RU2561886C2 - Vtol aircraft lift increasing device - Google Patents

Vtol aircraft lift increasing device Download PDF

Info

Publication number
RU2561886C2
RU2561886C2 RU2013151074/11A RU2013151074A RU2561886C2 RU 2561886 C2 RU2561886 C2 RU 2561886C2 RU 2013151074/11 A RU2013151074/11 A RU 2013151074/11A RU 2013151074 A RU2013151074 A RU 2013151074A RU 2561886 C2 RU2561886 C2 RU 2561886C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flap
engine
pylon
link
assembly
Prior art date
Application number
RU2013151074/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013151074A (en
Inventor
Сергей Константинович Кириакиди
Иван Михалович Анохин
Иван Алексеевич Котов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority to RU2013151074/11A priority Critical patent/RU2561886C2/en
Publication of RU2013151074A publication Critical patent/RU2013151074A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2561886C2 publication Critical patent/RU2561886C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering, particularly, to VTOL aircraft lift increasing systems. Proposed device comprises rotary power plant with propellers, turn drive, load damping automatic devices, retention locks, fuel system with pipeline turning branch and control system for engine with propeller extending through turn assembly. Note here that engine nacelle turn drive is arranged at the pylon end cross-section, pylon being fitted ay wind tail section, ahead of the flap articulated with suspension bracket and via drawbar lower link fastening assembly and flapping link is articulated with engine nacelle. Flap drive screw mechanism is articulated with flap assembly arranged at its top leading part. Lower drawbar link at the flap as-retracted position makes the part of pylon tail compartment.
EFFECT: higher efficiency of lift increase device, simple device, decreased weight.
7 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, к средствам увеличения подъемной силы самолета короткого взлета и посадки и может быть использовано в конструкции проектируемых самолетов.The invention relates to aircraft, to means for increasing the lift of a short take-off and landing aircraft and can be used in the design of aircraft under design.

Известна конструкция самолета вертикального влета и посадки с поворотным крылом и винтами - Хиллер 1045 [1]. Крыло с двумя турбовинтовыми двигателями для вертикального взлета имеет возможность разворачиваться на угол 90°. Вращение винтов двух двигателей связано механической трансмиссией, с помощью которой также обеспечен привод небольших рулевых винтов, установленных в хвостовой части самолета для обеспечения управления и балансировки на режимах взлета и посадки, а также - переходных режимах.Known design aircraft vertical entry and landing with a rotary wing and propellers - Hiller 1045 [1]. The wing with two turboprop engines for vertical take-off has the ability to turn around 90 °. The rotation of the propellers of the two engines is connected by a mechanical transmission, with the help of which the drive of small tail rotors installed in the rear part of the aircraft is also provided to provide control and balancing on takeoff and landing modes, as well as transitional modes.

Недостатком данной конструкции является сложность и громоздскость узлов поворота крыла, ограниченный небольшим периодом эксплуатации ресурс, а также высокий уровень сложности обеспечения управления и балансировки на переходных режимах.The disadvantage of this design is the complexity and bulky knots of rotation of the wing, a resource limited by a short period of operation, and a high level of complexity of providing control and balancing in transient conditions.

Известна конструкция самолета вертикального взлета и посадки с поворотной силовой установкой с винтами - Белл-Боинг V-22 "Оспри" [2]. На концах его прямого крыла небольшого размаха установлены газотурбинные двигатели с винтами значительного по величине диаметра (более 10 м) с возможностью поворота на угол до 90° относительно горизонтальной плоскости.The known design of the aircraft vertical takeoff and landing with a rotary propulsion system with propellers - Bell-Boeing V-22 "Osprey" [2]. At the ends of its direct wing of small scope, gas turbine engines with screws of a significant diameter (more than 10 m) are installed with the possibility of rotation through an angle of up to 90 ° relative to the horizontal plane.

Недостатком конструкции является размещение силовой установки (с возможностью разворота на 90°) на концах крыла, что приводит к значительным дополнительным нагрузкам на крыло на стоянке и переходных режимах, следствием чего является увеличение веса крыла. Кроме этого, для обеспечения вертикального взлета мощность силовой установки завышена в 2-2,5 раза, а диаметр винта увеличен в 3-3,5 раза по сравнению с обычным летательным аппаратом аналогичного взлетного веса, что приводит к высокому расходу топлива на всех режимах полета, а также - увеличению общего взлетного веса.The design drawback is the placement of the power plant (with the possibility of a 90 ° turn) at the ends of the wing, which leads to significant additional loads on the wing in the parking lot and transient conditions, resulting in an increase in the weight of the wing. In addition, to ensure vertical takeoff, the power of the power plant is overstated by 2-2.5 times, and the diameter of the propeller is increased by 3-3.5 times compared with a conventional aircraft of the same take-off weight, which leads to high fuel consumption in all flight modes , as well as an increase in total take-off weight.

Также имеет место снижение эффективности силовой установки при взлете, на переходных режимах, посадке из-за попадания части струи винтов на консоли крыла.There is also a decrease in the efficiency of the power plant during take-off, in transient conditions, landing due to the ingress of part of the jet of propellers on the wing console.

Кроме того, сложна конструкция узлов поворота и привода силовой установки (СУ) в связи с большим диапазоном возможных углов фиксации СУ с винтами при взлете (посадке) и крейсерском полете, а также завышенной массой винтомоторной группы и, как следствие, - значительным моментом инерции.In addition, the design of the rotation and drive units of the power plant (SU) is complicated due to the wide range of possible angles of fixation of the SU with propellers during take-off (landing) and cruise flight, as well as the overestimated mass of the propeller group and, as a result, a significant moment of inertia.

Изобретение направлено на повышение эффективности устройства увеличения подъемной силы (СКВП) и его упрощение (включая снижение массы).The invention is aimed at improving the efficiency of a device for increasing the lifting force (SCWP) and its simplification (including weight reduction).

Это достигается тем, что узел поворота двигателя размещен в концевом сечении пилона, установленного над хвостовой частью крыла, перед закрылком, который шарнирно закреплен на кронштейнах навески и через узел крепления нижнего звена тяги с помощью складывающейся тяги подвижно соединен с узлом мотогандолы двигателя, при этом винтовой механизм привода закрылка шарнирно связан с узлом закрылка, установленном на верхней носовой его части, а нижнее звено тяги в убранном положении закрылка составляет часть хвостового отсека пилона.This is achieved by the fact that the engine rotation unit is located in the end section of the pylon mounted above the wing tail section, in front of the flap, which is pivotally mounted on the hinge brackets and is movably connected to the engine motogandal unit via the folding link assembly using the folding rod, while a screw the flap drive mechanism is pivotally connected to the flap assembly mounted on its upper bow, and the lower link in the retracted position of the flap is part of the pylon tail section.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена консоль крыла при виде сверху на крейсерском режиме полета; на фиг.2 - сечение А-А (A1-A1 - зеркальное отражение), закрылок убран) на фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А (A1-A1 - зеркальное отражение), закрылок выпущен) на фиг.1; на фиг.4 - узел Б на фиг.2; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.4; на фиг.6 сечение Г-Г на фиг.2, 4; на фиг.7 - узел Д на фиг.3.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the wing console when viewed from above in cruising flight mode; figure 2 - cross section aa (A 1 -A 1 - mirror reflection), the flap removed) in figure 1; figure 3 - cross section aa (A 1 -A 1 - mirror reflection), the flap is released) in figure 1; figure 4 - node B in figure 2; figure 5 is a section bb in figure 4; figure 6 section GG in figure 2, 4; in Fig.7 - node D in Fig.3.

Устройство увеличения подъемной силы самолета короткого взлета и посадки содержит крыло 1, установленные над ним в хвостовой части на пилонах 2, турбовинтовые двигатели 3 с толкающими винтами 4 с возможностью поворота относительно узлов вращение 5, закрепленных в верхнем сечении пилонов 3. Пилон 3 содержит замок фиксации 6, мотогандолы двигателя 3 и автомат демпфирования нагрузок 7, подвижно соединенный с мотогандолой двигателя 3. Однощелевой закрылок 8 установлен на крыле с помощью кронштейнов навески 9 с ограничителями 10 перемещения закрылка 8 посредством кронштейнов 11 закрылка 8. При этом последний связан с крылом винтовым механизмом 12 (привода закрылка 8), закрепленным в носовой части закрылка 8, а через складывающуюся тягу, состоящую из верхнего звена (элемента) 13 и нижнего - 14, шарнирно соединен с узлом 15 мотогандолы двигателя 3.A device for increasing the lifting force of a short take-off and landing aircraft comprises a wing 1, mounted above it in the rear part on pylons 2, turboprop engines 3 with pushing screws 4 with the possibility of rotation relative to the nodes rotation 5, fixed in the upper section of the pylons 3. Pylon 3 contains a lock lock 6, engine 3 engine nacelles and a load damping automaton 7, movably connected to engine engine nacelle 3. A single-slot flap 8 is mounted on the wing using hinge brackets 9 with flap limiters 10 and 8 by means of brackets 11 of the flap 8. At the same time, the latter is connected to the wing by a screw mechanism 12 (flap drive 8) fixed in the bow of the flap 8, and through a folding rod consisting of the upper link (element) 13 and the lower - 14, is pivotally connected with a node 15 engine 3 engine nacelles.

Устройство увеличения подъемной силы самолета короткого взлета и посадки работает следующим образом.A device for increasing the lifting force of a short take-off and landing aircraft operates as follows.

На режимах взлета и посадки замок 6 фиксации мотоганолы с двигателем 3 в крейсерском положении открыт, щелевой закрылок 8 перемещен (развернут) винтовым механизмом 12 вокруг оси вращения кронштейнов 9 крыла 1 до начала взаимодействия кронштейнов 11 закрылка 8 с упорами 10 кронштейнов 9 крыла 1 (фиг.3).In take-off and landing modes, the lock 6 for fixing the motor-gun with the engine 3 in the cruising position is open, the slotted flap 8 is moved (deployed) by a screw mechanism 12 around the axis of rotation of the brackets 9 of the wing 1 until the interaction of the brackets 11 of the flap 8 with the stops 10 of the brackets 9 of the wing 1 (Fig. .3).

При этом за счет кинематической связи (через складывающиеся тяги, состоящие из верхнего звена 13 и нижнего 14) закрылка 8 и узла 15 мотогандолы турбовинтового двигателя 3 последний развернут относительно узла вращения 5 до необходимого положения, удерживаясь дополнительно (кроме складывающейся тяги со звеньями верхним 13 и нижним 14) демпфером нагрузок 7, который способен воспринимать как нагрузки растяжения - сжатия, так и менять положение: складываться - раздвигаться без демпфирования в зависимости от положения замков управления демпфером (на чертеже не показаны) (фиг.3). В фиксированном взлетно-посадочном положении двигателя 3 плоскость вращения его винта 4 расположена за задней кромкой выпущенного щелевого закрылка 8.In this case, due to the kinematic connection (via folding links consisting of the upper link 13 and the lower 14), the flap 8 and the node 15 of the turboprop engine motogandole 3 last deployed relative to the rotation unit 5 to the desired position, holding in addition (except for the folding link with the links top 13 and bottom 14) a load damper 7, which is able to perceive both tensile - compression loads and change position: fold - move apart without damping depending on the position of the damper control locks (n not shown) (Figure 3). In a fixed take-off and landing position of the engine 3, the plane of rotation of its screw 4 is located behind the trailing edge of the released slotted flap 8.

На крейсерском режиме полета складывающаяся тяга занимает место в хвостовой части пилона, между мотогандолой двигателя 3 и закрылком 8, причем нижнее звено 14 складывающейся тяги одновременно представляет собой элемент хвостового отсека пилона 2, фиг.4, 5, 6.In the cruise flight mode, the folding thrust takes place in the rear of the pylon, between the engine nacelle of the engine 3 and the flap 8, and the lower link 14 of the folding thrust at the same time is an element of the tail compartment of the pylon 2, 4, 5, 6.

На режимах взлета и посадки закрылок 8 перемещен вокруг оси вращения кронштейна 9 крыла 1 с образованием аэродинамического канала между носовой частью закрылка 8 и нижней поверхностью хвостовой части крыла 1. При этом турбовинтовой двигатель 3 развернут вокруг узла вращения 5 на определенный угол между осью двигателя 3 (и винта 4) и горизонтальной плоскостью, с расположением плоскости винта 4 за задней кромкой закрылка 8. При вращении винта 4 перед его плоскостью давление воздуха понижено, что способствует ускорению потока (увеличению скорости потока), проходящего над верхней поверхностью крыла 1 и через аэродинамический канал между крылом 1 и закрылком 8 при взлете или посадке СКВП. Следствием чего является увеличение циркуляции скорости вокруг крыла 1 и, соответственно, увеличение подъемной силы крыла 1. Кроме того, увеличению подъемной силы СКВП будет способствовать вертикальная составляющая тяги винта 4 при повороте двигателя 3 (на взлетно-посадочных режимах).In take-off and landing modes, the flap 8 is moved around the axis of rotation of the bracket 9 of the wing 1 with the formation of an aerodynamic channel between the nose of the flap 8 and the lower surface of the tail portion of the wing 1. At the same time, the turboprop engine 3 is rotated around the rotation unit 5 by a certain angle between the axis of the engine 3 ( and screw 4) and a horizontal plane, with the plane of the screw 4 behind the trailing edge of the flap 8. When the screw 4 rotates in front of its plane, the air pressure is reduced, which helps to accelerate the flow (increase the speed flow) passing over the upper surface of the wing 1 and through the aerodynamic channel between the wing 1 and the flap 8 during take-off or landing SKVP. The consequence of this is an increase in the velocity circulation around the wing 1 and, accordingly, an increase in the lift force of the wing 1. In addition, the vertical component of the propeller thrust 4 will contribute to the increase in the lift force of the SCVP when the engine 3 is rotated (during take-off and landing modes).

В результате данное устройство обеспечит самолету короткого взлета и посадки на необходимых режимах существенный прирост подъемной силы.As a result, this device will provide the aircraft with short take-off and landing at the required modes, a significant increase in lift.

Источники информацииInformation sources

1. Ружицкий Е.И. Американские самолеты вертикального взлета. - Москва: Астрель, ACT, 2000, с.172-173.1. Ruzhitsky E.I. American vertical takeoff aircraft. - Moscow: Astrel, ACT, 2000, p. 172-173.

2. Ружицкий Е.И. Американские самолеты вертикального взлета. - Москва: Астрель, ACT, 2000, с.21-28.2. Ruzhitsky E.I. American vertical takeoff aircraft. - Moscow: Astrel, ACT, 2000, p.21-28.

Claims (1)

Устройство увеличения подъемной силы самолета короткого взлета и посадки, содержащее поворотную силовую установку с винтами, привод поворота, автоматы демпфирования нагрузок, замки фиксации, топливную систему с поворотным плечом трубопровода, систему управления двигателем с винтом, проходящую через узел поворота, отличающееся тем, что узел поворота мотогандолы с двигателем размещен в концевом сечении пилона, установленного в хвостовой части крыла, перед закрылком, который шарнирно закреплен на кронштейнах навески и через узел крепления нижнего звена тяги с помощью складывающейся тяги подвижно соединен с узлом мотогандолы двигателя, при этом винтовой механизм привода закрылка шарнирно связан с узлом закрылка, установленным на верхней носовой его части, а нижнее звено тяги в убранном положении закрылка составляет часть хвостового отсека пилона. A device for increasing the lift of a short take-off and landing aircraft, comprising a rotary power unit with screws, a rotary drive, load damping machines, locking locks, a fuel system with a rotary arm of the pipeline, an engine control system with a screw passing through the turning unit, characterized in that the unit the rotation of the motogandola with the engine is located in the end section of the pylon installed in the tail of the wing, in front of the flap, which is pivotally mounted on the hinge brackets and is secured through the assembly The lower link of the link with the aid of the folding link is movably connected to the engine nacelle assembly, while the screw flap drive mechanism is pivotally connected to the flap assembly installed on its upper nose, and the lower link in the flap retracted position forms part of the pylon tail section.
RU2013151074/11A 2013-11-15 2013-11-15 Vtol aircraft lift increasing device RU2561886C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151074/11A RU2561886C2 (en) 2013-11-15 2013-11-15 Vtol aircraft lift increasing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151074/11A RU2561886C2 (en) 2013-11-15 2013-11-15 Vtol aircraft lift increasing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013151074A RU2013151074A (en) 2015-05-20
RU2561886C2 true RU2561886C2 (en) 2015-09-10

Family

ID=53283931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151074/11A RU2561886C2 (en) 2013-11-15 2013-11-15 Vtol aircraft lift increasing device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2561886C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2929580A (en) * 1956-06-18 1960-03-22 Piasecki Aircraft Corp Aircraft for vertical or short takeoff, and integrated propulsion lifting and propeller slip stream deflecting unit therefor
RU2121940C1 (en) * 1997-10-14 1998-11-20 Воронежский государственный технический университет Lifting surface of short take-off and landing aircraft

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2929580A (en) * 1956-06-18 1960-03-22 Piasecki Aircraft Corp Aircraft for vertical or short takeoff, and integrated propulsion lifting and propeller slip stream deflecting unit therefor
RU2121940C1 (en) * 1997-10-14 1998-11-20 Воронежский государственный технический университет Lifting surface of short take-off and landing aircraft

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ружицкий Е.И. Американские самолеты вертикального взлета, Москва: Астрель, ACT, 2000. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013151074A (en) 2015-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11905002B2 (en) Method of flying an electric vertical take-off and landing aircraft
CA2979607C (en) Wing extension winglets for tiltrotor aircraft
US10414484B2 (en) Aircraft
CN101559832B (en) Fast hybrid helicopter with large range
RU2635023C2 (en) Pylon for engine installation on aircraft structure
US10889370B2 (en) Chord-wise variable vortex generator
CN100500511C (en) System and method for reducing airfoil vortices
US11673643B2 (en) Low stall or minimum control speed aircraft
CN200995782Y (en) Airplane
CN103723272B (en) The method of Flight Vehicle Structure modality conversion when aircraft and flight
US9573693B2 (en) Airplane having a rear propulsion system
EP3119674B1 (en) Impact resistant propeller system
BR112016025875B1 (en) VTOL AIRCRAFT
ITBR20060004A1 (en) COVERTIBLE AIRPLANE
WO2005066020A1 (en) Tilt-rotor aircraft
JP7124164B2 (en) Aerodynamically efficient lightweight vertical take-off and landing aircraft with swiveling rotors and stowed rotor blades
US20090114771A1 (en) Split Return Wing
CA2974137A1 (en) Quiet slat propeller
CN105857579A (en) Propeller airplane
RU2568234C2 (en) Hybrid airborne vehicle
CA2730460A1 (en) Aircraft with at least two propeller drives arranged at a distance from one another in the span width direction of the wings
RU2561886C2 (en) Vtol aircraft lift increasing device
RU2007132757A (en) AIRCRAFT
CN102795333A (en) Light airplane
CN209535458U (en) A kind of unmanned plane based on multi-composite type dynamical system

Legal Events

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

Effective date: 20161116