RU2636431C1

RU2636431C1 - Pilotless helicopter

Info

Publication number: RU2636431C1
Application number: RU2016133042A
Authority: RU
Inventors: Константин Валерьевич Иванников; Олег Владимирович Комарницкий; Владимир Михайлович Медведев; Виктор Алексеевич Сигаев; Юрий Викторович Шибанов
Original assignee: Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский институт приборостроения", АО "ГосНИИП"
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2017-11-23

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: pilotless helicopter comprises the motor, which is connected to the main rotor gear box by virtue of the transmission gear, located at the self supporting body frame with the forebody, a part of the body frame of which is designed as the fuel tank. The motor is separated from the gear box by virtue of the fire seal with the annular slot. The part of the transmission gear between the motor and the main rotor gear box is designed as the externally actuated clutch and the expansion clutch. The fan is mounted on the clutch collars opposite to the annular slot from the motor side, and the main rotor brake is mounted on the expansion clutch collars from the gear box side. The front dome-shaped section with the disposable load closable cavity is made in the forebody. The air intake orifices are implemented into the forebody on the outside of the front section opposite to the motor main heat-generating parts, and the outlet slots are implemented into the body frame behind the motor and gear box heat-generating parts.EFFECT: helicopter weight and size reduction.2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к беспилотному вертолету с самонесущим корпусом, часть которого выполнена в виде топливного бака.The invention relates to an unmanned helicopter with a self-supporting body, part of which is made in the form of a fuel tank.

В известных беспилотных вертолетах основные агрегаты двигатель с топливной системой и редуктор несущей системы вместе с авионикой и полезной нагрузкой размещаются в фюзеляже уравновешено относительно редуктора и конструктивно имеют много пустых объемов. Двигатель с редуктором соединяются трансмиссией, включающей компенсационную и обгонную муфты, а для поршневого двигателя и управляемую муфту сцепления. При этом для охлаждения двигателя и редуктора используются, как правило, свои системы охлаждения наиболее нагретых частей, а преимущественное размещение полезной нагрузки в носу или под редуктором приводит к чрезмерному росту длины или высоты вертолета и, соответственно, аэродинамического сопротивления и веса конструкции. См., например, Завалов О.А., Маслов А.Д. Современные винтокрылые беспилотные летательные аппараты: Учебное пособие. - М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2008. - 196 с: ил.In known unmanned helicopters, the main units, the engine with the fuel system and the gearbox of the carrier system, together with avionics and payload are placed in the fuselage balanced relative to the gearbox and structurally have many empty volumes. The engine with the gearbox is connected by a transmission, including a compensation and overrunning clutch, and for a piston engine and a controlled clutch. Moreover, for cooling the engine and gearbox, as a rule, their own cooling systems for the most heated parts are used, and the preferential placement of the payload in the nose or under the gearbox leads to an excessive increase in the length or height of the helicopter and, accordingly, aerodynamic drag and weight of the structure. See, for example, Zavalov O.A., Maslov A.D. Modern rotary-wing unmanned aerial vehicles: Textbook. - M.: Publishing House MAI-PRINT, 2008 .-- 196 p., Ill.

Известен беспилотный вертолет (Патент РФ №2374136, опубликован 27.11.2009 г., В64С 27/04), включающий двигатель, соединенный трансмиссией с редуктором несущего винта, расположенные в самонесущем корпусе с носовой частью, часть корпуса которого по меньшей мере частично закрыта со всех сторон и выполнена частично полой в виде топливного бака. На верхней стороне носовой части расположен охлаждающий радиатор двигателя внутреннего сгорания. Под охлаждающим радиатором двигателя предпочтительно расположен масляный радиатор. Это техническое решение реализовано в австрийском беспилотном вертолете Camcopter S-100 фирмы Schiebel, где радиаторы справляются с охлаждением двигателя только до температуры плюс 25…30°С. Основным недостатком указанного беспилотного вертолета является затрудненный топливным баком доступ к двигателю и редуктору и их плохое охлаждение при эксплуатации в условиях повышенных температур.An unmanned helicopter is known (RF Patent No. 2374136, published November 27, 2009, B64C 27/04), comprising an engine connected to a transmission with a rotor gear located in a self-supporting housing with a bow, part of which is at least partially closed from all sides and partially hollow in the form of a fuel tank. On the upper side of the bow is a cooling radiator of an internal combustion engine. An oil cooler is preferably located under the engine cooling radiator. This technical solution is implemented in the Austrian unmanned helicopter Camcopter S-100 from Schiebel, where radiators cope with engine cooling only to a temperature of plus 25 ... 30 ° С. The main disadvantage of this unmanned helicopter is the fuel tank’s difficult access to the engine and gearbox and their poor cooling during operation at elevated temperatures.

Указанный беспилотный вертолет за счет самонесущего топливного бака имеет компактную компоновку и является наиболее близким прототипом к предложенному техническому решению.The specified unmanned helicopter due to the self-supporting fuel tank has a compact layout and is the closest prototype to the proposed technical solution.

Задача данного изобретения заключается в разработке компактного и легкого беспилотного вертолета, двигатель, редуктор и полезная нагрузка которого будут хорошо охлаждаться и быть легко доступны при эксплуатации.The objective of the invention is to develop a compact and lightweight unmanned helicopter, the engine, gearbox and payload of which will be well cooled and easily accessible during operation.

Техническая задача решается благодаря тому, что в беспилотном вертолете, включающем двигатель, соединенный трансмиссией с редуктором несущего винта, расположенные в самонесущем корпусе с носовой частью, часть корпуса которого выполнена в виде топливного бака, двигатель отделен от редуктора противопожарной перегородкой с кольцевой щелью, часть трансмиссии между двигателем и редуктором несущего винта выполнена в виде управляемой муфты сцепления и компенсационной муфты, на фланцах первой напротив кольцевой щели со стороны двигателя установлен вентилятор, а на фланцах второй муфты со стороны редуктора установлен тормоз несущего винта, в носовой части корпуса выполнен отделенный от двигателя передний куполообразный отсек с открытой вниз и закрываемой при необходимости полостью полезной нагрузки, верхняя передняя часть наружных стенок куполообразного отсека образует наружные обводы носовой части корпуса, в котором снаружи переднего отсека полезной нагрузки напротив основных тепловыделяющих частей двигателя выполнены отверстия воздухозаборников, а в самом корпусе за тепловыделяющими частями двигателя и редуктора выполнены выпускные щели охлаждающего воздуха.The technical problem is solved due to the fact that in an unmanned helicopter that includes an engine connected to a transmission with a rotor gear, located in a self-supporting casing with a bow, part of the casing is made in the form of a fuel tank, the engine is separated from the gear by a firewall with an annular gap, part of the transmission between the engine and the rotor gear is made in the form of a controlled clutch and a compensation clutch, on the flanges of the first opposite the annular gap from the motor side The fan is installed, and the rotor brake is installed on the flanges of the second coupling on the gearbox side, the front dome-shaped compartment is separated from the engine in the nose of the housing with the payload cavity open and closed, if necessary, the upper front part of the outer walls of the dome-shaped compartment forms the outer contours of the bow housing, in which outside the front compartment of the payload opposite the main fuel parts of the engine holes are made air intakes, and in the housing a heat-generating parts of the engine and the gearbox are made outlet slit of the cooling air.

Со стороны редуктора коаксиально кольцевой щели установлен съемный при обслуживании кожух подачи охлаждающего воздуха на корпус редуктора.On the gearbox side, a coaxial annular gap is fitted with a removable service casing for supplying cooling air to the gear housing.

Изобретение более подробно поясняется ниже ссылкой на один вариант его реализации, изображенный на примере одновинтового вертолета. Изобретение не ограничивается только этим вариантом и распространяется на другие вертолеты, в том числе и соосные.The invention is explained in more detail below with reference to one variant of its implementation, depicted on the example of a single-rotor helicopter. The invention is not limited only to this option and extends to other helicopters, including coaxial ones.

На чертежах показано:The drawings show:

фиг. 1 - схематическое изображение боковой проекции вертолета (для простоты без трансмиссии хвостового винта);FIG. 1 is a schematic representation of a side view of a helicopter (for simplicity, without tail rotor transmission);

фиг. 2 - схематическое изображение проекции этого вертолета сверху.FIG. 2 is a schematic view of the projection of this helicopter from above.

Беспилотный вертолет включает двигатель 1, соединенный трансмиссией с редуктором 2 несущего винта, расположенные в самонесущем корпусе 3 с его носовой частью 4, часть корпуса которого выполнена в виде топливного бака 5. Двигатель отделен от редуктора противопожарной перегородкой 6 с кольцевой щелью 7. Часть трансмиссии между двигателем и редуктором несущего винта выполнена в виде управляемой муфты сцепления 8 и компенсационной муфты 9, на фланцах первой напротив кольцевой щели со стороны двигателя установлен вентилятор 10, а на фланцах второй муфты со стороны редуктора установлен тормоз несущего винта 11. В носовой части корпуса выполнен отделенный от двигателя стенкой 12 передний куполообразный отсек 13 с открытой вниз и закрываемой при необходимости полостью полезной нагрузки, верхняя передняя часть наружных стенок 14 куполообразного отсека образует наружные обводы носовой части корпуса, в котором снаружи переднего отсека полезной нагрузки напротив основных тепловыделяющих частей двигателя выполнены отверстия воздухозаборников 15 и 16, а в самом корпусе за тепловыделяющими частями двигателя и редуктора выполнены выпускные щели 17 и 18 для прохода охлаждающего воздуха 19 и 20. Со стороны редуктора 2 коаксиально кольцевой щели 7 установлен съемный при обслуживании кожух 21 подачи охлаждающего воздуха на корпус редуктора.The unmanned helicopter includes an engine 1, connected by a transmission with a rotor reducer 2, located in a self-supporting housing 3 with its nose 4, a part of which is made in the form of a fuel tank 5. The engine is separated from the gearbox by a firewall 6 with an annular gap 7. Transmission part between the rotor motor and gearbox is made in the form of a controlled clutch 8 and a compensation clutch 9, a fan 10 is installed on the flanges of the first opposite the annular gap from the motor side, and on the flanges of the second of the clutch on the gearbox side, a rotor brake 11 is installed. A front dome-shaped compartment 13 is separated from the engine by the wall 12 in the nose of the housing and has a payload cavity that is open downward and closed if necessary, the upper front part of the outer walls 14 of the dome-shaped compartment forms the outer contours of the nose of the housing , in which the openings of the air intakes 15 and 16 are made outside the front compartment of the payload opposite the main fuel parts of the engine, and behind the fuel in the housing itself parts of the engine and the gearbox are made discharge gaps 17 and 18 to the cooling air passage 19 and 20. From the gearbox 2 coaxially with the annular gap 7 has a removable cover 21 serving to feed cooling air to the gearbox housing.

Охлаждение основных тепловыделяющих частей вертолета осуществляется по двум направлениям. Часть воздушного потока 19 обтекает и охлаждает передний отсек 13, попадает через воздухозаборники 15 в подкапотное пространство двигателя, охлаждая его, вентилятором 10 по кожуху 21 направляется на редуктор и выпускается через щели 18. Другая часть воздушного потока через воздухозаборник 16 охлаждает водяные и масляные радиаторы 22, глушитель 23 и выходит через щель 17.The cooling of the main fuel elements of the helicopter is carried out in two directions. Part of the air flow 19 flows around and cools the front compartment 13, enters the engine compartment through the air intakes 15, cooling it, is directed by a fan 10 to the gearbox through the slots 21 and is discharged through slots 18. Another part of the air flow through the air inlet 16 cools the water and oil radiators 22 muffler 23 and exits through slot 17.

Наружные обводы корпуса вертолета в зонах обслуживания двигателя выше моторамы, а редуктора выше топливного бака, для периодического обслуживания выполняются в виде съемных или откидывающихся панелей (на фиг. 1 и 2 для простоты не показаны). За счет малого зазора между двигателем и съемными или откидывающимися панелями носовой части вертолет имеет минимально возможный мидель.The outer contours of the helicopter body in the engine service areas above the engine mount, and the gearbox above the fuel tank, for periodic maintenance are made in the form of removable or folding panels (not shown in Figs. 1 and 2). Due to the small gap between the engine and the removable or reclining panels of the bow, the helicopter has the lowest possible midship.

В рамках предлагаемого изобретения допускаются различные модификации. Например, охлаждение в зависимости от типа и конструкции двигателя можно реализовать по-разному.In the framework of the invention, various modifications are allowed. For example, cooling can be implemented differently depending on the type and design of the engine.

Claims

1. An unmanned helicopter comprising a motor connected to a transmission with a rotor gear, located in a self-supporting casing with a bow, a part of which is made in the form of a fuel tank, characterized in that the engine is separated from the gear by a firewall with an annular gap, a transmission part between the engine and the rotor gearbox is made in the form of a controlled clutch and a compensation clutch, a fan is installed on the flanges of the first opposite the annular gap from the motor side, and on the fl On the gearbox side, a rotor brake is installed on the gearbox side, a front dome-shaped compartment separated from the engine with an open downward and closed if necessary payload cavity is installed in the nose of the housing, the upper front part of the outer walls of the dome-shaped compartment forms the outer contours of the nose of the housing, in which the outside in front of the payload compartment opposite the main fuel parts of the engine, air intake openings are made, and in the body behind the fuel parts engine and gearbox made exhaust slots of cooling air.

2. An unmanned helicopter according to claim 1, characterized in that, on the gearbox side, a coaxially annular slit, a casing for supplying cooling air to the gearbox housing removable for servicing is installed.