RU2554043C1 - Hybrid short takeoff and landing electric aircraft - Google Patents
Hybrid short takeoff and landing electric aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554043C1 RU2554043C1 RU2014105387/11A RU2014105387A RU2554043C1 RU 2554043 C1 RU2554043 C1 RU 2554043C1 RU 2014105387/11 A RU2014105387/11 A RU 2014105387/11A RU 2014105387 A RU2014105387 A RU 2014105387A RU 2554043 C1 RU2554043 C1 RU 2554043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screws
- wing
- smaller
- electric
- take
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в конструкции электросамолетов с расположением на крыльях двух трехдвигательных систем с распределенной тягой разновеликих винтов, два больших из которых, тянущие, вынесены за переднюю кромку второго крыла, а на каждой консоли первого цельноповоротного крыла дупланной схемы - два меньших тянущих винта, размешенных по обе стороны от оси вращения больших винтов, отклонение вверх удлиненных редукторов последних синхронно с отклонением вверх всех меньших винтов обеспечивает выполнение технологии короткого взлета и посадки.The invention relates to the field of aeronautical engineering and can be used in the construction of electric airplanes with two three-engine systems with distributed thrust of different-sized propellers on the wings, two large of which, pulling, are extended beyond the front edge of the second wing, and on each console of the first all-turning wing of the hollow circuit two smaller pulling screws located on both sides of the axis of rotation of the large screws, upward movement of the elongated gearboxes of the latter synchronously with upward movement of all the smaller screws It provides the STOL technology.
Известен гибридный электросамолет фирмы "Volva Volare" (США) мод. GT4, выполненный из углепластика по аэродинамической схеме "утка" с задним расположением силовой установки, имеющей электромотор с толкающим винтом и генераторным турбодизельным двигателем, представляет собой моноплан со среднерасположенным крылом, имеющим двухкилевое оперение и на его концах концевые крылышки, систему управления и перезаряжаемые аккумуляторные батареи, трехстоечное убирающееся колесное шасси со вспомогательной передней опорой.Known hybrid electric aircraft company "Volva Volare" (USA) mod. GT4, made of carbon fiber according to the aerodynamic configuration of a “duck” with a rear arrangement of a power plant having an electric motor with a pushing propeller and a generator turbodiesel engine, is a monoplane with a mid-wing, having a two-wing tail and end wings at its ends, a control system and rechargeable batteries , three-post retractable wheeled chassis with auxiliary front support.
Признаки, совпадающие - наличие моноплана со среднерасположенным крылом и трехколесным шасси со вспомогательной передней опорой. Фюзеляж самолета изготовлен из углепластика, что обеспечивает ему несколько избыточную прочность как для четырехместного самолета с взлетным весом 1717 кг. Аэродинамическая схема "утка" электросамолета обеспечивает устойчивость при задней центровке - аккумулятор и двигатели силовой установки (СУ) находятся в кормовой части фюзеляжа. Перезаряжаемые литиево-ионные аккумуляторы электросамолета имеют вес 407 кг и время, необходимое для их быстрой зарядки во время крейсерского полета. На консолях крыла смонтировано разнесенное двухкилевое оперение. Крейсерский полет обеспечивает двухдвигательная СУ: электромотор пиковой/номинальной мощности 400/220 кВт, питаемый от аккумуляторов, вращает толкающий винт, а турбодизельный двигатель (ТДД) мощностью 150 л.с. используется как внутренний источник генерирующей мощности - подпитывает в крейсерском полете аккумуляторные батареи.Signs that coincide - the presence of a monoplane with a mid-wing and a three-wheeled landing gear with an auxiliary front support. The fuselage of the aircraft is made of carbon fiber, which provides it with somewhat excessive strength, as for a four-seater aircraft with a take-off weight of 1717 kg. The aerodynamic configuration of the “duck” of the electric plane ensures stability during rear alignment - the battery and engines of the power plant (SU) are located in the aft part of the fuselage. Rechargeable lithium-ion batteries of the aircraft have a weight of 407 kg and the time required to charge them quickly during a cruise flight. On the wing consoles mounted spaced twin-winged plumage. The cruise flight is provided by a twin-engine SU: an electric motor of peak / rated power 400/220 kW, powered by batteries, rotates the pushing screw, and a turbodiesel engine (TDD) with a capacity of 150 hp It is used as an internal source of generating power - it feeds batteries in a cruise flight.
Причины, препятствующие поставленной задаче: первая - это то, что электросамолет мод. GT4 с толкающим винтом на конце фюзеляжа, создающим только горизонтальную тягу как при взлетно-посадочных, так и крейсерских режимах полета, имеет сложную схему редуцирования и управления электромотором и ТДД при вращении одного толкающего винта от электромотора, но и снижает стабильность управления и безопасность в случае отказа одного из двух двигателей. Вторая - это то, что перезаряжаемые литиево-иоиные аккумуляторные батареи электросамолета, имеющие вес (порядка 35%) от пустого его веса, что весьма снижает полезную нагрузку и, как следствие, уменьшает весовую отдачу. Третья - это то, что литиево-ионная батарея позволит электросамолету улететь на расстояние в 540 км при крейсерской скорости 296 км/ч, а при падении ее зарядки до 25% от максимального значения включится внутренний источник генерирующей мощности - ТДД и будет в полете подпитывать аккумулятор. Топливный бак самолета может вместить 86,2 литра топлива, что эквивалентно дополнительным 1310 км при общей дальности полета до 1850 км. Все это ограничивает возможность дальнейшего увеличения взлетного веса и веса перезаряжаемых аккумуляторов, но и повышения горизонтальной тяговооруженности и обеспечения возможности выполнения технологии короткого взлета и посадки (КВП).Reasons that impede the task: the first is that the electric plane mod. GT4 with a pusher propeller at the end of the fuselage, creating only horizontal thrust for both takeoff and landing and cruising flight modes, has a complex scheme for reducing and controlling the electric motor and TDD when rotating one pusher propeller from the electric motor, but also reduces control stability and safety in case of failure of one of two engines. The second is that rechargeable lithium-ion batteries of an electric airplane, having a weight (about 35%) of its empty weight, which greatly reduces the payload and, as a result, reduces the weight return. The third one is that a lithium-ion battery will allow the electric plane to fly 540 km away at a cruising speed of 296 km / h, and when its charge drops to 25% of the maximum value, the internal generating power source - TDD will turn on and will recharge the battery in flight . The fuel tank of the aircraft can accommodate 86.2 liters of fuel, which is equivalent to an additional 1310 km with a total flight range of up to 1850 km. All this limits the possibility of further increasing the take-off weight and the weight of rechargeable batteries, but also increasing the horizontal thrust-weight ratio and ensuring the possibility of implementing the technology of short take-off and landing (KVP).
Известен многодвигательный гибридный электросамолет проекта "E-Thrust" компании "EADS", содержащий планер из композитных материалов, низкорасположенное крыло с концевыми крылышками, последовательную гибридную силовую установку, включающую систему энергонакопления и электротурбину, размещенную на конце фюзеляжа между килей U-образного оперения, вырабатывающую электричество для шести электромоторов, приводящих винтовентиляторы, смонтированные по три на внутренних верхних частях крыла в сгруппированных кольцевых каналах, трехстоечное убирающееся колесное шасси со вспомогательной передней опорой.The multi-engine hybrid electric aircraft of the E-Thrust project of the EADS company is known, comprising a composite airframe, a low wing with end wings, a serial hybrid power plant including an energy storage system and an electric turbine located at the end of the fuselage between the keels of the U-shaped plumage generating electricity for six electric motors that drive screw fans, three mounted on the upper upper parts of the wing in grouped annular channels, three-rack A wheeled chassis with an auxiliary front support.
Признаки, совпадающие - наличие моноплана с низкорасположенным крылом и трехколесным шасси со вспомогательной передней опорой. Материалом для корпуса электросамолета проекта "E-Thrust" служит углеродное волокно, благодаря чему он будет достаточно легким. Основными его преимуществами, которые будут выгодно отличать его от обычных самолетов, являются мощная аэродинамика, композитный дизайн и, конечно же, последовательная гибридная схема, при которой отдельно размещенная турбина только вырабатывает электричество для шести электромоторов (по три на внутренних секциях крыла). В системе почти нет накопителей электроэнергии. Они сведены до относительно небольших емкостей, подающих энергию для взлетного режима, когда потребление взлетной энергии максимально. Это резко уменьшает вес и стоимость гибридной схемы (мало накопителей) и одновременно позволяет ограничить мощность основной электротурбины (той, что необходима для взлетного и крейсерского режимов полета), то есть сделать ее легче, дешевле, экономичнее. Модифицированная система энергонакопления электросамолета будет нового поколения и выполнена в виде суперконденсаторов. На конце фюзеляжа совместно с электротурбиной смонтировано разнесенное U-образное хвостовое оперение. Крейсерский полет могут обеспечивать шесть электромоторов с винтовентиляторами, смонтированными по три на внутренних частях крыла в сгруппированных кольцевых каналах.Signs that coincide - the presence of a monoplane with a low wing and a three-wheeled landing gear with an auxiliary front support. The material for the hull of the E-Thrust project electric aircraft is carbon fiber, making it light enough. Its main advantages, which will advantageously distinguish it from conventional aircraft, are powerful aerodynamics, a composite design and, of course, a consistent hybrid scheme in which a separately placed turbine only generates electricity for six electric motors (three in each of the wing's inner sections). The system has almost no energy storage. They are reduced to relatively small capacities supplying energy for the take-off mode, when the consumption of take-off energy is maximum. This dramatically reduces the weight and cost of the hybrid scheme (few drives) and at the same time allows you to limit the power of the main electric turbine (the one that is necessary for take-off and cruising flight modes), that is, make it easier, cheaper, more economical. The modified energy system of the electric airplane will be a new generation and is made in the form of supercapacitors. At the end of the fuselage, together with an electric turbine, a spaced U-shaped tail assembly is mounted. Six electric motors with rotor fans mounted three in each on the inner parts of the wing in grouped annular channels can provide cruising flight.
Причины, препятствующие поставленной задаче: первая - это то, что электросамолет проекта "E-Thrust" с винтовентиляторами, смонтированными по три на внутренних частях крыла в сгруппированных кольцевых каналах, создающими только горизонтальную тягу как при взлетно-посадочных, так и крейсерских режимах полета, имеет сложную схему управления электромоторами при независимом вращении всех тянущих винтовентиляторов, что предопределяет возможность эксплуатации с бетонных взлетно-посадочных площадок длиной 1850 м, а также снижает стабильность управления и безопасность в случае отказа одной электротурбины. Вторая - это то, что перезаряжаемая система энергонакопления электросамолета будет нового поколения и выполнена в виде суперконденсаторов, имеющих вес (порядка 25…30%) от пустого его веса, что весьма снижает полезную нагрузку и, как следствие, уменьшает весовую отдачу. Третья - это то, что при отказе одной электротурбины на взлетно-посадочных режимах и при недостатке горизонтальной тяговооруженности, обеспечиваемой сгруппированными винтовентиляторами, имеющими диаметры в равновеликих кольцевых каналах, ограниченных верхней поверхностью крыла и фюзеляжа. Кроме того, тянущие винтовентиляторы, смонтированные но три на внутренних секциях крыла в кольцевых каналах, а те, будучи расположенными по бокам фюзеляжа и в системе распределенной тяги не в самых оптимальных точках самолета, исключая за счет сгруппированных их габаритов аэродинамическое чистое крыло, что весьма ухудшает его аэродинамику. Все это ограничивает возможность дальнейшего увеличения взлетного веса и весовой отдачи и, как следствие, веса перезаряжаемой системы энергонакопления, а также ограничения как повышения горизонтальной тяговооруженности сгруппированных винтовентиляторов и, особенно, при отказе одной его электротурбины, но и обеспечения возможности выполнения технологии КВП.Reasons that impede the task: the first is that the E-Thrust project electric airplane with three-in-one propeller fans mounted on the inside of the wing in grouped annular channels, creating only horizontal thrust both during takeoff and landing and cruising flight modes, has a complex electric motor control scheme with independent rotation of all pulling screw fans, which determines the possibility of operation from concrete runways 1850 m long, and also reduces the stability of control Lenia and safety in the event of failure of one electric turbines. The second one is that the rechargeable energy storage system of the electric airplane will be a new generation and made in the form of supercapacitors having a weight (of the order of 25 ... 30%) of its empty weight, which greatly reduces the payload and, as a result, reduces the weight return. The third is that in case of failure of one electric turbine during take-off and landing modes and with a lack of horizontal thrust-to-weight ratio provided by grouped rotor fans having diameters in equal-sized annular channels bounded by the upper surface of the wing and fuselage. In addition, pulling screw fans mounted but three on the inner wing sections in the annular channels, and those located on the sides of the fuselage and in the distributed thrust system are not at the most optimal points on the plane, except for the aerodynamic clean wing, which is grouped by their dimensions, which greatly worsens its aerodynamics. All this limits the possibility of a further increase in take-off weight and weight return and, as a consequence, the weight of the rechargeable energy storage system, as well as restrictions on how to increase the horizontal thrust-to-weight ratio of the grouped fan heaters and, especially, in case of failure of one of its electric turbines, but also to ensure the possibility of implementing the KVP technology.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является многоцелевой самолет КВП модели DO 29 компании "DORNIER", содержащий планер из углепластика, фюзеляж с Т-образным оперением, высокорасположенное крыло с двумя подкрыльевыми мотогондолами, имеющими с задним расположением двигатели и отклоняемые соединительные валы в продолговатых задних обтекателях, передающие мощность на концах последних трехвинтовым винтам, обеспечивающим горизонтальную и их соответствующим отклонением наклонную тягу и трехопорное убирающееся колесное шасси с носовой вспомогательной и главными боковыми опорами.Closest to the proposed invention is a multi-purpose aircraft KVP model DO 29 of the company "DORNIER", containing a carbon fiber glider, a fuselage with a T-tail, a highly located wing with two underwing engine nacelles with rear engines and deflectable connecting shafts in elongated rear fairings transmitting power at the ends of the latter to three-screw propellers providing horizontal and with their corresponding deviation inclined draft and three-support retractable wheel chassis from the noses oh auxiliary and main side supports.
Признаки, совпадающие - наличие планера из углепластика с высокорасположенным крылом, снабженным двумя мотогондолами, каждая из которых имеет заднюю, продолговатые, вынесенные за соответствующую кромку крыла, подкрыльевые ее части с отклоняемыми винтами, имеет хвостовое Т-образное оперение. Отклоняемые трехлопастные винты, расположенные сзади крыла, обеспечивают маршевую тягу и соответствующим отклонением удлиненных валов вниз на угол -45° от горизонтального положения наклонную тягу для выполнения технологии КВП.Signs that coincide - the presence of a carbon fiber glider with a high wing, equipped with two engine nacelles, each of which has a rear, oblong, extended beyond the corresponding wing edge, its wing parts with deflectable screws, has a tail T-shape. The deflectable three-blade propellers located at the rear of the wing provide marching thrust and, accordingly, the elongated shafts deviate downward by an angle of -45 ° from the horizontal position, the inclined thrust for performing the HF technology.
Причины, препятствующие поставленной задаче: первая - это то, что аэродинамический его облик с овальным поперечным сечением фюзеляжа, имеющего высокорасположенное крыло и хвостовое оперение на конце фюзеляжа, форма и длина кормовой части которого определяется различными требованиями, часто противоречивыми, что не способствует снижению массы фюзеляжа и, особенно, высоты стоек главных передних опор колесного шасси при задней вспомогательной короткой его стойке. Вторая - это то, что подкрыльевые мотогондолы с расположенными в них двигателями, имеющими выхлопы, направленные по бокам и назад, осуществляют вредную обдувку задних отклоняемых вниз винтов на крейсерских режимах его полета. Третья - это то, что расположенные на подкрыльевых мотогондолах трехлопастные винты, отклоняющиеся вниз, имеют радиусы, не превышающие высоту установки мотогондол под крылом, что приводит как к усложнению конструкции закрылок крыла, так увеличению высоты передних стоек шасси и уменьшению диаметра таких трехлопастных винтов. Четвертая - это то, что традиционная аэродинамическая его схема, у которой основную подъемную силу, необходимую для полета, создает одно крыло, являясь основной несущей аэродинамической поверхностью, а дополнительную подъемную силу - стабилизатор и фюзеляж, обеспечивающие незначительную их составляющую в общей аэродинамической подъемной силе и, как следствие, предопределяет большую удельную нагрузку на крыло (порядка 340…380 кг/м2), которая будет повышаться пропорционально увеличению его размеров и взлетного веса. Поэтому если использовать традиционную аэродинамическую схему моноплана с высокорасположенным крылом в качестве прототипа и создавать многодвигательный электросамолет КВП на базе данной аэродинамической компоновки, то возможность увеличения весовой отдачи при повышении взлетного веса и дальнейшего уменьшения массы конструкции, но и геометрических размеров планера весьма ограничено.Reasons that impede the task: the first is that its aerodynamic appearance with an oval cross-section of the fuselage having a high wing and tail at the end of the fuselage, the shape and length of the aft of which is determined by various requirements, often contradictory, which does not contribute to reducing the mass of the fuselage and, especially, the height of the racks of the main front supports of the wheeled chassis with a rear auxiliary short rack. The second is that the underwing engine nacelles with engines located in them, having exhausts directed to the sides and back, carry out harmful blowing of the rear propellers deflected downward during cruising flight modes. The third one is that the three-bladed propellers located on the underwing engine nacelles, which deviate downward, have radii not exceeding the height of the engine nacelles under the wing, which leads to a more complicated wing flap design, as well as an increase in the height of the front landing gear and a decrease in the diameter of such three-bladed propellers. The fourth one is that its traditional aerodynamic design, in which the main lifting force necessary for flight, is created by one wing, being the main supporting aerodynamic surface, and the additional lifting force is the stabilizer and fuselage, which provide their insignificant component in the total aerodynamic lifting force and As a result, it predetermines a large specific load on the wing (about 340 ... 380 kg / m 2 ), which will increase in proportion to the increase in its size and take-off weight. Therefore, if you use the traditional aerodynamic design of a monoplane with a high wing as a prototype and create a multi-engine electric airplane KVP based on this aerodynamic layout, then the possibility of increasing weight return with increasing take-off weight and further reducing the weight of the structure, but also the geometrical dimensions of the airframe, is very limited.
Предлагаемым изобретением решается задача в указанном выше известном многоцелевом самолете КВП повышения взлетного веса и увеличения весовой отдачи, упрощения конструкции подкрыльевых отклоняемых частей мотогондол и узлов отклонения толкающих винтов, увеличения их диаметра и уменьшения высоты стоек главного шасси, увеличения площади несущих поверхностей планера и уменьшения удельной нагрузки на крыло, повышения транспортной и топливной эффективности.The present invention solves the problem in the aforementioned well-known multi-purpose aircraft KVP increase take-off weight and increase weight return, simplify the design of the wingwing deflected parts of the engine nacelles and knots deflecting pushing screws, increase their diameter and reduce the height of the struts of the main landing gear, increase the area of the bearing surfaces of the airframe and reduce the specific load on the wing, increasing transport and fuel efficiency.
Отличительными признаками предлагаемого изобретения от указанного выше известного многоцелевого самолета КВП, наиболее близкого к нему, являются наличие того, что он выполнен по дупланной аэродинамической схеме с разновеликими крыльями, большее, второе, из которых смонтировано выше и позади первого меньшего цельноповоротного крыла и концепции разнесенного расположения на крыльях двух трехдвигательных систем с распределенной тягой разновеликих винтов по схеме 4+2, которая наряду двух толкающих винтов, смонтированных с гибридными мотогондолами на втором крыле и выполненных большими, снабжена четырьмя передними мотогондолами с тянущими меньшими винтами первого крыла, выполненными с возможностью работы при различных углах их отклонения в вертикальной плоскости и обеспечением равноудаленного размещения поперечных осей их отклонения как меньших, так и больших винтов от центра масс, но и снабжен возможностью преобразования его с взлетно-посадочной конфигурации гибридного электросамолета с шестивинтовой движительной системой, включающей наряду с двумя большими винтами второго крыла, отклоненными вниз на угол -45°, отклоненные вверх на угол +45° четыре меньших винта первого крыла и обеспечивающей при этом интенсивное обтекание верхней поверхности каждого крыла и бортов фюзеляжа воздушным потоком от меньшей и большей групп винтов, меньшие как четыре, так и два больших из которых имеют их вращение в направлении полета с набеганием по направлению от бортов как передней, так и задней частей фюзеляжа соответственно как верхних лопастей двух левых и двух правых меньших винтов, так и нижней лопасти левого и правого больших винтов, устраняющих как гироскопический эффект, так и создающих более плавное обтекание крыльев и фюзеляжа с уменьшением сопротивления носовой и кормовой его частей за счет эффекта отсоса пограничного слоя перед этими винтами в полетную конфигурацию электросамолета с шести- или четырехвинтовой движительной системой, создающей маршевую тяговооруженность всеми или только меньшими винтами, обеспечивающую третью большую или вторую среднюю крейсерские скорости полета соответственно, но и обратно, при этом в каждом трехвинтовом модуле, винты которого разнесены так, что по обе стороны от оси вращения большего винта второго крыла равноудалены оси вращения двух меньших винта, размещенных на консолях первого крыла с межосевым расстоянием между ними, определяемым из соотношения:
Кроме того, что каждая гибридная мотогондола, выполненная с передним расположением ОЭМГ и ТВД, последний из которых имеет для отбора взлетной его мощности передний вывод вала, и снабженная отклоняемым вверх и обратно удлиненным редуктором большего тянущего винта, создающего маршевую и наклонную тягу при расположении оси его вращения соответственно вдоль средней линии второго крыла и под смежным углом 133° от горизонтального общего основания последнего к оси его вращения, при этом поперечные оси узлов отклонения меньших и больших винтов размещены в направлении полета соответственно дальше и ближе от центра масс.In addition, each hybrid engine nacelle, made with a front-mounted OEMG and a theater of operations, the last of which has a front shaft output for taking off its power, and is equipped with an elongated gearbox for a larger pulling screw that creates a marching and inclined draft when its axis is located rotation, respectively, along the midline of the second wing and at an adjacent angle of 133 ° from the horizontal common base of the latter to the axis of rotation, while the transverse axes of the deviation nodes of the smaller and larger screws azmescheny in the direction of flight, respectively, further and closer to the center of mass.
Кроме того, с целью упрощения конструкции и исключения узлов отклонения больших винтов при выполнении КВП, повышения несущей способности крыльев и уменьшения их сопротивления первое крыло, размещенное в направлении полета наряду с выносом его вперед, установлено в комбинации с задним уступом и выше второго крыла, имеющего наряду больших толкающих винтов в надкрыльевых гибридных мотогондолах, смонтированного с углом установки +3° и с положительной деградацией по отношению к первому крылу, имеющему при крейсерском полете угол установки +6° и положительный угол поперечного V, улучшающего в многовинтовой движительной системе возможность выполнения укороченного взлета при ускоренном отклонении винтов первого крыла, установленного в промежуточное положение +15°, позволяющее совместно с маршевой тягой больших винтов достичь максимального ускорения при разбеге с одновременным автоматическим отклонением закрылок, обеспечивающим и подъемную силу второго крыла, образуя взлетную его конфигурацию, и возможность автоматического ускоренного синхронного отклонения консолей первого крыла с меньшими винтами на угол с +15° до +45°, позволяющего достичь двух максимальных составляющих взлетной тяги: для движения вперед и вертикального подъема, но и возможность увеличения эффективного его удлинения наряду с уменьшением индуктивного его сопротивления, внешние секции второго крыла, выполненные от гибридных мотогондол с положительным углом поперечного V, имеют в плоскости отрицательной крутки концевых его частей с плавно образованным закруглением стреловидные отогнутые вверх и назад концы большого удлинения, образующие серповидные в плане законцовки, каждая из которых имеет для снижения интенсивности вихреобразования за вторым крылом в потоке воздуха, выходящего из под нижней его поверхности, оснащенной относительно закругленного в плане и отогнутого вверх ее серповидного конца нижним стреловидным крылышком малого удлинения, смонтированным назад и наружу перпендикулярно к отогнутому вверх ее концу, образующим при виде спереди L-образную законцовку.In addition, in order to simplify the design and eliminate knots of deflection of large propellers during the performance of PIC, to increase the bearing capacity of the wings and to reduce their resistance, the first wing, placed in the direction of flight along with its forward movement, is installed in combination with the rear ledge and above the second wing, which has along with large pushing screws in elytra hybrid nacelles mounted with an installation angle of + 3 ° and with positive degradation with respect to the first wing having an installation angle of +6 during cruising ° and a positive lateral V angle, which improves the ability to perform a short take-off in a multi-rotational propulsion system with accelerated deflection of the first wing propellers set in an intermediate position of + 15 °, which, together with the main propeller thrust, achieves maximum acceleration during take-off with simultaneous automatic flap deflection, providing and the lifting force of the second wing, forming its take-off configuration, and the possibility of automatic accelerated synchronous deflection of the consoles per wing with smaller screws at an angle from + 15 ° to + 45 °, which allows to achieve two maximum components of take-off thrust: for forward movement and vertical lift, but also the possibility of increasing its effective elongation along with a decrease in its inductive resistance, the outer sections of the second wing, made from hybrid nacelles with a positive transverse angle V, in the plane of negative twist of its end parts with a smoothly formed rounding, arrow-shaped ends of great elongation bent up and back, forming crescent-shaped endings, each of which has to reduce the vortex formation rate behind the second wing in the air flow coming out from underneath its lower surface, equipped with a relatively elongated crescent-shaped end curved upward from the lower arrow-shaped wing of small elongation, mounted backward and outward perpendicularly to its bent up end, forming, when viewed from the front, an L-shaped ending.
Кроме того, с целью обеспечения возможности создания при выполнении КВП горизонтальной тяговооруженности, составляющей не менее 0,63 от взлетного веса, и как генерирующей мощности ТВД, составляющей не менее 19,9% от суммарной взлетной мощности СУ с удельной ее нагрузкой ρN=3,26 кг/л.с., так и с обеспечением трех уровней номинальной электрической мощности, составляющих не менее 44% и 27,5% или 13,75% от последней и создающих маршевую тягу соответственно для третьей и второй или первой минимальной крейсерской скорости, при этом пиковая электрическая мощность системы электропривода, включающей наряду четырех электромоторов и двух ОЭМГ, имеет сумму пиковой мощности двух последних, равную не менее 59,7% от пиковой мощности первых четырех электромоторов.In addition, in order to ensure the possibility of creating a horizontal thrust-weight ratio when performing KVP, which is at least 0.63 of the take-off weight, and as the generating power of a theater of operations, which is at least 19.9% of the total take-off power of the SU with its specific load ρ N = 3 , 26 kg / hp., And with the provision of three levels of rated electric power, comprising at least 44% and 27.5% or 13.75% of the latter and creating marching thrust for the third and second or first minimum cruising speed, respectively while the peak electric mo NOSTA actuator system comprising four electric motors and along two OEMG has a peak power sum of the last two, equal to not less than 59.7% of the peak power of the first four motors.
Благодаря наличию этих признаков, позволяющих выполнить многодвигательный электросамолет КВП по конструктивно-силовой дупланной схеме с разновеликими крыльями, первое меньшее цельноповоротное крыло (ПМЦК) из которых смонтировано ниже второго и концепции разнесенного расположения на крыльях двух трехдвигательных систем с распределенной тягой разновеликих винтов (РТРВ). Причем эта схема РТРВ-Х4+2, имея четыре передних двигателя с меньшими тянущими винтами, выполненных с возможностью работы при различных углах их отклонения в вертикальной плоскости и две гибридные мотогондолы с передним расположением двигателей и отклоняемых удлиненных редукторов больших тянущих винтов, позволит сравнительно дешево удвоить горизонтальную тяговооруженность. Кроме того, это также обеспечит возможность преобразования его с взлетно-посадочной конфигурации гибридного шестивинтового электросамолета КВП, имеющего наряду с двумя большими, отклоненными вверх на угол +45° винтами второго крыла и отклоненные вверх на угол +45° четыре меньших передних винта первого крыла в полетную конфигурацию электросамолета с шести- или четырехвинтовой движительной системой, обеспечивающей третью большую или вторую среднюю крейсерские скорости горизонтального полета, но и обратно. Поскольку, синхронно изменяющие вектор тяги отклоняемые тянущие винты меньшей и большей групп, выполненные многолопастными и флюгерно-реверсивными, то первые каждой левой и правой пары меньших винтов, из которых как два внешних, так и два внутренних из них установлены с мотогондолами соответственно как на конце внешних, так и по середине внутренних секций консолей ПМЦК, имеющего его размах, обеспечивающий свободное без перекрытия вращение каждой пары левых и правых винтов передней группы в соответствующем пространстве по обе стороны от бортов фюзеляжа. Что позволит уменьшить вес планера, увеличить полезную нагрузку, повысить весовую отдачу, транспортную и топливную эффективность. В гибридной СУ во время крейсерского полета увеличение генерирующей мощности для электропитания, когда падение заряда литиево-ионной полимерной аккумуляторной батареи снизится до 25% от ее максимума система управления в каждой гибридной мотогондоле автоматически отключит выходной муфтой сцепления больший тянущий винт от ОЭМГ, имеющего с соответствующим винтом ось его вращения, расположенную вдоль линий маршевой его тяги, установит его лопасти во флюгерное положение и включит ТВД, который будет вращать ОЭМГ, работающий в режиме электрогенератора, обеспечивающего подзарядку аккумуляторов в крейсерском режиме полета. Это, наравне с последним, позволит также в полетной конфигурации электросамолета достичь третей или второй, или первой крейсерской скорости полета с шести-, или четырех-, или двухвинтовой движительной системой, соответственно с тремя, или двумя, или одной парой тянущих винтов в соответствующих трехвинтовых модулях, в каждом из которых тянущие большие винты, установленные на втором крыле, снабжены на консолях ПМЦК двумя парами меньших тянущих винтов, разнесенных по обе стороны от гибридной мотогондолы. Наличие этих признаков и такое расположение на крыльях четырех передних меньших и двух задних больших тянущих винтов в центральной части фюзеляжа также благоприятно сказывается на уменьшении сопротивления носовой и кормовой частей фюзеляжа за счет эффекта отсоса пограничного слоя перед этими винтами. При этом высокорасположенные крылья, размещенные, обеспечивая минимальное значение предельно задней центровки, в аэродинамической его компоновке при максимально заднем расположении центра масс, позволяют уменьшить вылет отклоняемых удлиненных редукторов и, особенно, больших винтов. Проведенные различные исследования показывают, что при расположении разнесенных мотогондол на консолях двух крыльев с передней группой и с задней трупной винтов, за счет использования в них тянущих разновеликих винтов, расположенных по схеме РТРВ-Х4+2 с противоположным их вращением между этими группами, можно получить значительное увеличение КПД в каждом трехвинтовом модуле. Поэтому только многодвигательный вариант гибридной СУ позволяет использовать электромоторы, ОЭМГ и ТВД меньшей мощности и, следовательно, меньших габаритов в их поперечнике, что уменьшит модель каждой передней и гибридной мотогондолы. Кроме того, это также позволяет добиться более обтекаемой формы каждой из мотогондол и, соответственно, их меньшее как аэродинамическое сопротивление, так и затенение отклоняемых вверх тянущих винтов при выполнении КВП и, как следствие, уменьшение потерь в наклонной их тяге и повышение тяговооруженности. Все это позволит достичь весьма малошумной гибридной СУ, имеющей ряд способов ее работы и подзарядки пакета литиево-ионных аккумуляторов. Последнее при равномерном распределение заряда перезаряжаемых аккумуляторов обеспечивает как работу электромоторов, ОЭМГ и ТВД без пиковых перегрузок и при минимальной акустической сигнатуре, так и позволяет значительно повысить и безопасность полетов.Due to the presence of these signs, allowing to perform the multi-engine electric airplane KVP according to the structural-power hollow scheme with different-sized wings, the first smaller all-rotary wing (PMCC) of which is mounted below the second and the concept of the spaced location on the wings of two three-engine systems with distributed thrust of different-sized propellers (RTRV). Moreover, this scheme RTRV-X4 + 2, having four front engines with smaller pulling screws, made with the ability to work at different angles of deviation in the vertical plane and two hybrid engine nacelles with a front engine and deflected elongated gearboxes of large pulling screws, will allow you to double relatively cheaply horizontal thrust-to-weight ratio. In addition, it will also provide the possibility of converting it from the take-off and landing configuration of the KVP hybrid six-screw electric plane, which, along with two large, second wing screws deflected upwards by an angle of + 45 °, and four smaller front wings of the first wing deflected upward by an angle of + 45 ° flight configuration of an electric airplane with a six- or four-screw propulsion system, providing a third large or second average cruising speed of horizontal flight, but also vice versa. Since the deflecting pulling screws of the smaller and larger groups synchronously changing the thrust vector are multi-blade and vane-reversible, the first of each left and right pair of smaller screws, of which both two external and two internal ones are installed with the engine nacelles respectively at the end external and in the middle of the internal sections of the consoles PMCC, having its scope, providing free, without overlapping rotation of each pair of left and right screws of the front group in the corresponding space on both sides of the sides of the fuselage. This will reduce the weight of the airframe, increase the payload, increase the weight return, transport and fuel efficiency. In a hybrid SU during a cruise flight, an increase in generating power for power supply, when the charge drop of a lithium-ion polymer battery decreases to 25% of its maximum, the control system in each hybrid nacelle will automatically disconnect a larger pulling screw from the OEM with an associated screw with an output clutch the axis of its rotation, located along the lines of its marching thrust, will set its blades in the vane position and turn on the engine, which will rotate the OEMH, operating in the electric mode generator, providing rechargeable batteries in cruise flight mode. This, along with the latter, will also allow in the flight configuration of the electric airplane to reach the third or second, or first cruising flight speed with a six-, or four-, or twin-screw propulsion system, respectively with three, or two, or one pair of pulling screws in the corresponding three-screw modules, in each of which pulling large propellers mounted on the second wing are equipped on PMTC consoles with two pairs of smaller pulling propellers spaced on both sides of the hybrid nacelle. The presence of these signs and such an arrangement on the wings of the four front smaller and two rear large pulling screws in the central part of the fuselage also favorably reduce the resistance of the fore and aft parts of the fuselage due to the effect of suction of the boundary layer in front of these screws. At the same time, the highly placed wings, which provide the minimum value of the maximum rear centering, in its aerodynamic layout with the maximum rear location of the center of mass, can reduce the overhang of the deflected elongated gearboxes and, especially, large screws. Various studies have shown that when spaced engine nacelles are located on the consoles of two wings with the front group and the rear cadaveric screws, due to the use of pulling different-sized screws located according to the RTRV-X4 + 2 scheme with their opposite rotation between these groups, it is possible to obtain significant increase in efficiency in each three-screw module. Therefore, only the multi-engine version of the hybrid SU allows the use of electric motors, OEMs and turboprop engines of lower power and, therefore, smaller in size across them, which will reduce the model of each front and hybrid engine nacelles. In addition, this also makes it possible to achieve a more streamlined shape of each of the nacelles and, accordingly, their lesser aerodynamic drag as well as shading of the pulling screws tilted upwards during the performance of the CVP and, as a result, reducing losses in their inclined draft and increasing the thrust-weight ratio. All this will make it possible to achieve a very low-noise hybrid SU, which has a number of methods for its operation and recharging a package of lithium-ion batteries. The latter, with a uniform distribution of the charge of rechargeable batteries, ensures both the operation of electric motors, OEMG and theater of operations without peak overloads and with a minimum acoustic signature, and can significantly increase flight safety.
Предлагаемое изобретение многодвигательного электросамолета короткого взлета и посадки (МЭСКВП) с гибридными трехдвигательными модулями на высокорасположенных первом и втором крыльях дупланной схемы, Т-образным хвостовым оперением и вариантами его исполнения и использования представлены на фиг.1 и 2.The present invention of a multi-engine short take-off and landing electric airplane (MESKVP) with hybrid three-engine modules on the highly located first and second wings of the hollow circuit, a T-tail and options for its execution and use are presented in figures 1 and 2.
На фиг.1 на общем виде сбоку изображен высокоскоростной МЭСКВП исполнения ТРРВ-Х4+2 в полетной конфигурации гибридного электросамолета с шестивинтовой движительной системой и отклоненными вверх на угол +45° и четырьмя меньшими, и двумя большими тянущими винтами при выполнении технологии КВП.Figure 1 in a General side view depicts a high-speed MESKVP execution TRRV-X4 + 2 in the flight configuration of a hybrid electric plane with a six-screw propulsion system and deflected upward by an angle of + 45 ° and four smaller and two large pulling screws when performing KVP technology.
На фиг.2 на общем виде сверху изображен высокоскоростной МЭСКВП исполнения ТРРВ-Х4+2 в полетной конфигурации электросамолета с шестивинтовой движительной системой и отклоняемыми вверх на угол +45° только меньшими тянущими винтами и двумя большими толкающими винтами, обеспечивающими тремя парами этих винтов как три крейсерские скорости горизонтального полета, так и КВП.Figure 2 in a general top view shows a high-speed MESKVP of the TRRV-X4 + 2 design in the flight configuration of an electric plane with a six-screw propulsion system and only smaller pulling screws and two large pushing screws deflecting upwards by an angle of + 45 °, providing three pairs of these screws as three cruising speeds of horizontal flight, and KVP.
Высокоскоростной МЭСКВП, представленный на фиг.1 и 2, содержит фюзеляж 1 и выполнен по дупланной аэродинамической схеме с разновеликими высокорасположенными крыльями, большее, второе 2 (см. фиг.1), из которых смонтировано выше ПМЦК 3 и концепции разнесенного расположения на крыльях 2 и 3 двух трехдвигательных систем. Перед крылом 2 смонтировано ПМЦК 3, отклоняемое вверх на угол +45° и обратно, снабжено на его консолях 4 каплевидной продолговато-обтекаемой формы передними мотогондолами 5 с тянущими винтами меньшей группы. Два внешних 6 и два внутренних 7 из которых установлены соответственно на конце и по середине соответствующих секций консолей 4 ПМЦК 3, имеющего его размах, обеспечивающий свободное без перекрытия вращение каждой пары левых и правых винтов передней группы в соответствующем пространстве по обе стороны от бортов фюзеляжа 1. Четыре передних мотогондолы 5 с электромоторами, вращательно связанные с передними меньшими винтами 6 и 7, выполнены с возможностью работы при различных углах их отклонения в вертикальной плоскости. Две гибридные мотогондолы 81 с передним расположением ОЭМГ и ТВД, оснащенные отклоняемыми вверх на угол +45° и обратно удлиненными редукторами 9 больших винтов 10, смонтированы под вторым крылом 2 (см. фиг.1). Две гибридные мотогондолы 82 с задним расположением ОЭМГ и ТВД, оснащенные не отклоняемыми вниз и обратно большими толкающими винтами 11, смонтированы на консолях второго крыла 2 (см. фиг.2).The high-speed MESKV shown in Figs. 1 and 2 contains the
В кормовой части фюзеляжа 1 смонтировано Т-образное хвостовое оперение с переустанавливаемым стабилизатором 12 и стреловидным килем 13, имеющим соответственно рули высоты 14 и направления 15. Трапециевидное второе крыло 2, оснащенное закрылками 16 и элеронами 17, выполнено от гибридных мотогондол 8 с положительным углом +4° поперечного V, имеет в плоскости отрицательной крутки концевых его частей 18 с плавно образованным закруглением стреловидные 19 отогнутые вверх и назад концы большого удлинения, образующие серповидные в плане законцовки. Каждая из них под нижней поверхностью крыла 2 оснащена снизу относительно закругленного в плане и отогнутого ее конца вверх стреловидным крылышком 20 малого удлинения, смонтированным назад и наружу перпендикулярно к отогнутому вверх ее концу 19, образующим при виде спереди L-образную законцовку.In the aft part of the
Силовая установка выполнена по параллельно-последовательной гибридной технологии силового привода, левые и правые передние мотогондолы 5 которого снабжены электромоторами, вращающими внешние 6 и внутренние 7 тянущие винты передней группы, а гибридные мотогондолы 81/82, смонтированные под/над вторым крылом 2, имеют на конце их удлиненных редукторов 9/задних продолговатых их частях большие винты тянущие 10/толкающие 11 (см. фиг.1/фиг.2). Каждая из гибридных мотогондол 81/82 наряду с ТВД, имеющим для отбора взлетной его мощности передний/задний (см. фиг.1/фиг.2) вывод вала, передающий крутящий момент на входной вал ОЭМГ, выходной вал которого вращательно связан с редуктором соответствующего большего винта, имеются входная, но и выходная муфты сцепления, установленные на соответствующих валах соответственно между ТВД и ОЭМГ, но и между последним и редуктором большего винта (на фиг.1/фиг.2 не показаны). Гибридная СУ оснащена системой электропривода, включающей все электромоторы, аккумуляторные перезаряжаемые батареи, преобразователь энергии с блоком управления силовой передачи, подключающим и отключающим электромоторы и ТВД, переключающим генерирующую мощность и порядок подзарядки аккумуляторов, который обеспечивается как от каждого ОЭМГ, так и одного из них, работающего в режиме электрогенератора от внутреннего источника - ТВД соответственно как при горизонтальном полете в полетной конфигурации четырех- или двухвинтового электросамолета, так и на стоянке при флюгерном положении больших винтов с расположением осей их вращения вдоль линий маршевой их тяги. Поворотные винты двух пар меньших тянущих 6-7 и двух больших тянущих 10/толкающих 11 (см. фиг.1/фиг.2), только тянущие из которых имеют диапазон поворота вверх от 0° до +45° и обратно, выполнены флюгерно-реверсивными с жестким креплением угле- и стеклопластиковых лопастей и возможностью широкого изменения углов их установки. Поворот консолей 4 ПМЦК 3 с мотогондолами 5 и четырехлопастными тянущими винтами 6-7 и удлиненных редукторов 9 с большими тянущими винтами 10, преобразующих его полетную конфигурацию с гибридного шестивинтового электросамолета КВП в шести-, или четырех-, или двухвинтовой электросамолет дупланной схемы, осуществляется с помощью электромеханических приводов (на фиг.1 и 2 не показаны), а выпуск и уборка шасси, управление закрылками 16, элеронами 17 и рулями высоты 14 и направления 15 осуществляется также электрически. Трехопорное убирающееся колесное шасси, вспомогательная опора с мотор-колесом 21 убирается в переднюю нишу фюзеляжа 1, главные боковые опоры с колесами 22 - в бортовые обтекатели 23.The propulsion system is formed by a series-parallel hybrid propulsion technologies, the left and right front nacelle 5 which are provided with electric motors, rotate the outer 6 and inner 7 pulling screws front group, and hybrid nacelle 8 1/2 August mounted beneath / above the
Управление гибридным МЭСКВП обеспечивается общим (изменяющим силу тяги) изменением шага меньших винтов 6-7 на четырех передних мотогондолах 5 и двух больших винтов тянущих 10/толкающих 11 (см. фиг.1/фиг.2), а также отклонением рулевых поверхностей по крену - элеронов 17, рулей направления 15 и высоты 14, работающих совместно с отклонением консолей ПМЦК 3. При взлетно-посадочных режимах полета и выполнении КВП подъемная сила создается крыльями 2 и 3, наклонная/маршевая тяга - четырьмя тянущими винтами 6-7 совместно с двумя большими винтами тянущими 10/толкающими 11, на крейсерских режимах полета - крыльями 2 и 3, маршевая тяга - шести- или четырех- или двухвинтовой движительной системой соответственно тремя, двумя или одной парой соответствующих винтов 6-7, 10/11 (см. фиг.1/фиг.2). После выполнения короткого взлета и при переходе с шестивинтовой движительной системы в четырех- или двухвинтовую движительную систему и если возникает момент тангажа (Mz), то он парируется отклонением рулей высоты 14, создающих, работая позади крыльев 2 и 3, парирующую силу. После установки консолей ПМЦК 3 с меньшими винтами 6-7 и удлиненных редукторов 9 с большими винтами тянущими 10/толкающими 11 с расположением осей их вращения вдоль линий маршевой их тяги осуществляется возможность крейсерского горизонтального полета (см. фиг.1/фиг.2). При выполнении технологии укороченного взлета с шестивинтовой движительной системой его консоли ПМЦК с меньшими винтами 6-7, установленные в промежуточное положение +15° для достижения совместно с маршевой тягой больших винтов 11 максимального ускорения при разбеге с одновременным автоматическим отклонением закрылок 16, обеспечивающим и подъемную силу второго крыла, образуя взлетную его конфигурацию, и возможность автоматического ускоренного синхронного отклонения консолей ПМЦК 3 с меньшими винтами 6-7 на угол с +15° до +45°, позволяющего достичь двух максимальных составляющих взлетной тяги: для движения вперед и вертикального подъема.Hybrid MESKVP control is provided by the general (changing the traction force) step change of smaller 6-7 screws on four front engine nacelles 5 and two large 10 / pushing propellers 11 (see Fig. 1 / Fig. 2), as well as steering surfaces deviation along the roll -
Таким образом, только многодвигательная концепция разнесенного расположения ряда двигателей в двух трехдвигательных системах с распределенной тягой разновеликих винтов может обеспечить максимальную разгрузку, особенно, двух крыльев от действия аэродинамических и массовых сил, а самолеты дупланной схемы со вторым большим крылом, имеющим серповидные законцовки с нижними стреловидными крылышками, отогнутыми назад и наружу, что они весьма эффективны в повышении несущей способности крыла и уменьшении индуктивного его сопротивления, то, следовательно, все они пригодны для дальнейших инженерных приложений. Гибридный МЭСКВП исполнения РТРВ-Х4+2, имеющий без особых массовых затрат и просто реализуемой формы серповидные законцовки крыла с нижними стреловидными крылышками (совместно увеличивающими взлетный вес на 5,2%, скороподъемность и крейсерскую скорость до 10% и снижающими потребление топлива на 5,6%). Поэтому дальнейшие исследования по созданию таких МЭСКВП, используя вышеназванные преимущества, позволит освоить широкое их семейство (см. табл.1). В конечном итоге, широкие эксплуатационные требования к гибридным самолетам нового поколения несомненно приведут к созданию МЭСКВП, особенно, на платформе имеющихся в наличии турбовинтовых самолетов, что позволит весьма сократить сроки их освоения и достойно конкурировать с компаниями "EADS" (ЕвроСоюз) и "Volva Volare" (США), осваивающими и производящими гибридные соответственно многодвигательный электросамолет проекта "E-Thrust" и электросамолет модели GT4.Thus, only the multi-engine concept of the spaced arrangement of a number of engines in two three-engine systems with distributed thrust of different-sized propellers can provide maximum unloading, especially of two wings from the action of aerodynamic and mass forces, and planes with a second plan with a second large wing having crescent-shaped tips with lower arrow-shaped wings, bent back and out, that they are very effective in increasing the bearing capacity of the wing and reducing its inductive resistance, therefore, they are all suitable for further engineering applications. Hybrid MESKVP of the RTRV-
Наиболее актуальным в современных условиях для этих целей является освоение на платформе самолета МиГ-110 в первую очередь коммерческого МЭСКВП с взлетным весом 15830 кг и для перевозки 40 человек с общей дальностью полета до 2560 км при выполнении технологии КВП. Весить пустой МЭСКВП-4,0, изготовленный из углепластика, будет не более 10700 кг при весе аккумуляторов 3600 кг. В гибридной его СУ, включающей четыре электромотора с меньшими винтами диаметром 2,55 м и два ОЭМГ - с большими винтами диаметром 3,6 м и суммарной пиковой/номинальной их мощности 2860/1573 кВт, имеются генерирующие авиационные турбодизели (АТД) типа Е-8, которые могут предоставить еще 698 кВт (950 л.с.). При благоприятных погодных условиях литиево-полимерная батарея позволит МЭСКВП-4,0 улететь на расстояние в 544 км при крейсерской скорости 640 км/ч. Однако при падении ее заряда до 25% от максимального значения включатся два АТД и будут в полете, вращая ОЭМГ, работающие в режиме электрогенераторов, подпитывать аккумуляторы. Топливный его бак при выполнении КВП вмещает 932 кг топлива, что эквивалентно дополнительным 2016 км. Поэтому, выполняя КВП и имея запас топлива на время полета 0,5 ч, и даже с учетом работы генераторных АТД топливная эффективность для МЭСКВП-4,0 на общей дальности полета 2560 км весьма впечатляюща и составит 9,11 г/пасс·км. В случае выхода из строя двух ОЭМГ с АТД заряда энергии в аккумуляторах достаточно для того, чтобы МЭСКВП-4,0 на минимальной третьей скорости долетел до ближайшего аэропорта и совершил безопасную аварийную посадку.The most relevant in modern conditions for these purposes is the development on the platform of the MiG-110 aircraft, primarily commercial MESKVP with a take-off weight of 15830 kg and for transporting 40 people with a total flight range of up to 2560 km when performing KVP technology. Empty MESKVP-4.0 made of carbon fiber will weigh no more than 10700 kg with a battery weight of 3600 kg. In its hybrid SU, which includes four electric motors with smaller propellers with a diameter of 2.55 m and two OEMGs with large propellers with a diameter of 3.6 m and their total peak / rated power of 2860/1573 kW, there are E-type generating turbo diesel engines (ATD) 8, which can provide another 698 kW (950 hp). Under favorable weather conditions, the lithium-polymer battery will allow MESKVP-4.0 to fly to a distance of 544 km at a cruising speed of 640 km / h. However, when its charge drops to 25% of the maximum value, two ATDs will turn on and will be in flight, rotating OEMs operating in the mode of electric generators, energize the batteries. Its fuel tank, when performing KVP, holds 932 kg of fuel, which is equivalent to an additional 2016 km. Therefore, performing KVP and having a fuel reserve for the flight duration of 0.5 h, and even taking into account the operation of the generator ATDs, the fuel efficiency for MESKVP-4.0 at a total flight range of 2560 km is very impressive and will be 9.11 g / pass · km. In the event of failure of two OEMGs with ATD, the energy charge in the batteries is sufficient for MESKVP-4.0, at a minimum third speed, to reach the nearest airport and make a safe emergency landing.
Важной особенностью применения параллельно-последовательной гибридной технологии силового привода и концепции РТРВ-Х4+2 в МЭСКВП, обеспечивающей качественный рост потребительских свойств, является то, что она масштабируемая и позволяющая наряду с коммерческим МЭСКВП-2,6 создать и легкие МЭСКВП-1,9 с пассажировместимостью 19 человек, и беспилотные тяжелые МЭСКВП-2,1 с взлетным весом 8175 кг, освоенные на платформе, например, самолета модели Бе-32К.An important feature of the use of parallel-sequential hybrid drive technology and the RTRV-
Claims (4)
Где:
Lм - межосевое расстояние,
D и d - диаметры больших и меньших винтов соответственно. 4. The multi-engine short-take-off and landing electric airplane according to claim 1, characterized in that, in order to ensure the possibility of creating a horizontal thrust-weight ratio of at least 0.63 of the take-off weight when performing the KVP, and as a generating engine power of at least 19, 9% of the total take-off power of the SU with its specific load ρ N = 3.26 kg / h.p., and with the provision of three levels of rated electric power, comprising at least 44% and 27.5% or 13.75% of last and creating marching thrust, respectively, for the third and second or the first minimum cruising speed, while the peak electric power of the electric drive system, which includes four electric motors and two OEMs, has the sum of the peak power of the last two equal to at least 59.7% of the peak power of the first four electric motors.
Where:
L m - center distance
D and d are the diameters of the larger and smaller screws, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014105387/11A RU2554043C1 (en) | 2014-02-13 | 2014-02-13 | Hybrid short takeoff and landing electric aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014105387/11A RU2554043C1 (en) | 2014-02-13 | 2014-02-13 | Hybrid short takeoff and landing electric aircraft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2554043C1 true RU2554043C1 (en) | 2015-06-20 |
Family
ID=53433893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014105387/11A RU2554043C1 (en) | 2014-02-13 | 2014-02-13 | Hybrid short takeoff and landing electric aircraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2554043C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638884C1 (en) * | 2016-07-01 | 2017-12-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Современные конструкторские решения" | Hybrid power plant for multi-rotor flying platforms |
RU2700323C2 (en) * | 2017-09-05 | 2019-09-16 | Александр Степанович Дрозд | Aeromechanical method of controlling configuration and flight mode of converted aircraft (convertoplane) |
US20210122466A1 (en) * | 2019-10-28 | 2021-04-29 | Uber Technologies, Inc. | Aerial vehicle with differential control mechanisms |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6655631B2 (en) * | 2000-07-28 | 2003-12-02 | John Frederick Austen-Brown | Personal hoverplane with four tiltmotors |
JP2006205755A (en) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Japan Aerospace Exploration Agency | Propulsion system for aircraft |
RU2394723C1 (en) * | 2009-04-13 | 2010-07-20 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Multi-purpose cryogenic convertiplane |
-
2014
- 2014-02-13 RU RU2014105387/11A patent/RU2554043C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6655631B2 (en) * | 2000-07-28 | 2003-12-02 | John Frederick Austen-Brown | Personal hoverplane with four tiltmotors |
JP2006205755A (en) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Japan Aerospace Exploration Agency | Propulsion system for aircraft |
RU2394723C1 (en) * | 2009-04-13 | 2010-07-20 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Multi-purpose cryogenic convertiplane |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638884C1 (en) * | 2016-07-01 | 2017-12-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Современные конструкторские решения" | Hybrid power plant for multi-rotor flying platforms |
RU2700323C2 (en) * | 2017-09-05 | 2019-09-16 | Александр Степанович Дрозд | Aeromechanical method of controlling configuration and flight mode of converted aircraft (convertoplane) |
US20210122466A1 (en) * | 2019-10-28 | 2021-04-29 | Uber Technologies, Inc. | Aerial vehicle with differential control mechanisms |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN211033016U (en) | Aircraft capable of vertically taking off and landing | |
EP3548377B1 (en) | Electrical vertical take-off and landing aircraft | |
US9475579B2 (en) | Vertical take-off and landing vehicle with increased cruise efficiency | |
CN106586001A (en) | Multimode and multi-based unmanned aerial vehicle with tailed flying wing configuration | |
KR20130014452A (en) | Convertiplane | |
WO2018099856A1 (en) | Electrical vertical take-off and landing aircraft | |
RU2527248C1 (en) | Drone with hybrid power plant (versions) | |
RU2521090C1 (en) | High-speed turboelectric helicopter | |
US20180362169A1 (en) | Aircraft with electric and fuel engines | |
CN107499506A (en) | A kind of distributed propulsion tailstock formula VTOL Fixed Wing AirVehicle | |
RU2548304C1 (en) | Multirotor convertible high-speed helicopter | |
US20210403155A1 (en) | Vtol aircraft | |
RU2547155C1 (en) | Multi-rotor unmanned electroconvertible aircraft | |
RU2550909C1 (en) | Multirotor convertible pilotless helicopter | |
RU2700154C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
CN108995802A (en) | A kind of modular propulsion system and can be with the aircraft of vertical and landing takeoff | |
RU2543120C1 (en) | Multirotor hybrid electrical convertiplane | |
RU2577931C1 (en) | Hybrid short takeoff and landing aircraft | |
RU2534676C1 (en) | Cryogenic turbo-electric stol aircraft | |
RU2648503C1 (en) | Unmanned convertiplane with an arched wing | |
RU2554043C1 (en) | Hybrid short takeoff and landing electric aircraft | |
RU2532672C1 (en) | Heavy convertible electric drone | |
US11524778B2 (en) | VTOL aircraft | |
RU2542805C1 (en) | Vtol aircraft with hybrid power plant | |
EP4087779A1 (en) | Vtol aircraft |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170214 |