Изобретение относится к винтомоторной авиации, а именно к вертикально взлетающим самолетам преимущественно военного назначения, и может быть использовано, в частности, для создания транспортно-десантных самолетов, доставляемых к месту применения на судах-носителях (вар. вертолетоносцах).The invention relates to propeller-driven aviation, and in particular to vertically take-off aircraft of predominantly military use, and can be used, in particular, to create airborne transport aircraft delivered to the place of use on carrier ships (var. Helicopter carriers).
Все известные на сегодня винтомоторные самолеты вертикального взлета (далее ВСВВ) выполняются по одной из двух схем. Первая - взлет производится с вертикальным положением фюзеляжа, которая вследствие множества недостатков не получила практического применения. Вторая - взлет производится с горизонтальным положением фюзеляжа и с вертолетным расположением винтомоторных установок. Эта схема получила ограниченное практическое применение (Транспортно-десантный конвертоплан V-22, Osprey. См. статью в «Википедии» - конвертоплан). При всей кажущейся привлекательности этой схеме также присущи серьезные недостатки, сдерживающие ее широкое распространение. К ним относятся: малая скорость и дальность полета (в сравнении с обычными винтомоторными самолетами), а также их высокая стоимость и недостаточная надежность на взлетно-посадочных режимах полета, обусловленная перегруженностью их винтомоторных установок.All vertical-take-off propeller aircraft known today (hereinafter referred to as VSVV) are carried out according to one of two schemes. First, takeoff is performed with the vertical position of the fuselage, which, due to many shortcomings, has not received practical application. The second - take-off is made with the horizontal position of the fuselage and with the helicopter arrangement of propeller-driven installations. This scheme has received limited practical use (V-22 Transport and Airborne Tiltrotor, Osprey. See the Wikipedia article - Tiltrotor). Despite the apparent attractiveness of this scheme, serious drawbacks are also inherent that hinder its wide distribution. These include: low speed and range (in comparison with conventional propeller-driven aircraft), as well as their high cost and lack of reliability in take-off and landing flight modes, due to the overload of their rotor-propulsion systems.
Целью изобретения является создание ВСВВ лишенного этих недостатков.The aim of the invention is the creation of the BCIS devoid of these disadvantages.
Технически указанная цель достигается тем, что в ВСВВ, содержащем фюзеляж с крыльями, шасси, винтомоторные установки тянущего типа и средства, обеспечивающие вертикальный взлет, по изобретению последние выполнены в виде воздушных винтов, расположенных с продольным наклоном под крыльями самолета и снабженных катушками с намотанными на них тросами, свободные концы которых прикреплены к стабилизатору твердотопливной ракеты. При этом воздушные винты вместе с катушками имеют возможность отделяться от крыльев самолета во время полета. Твердотопливная ракета находится в тонкостенной трубе, расположенной в передней части фюзеляжа самолета или за его пределами и соосно с центром тяжести самолета. А лопасти воздушных винтов имеют фиксированные углы атаки.Technically, this goal is achieved by the fact that in the WWII, containing the fuselage with wings, landing gear, propeller-type propulsion systems and means for vertical take-off, according to the invention, the latter are made in the form of propellers located with a longitudinal inclination under the wings of the aircraft and equipped with coils wound on them with cables, the free ends of which are attached to the stabilizer of a solid rocket. In this case, the propellers together with the coils have the ability to separate from the wings of the aircraft during flight. A solid-propellant rocket is located in a thin-walled tube located in front of the fuselage of the aircraft or beyond and aligned with the center of gravity of the aircraft. And the propeller blades have fixed angles of attack.
На Фиг. 1 изображен одиночный ВСВВ, установленный на небольшое судно-носитель. На Фиг. 2, Вид А, для самолета классической схемы. На Фиг. 3, вид А, для самолета тандемной схемы. На Фиг. 4 показано расположение нескольких ВСВВ на большом судне-носителе (вар. вертолетоносце). На Фиг. 5 показан один из вар. погрузки ВСВВ на судно-носитель.In FIG. 1 depicts a single WWW mounted on a small carrier vessel. In FIG. 2, View A, for a classic airplane. In FIG. 3, view A, for a tandem aircraft. In FIG. Figure 4 shows the location of several WWWs on a large carrier vessel (var. Helicopter carrier). In FIG. 5 shows one of the var. loading of the aircraft to the carrier vessel.
Транспортный комплекс с использованием ВСВВ состоит из судна-носителя 1 (много вар.), ВСВВ и грузоподъемного крана 2 (см. Фиг. 5). ВСВВ включает в себя самолет (классической или тандемной схемы), содержащий фюзеляж 3, крылья 4, шасси 5, винтомоторные установки тянущего типа 6 и средства, обеспечивающие вертикальный взлет. Последние состоят из воздушных винтов 7 с катушками 8, подвешенных с продольным наклоном, под крыльями 4. На катушки 8 намотаны тросы 9, свободные концы которых прикреплены к стабилизатору твердотопливной ракеты 10, размещенной в тонкостенной трубе 11, находящейся в головной части фюзеляжа 3. На крыльях 4 за винтомоторными установками 6 установлены поворотные закрылки 12. К палубе судна 1 ВСВВ крепится одиночным замком прижимного действия 13.The transport complex with the use of VSVV consists of a carrier vessel 1 (many var.), VSVV and a crane 2 (see Fig. 5). VSVV includes an airplane (of a classical or tandem design) containing the fuselage 3, wings 4, landing gear 5, propulsion systems of a pulling type 6 and means for vertical take-off. The latter consist of propellers 7 with coils 8, suspended with a longitudinal inclination, under the wings 4. Ropes 9 are wound on coils 8, the free ends of which are attached to the stabilizer of a solid rocket 10, which is located in a thin-walled tube 11 located in the head of the fuselage 3. On wings 4 behind the rotorcraft 6 mounted rotary flaps 12. To the deck of the vessel 1 VSVV is attached with a single lock clamping action 13.
Транспортная система с использованием ВСВВ действует следующим образом. The transport system using the BCIS operates as follows.
Судно 1 пришвартовывается к причальной стенке (см. Фиг. 5) и на него краном 2 погружается ВСВВ с последующим закреплением на палубе замком 13. Там же под крылья 4 навешиваются воздушные винты 7 с катушками 8, на которые наматываются тросы 9. На головную часть фюзеляжа 3 устанавливается тонкостенная труба (ствол) 11 с ракетой 10 внутри. Свободные концы тросов 9 проводят через продольные каналы в нижней части фюзеляжа 3 до ракеты 10 и пристыковывают к ее стабилизатору. После прихода судна 1 в нужное место взлет ВСВВ производят следующим образом. С помощью порохового заряда (не показан) ракета 10 выстреливается из ствола 11 вместе с пристыкованными к ней тросами 9 со скоростью 50÷100 м/сек, раскручивая при этом воздушные винты 7. Дальнейший разгон ракеты 10 до скорости 150÷250 м/сек (относительно фюзеляжа 3) производится за счет ее твердотопливных двигателей (не показаны). После того как подъемная сила воздушных винтов 7 превысит взлетный вес ВСВВ в 1,5÷2,0 раза, замок 13 автоматически открывается и происходит взлет. При полном сматывании тросов 9 с катушек 8 на высоте 100÷150 м и скорости ВСВВ 50÷100 м/сек воздушные винты 7 затормаживаются до полной их остановок и после раскрутки в обратном направлении (механизмы торможения и обратной раскрутки не показаны) сбрасываются. В режиме авторотации воздушные винты 7 опускаются на воду и, обладая положительной плавучестью, остаются на ее поверхности. Обладает положительной плавучестью и ракета 10, и ствол 11, также сбрасываемый в море. После отлета ВСВВ, оказавшиеся в воде, - воздушные винты 7 с катушками 8, корпус ракеты 10 с тросами 9, а также ствол 11 подбираются экипажем судна 1. Во время взлета ВСВВ поперечная балансировка осуществляется с помощью закрылков 12, а продольная преимущественно тянущим вперед действием ракеты 10. Закрылки 12 действуют автоматически и управляются бортовым компьютером. ВСВВ после выполнения задачи (вар. сброс десанта или боевой техники на парашютах) возвращается на стартовую позицию (см. Фиг. 5) либо садится на ближайшем аэродроме (в самолетном режиме) для дозаправки.The vessel 1 is moored to the mooring wall (see Fig. 5) and a crane 2 is immersed by the WWWB and then locked on the deck with a lock 13. In the same place, under the wings 4, propellers 7 with coils 8 are hung, on which the cables are wound 9. The head part the fuselage 3 is installed thin-walled tube (barrel) 11 with a rocket 10 inside. The free ends of the cables 9 are passed through the longitudinal channels in the lower part of the fuselage 3 to the rocket 10 and docked to its stabilizer. After the arrival of vessel 1 to the desired location, the take-off of the WWW is carried out as follows. Using a powder charge (not shown), the rocket 10 is fired from the barrel 11 together with the ropes 9 docked to it at a speed of 50 ÷ 100 m / s, while unscrewing the propellers 7. Further acceleration of the rocket 10 to a speed of 150 ÷ 250 m / s ( relative to the fuselage 3) is made due to its solid fuel engines (not shown). After the lifting force of the propellers 7 exceeds the take-off weight of the aircraft by 1.5-1.0 times, the lock 13 automatically opens and takes off. When the cables 9 are completely rewound from coils 8 at an altitude of 100 ÷ 150 m and the speed of the HVAC is 50 ÷ 100 m / s, the propellers 7 are braked until they stop completely and, after spinning in the opposite direction (braking and reverse spinning mechanisms are not shown) are reset. In the autorotation mode, propellers 7 are lowered into the water and, having positive buoyancy, remain on its surface. The rocket 10 and the barrel 11, also discharged into the sea, have positive buoyancy. After the departure of the WWII, the trapped in the water - propellers 7 with coils 8, the rocket body 10 with cables 9, as well as the barrel 11 are selected by the crew of the vessel 1. During take-off, the lateral balancing is performed using the flaps 12, and the longitudinal balancing is mainly carried forward rockets 10. Flaps 12 operate automatically and are controlled by the on-board computer. After completion of the task (var. Landing of parachutes or military equipment), it returns to the starting position (see Fig. 5) or lands at the nearest airfield (in airplane mode) for refueling.
При создании ВСВВ тандемная схема является предпочтительней. Несмотря на несколько худшее аэродинамическое качество в сравнении с самолетами классической схемы, эта схема позволяет существенно уменьшить габариты машины, что при палубном их размещении немаловажно. Кроме того, расположение винтомоторных установок на заднем крыле, существенно облегчает продольное балансирование при взлете. В предлагаемом ВСВВ твердотопливная ракета выполняет три функции. Первая вращает воздушные винты, поднимающие и ускоряющие самолет (благодаря их продольному наклону). Вторая - прямое ускорение самолета тяговой силой, приложенной к тросам. Третья - осуществление продольной балансировки самолета во время взлета. И поскольку после выхода из ствола ракета движется со средней скоростью выше 200 м/сек (относительно земли), это делает ее использование очень эффективным (требуется твердотопливный двигатель небольшой массы). Для снижения веса ствол для выстреливания ракеты выполняется тонкостенным (вар. из композитных материалов), а после его сброса для сохранения центровки с помощью закрылков увеличивают подъемную силу заднего крыла (тандемная схема).When creating a BCIS, a tandem scheme is preferable. Despite the somewhat worse aerodynamic quality in comparison with the aircraft of the classical scheme, this scheme allows to significantly reduce the dimensions of the machine, which is important when decked. In addition, the location of the propeller systems on the rear wing, greatly facilitates longitudinal balancing during take-off. In the proposed WWII solid-propellant rocket performs three functions. The first rotates the propellers that lift and accelerate the aircraft (due to their longitudinal inclination). The second is the direct acceleration of the aircraft by traction applied to the cables. The third is the longitudinal balancing of the aircraft during take-off. And since, after exiting the barrel, the rocket moves at an average speed above 200 m / s (relative to the ground), this makes its use very efficient (a small-mass solid-fuel engine is required). To reduce weight, the barrel for firing a rocket is thin-walled (var. From composite materials), and after it is reset to maintain alignment with the help of flaps, the lift of the rear wing is increased (tandem scheme).
