RU2656932C2 - Летательный аппарат - Google Patents
Летательный аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656932C2 RU2656932C2 RU2016135162A RU2016135162A RU2656932C2 RU 2656932 C2 RU2656932 C2 RU 2656932C2 RU 2016135162 A RU2016135162 A RU 2016135162A RU 2016135162 A RU2016135162 A RU 2016135162A RU 2656932 C2 RU2656932 C2 RU 2656932C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- fuselage
- beams
- frames
- angle
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к винтокрылым летательным аппаратам с двумя и более винтам. Летательный аппарат содержит средства тяги с несущими винтами и фюзеляж с выносными балками, на которых установлены рамы с возможностью поворота вокруг оси балок на угол 360°. При этом средства тяги с несущими винтами размещены в кольцевых каналах, установленных в рамах с возможностью поворота на угол 360° вдоль оси балок фюзеляжа. Обеспечивается повышение маневренности и упрощение конструкции летательного аппарата. 3 ил.
Description
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к винтокрылым летательным аппаратам с двумя и более винтами, и может быть использовано при создании высокоманевренных мультикоптеров.
Известны винтокрылые летательные аппараты с несущими винтами, расположенными в кольцевых каналах. Например, вертолет Карла Бильвилера 1893-го года с одним несущим винтом в кольцевом канале (Савинский Ю.Э. Мир вертолета. Helicopter universe. М.: Изд-во Триумф, 2014. - 510 с.), беспилотный носитель вентиляторного типа Air 400Х - CARRIE (электронный ресурс: Modern russian unmanned vehicles, http://bastion-karpenko.narod.ru/DPLA_RF.html, дата обращения 04.01.2016 г.) с восемью движителями в кольцевых каналах. Известны так же летательные аппараты с двумя и более воздушными винтами, установленными в поворотных на угол 90° вдоль продольной оси аппарата кольцевых каналах, например самолет вертикального взлета и посадки Nord 500 Cadet (Ружицкий Е.И. Европейские самолеты вертикального взлета. М.: ACT, Астрель, 2000. - 130 с.), самолет вертикального взлета и посадки (пат. США 5419514, 1995).
В аналогах расположение винтовых движителей в профилированных кольцевых каналах увеличивает коэффициент полезного действия винтов, а устройство кольцевых каналов с возможностью поворота на угол 90° вдоль оси фюзеляжа в направлении движения расширяет функциональные возможности летательных аппаратов - позволяет осуществлять вертикальный взлет и посадку и осуществлять горизонтальный полет по самолетному типу с преимуществами в экономичности и скорости относительно летательных аппаратов вертолетного типа.
Важнейшим качеством летательного аппарата является маневренность - способность изменять параметры полета, в том числе пространственное положение фюзеляжа за определенный промежуток времени. Приведенные выше технические решения лишь частично незначительно повышают показатели маневренности (изменение во времени параметров направления полета, высоты, скорости) за счет повышения до 25-30% тяги винтов и никак не определяют такой показатель маневренности, как возможность изменять пространственную ориентацию фюзеляжа в режиме зависания, что является существенным недостатком, ограничивающим возможности существующих аналогов.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совпадающим признакам является квадролет (пат. РФ 2547950, 2015), содержащий корпус, четыре средства тяги с несущими винтами, каждое из которых расположено на раме, установленной на соответствующей выносной балке корпуса, средства тяги установлены с возможностью как совместного, так и раздельного друг от друга поворота в рамах на угол не менее 180°, а рамы с возможностью как совместного, так и раздельного поворота вокруг оси балок на угол 360°, при этом винты установлены с возможностью как совместного, так и раздельного друг от друга изменения силы и направления тяги.
Недостатками прототипа являются:
- большое время, затрачиваемое на совершение маневров летательного аппарата, обусловленное необходимостью переориентации средств тяги относительно фюзеляжа для предотвращения возможности соприкосновения лопастей тяговых винтов с элементами конструкции летательного аппарата при его некоторых пространственных эволюциях;
- необходимость при вышеуказанном изменять направление тяги винтов изменением направления их вращения и (или) изменением шага их лопастей в том числе на отрицательный;
- указанные недостатки проявляются тем более, чем большее количество средств тяги содержит летательный аппарат.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении маневренности летательного аппарата путем уменьшения времени на совершение маневров при некоторых его эволюциях за счет исключения необходимости изменять пространственную ориентацию средств тяги относительно фюзеляжа для предотвращения соприкосновения винтов с элементами фюзеляжа и в упрощении его конструкции.
Технический результат достигается тем, что в летательном аппарате, содержащем средства тяги с несущими винтами, установленные в рамах, и фюзеляж с выносными балками, на которых установлены рамы с возможностью поворота вокруг оси балок на угол 360°, средства тяги с несущими винтами размещены в кольцевых каналах, установленных в рамах с возможностью поворота на угол 360° вдоль оси балок фюзеляжа.
Сущность изобретения заключается в том, что средства тяги с несущими винтами заявляемого летательного аппарата размещены в кольцевых каналах, установленных в рамах с возможностью поворота на угол 360° вдоль оси балок фюзеляжа.
Изобретение поясняется иллюстрациями, где
на фиг. 1 а представлен чертеж общего вида предлагаемого летательного аппарата в варианте с четырьмя средствами тяги - квадрокоптера;
на фиг. 1б - схематично показана одна из пространственных ориентаций фюзеляжа летательного аппарата при совершении маневрирования;
на фиг 2а - чертеж общего вида прототипа;
на фиг.2б - схематично изображена пространственная ориентация фюзеляжа прототипа при совершении такого же маневра, как маневр заявляемого летательного аппарата, представленный на фиг. 1б;
на фиг. 3 - общий вид заявляемого летательного аппарата с шестью средствами тяги - гексокоптера.
На чертежах обозначено: фюзеляж летательного аппарата 1; выносные балки фюзеляжа 2; средства тяги 3, несущие винты 4; рамы 5; кольцевые каналы 6. На чертеже фиг. 1а стрелками обозначено направление поворота подвижных агрегатов заявляемого летательного аппарата - движителей 3 с несущими винтами 4 и рам 5. На чертеже фиг. 2а, 2б стрелками обозначено изменение ориентации средств тяги прототипа относительно фюзеляжа перемещением из положения «А» в положение «Б» и изменение шага лопастей винтов, в том числе на отрицательный.
Летательный аппарат содержит (фиг. 1а, 1б): средства тяги 3 с несущими винтами 4, которые установлены в рамах 5 на выносных балках 2 фюзеляжа 1. Рамы 5 установлены с возможностью поворота вокруг оси балок 2 на угол 360°. При этом средства тяги 3 с винтами 4 размещены в кольцевых каналах 6, установленных в рамах 5 с возможностью поворота в рамах вдоль оси балок 2 на угол 360°.
Летательный аппарат работает следующим образом.
Поворот относительно фюзеляжа 1 летательного аппарата плоскостей несущих винтов 4 обеспечивается поворотом кольцевых каналов 6 со средствами тяги 3 в рамах 5 на угол от 0° до 360° вдоль осей балок 2, рам 5 вокруг осей балок 2 фюзеляжа 1 так же на угол от 0° до 360°.
Это позволяет создать суммарную составляющую векторов тяги каждого средства тяги 3 с винтами 4, позволяющую совершать полет летательного аппарата и зависание при сохранении любой заданной пространственной ориентации фюзеляжа 1.
Размещение средств тяги 3 в кольцевых каналах 6, установленных в рамах 5 с возможностью поворота на угол 360° вдоль оси балок 2 предлагаемого летательного аппарата, приводит к следующему результату:
- исключается возможность соприкосновения лопастей винтов 4 с балками 2 при любых пространственных эволюциях фюзеляжа 1 (как это происходит в конструкции прототипа, представленной на чертежах фиг. 2а, 2б). Соответственно устраняется необходимость затрат времени на изменение при маневрировании летательного аппарата ориентации средств тяги 3 относительно фюзеляжа 1 на противоположенную, что сокращает затраты времени на совершение маневра летательного аппарата в целом;
- устраняется необходимость изменения направления тяги винтов 4 на противоположенное изменением направления их вращения и (или) изменением шага их лопастей на отрицательный, что существенно упрощает конструкцию средств тяги летательного аппарата;
- устраняется разбалансировка суммарной составляющей тяги при маневрировании летательного аппарата при переходе средства тяги из положения «А» в положение «Б» (как это происходит в прототипе, фиг. 2а, 2б), соответственно и необходимость компенсации разбалансировки изменением режима работы других средств тяги, что существенно упрощает систему управления средствами тяги.
Последние два обстоятельства особенно значимы при создании летательных аппаратов с большим числом средств тяги, например, как представлено на чертеже на фиг. 3 - гексокоптеров.
Поворот подвижных агрегатов летательного аппарата - кольцевых каналов 6 со средствами тяги 3, рам 5 и согласованное совместное или раздельное управление их положением осуществляется с помощью известных и применяемых конструкций поворотных узлов, известных приводов и известных командных систем управления (например, см. аналоги; электронный ресурс: Ружинский Е.И. Американские самолеты вертикального взлета, http://coolib.com/b/128556/read, дата обращение 04.01.2016 г.; Богданов Ю.С., Михеев Р.Л. Конструкция вертолетов. М.: Машиностроение, 1990; электронный ресурс http://xaribda.ru/node/68, дата обращения 06.01.2016 г.). То есть принципиальная возможность осуществления заявленного технического решения обеспечена общеизвестными техническими средствами.
Совокупность отличительных признаков предлагаемого летательного аппарата обеспечивает возможность за меньшее время в сравнении с прототипом изменять пространственное положение его фюзеляжа в неограниченном диапазоне вне зависимости от режима полета или висения.
Таким образом, использование предлагаемого технического решения обеспечивает повышение маневренности летательного аппарата и упрощение его конструкции.
Claims (1)
- Летательный аппарат, содержащий средства тяги с несущими винтами и фюзеляж с выносными балками, на которых установлены рамы с возможностью поворота вокруг оси балок на угол 360°, отличающийся тем, что средства тяги с несущими винтами размещены в кольцевых каналах, установленных в рамах с возможностью поворота на угол 360° вдоль оси балок фюзеляжа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135162A RU2656932C2 (ru) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | Летательный аппарат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135162A RU2656932C2 (ru) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | Летательный аппарат |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016135162A RU2016135162A (ru) | 2018-03-05 |
RU2016135162A3 RU2016135162A3 (ru) | 2018-03-05 |
RU2656932C2 true RU2656932C2 (ru) | 2018-06-07 |
Family
ID=61597089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016135162A RU2656932C2 (ru) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | Летательный аппарат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656932C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187784U1 (ru) * | 2018-12-28 | 2019-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Движитель воздушный с изменяемым вектором тяги |
RU188791U1 (ru) * | 2018-12-12 | 2019-04-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Ударный мультикоптер |
RU2700103C1 (ru) * | 2018-06-26 | 2019-09-12 | Виталий Владиславович Фирсов | Силовая установка летательного аппарата на двухподвижном подвесе |
RU2781442C1 (ru) * | 2021-05-28 | 2022-10-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) | Способ управления мультироторной летающей платформой |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2121439B1 (en) * | 2007-02-16 | 2012-11-14 | Donald Orval Shaw | Modular flying vehicle |
RU2547950C1 (ru) * | 2013-12-19 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Измерон-В" (ООО НПП "Измерон-В") | Квадролет |
RU157967U1 (ru) * | 2015-07-27 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Движитель воздушный с изменяемым вектором тяги |
US20160159472A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Elwha Llc | Reconfigurable unmanned aircraft system |
-
2016
- 2016-08-29 RU RU2016135162A patent/RU2656932C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2121439B1 (en) * | 2007-02-16 | 2012-11-14 | Donald Orval Shaw | Modular flying vehicle |
RU2547950C1 (ru) * | 2013-12-19 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Измерон-В" (ООО НПП "Измерон-В") | Квадролет |
US20160159472A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Elwha Llc | Reconfigurable unmanned aircraft system |
RU157967U1 (ru) * | 2015-07-27 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Движитель воздушный с изменяемым вектором тяги |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700103C1 (ru) * | 2018-06-26 | 2019-09-12 | Виталий Владиславович Фирсов | Силовая установка летательного аппарата на двухподвижном подвесе |
WO2020005099A1 (ru) * | 2018-06-26 | 2020-01-02 | Виталий Владиславович ФИРСОВ | Гироскопический привод летательного аппарата |
RU188791U1 (ru) * | 2018-12-12 | 2019-04-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Ударный мультикоптер |
RU187784U1 (ru) * | 2018-12-28 | 2019-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Движитель воздушный с изменяемым вектором тяги |
RU2781442C1 (ru) * | 2021-05-28 | 2022-10-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) | Способ управления мультироторной летающей платформой |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016135162A (ru) | 2018-03-05 |
RU2016135162A3 (ru) | 2018-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11459099B2 (en) | M-wing aircraft having VTOL and biplane orientations | |
US10501193B2 (en) | Aircraft having a versatile propulsion system | |
US11873085B2 (en) | VTOL aircraft with tilting rotors and tilting ducted fans | |
AU2016100121A4 (en) | Multi-rotor passenger-carrying aircraft | |
WO2020141513A3 (en) | Evtol aircraft | |
US20180339769A1 (en) | Rotor Assembly having Collective Pitch Control | |
RU2724006C1 (ru) | Летательный аппарат | |
US20180339773A1 (en) | Rotor Assembly having Thrust Vectoring Capabilities | |
RU2656932C2 (ru) | Летательный аппарат | |
WO2016173566A1 (zh) | 飞行摩托车或汽车及其飞行姿态调整方法 | |
EP3369652B1 (en) | Tiltrotor aircraft having optimized hover capabilities | |
JP2012111475A (ja) | Wing−Rotorによる垂直離着陸無人航空機 | |
WO2012080847A2 (en) | Improved helicopter with two or more rotor heads | |
WO2018098993A1 (zh) | 一种螺旋桨双轴矢量伺服变向装置及垂直起降固定翼无人机 | |
CN111954619A (zh) | 提高机动性的飞行器和实现此目的的方法 | |
CN105711830B (zh) | 一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器 | |
CA3052416A1 (en) | Device and method for improving the pitch control of a fixed-wing aircraft in stall/post-stall regime | |
EP3090945B1 (en) | A flying apparatus | |
US3521971A (en) | Method and apparatus for controlling aircraft | |
CA2902931A1 (en) | Dual-mode ducted fan unmanned air vehicle | |
Devlin et al. | Elbowquad: Thrust vectoring quadcopter | |
US2743886A (en) | Vertical climbing airplane | |
CN106218885B (zh) | 一种倾转旋翼无人机 | |
RU2700103C1 (ru) | Силовая установка летательного аппарата на двухподвижном подвесе | |
RU2723516C1 (ru) | Конвертоплан |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180830 |