RU2605466C1 - Vertical take-off and landing aircraft - Google Patents

Vertical take-off and landing aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2605466C1
RU2605466C1 RU2015138020/11A RU2015138020A RU2605466C1 RU 2605466 C1 RU2605466 C1 RU 2605466C1 RU 2015138020/11 A RU2015138020/11 A RU 2015138020/11A RU 2015138020 A RU2015138020 A RU 2015138020A RU 2605466 C1 RU2605466 C1 RU 2605466C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
wing
lift
engine
thrust vector
Prior art date
Application number
RU2015138020/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Прокофьевич Присяжнюк
Юрий Иванович Безруков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций"
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 Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" filed Critical Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций"
Priority to RU2015138020/11A priority Critical patent/RU2605466C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2605466C1 publication Critical patent/RU2605466C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering, particularly, to vertical take-off and landing aircraft. Vertical take-off and landing aircraft comprises a fuselage, a lift-cruise engine and its thrust vector changing mechanism. Fuselage is composed as a disc-shape flying wing, and the lift-cruise engine is mounted at the angle of 30-60° to the longitudinal axis of the aircraft with the possibility of suction of the air flow from the wing upper surface and ejection of the air flow from the lift-cruise engine to the lower part of the wing. Thrust vector changing mechanism is made in the form of a set of rotary guide blades installed in the lower part of the wing in the air flow from the lift-cruise engine with the possibility of changing the thrust vector from 0° to 105° to the longitudinal axis of the aircraft. Wing features a longitudinal self-balancing S-shaped profile.
EFFECT: provided is a simplified design of the aircraft power plant.
4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к самолетам вертикального взлета и посадки, в т.ч. беспилотным.The invention relates to aircraft for vertical take-off and landing, including unmanned.

Известен летательный аппарат, который содержит свободнонесущее крыло, снабженное аэродинамическими органами управления, вертикальное оперение, мотогондолу и один двигатель с воздушным винтом. Двигатель установлен в мотогондоле. Летательный аппарат выполнен по бесфюзеляжной аэродинамической схеме "летающее крыло". Предусмотрено, что летательный аппарат может быть снабжен размещенным в крыле вертикальным кольцевым каналом, центральная ось которого расположена в плоскости симметрии летательного аппарата, и установленным в канале подъемным двигателем с несущим винтом циклически изменяемого шага лопастей, см. патент RU №2288140.Known aircraft, which contains a free-wing, equipped with aerodynamic controls, vertical tail, nacelle and one engine with a propeller. The engine is installed in the engine nacelle. The aircraft is made according to the flying wingless aerodynamic design. It is envisaged that the aircraft can be equipped with a vertical annular channel located in the wing, the central axis of which is located in the plane of symmetry of the aircraft, and a lifting engine mounted in the channel with a rotor rotor of the rotor blade pitch, see patent RU No. 2288140.

К недостаткам данного решения следует отнести наличие двух систем, подъемной и маршевой, одна из которых в полете не используется.The disadvantages of this solution include the presence of two systems, lift and flight, one of which is not used in flight.

Известен самолет с вертикальным взлетом и посадкой (СВВП), который содержит фюзеляж треугольной формы с кабиной, двигательную установку, установленный на валу подъемный винт, расположенный в сквозном отверстии центральной части фюзеляжа, расположенные симметрично по обе стороны от подъемного винта и установленные на валах поворотные винты, каждый из которых размещен в кольцевом кожухе, установленном на горизонтальном валу и в соответствующем сквозном отверстии, приводы для синхронного поворота указанных кожухов из горизонтального в вертикальное положение, поворотные стабилизаторы для маневрирования в горизонтальном направлении при их синхронном повороте вокруг соответствующей вертикальной оси, при этом указанные стабилизаторы расположены за поворотными винтами, причем двигательная установка имеет турбины, одна из которых установлена в центральном отверстии и на ее валу установлен подъемный винт, а другие турбины размещены в кольцевых кожухах в боковых отверстиях на осях опор, обеспечивающих их поворот из горизонтальной плоскости в вертикальную, и на их валах установлены поворотные винты, см. патент RU №2130863. Изобретение позволяет повысить величину подъемной силы, скоростные возможности и эффективность управленияKnown aircraft with vertical take-off and landing (VTOL), which contains a triangular fuselage with a cabin, a propulsion system, a lifting screw mounted on the shaft located in the through hole of the Central part of the fuselage, located symmetrically on both sides of the lifting screw and rotary screws mounted on the shafts each of which is placed in an annular casing mounted on a horizontal shaft and in a corresponding through hole, drives for synchronously turning these casing from horizontal to vertical position, rotary stabilizers for maneuvering in the horizontal direction when they are rotated synchronously around the corresponding vertical axis, the stabilizers being located behind the rotary screws, the propulsion system having turbines, one of which is installed in the central hole and a lifting screw is installed on its shaft, and other turbines are placed in annular casings in the lateral openings on the axes of the supports, ensuring their rotation from a horizontal plane to a vertical, and on their shafts rotary screws are installed, see patent RU No. 2130863. The invention improves the magnitude of the lifting force, speed capabilities and control efficiency

К недостаткам данного технического решения, принятого в качестве прототипа, следует отнести наличие подъемного и подъемно-маршевых двигателей, один из которых, а именно подъемный, в полете является балластом.The disadvantages of this technical solution, adopted as a prototype, include the presence of lifting and lifting-marching engines, one of which, namely lifting, in flight is the ballast.

Задачей изобретения является упрощение конструкции самолета за счет упрощения конструкции двигательной установки.The objective of the invention is to simplify the design of the aircraft by simplifying the design of the propulsion system.

Согласно изобретению самолет вертикального взлета и посадки, включающий фюзеляж, подъемно-маршевый двигатель и механизм изменения его вектора тяги, характеризуется тем, что фюзеляж выполнен в виде дискообразного летающего крыла, а подъемно-маршевый двигатель установлен под углом 30-60° к продольной оси самолета и выполнен с возможностью отсоса потока воздуха с верхней поверхности крыла и выброса потока воздуха от подъемно-маршевого двигателя в нижнюю часть крыла, при этом механизм изменения вектора тяги выполнен в виде совокупности поворотных направляющих лопаток, установленных в нижней части крыла в потоке воздуха от подъемно-маршевого двигателя с возможностью изменения вектора тяги от 0° до 105° к продольной оси самолета.According to the invention, a vertical take-off and landing airplane, including a fuselage, a lift-propulsion engine and a mechanism for changing its thrust vector, is characterized in that the fuselage is made in the form of a disk-shaped flying wing, and the lift-propulsion engine is installed at an angle of 30-60 ° to the longitudinal axis and made with the possibility of suctioning the air flow from the upper surface of the wing and ejecting the air flow from the lift-marching engine to the lower part of the wing, while the mechanism for changing the thrust vector is made in the form of a combination of company guide vanes installed in the lower part of the wing in the air stream from the lift-propulsion engine with the possibility of changing the thrust vector from 0 ° to 105 ° to the longitudinal axis of the aircraft.

Кроме того, заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:In addition, the claimed technical solution is characterized by the presence of a number of additional optional features, namely:

- летающее крыло может быть выполнено с продольным S-образным самобалансирующимся профилем;- the flying wing can be made with a longitudinal S-shaped self-balancing profile;

- летающее крыло может быть выполнено с продольным суперкритическим профилем;- the flying wing can be made with a longitudinal supercritical profile;

- летающее крыло может быть оснащено двумя дополнительными движителями для балансировки самолета во время взлета и посадки.- the flying wing can be equipped with two additional propulsion devices for balancing the aircraft during takeoff and landing.

Технический результат, достигаемый при реализации всех существенных признаков заявленного технического решения, заключается в том, что взлет и посадка самолета осуществляется с помощью одного подъемно-маршевого двигателя за счет того, что заявленный двигатель осуществляет отсос потока воздуха с верхней поверхности крыла и выбрасывает его в нижнюю часть крыла, создавая подъемную силу, а механизм изменения вектора тяги двигателя обеспечивает изменение направления потока воздуха от двигателя, обеспечивая движение самолета в нужном направлении.The technical result achieved by the implementation of all the essential features of the claimed technical solution is that the take-off and landing of the aircraft is carried out using one lift-marching engine due to the fact that the claimed engine exhausts the air flow from the upper surface of the wing and throws it into the lower part of the wing, creating lift, and the mechanism for changing the thrust vector of the engine provides a change in the direction of air flow from the engine, ensuring the movement of the aircraft in the right direction ION.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 представлен общий вид заявленного самолета, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - разрез A-A по самолету с суперкритическим профилем в момент взлета, на фиг. 4 - разрез Б-Б, на фиг. 5 - продольный разрез по самолету с суперкритическим профилем в момент крейсерского полета, на фиг. 6 - продольный разрез по самолету с S-образным самобалансирующимся профилем в момент крейсерского полета.The invention is illustrated by drawings, in which in FIG. 1 is a general view of the claimed aircraft; FIG. 2 is a plan view of FIG. 3 is a section A-A along an airplane with a supercritical profile at the time of take-off, in FIG. 4 - section BB, in FIG. 5 is a longitudinal section through a plane with a supercritical profile at the time of the cruise flight, FIG. 6 is a longitudinal section through an aircraft with an S-shaped self-balancing profile at the time of the cruise flight.

Самолет вертикального взлета и посадки включает фюзеляж, который выполнен в виде дискообразного летающего крыла 1, подъемно-маршевый двигатель 2, установленный под углом 30-60° к продольной оси самолета, и механизм изменения его вектора тяги, который выполнен в виде совокупности поворотных направляющих лопаток 3, установленных в нижней части крыла 1 в потоке воздуха от подъемно-маршевого двигателя 2 с возможностью изменения вектора тяги от 0° до 105° к продольной оси самолета. Летающее крыло 1 может быть выполнено с продольным S-образным самобалансирующимся профилем либо с продольным суперкритическим профилем. Летающее крыло 1 может быть оснащено двумя дополнительными движителями 4 для балансировки самолета во время взлета и посадки. Аэродинамические органы управления самолетом, симметрично расположенные на задней кромке крыла 1, включают расщепляемые рули направления 5, элевоны 6 и обтекатель 7.A vertical take-off and landing airplane includes a fuselage, which is made in the form of a disk-shaped flying wing 1, a marching engine 2, mounted at an angle of 30-60 ° to the longitudinal axis of the aircraft, and a mechanism for changing its thrust vector, which is made in the form of a set of rotary guide vanes 3 installed in the lower part of the wing 1 in the air stream from the lift-propulsion engine 2 with the possibility of changing the thrust vector from 0 ° to 105 ° to the longitudinal axis of the aircraft. The flying wing 1 can be made with a longitudinal S-shaped self-balancing profile or with a longitudinal supercritical profile. The flying wing 1 can be equipped with two additional movers 4 for balancing the aircraft during takeoff and landing. The aerodynamic controls of the aircraft, symmetrically located on the trailing edge of the wing 1, include split rudders 5, elevons 6 and fairing 7.

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Вертикальный взлет самолета осуществляют путем создания над летающим крылом 1 разреженного пространства и реактивной струи, создаваемых подъемно-маршевым двигателем 2, под углом 30-60° к продольной оси самолета. Изменение вектора тяги подъемно-маршевого двигателя 2 осуществляют с помощью поворотных направляющих лопаток 3, которые устанавливают к продольной оси самолета под углом 0°-105°. Управление самолетом во время взлета и посадки осуществляют двумя малоразмерными балансировочными движителями 4.The aircraft takes off vertically by creating a rarefied space above the flying wing 1 and a jet stream created by the mid-lift engine 2 at an angle of 30-60 ° to the longitudinal axis of the aircraft. Changing the thrust vector of the lifting-marching engine 2 is carried out using rotary guide vanes 3, which are installed to the longitudinal axis of the aircraft at an angle of 0 ° -105 °. The control of the aircraft during takeoff and landing is carried out by two small balancing propulsion 4.

Крейсерский полет осуществляют также путем создания над летающим крылом 1 разреженного пространства и реактивной струи, создаваемых подъемно-маршевым двигателем 2, под углом 30°-60° к продольной оси самолета. Изменение вектора тяги подъемно-маршевого двигателя 2 осуществляют с помощью поворотных направляющих лопаток 3, которые устанавливают к продольной оси самолета под соответствующим углом. Управление самолетом во всех режимах полета осуществляют двумя элевонами 6 и двумя расщепляемыми рулями направления 5, размещенными по задней кромке летающего крыла 1.Cruising is also carried out by creating a rarefied space above the flying wing 1 and a jet stream created by the mid-lift engine 2 at an angle of 30 ° -60 ° to the longitudinal axis of the aircraft. Changing the thrust vector of the lifting-marching engine 2 is carried out using rotary guide vanes 3, which are installed to the longitudinal axis of the aircraft at an appropriate angle. The aircraft is controlled in all flight modes by two elevons 6 and two split rudders 5, located along the trailing edge of the flying wing 1.

Посадку самолета осуществляют путем создания над летающим крылом 1 разреженного пространства и реактивной струи, создаваемых подъемно-маршевым двигателем 2, под углом 30°-60° к продольной оси самолета Изменение вектора тяги подъемно-маршевого двигателя 2 осуществляют с помощью поворотных направляющих лопаток 3, которые устанавливают к продольной оси самолета под углом от 0° до 105°. Управление самолетом осуществляют двумя элевонами 6, двумя расщепляемыми рулями направления 5, размещенными по задней кромке летающего крыла 1, и двумя малоразмерными балансировочными движителями 4.The landing of the aircraft is carried out by creating a rarefied space above the flying wing 1 and a jet stream created by the lifting-marching engine 2, at an angle of 30 ° -60 ° to the longitudinal axis of the aircraft Changing the thrust vector of the lifting-marching engine 2 is carried out using rotary guide vanes 3, which set to the longitudinal axis of the aircraft at an angle from 0 ° to 105 °. The aircraft is controlled by two elevons 6, two split rudders 5, located along the trailing edge of the flying wing 1, and two small-sized balancing engines 4.

Заявленное техническое решение осуществимо с использованием электрических импеллеров на малоразмерных беспилотниках или двухконтурных турбовентиляторных двигателей, например ПД-10 - с тягой 10…11 тс, или ПД-14 - базового ТРДД с тягой 14 тс, при создании крупных беспилотных и пилотируемых дискообразных самолетов вертикального взлета и посадки с самобалансирующимся S-образным профилем для пассажирских воздушных судов и высококачественной аэрофотовидеосъемки, либо с суперкритическим профилем для высокоманевренных самолетов вертикального взлета и посадки специального назначения.The claimed technical solution is feasible using electric impellers on small drones or dual-circuit turbofan engines, for example, PD-10 - with a thrust of 10 ... 11 tf, or PD-14 - a basic turbofan engine with a thrust of 14 tf, when creating large unmanned and manned disk-shaped aircraft of vertical take-off and landing with a self-balancing S-shaped profile for passenger aircraft and high-quality aerial video, or with a supercritical profile for highly maneuverable vertical aircraft zleta and landing special purposes.

Claims (4)

1. Самолет вертикального взлета и посадки, включающий фюзеляж, подъемно-маршевый двигатель и механизм изменения его вектора тяги, отличающийся тем, что фюзеляж выполнен в виде дискообразного летающего крыла, а подъемно-маршевый двигатель установлен под углом 30-60° к продольной оси самолета и выполнен с возможностью отсоса потока воздуха с верхней поверхности крыла и выброса потока воздуха от подъемно-маршевого двигателя в нижнюю часть крыла, при этом механизм изменения вектора тяги выполнен в виде совокупности поворотных направляющих лопаток, установленных в нижней части крыла в потоке воздуха от подъемно-маршевого двигателя с возможностью изменения вектора тяги от 0° до 105° к продольной оси самолета.1. Aircraft of vertical take-off and landing, including the fuselage, lift-propulsion engine and a mechanism for changing its thrust vector, characterized in that the fuselage is made in the form of a disk-shaped flying wing, and the lift-propulsion engine is installed at an angle of 30-60 ° to the longitudinal axis of the aircraft and made with the possibility of suctioning the air flow from the upper surface of the wing and ejecting the air flow from the lift-marching engine into the lower part of the wing, while the mechanism for changing the thrust vector is made in the form of a set of rotary guides CIWA installed in the bottom of the wings in the air stream from the lifting and propulsion engine to vary the thrust vector from 0 ° to 105 ° to the longitudinal axis of the aircraft. 2. Самолет по п. 1, отличающийся тем, что летающее крыло выполнено с продольным S-образным самобалансирующимся профилем.2. The aircraft under item 1, characterized in that the flying wing is made with a longitudinal S-shaped self-balancing profile. 3. Самолет по п. 1, отличающийся тем, что летающее крыло выполнено с продольным суперкритическим профилем.3. Aircraft under item 1, characterized in that the flying wing is made with a longitudinal supercritical profile. 4. Самолет по п. 1, отличающийся тем, что летающее крыло оснащено двумя дополнительными движителями для балансировки самолета во время взлета и посадки. 4. Aircraft according to claim 1, characterized in that the flying wing is equipped with two additional propulsion devices for balancing the aircraft during takeoff and landing.
RU2015138020/11A 2015-09-07 2015-09-07 Vertical take-off and landing aircraft RU2605466C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015138020/11A RU2605466C1 (en) 2015-09-07 2015-09-07 Vertical take-off and landing aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015138020/11A RU2605466C1 (en) 2015-09-07 2015-09-07 Vertical take-off and landing aircraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605466C1 true RU2605466C1 (en) 2016-12-20

Family

ID=58697409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015138020/11A RU2605466C1 (en) 2015-09-07 2015-09-07 Vertical take-off and landing aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605466C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180623U1 (en) * 2018-01-25 2018-06-19 Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" VERTICAL TAKEOFF AND LANDING PLANE
RU197835U1 (en) * 2019-12-27 2020-06-02 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3028121A (en) * 1959-11-27 1962-04-03 Gen Electric Thrust augmenting means for aircraft
US20060097105A1 (en) * 2004-11-11 2006-05-11 Stone C R Propulsion and attitude control systems for aircraft
RU2497721C2 (en) * 2011-11-01 2013-11-10 Фатидин Абдурахманович Мухамедов Mukhamedov's vtol aircraft with jump landing gear
RU2549588C2 (en) * 2013-01-23 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ОАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") Vtol hydroplane and engine thrust vector deflector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3028121A (en) * 1959-11-27 1962-04-03 Gen Electric Thrust augmenting means for aircraft
US20060097105A1 (en) * 2004-11-11 2006-05-11 Stone C R Propulsion and attitude control systems for aircraft
RU2497721C2 (en) * 2011-11-01 2013-11-10 Фатидин Абдурахманович Мухамедов Mukhamedov's vtol aircraft with jump landing gear
RU2549588C2 (en) * 2013-01-23 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ОАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") Vtol hydroplane and engine thrust vector deflector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180623U1 (en) * 2018-01-25 2018-06-19 Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" VERTICAL TAKEOFF AND LANDING PLANE
RU197835U1 (en) * 2019-12-27 2020-06-02 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10633092B2 (en) UAV with wing-plate assemblies providing efficient vertical takeoff and landing capability
EP3140190B1 (en) Vtol aircraft
RU2627261C2 (en) Vertical takeoff aircraft
US8256704B2 (en) Vertical/short take-off and landing aircraft
RU2724006C1 (en) Aircraft
US20180086447A1 (en) Aircraft having independently variable incidence channel wings with independently variable incidence channel canards
RU180474U1 (en) Vertical takeoff and landing airplane
US10077108B2 (en) Vertical take-off and landing (VTOL) aircraft with exhaust deflector
US10343774B2 (en) Quad rotor aircraft with fixed wing and variable tail surfaces
US20160101852A1 (en) Annular ducted lift fan VTOL aircraft
CN204250356U (en) New fan wing aircraft
CA2934346A1 (en) Short take off and landing arial vehicle
JP2020006945A (en) aircraft
EP3181445B1 (en) Plate member for reducing drag on a fairing of an aircraft
US10464667B2 (en) Oblique rotor-wing aircraft
US20200354050A1 (en) Convertiplane
CA3052416A1 (en) Device and method for improving the pitch control of a fixed-wing aircraft in stall/post-stall regime
RU171505U1 (en) VERTICAL TAKEOFF AND LANDING PLANE
RU2605466C1 (en) Vertical take-off and landing aircraft
US20170174326A1 (en) Vortex generators and method of creating vortices on an aircraft
RU2613629C2 (en) Drone aircraft (versions)
US20180186449A1 (en) Annular lift fan vtol aircraft
RU180623U1 (en) VERTICAL TAKEOFF AND LANDING PLANE
CA2859258C (en) Apparatus and method for providing high lift at zero speed and low drag at higher speed
KR101663814B1 (en) Tail-sitter airplane