы отбрасываемый несущими плоскостями воздух (индуктивный поток) минимальным образом касался упомянутого фюзеляжа.These goals are also achieved by the fact that two, highly located (above the fuselage) sets of bearing blades (screws) are attached to the fuselage of the helicopter, in addition to the existing ones, so that the center of mass of the helicopter is located in the center and below the quadrangle formed by the supporting screws, while all the screws are located in the same plane, symmetrically with respect to the helicopter fuselage and are removed from it in the specified plane so that the air (inductive flux) rejected by the bearing planes is minimally salsya said fuselage.

Указанные цели достигаются еще и тем, что каждый из несущих винтов снабжен собственным двигателем, при этом передний правый и задний правый, относительно продольной оси вертолета, двигатели вращают свои, жестко связанные с валом двигателя, комплекты лопастей против часовой стрелки, а передний левый и задний левый, относительно продольной оси вертолета, двигатели вращают свои, жестко связанные с валом двигателя, комплекты лопастей по часовой стрелке, при этом возможно и обратное направление вращения для всех двигателей одновременно.These goals are also achieved by the fact that each of the rotors is equipped with its own engine, while the front right and rear right, relative to the longitudinal axis of the helicopter, the engines rotate their sets of blades, rigidly connected with the engine shaft, counterclockwise, and the front left and rear left, relative to the longitudinal axis of the helicopter, the engines rotate their sets of blades, rigidly connected with the engine shaft, in a clockwise direction, and the opposite direction of rotation is possible for all engines simultaneously.

Указанные цели достигаются еще и тем, что управление движением вертолета осуществляют следующим образом: режим вертикального движения пилот осуществляет путем установки органа управления в положение, при котором все двигатели вращаются с одинаковой угловой скоростью, режим движения вперед пилот осуществляет путем установки органа управления в положение, при котором оба передних двигателя снижают свою угловую скорость на одинаковую величину, а оба задних увеличивают ее на ту же самую величину, режим движения назад пилот осуществляет путем установки органа управления в положение, при котором оба задних двигателя снижают свою угловую скорость на одинаковую величину, а оба передних увеличивают ее на ту же самую величину, режим движения влево пилот осуществляет путем установки органа управления в положение, при котором оба левых двигателя снижают свою угловую скорость на одинаковую величину, а оба правых увеличивают ее на ту же самую величину, режим движения вправо пилот осуществляет путем установки органа управления в положение, при котором оба правых двигателя снижают свою угловую скорость на одинаковую величину, а оба левых увеличивают ее на ту же самую величину, при этом режим движения вертолета в промежуточных направлениях пилот осуществляет, руководствуясь принципом суперпозиции, при этом изменение высоты и скорости горизонтального движения пилот осуществляет ручкой управления суммарной тягой всех двигателей одновременно.These goals are also achieved by the fact that the helicopter controls the movement as follows: the pilot performs vertical movement by setting the control to a position in which all engines rotate at the same angular speed, the pilot moves forward by setting the control to in which both front engines reduce their angular speed by the same amount, and both rear engines increase it by the same amount, the pilot moves backward by setting the control to a position in which both rear engines reduce their angular speed by the same amount, and both front engines increase it by the same amount, the pilot moves the left movement mode by setting the control to both left-hand engines lower their the angular speed is the same amount, and both right-hand sides increase it by the same amount, the pilot exercises the right movement mode by setting the control to a position in which both right-hand engines reduce their angular speed is the same amount, and both left ones increase it by the same amount, while the pilot moves the helicopter in intermediate directions, guided by the principle of superposition, while changing the height and speed of horizontal movement, the pilot controls the total thrust of all engines simultaneously .

На Фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство вертолета (вид сверху). На этом чертеже: хх - продольная ось вертолета; 1, 2, 3, 4 - несущие винты вертолета; 5 - фюзеляж вертолета; 10, 11, 12, 13 - двигатели несущих винтов; 6, 7, 8, 9 - консоли, с помощью которых двигатели несущих винтов крепятся к фюзеляжу, стрелками обозначены направления вращения винтов.Figure 1 schematically shows the proposed device of the helicopter (top view). In this drawing: xx - the longitudinal axis of the helicopter; 1, 2, 3, 4 - rotors of the helicopter; 5 - helicopter fuselage; 10, 11, 12, 13 - rotor engines; 6, 7, 8, 9 — consoles with which rotor engines are attached to the fuselage, arrows indicate the direction of rotation of the screws.

На Фиг.2 схематически изображена система управления движением вертолета. На этой схеме 14 - ручка управления направлением движения; 17 - ручка управления общей тягой всех двигателей одновременно; 15 - датчик угла β крена вертолета, задаваемого пилотом; 16 - датчик угла тангажа α, задаваемого пилотом; 18 - датчик угла γ, являющегося сигналом управления общей тягой, задаваемой пилотом; 19 - блок управления, где сигналы, поступающие с датчиков 15, 16, 18, преобразуются в управляющие воздействия, например токи в обмотках возбуждения двигателей 10, 11, 12, 13, изменяющие их угловую скорость вращения, а следовательно, и силу тяги каждого из двигателей. На этой схеме также: хх - продольная, уу - поперечная оси вертолета.Figure 2 schematically shows a control system for the movement of a helicopter. In this diagram 14 is a direction control knob; 17 - control knob for the general thrust of all engines simultaneously; 15 - angle sensor β roll of the helicopter, set by the pilot; 16 - pitch angle sensor α specified by the pilot; 18 - angle sensor γ, which is a control signal of the total thrust specified by the pilot; 19 is a control unit, where the signals from the sensors 15, 16, 18 are converted into control actions, for example, currents in the excitation windings of the motors 10, 11, 12, 13, changing their angular speed of rotation, and therefore the traction force of each of engines. In this diagram also: xx - longitudinal, yy - transverse to the axis of the helicopter.

На Фиг.3,а) схематически изображено предлагаемое устройство вертолета (вид справа). На этом чертеже: хх - продольная ось вертолета; 5 - его фюзеляж; ЦМ - центр масс вертолета; Р - сила его веса; 11 - передний, 13 - задний двигатели вертолета; Тп - суммарная тяга передних двигателей; Тз - суммарная тяга задних двигателей; 20 - точка приложения Тр - равнодействующей силы тяги от всех двигателей. Заметим, что линия действия равнодействующей силы тяги не проходит через центр масс вертолета. В результате чего на него действует момент, вращающий вертолет по часовой стрелке. Чертеж соответствует ситуации, когда пилот тянет ручку управления 14 от себя.Figure 3, a) schematically shows the proposed device of the helicopter (right view). In this drawing: xx - the longitudinal axis of the helicopter; 5 - its fuselage; TsM - the center of mass of the helicopter; P is the strength of its weight; 11 - front, 13 - rear helicopter engines; T p - the total thrust of the front engines; T s - the total thrust of the rear engines; 20 - point of application T p - resultant thrust from all engines. Note that the line of action of the resultant thrust does not pass through the center of mass of the helicopter. As a result, it is acted upon by a moment rotating the helicopter clockwise. The drawing corresponds to a situation where the pilot pulls the control handle 14 away from him.

На Фиг.3,б) схематически изображено предлагаемое устройство вертолета (вид справа). На этом чертеже: хх - продольная ось вертолета под действием момента, образованного силами Тр и Р, наклонена по часовой стрелке; Также наклонена и равнодействующая сила Тр тяги всех винтов, которая может быть разложена на вертикальную - Тв и горизонтальную - Тг составляющие. При совпадении линии действия сил Тв и Р момент, действующий на вертолет, исчезнет. Одновременным изменением тяги всех винтов силы Тв и Р могут быть сделаны равными и вертолет будет совершать горизонтальное движение под действием горизонтальной силы Тг.Figure 3, b) schematically shows the proposed device of the helicopter (right side view). In this drawing: xx - the longitudinal axis of the helicopter under the action of the moment formed by the forces T p and P, tilted clockwise; Also inclined is the resultant force T p of the thrust of all screws, which can be decomposed into the vertical - T in and horizontal - T g components. When the line of action of the forces T in and P coincides, the moment acting on the helicopter disappears. By simultaneously changing the thrust of all propellers, the forces T in and P can be made equal and the helicopter will make horizontal movement under the action of the horizontal force T g .

На Фиг.4,а) схематически изображен вид сверху одного из несущих винтов вертолета, состоящих из четырех лопастей, жестко закрепленных на валу своего двигателя. На этом чертеже: 11 - двигатель, 22 - его выходной вал, 23 - дополнительные, вертикально расположенные плоскости, прикрепленные к внешним торцам лопастей, αвп - угол атаки дополнительных вертикальных плоскостей, стрелка указывает направление вращения лопастей.Figure 4, a) schematically shows a top view of one of the rotors of the helicopter, consisting of four blades, rigidly mounted on the shaft of its engine. In this drawing: 11 - the engine, 22 - its output shaft, 23 - additional, vertically located planes attached to the outer ends of the blades, α VP - angle of attack of additional vertical planes, the arrow indicates the direction of rotation of the blades.

На Фиг.4,б) схематически изображен вид спереди лопасти несущего винта. На этом чертеже: 21 - нижняя кромка лопасти, 23 - дополнительная вертикально расположенная плоскость, 24 - верхняя кромка лопасти.Figure 4, b) schematically shows a front view of the rotor blade. In this drawing: 21 is the lower edge of the blade, 23 is an additional vertically located plane, 24 is the upper edge of the blade.

На Фиг.4,в) схематически изображен вид сверху и под углом от центра вращения, лопасти несущего винта. На этом чертеже: 21 - нижняя кромка лопасти, 24 - верхняя кромка лопасти, αвн - угол атаки в начале лопасти, αвк - угол атаки в конце лопасти. При этом угол атаки в начале лопасти больше, чем угол атаки в конце лопасти. Это делается для увеличения эффективности работы всей поверхности лопасти, т.к. окружная линейная скорость лопасти в ее начале существенно ниже, чем на конце.Figure 4, c) schematically shows a top view and at an angle from the center of rotation of the rotor blade. In this drawing: 21 is the lower edge of the blade, 24 is the upper edge of the blade, α int is the angle of attack at the beginning of the blade, α VK is the angle of attack at the end of the blade. The angle of attack at the beginning of the blade is greater than the angle of attack at the end of the blade. This is done to increase the efficiency of the entire surface of the blade, because peripheral linear speed of the blade at its beginning is significantly lower than at the end.

Предлагаемый вертолет (назовем его «вертолет продольно-поперечной схемы (ВППС)») состоит из фюзеляжа, силовой установки, несущей системы и системы управления. Несущая система вертолета одновременно является исполнительным органом его системы управления и работает следующим образом. Примем, что силовая установка вертолета выполняется по схеме «двигатель - генератор», а каждый из несущих винтов приводится во вращение своим электродвигателем, являющимся частью управляемого привода. Посредством привода, по сигналам, задаваемым пилотом, например при движении вперед, оба передних двигателя изменяют свою скорость вращения на одинаковую величину, равную -Δω, одновременно с этим оба задних двигателя изменяют свою скорость вращения на ту же величину, но с противоположным знаком, равную +Δω. В этом случае суммарный реактивный момент остается равным нулю. При этом точка приложения равнодействующей силы тяги изменяет свое положение относительно фюзеляжа, создавая в паре с силой веса момент, разворачивающий вертолет и силу тяги в направлении полета. При совпадении линии действия вертикальной составляющей равнодействующей силы тяги и силы веса момент, действующий на вертолет, исчезает. Одновременным изменением тяги всех винтов вертикальная составляющая силы тяги и сила веса могут быть сделаны равными. В этом случае вертолет будет совершать горизонтальное движение под действием горизонтальной составляющей силы тяги.The proposed helicopter (let's call it “longitudinal-transverse helicopter (WPS) helicopter”) consists of a fuselage, a power plant, a carrier system and a control system. The supporting system of the helicopter is at the same time the executive body of its control system and operates as follows. Let us assume that the helicopter’s power plant is carried out according to the “engine-generator” scheme, and each of the rotors is driven by its own electric motor, which is part of a controlled drive. By means of a drive, according to signals set by the pilot, for example, when moving forward, both front engines change their rotational speed by the same amount equal to -Δω, at the same time both rear engines change their rotational speed by the same amount, but with the opposite sign, equal to + Δω. In this case, the total reactive moment remains equal to zero. In this case, the point of application of the resultant thrust force changes its position relative to the fuselage, creating, together with the force of the weight, a moment deploying the helicopter and the thrust force in the direction of flight. When the line of action of the vertical component of the resultant thrust force and the weight force coincide, the moment acting on the helicopter disappears. By simultaneously changing the thrust of all the screws, the vertical component of the thrust force and the weight force can be made equal. In this case, the helicopter will make a horizontal movement under the action of the horizontal component of the thrust force.

Рассмотренный пример распространяется на все направления движения вертолета в силу действия принципа суперпозиции, который в свою очередь справедлив в силу линейности системы управления (СУ) и идентичности каналов управления электроприводом.The considered example applies to all directions of the helicopter motion due to the superposition principle, which in turn is valid due to the linearity of the control system (SU) and the identity of the control channels of the electric drive.

Найдем условия, накладываемые на СУ, необходимые для того, чтобы реактивный момент всегда оставался равным нулю. Уравнения движения несущих винтов имеют вид:We find the conditions imposed on the control system, necessary to ensure that the reactive moment always remains equal to zero. The equations of motion of the rotors have the form:

J Δ ω ˙ i = M i , i = 1 , 2 , 3 , 4            (1)

Figure 00000001
J Δ ω ˙ i = M i , i = one , 2 , 3 , four (one)
Figure 00000001

Здесь: J - момент инерции несущих винтов, Δ ω ˙ i

Figure 00000002
- угловые ускорения i-го винта, Mi - момент, приложенный к i-му винту. Условие отсутствия реактивного момента в любой момент времени имеет вид:Here: J is the moment of inertia of the rotors, Δ ω ˙ i
Figure 00000002
- angular acceleration of the i-th screw, M i - the moment applied to the i-th screw. The condition for the absence of a reactive moment at any moment in time has the form:

1 4 M i ( t ) = 0                         (2)

Figure 00000003
one four M i ( t ) = 0 (2)
Figure 00000003

С учетом уравнений (1), а также с учетом равенства моментов инерции всех несущих винтов указанное условие приобретает вид:Taking into account equations (1), and also taking into account the equality of the moments of inertia of all the rotors, this condition takes the form:

Δ ω ˙ 1 + Δ ω ˙ 2 + Δ ω ˙ 3 + Δ ω ˙ 4 = 0             (3)

Figure 00000004
Δ ω ˙ one + Δ ω ˙ 2 + Δ ω ˙ 3 + Δ ω ˙ four = 0 (3)
Figure 00000004

Интегрируя полученное выражение при нулевых начальных условиях, получим искомое условие отсутствия реактивного момента в любой текущий момент времени:Integrating the obtained expression under zero initial conditions, we obtain the desired condition for the absence of a reactive moment at any current moment of time:

Δ ω 1 + Δ ω 2 + Δ ω 3 + Δ ω 4 = 0             (4)

Figure 00000005
Δ ω one + Δ ω 2 + Δ ω 3 + Δ ω four = 0 (four)
Figure 00000005

С учетом сказанного, алгоритм работы СУ, т.е. связь сигналов, задаваемых пилотом с приращением угловых скоростей несущих винтов, имеет вид:With that said, the algorithm of the SU, i.e. the connection of the signals specified by the pilot with increment of the angular velocities of the rotors has the form:

Управление по тангажу: Δ ω 1 = k α , Δ ω 2 = k α , Δ ω 3 = k α , Δ ω 4 = k α ( 5 )

Figure 00000006
Pitch Control: Δ ω one = k α A. , Δ ω 2 = k α A. , Δ ω 3 = - k α , Δ ω four = - k α A. ( 5 )
Figure 00000006

Управление по крену: Δ ω 1 = k β , Δ ω 2 = k β , Δ ω 3 = k β , Δ ω 4 = k β ( 6 )

Figure 00000007
Roll Control: Δ ω one = k β A. , Δ ω 2 = - k β A. , Δ ω 3 = k β , Δ ω four = - k β A. ( 6 )
Figure 00000007

Заметим, что во всех приведенных равенствах стоит один и тот же коэффициент передачи k. Этим устанавливается идентичность всех каналов управления и таким образом устанавливается выполнение условия отсутствия реактивного момента в любой текущий момент времени. Проверим сказанное на конкретном примере. Для этого сложим все равенства в выражениях (5) и (6). В результате будем иметь:Note that in all the given equalities there is the same transmission coefficient k. This establishes the identity of all control channels and thus establishes the fulfillment of the condition for the absence of a reactive moment at any current time. Let us verify what has been said on a concrete example. For this, we add all the equalities in expressions (5) and (6). As a result, we will have:

Δ ω 1 + Δ ω 2 + Δ ω 3 + Δ ω 4 = 2 k α 2 k α ( 7 )

Figure 00000008
Δ ω one + Δ ω 2 + Δ ω 3 + Δ ω four = 2 k α - 2 k α A. ( 7 )
Figure 00000008

Δ ω 1 + Δ ω 2 + Δ ω 3 + Δ ω 4 = 2 k β 2 k β ( 8 )

Figure 00000009
Δ ω one + Δ ω 2 + Δ ω 3 + Δ ω four = 2 k β - 2 k β A. ( 8 )
Figure 00000009

Отсюда следует то, что при любом положении ручки управления электроприводом, т.е. при любых сигналах управления α и β равенство (4), являющееся условием отсутствия реактивного момента в любой текущий момент времени, - выполняется. Задача управления электроприводом хорошо известна в технике (см., например, монографию: Сиротин А.А., «Автоматическое управление электроприводами», М., «Энергия», 1969 г., 560 с.) и решена, например, в таких транспортных средствах, как трамвай, троллейбус, электропоезд и т.п. Поэтому конкретные схемные решения здесь не приводятся и не охраняются.This implies that for any position of the electric control knob, i.e. for any control signals α and β, equality (4), which is a condition for the absence of a reactive moment at any current time, is satisfied. The task of controlling an electric drive is well known in the art (see, for example, the monograph: A. Sirotin, “Automatic Control of Electric Drives”, M., “Energy”, 1969, 560 pp.) And was solved, for example, in such vehicles means like tram, trolleybus, electric train, etc. Therefore, specific circuit solutions are not given here and are not protected.

Технический результат, заключающийся в увеличении тяги несущей системы и уменьшении ее габаритов, достигается путем сужения диаграммы распределения плотности индуктивного потока и увеличения его скорости за счет повышения эффективности несущих лопастей вертолета. Повышение эффективности осуществляется путем прикрепления к внешней торцевой части несущих лопастей дополнительных вертикально расположенных плоскостей, а также за счет того, что каждая из лопастей имеет переменный, вдоль своей длины, угол атаки - больший в начале и наименьший на конце, а также переменную ширину - большую в начале и наименьшую на конце. Указанные мероприятия позволяют уменьшить длину лопастей, а вследствие этого - увеличить угловую скорость их вращения и, следовательно, тягу несущих винтов. Кроме того, уменьшение длины лопастей и увеличение их угловой скорости (при сохранении габаритов вертолета) позволяет увеличить количество несущих винтов. Технический результат заключается также в уменьшении индуктивных потерь, а также в повышении надежности несущей системы вертолета путем упрощения конструкции несущих винтов, в которых лопасти жестко связаны с валом двигателя и отсутствует такой сложный механизм, как автомат перекоса. При этом введение еще одного, высоко расположенного (выше фюзеляжа), поперечного комплекта несущих винтов и расположение всех винтов в одной плоскости увеличивает безопасность пассажиров, а также за счет того, что центр масс вертолета находится посередине между несущими винтами и ниже точки приложения равнодействующей силы тяги, кардинально решается проблема его балансировочной устойчивости. Технический результат заключается также в разработке способа управления движением вертолета, не допускающего возникновения реактивного момента, путем надлежащего управления угловой скоростью вращения каждого из несущих винтов.The technical result, which consists in increasing the thrust of the supporting system and reducing its size, is achieved by narrowing the density distribution diagram of the inductive flux and increasing its speed by increasing the efficiency of the helicopter's bearing blades. Increasing the efficiency is carried out by attaching additional vertically arranged planes to the outer end part of the bearing blades, and also due to the fact that each of the blades has a variable, along its length, angle of attack - greater at the beginning and smallest at the end, as well as a variable width - large at the beginning and the smallest at the end. These measures can reduce the length of the blades, and as a result, increase the angular velocity of their rotation and, consequently, the thrust of the rotors. In addition, reducing the length of the blades and increasing their angular velocity (while maintaining the dimensions of the helicopter) allows you to increase the number of rotors. The technical result is also to reduce inductive losses, as well as to increase the reliability of the helicopter support system by simplifying the design of the rotors in which the blades are rigidly connected to the motor shaft and there is no such complex mechanism as a swash plate. In this case, the introduction of another, highly located (above the fuselage), transverse set of rotors and the location of all the screws in one plane increases the safety of passengers, and also due to the fact that the center of mass of the helicopter is located in the middle between the rotors and below the point of application of the resultant thrust , the problem of its balancing stability is radically solved. The technical result also consists in developing a method for controlling the movement of a helicopter that does not allow the occurrence of a reactive moment by properly controlling the angular velocity of rotation of each of the rotors.

Claims (3)

1. Вертолет, содержащий фюзеляж для размещения пассажиров, четыре комплекта несущих лопастей, двигатель, шасси и систему ручного управления, отличающийся тем, что к внешней торцевой части указанных лопастей прикрепляются дополнительные вертикально расположенные плоскости таким образом, чтобы во время кругового движения несущих лопастей имел место положительный угол атаки дополнительных плоскостей, нагнетающих воздух внутрь области, ометаемой несущими лопастями, при этом каждая из лопастей имеет переменный вдоль своей длины угол атаки - больший в начале и наименьший на конце, а также переменную ширину - большую в начале и наименьшую на конце.1. A helicopter containing a fuselage for accommodating passengers, four sets of bearing blades, an engine, a landing gear and a manual control system, characterized in that additional vertically arranged planes are attached to the outer end part of these blades so that during circular motion of the bearing blades there is positive angle of attack of additional planes forcing air into the area swept by the bearing blades, each of the blades having a variable angle of attack along its length - higher at the beginning and at the end of the smallest, as well as a variable width - great at the beginning and at the lowest end. 2. Вертолет по п.1, отличающийся тем, что к его фюзеляжу посредством консолей крепятся четыре высоко расположенных (выше фюзеляжа) комплекта несущих лопастей (винтов) так, чтобы центр масс вертолета располагался в центре и ниже четырехугольника, образованного центрами несущих винтов, при этом все винты располагаются в одной плоскости симметрично относительно фюзеляжа вертолета и удалены от него в указанной плоскости так, чтобы отбрасываемый несущими плоскостями воздух (индуктивный поток) минимальным образом касался упомянутого фюзеляжа.2. The helicopter according to claim 1, characterized in that four highly located (above the fuselage) sets of bearing blades (screws) are attached to its fuselage through the consoles so that the center of mass of the helicopter is located in the center and below the quadrangle formed by the centers of the rotors, all the screws are located in the same plane symmetrically with respect to the helicopter fuselage and are removed from it in the indicated plane so that the air (inductive flux) discharged by the bearing planes minimally touches the fuselage. 3. Вертолет по п.1 или 2, отличающийся тем, что силовая установка вертолета выполняется по схеме «двигатель - генератор», при этом каждый из несущих винтов приводится во вращение своим электродвигателем, являющимся частью управляемого привода, при этом комплекты лопастей каждого винта жестко связаны с валом своего двигателя. 3. The helicopter according to claim 1 or 2, characterized in that the helicopter power plant is performed according to the “engine-generator” scheme, with each of the rotors being rotated by its own electric motor, which is part of the controlled drive, while the sets of blades of each screw are rigidly connected to the shaft of their engine.
RU2011111594/11A 2011-03-28 2011-03-28 Helicopter RU2499737C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111594/11A RU2499737C2 (en) 2011-03-28 2011-03-28 Helicopter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111594/11A RU2499737C2 (en) 2011-03-28 2011-03-28 Helicopter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011111594A RU2011111594A (en) 2012-10-10
RU2499737C2 true RU2499737C2 (en) 2013-11-27

Family

ID=47078961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011111594/11A RU2499737C2 (en) 2011-03-28 2011-03-28 Helicopter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2499737C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181367U1 (en) * 2017-12-26 2018-07-11 Борис Михайлович Фролов MULTI-SCREW AIRCRAFT WITH HYDRAULIC DRIVING SCREWS WITH FIXED STEP OF BLADES

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104149971B (en) * 2013-05-13 2017-03-08 湖北易瓦特科技有限公司 A kind of unmanned plane

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1526A1 (en) * 1922-01-17 1924-09-15 Б.Н. Юрьев Multi-screw helicopter
RU2229422C2 (en) * 2001-10-01 2004-05-27 Орловский государственный технический университет Helicopter main rotor
EP1901153A1 (en) * 2006-09-12 2008-03-19 OFFIS e.V. Control system for unmanned 4-rotor-helicopter
RU2403183C2 (en) * 2009-01-30 2010-11-10 Юрий Сергеевич Воронков Multirotor unmanned aerial vehicle with vertical take-off and landing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1526A1 (en) * 1922-01-17 1924-09-15 Б.Н. Юрьев Multi-screw helicopter
RU2229422C2 (en) * 2001-10-01 2004-05-27 Орловский государственный технический университет Helicopter main rotor
EP1901153A1 (en) * 2006-09-12 2008-03-19 OFFIS e.V. Control system for unmanned 4-rotor-helicopter
RU2403183C2 (en) * 2009-01-30 2010-11-10 Юрий Сергеевич Воронков Multirotor unmanned aerial vehicle with vertical take-off and landing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Изаксон А.М. Советское вертолетостроение. - М.: Машиностроение, 1964, сс.14-16, 168-17. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181367U1 (en) * 2017-12-26 2018-07-11 Борис Михайлович Фролов MULTI-SCREW AIRCRAFT WITH HYDRAULIC DRIVING SCREWS WITH FIXED STEP OF BLADES

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011111594A (en) 2012-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106927030B (en) Oil-electricity hybrid power multi-rotor aircraft and flight control method thereof
KR101958246B1 (en) Convertiplane
KR101958328B1 (en) Convertiplane
CN105882959B (en) It is capable of the flight equipment of VTOL
US10131426B2 (en) Aircraft capable of vertical take-off
US11860622B2 (en) Hybrid gyrodyne aircraft
KR101958331B1 (en) Convertiplane
US9399982B2 (en) Auto-gyro rotor flying electric generator (FEG) with wing lift augmentation
Benedict et al. Performance of a cycloidal rotor concept for micro air vehicle applications
KR20130026506A (en) Personal aircraft
US8851415B1 (en) Magnetic aerodynamic generation lift integrated flight technology with joint electric thrust
GB2316374A (en) Fluid dynamic lift generation
CN110329497B (en) Multi-rotor unmanned aerial vehicle with variable paddle surface angle and control method thereof
CN109131867A (en) Aircraft
RU146302U1 (en) SPEED COMBINED HELICOPTER
RU2499737C2 (en) Helicopter
CN107985583A (en) Tilting rotor wing unmanned aerial vehicle
RU122366U1 (en) MANAGED AIRCRAFT
CN207607645U (en) Compound rotor aircraft
CN113879525A (en) Vertical take-off and landing and fixed wing aircraft
CN109969387A (en) The safe and efficient high-speed helicopter of cross-arranging type propeller aircraft
RU2128131C1 (en) Flying vehicle
CN215323271U (en) Helicopter with rotor cabin and shock-absorbing connection rotor cabin and variable-pitch propeller at tail of rotor cabin
Taubert et al. On the Hybrid Tilt-Wing, Tilt Propeller, Active Flow Control Enabled Runway Independent Airplane.
US20240278909A1 (en) Rotor position control system

Legal Events

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

Effective date: 20180329