RU2673754C2 - Rotary-wing aircraft - Google Patents

Rotary-wing aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2673754C2
RU2673754C2 RU2017113842A RU2017113842A RU2673754C2 RU 2673754 C2 RU2673754 C2 RU 2673754C2 RU 2017113842 A RU2017113842 A RU 2017113842A RU 2017113842 A RU2017113842 A RU 2017113842A RU 2673754 C2 RU2673754 C2 RU 2673754C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
rotorcraft
stabilizer
wing
coaxial
Prior art date
Application number
RU2017113842A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017113842A (en
RU2017113842A3 (en
Inventor
Евгений Петрович Юриков
Владимир Иванович Андреев
Original Assignee
Евгений Петрович Юриков
Владимир Иванович Андреев
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 Евгений Петрович Юриков, Владимир Иванович Андреев filed Critical Евгений Петрович Юриков
Priority to RU2017113842A priority Critical patent/RU2673754C2/en
Publication of RU2017113842A publication Critical patent/RU2017113842A/en
Publication of RU2017113842A3 publication Critical patent/RU2017113842A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2673754C2 publication Critical patent/RU2673754C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/22Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to the field of aviation, particularly to the rotorcrafts designs. High-speed rotorcraft with increased flight range contains coaxial rotor, fuselage, power plant, gearbox, wings, stabilizer, chassis, control system. Rotary wing also contains a wing, made closed, located under a coaxial rotor, located in the center of gravity, a stabilizer with controlled gas-dynamic and mechanical steering wheels, coaxial autorotal gyroplane bearing screw, power plant with an additional air compressor, pulling marching jet engines, motor-generator. At the same time, the reactive exhaust gas flows of the jet engine, coming out of the nozzles with a controlled thrust vectoring, ensure the balance of the rotor wing with the operation of the gas-dynamic rudders of the keel and stabilizer using the Coanda effect.
EFFECT: increase in flight range and speed is provided.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в вертолетостроении.The invention relates to the field of aviation technology and can be used in helicopter engineering.

Известны винтокрылы, выполненные по одно, двух или многовинтовым схемам (отечественные: Ка-22, Ка-35, американский - «Bell V-22 Osprey», британский - «Ротодайн», экспериментальные Х2, Х3). Общее их достоинство заключается в том, что они не требуют взлетно-посадочной полосы, а используя в своей конструкции крыло могут повысить скорость и дальность полета. Основными их недостатками является - неиспользование дополнительных движителей на вертолетных режимах (висение, вертикальный набор высоты и снижение, полеты на малых скоростях). При этом крыло на этих режимах полета не только неэффективно, но и создает дополнительное сопротивление потоку от несущего винта. На самолетных режимах (полет с крейсерской скоростью) - несущий винт работает в режиме создания пропульсивной силы в направлении полета при этом несущий винт создает основное сопротивление полету на наступающих лопастях где скорость обтекания приближается к скорости звука и растущим потерям в аэродинамическом качестве вертолета как летательного аппарата. Объединение в винтокрыле различных вертолетных и самолетных систем приводит к усложнению конструкции и приводит к снижению полезной весовой отдачи винтокрыла.Rotorcraft are known made according to one, two or multi-rotor schemes (domestic: Ka-22, Ka-35, American - "Bell V-22 Osprey", British - "Rotodine", experimental X2, X3). Their common advantage is that they do not require a runway, and using a wing in their design can increase the speed and range. Their main disadvantages are the non-use of additional propulsion in helicopter modes (hovering, vertical climb and lowering, flying at low speeds). At the same time, the wing in these flight modes is not only inefficient, but also creates additional resistance to flow from the rotor. In airplane modes (flying at cruising speed) - the main rotor operates in the mode of generating propulsive force in the direction of flight, while the main rotor creates the main resistance to flight on the advancing blades where the flow velocity approaches the speed of sound and the growing losses in the aerodynamic quality of the helicopter as an aircraft. The combination of different helicopter and aircraft systems in a rotorcraft leads to a complication of the design and leads to a decrease in the useful weight return of the rotorcraft.

Основными их недостатками являются то, что винтокрылы обладают более низким по сравнению с самолетом значением аэродинамического качества, на пути увеличения которого, при существующих конструкциях винтокрылов, возникают непреодолимые трудности. Для винтокрылов с повышенной скоростью и дальностью полета свойственны - перетяжеленная и усложненная конструкция с отсутствием оптимальной гибридной силовой установки, высокая стоимость и трудоемкость изготовления и эксплуатации, большой риск возникновения аварийных ситуаций являются сдерживающим фактором на пути широкого внедрения винтокрылов.Their main disadvantages are that rotorcraft have a lower aerodynamic quality compared to an airplane, and there are insurmountable difficulties on the way to increasing that, with existing rotorcraft designs. For rotorcraft with increased speed and flight range are characteristic - overweight and complicated design with the lack of an optimal hybrid power plant, the high cost and complexity of manufacturing and operation, the high risk of emergencies are a deterrent to the widespread introduction of rotorcraft.

Известен транспортный винтокрыл Ка-22, представляющий собой комбинацию вертолета и самолета с поперечным расположением несущих винтов и неподвижным механизированным крылом большого размаха с закрылками, поворачивающимися на 90°, с комбинированной силовой установки располагающей двумя турбовинтовыми двигателями с приводом двух тянущих воздушных винтов и двух несущих винтов расположенных на концах крыльев большого размаха, с неубирающимися трех опорными шасси с носовой стойкой.Known transport rotorcraft Ka-22, which is a combination of a helicopter and an airplane with a transverse arrangement of rotors and a fixed mechanized wing of a large scale with flaps rotated 90 °, with a combined power plant having two turboprop engines with two pulling propellers and two rotors located at the ends of the wings of a large scale, with fixed gear three support chassis with a bow rack.

К числу недостатков относится низкое аэродинамическое качество на крейсерской скорости полета, малый ресурс силовой установки и связанные с этим постоянная необходимость замены двигателей и редукторов, неоптимальное расположение несущих винтов, сложность и громоздкость конструкции, путевая неустойчивость с большим риском возникновения аварийных ситуаций, сложность, а иногда и непредсказуемость в управлении, недостаточная маневренность, большая трудоемкость в изготовлении и невозможность запуска в серийное производство.Among the disadvantages are the low aerodynamic quality at cruising flight speed, the small resource of the power plant and the associated constant need to replace engines and gearboxes, the non-optimal arrangement of rotors, the complexity and bulkiness of the structure, track instability with a high risk of emergency situations, complexity, and sometimes and unpredictability in management, lack of maneuverability, great complexity in manufacturing and the inability to start mass production.

Известен скоростной сверх маневренный винтокрыл (патент RU 2480379). Конструкция представляет трех винтовую ярусную схему с двумя несущими винтами в поворотных кольцевых каналах, расположенных на конце хвостовой балки, и скоростным несущим винтом, концы лопастей которого отогнуты в противоположную сторону его вращения. Винтокрыл снабжен силовой установкой с двумя газотурбинными двигателями, передающими крутящий момент через главный редуктор и систему привода через механизм синхронизации, состоящей из соединительных валов трансмиссии на несущий и нижние поворотные винты, газоструйными рулями путевого и продольного управления, трех опорным шасси. Винтокрыл имеет низкую весовую отдачу, сложную механическую схему преобразования аэродинамической конфигурации с вертолетной - трех винтовой с разновеликими несущими винтами в тянущую систему с задними поворотными несущими винтами - в винтокрыл - состоящий из ротора переднего несущего винта и двух подъемно-тянущих поворотных винтов на конце балки. Благодаря чему достигается увеличение скорости полета, но с увеличенным удельным расходом топлива, свойственным для вертолетов с низким аэродинамическим качествомKnown high-speed over-maneuverable rotorcraft (patent RU 2480379). The design is a three-stage tier screw circuit with two rotors in the rotary annular channels located at the end of the tail boom, and a high-speed rotor, the ends of the blades of which are bent in the opposite direction of its rotation. The rotorcraft is equipped with a power plant with two gas turbine engines that transmit torque through the main gearbox and the drive system through a synchronization mechanism, consisting of transmission connecting shafts to the main and lower rotary screws, gas-jet steering and longitudinal control rudders, and three support chassis. The rotorcraft has a low weight return, a complex mechanical scheme for converting an aerodynamic configuration with a helicopter - three rotors with different-sized rotors into a pulling system with rear rotary rotors - into a rotorcraft - consisting of a rotor of the front rotor and two lift-pull rotors at the end of the beam. Thanks to this, an increase in flight speed is achieved, but with an increased specific fuel consumption characteristic of helicopters with low aerodynamic quality

Представленная конструкция имеет существенные недостатки. Увеличенный вес за счет большого количества редукторов, за счет дополнительных несущих винтов, удлиненного хвостового оперения и трансмиссии. Взаимное влияние основного несущего и вспомогательных встречно вращающихся винтов ухудшает аэродинамику винтокрыла. Несущий винт на больших скоростях полета создает большое аэродинамическое сопротивление и повышенные вибрации. Главный недостаток - сложная система привода и синхронизации вращения всех винтов на разных режимах полета, сложность системы управления на переходных режимах полета и низкое аэродинамическое качество. Большая трудоемкость изготовления и доводки.The design presented has significant drawbacks. Increased weight due to a large number of gearboxes, due to additional rotors, elongated tail unit and transmission. The mutual influence of the main bearing and auxiliary counter-rotating rotors impairs aerodynamics of the rotorcraft. The rotor at high flight speeds creates a large aerodynamic drag and increased vibration. The main disadvantage is the complex drive and synchronization system for rotating all the propellers in different flight modes, the complexity of the control system in transient flight modes and low aerodynamic quality. The great complexity of manufacturing and refinement.

Наиболее близким аналогом по принципу действия и техническому исполнению к предлагаемому изобретению относится одновинтовой вертолет Ка-92 с авторотирующим, соосным несущим винтом и плоскими укороченными крыльями, который нами взят за прототип. Наличие крыльев позволяет считать его винтокрылом. Ка-92 обладает лучшими тактико-техническими характеристиками среди летательных аппаратов среднего класса. Его главные достоинства конструкции это: отсутствие хвостовой балки, трансмиссии, промежуточных редукторов и рулевого винта как у вертолета Ми-8; легкость переделки его в скоростной винтокрыл; наличие упрощенной системы управления по сравнению с одновинтовым вертолетом типа Ми-8; возможность использования эффекта Коанда; хорошо налаженное серийное производство; самая простая конструкция по сравнению с многовинтовыми винтокрылами, конвертопланам; наличие большого, скрытого резерва в части его дальнейшей модернизации; малый размах крыльев, не препятствующий работе несущих винтов, конструкция Ка-92 компактна.The closest analogue to the principle of operation and technical execution of the present invention relates to a single-rotor helicopter Ka-92 with autorotating, coaxial rotor and flat shortened wings, which we took as a prototype. The presence of wings makes it possible to consider it a rotorcraft. Ka-92 has the best tactical and technical characteristics among aircraft of the middle class. Its main design advantages are: the absence of a tail boom, transmission, intermediate gears and tail rotor like a Mi-8 helicopter; ease of converting it into a high-speed rotorcraft; the presence of a simplified control system compared to a single-rotor helicopter of the Mi-8 type; the possibility of using the Coanda effect; well-established serial production; the simplest design in comparison with multi-rotor rotorcraft, convertiplanes; the presence of a large, hidden reserve in terms of its further modernization; small wingspan, not interfering with the operation of the rotors, the Ka-92 design is compact.

Вертолет Ка-92 содержит фюзеляж с килем, два несущих соосных винта, расположенных в центре тяжести, толкающий винт, силовую установку, состоящую из двух турбовинтовых газотурбинных двигателей, основного редуктора, вентилятора и системы запуска, шасси.The Ka-92 helicopter contains a keel fuselage, two coaxial rotors located in the center of gravity, a pushing propeller, a power plant consisting of two turboprop gas turbine engines, a main gearbox, a fan and a launch system, a landing gear.

Малый размах крыльев противоречит основным требованиям к крылу летательного аппарата: по оптимальному размаху, удлинению, площади, конфигурации, прочности, жесткости, весу и в итоге по аэродинамическому качеству. Это главный недостаток на пути создания скоростного винтокрыла. Другим недостатком является резкий рост аэродинамического сопротивления несущего винта по мере набора крейсерской и максимальной скорости полета. Использование морально устаревших силовых установок с увеличенным удельным весом также не позволяет в прежней компоновке достичь больших скоростей полета и обеспечить снижение удельного расхода топлива. Традиционно для всех вертолетов в том числе и для вертолета Ка-92 не свойственно осуществлять бесшумный полет. Вертолет не использует крыло для размещения топлива. Усложненная конструкция убирающихся шасси. Повышенный износ и снижение ресурса двигателей от попадания в них пыли, грязи и агрессивных включений. Отсутствие возможности самостоятельно перемещаться по территории с выключенными двигателями. Использование тяжелого редуктора. Отсутствие удобных площадок для ремонтного персонала.The small wingspan contradicts the basic requirements for the wing of an aircraft: in terms of optimal wingspan, elongation, area, configuration, strength, stiffness, weight and, as a result, in aerodynamic quality. This is the main disadvantage in creating a high-speed rotorcraft. Another disadvantage is the sharp increase in the aerodynamic drag of the main rotor as cruising and maximum flight speed. The use of obsolete power plants with an increased specific gravity also does not allow to achieve high flight speeds in the previous layout and ensure a reduction in specific fuel consumption. Traditionally, for all helicopters, including for the Ka-92 helicopter, it is not typical to carry out a silent flight. The helicopter does not use a wing to accommodate fuel. Complicated retractable chassis design. Increased wear and reduced engine life from dust, dirt and aggressive inclusions. The inability to independently move around the territory with the engines turned off. Use a heavy gear. Lack of convenient sites for repair personnel.

Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции скоростного винтокрыла с повышенной транспортной и (или) боевой эффективностью, пониженным уровнем вибрации и шума, и с повышенной безопасностью полета, способного летать на более длительные расстояния с увеличенным количеством пассажиров или груза, в том числе, путем быстрой модернизации имеющегося парка серийно выпускаемых вертолетов.The objective of the invention is the creation of a high-speed rotorcraft design with increased transport and (or) combat efficiency, reduced vibration and noise, and increased flight safety, capable of flying over longer distances with an increased number of passengers or cargo, including by means of quick modernization available fleet of mass-produced helicopters.

Технической задачей изобретения является увеличение скорости полета и дальности за счет увеличения аэродинамического качества ЛА в целом и сниженном весе винтокрыла и уменьшения стоимости полетов и эксплуатационных затрат.An object of the invention is to increase flight speed and range by increasing the aerodynamic quality of the aircraft as a whole and the reduced weight of the rotorcraft and reducing the cost of flights and operating costs.

Поставленная техническая задача в винтокрыле, содержащем фюзеляж, силовую установку, крыло, киль, стабилизатор, несущий винт, шасси, систему управления, достигается тем, что содержит замкнутое крыло, установленное под несущим винтом концентрично относительно фюзеляжа, с размещаемым в нем топливом; автожирный несущий винт, силовую установку с дополнительными маршевыми ВРД и управляемыми векторами тяги, стабилизатор с управляемыми газодинамическими и механическими рулями.The technical task in the rotorcraft containing the fuselage, power plant, wing, keel, stabilizer, rotor, landing gear, control system is achieved by the fact that it contains a closed wing mounted under the rotor concentrically relative to the fuselage, with the fuel placed in it; an autogyro rotor, a power plant with additional marching WFD and controlled traction vectors, a stabilizer with controlled gas-dynamic and mechanical rudders.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении заявленного изобретения, является создание винтокрыла с соосным несущим винтом, по тактико-техническим параметрам относящемуся к лучшим образцам винтокрылов в своем классе, обладающим свойствами автожира, вертолета и самолета с увеличенной дальностью полета, свыше 1400 км, и скоростью полета свыше 450 км/час.The technical result obtained by the implementation of the claimed invention is the creation of a rotorcraft with a coaxial rotor, which, according to the tactical and technical parameters, belongs to the best rotorcraft models in its class, possessing the properties of a gyroplane, helicopter and aircraft with an increased flight range of over 1400 km and a flight speed over 450 km / h.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенная конструкция винтокрыла имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический результат, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.Analysis of the known technical solutions in this technical field showed that the proposed rotorcraft design has features that are not found in the known technical solutions, and their use in the claimed combination of features makes it possible to obtain a new technical result, therefore, the proposed technical solution has an inventive step compared to the existing prior art.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, так как может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The proposed technical solution is industrially applicable, as it can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, it meets the patentability condition “industrial applicability”.

Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».Comparison of scientific, technical and patent documentation on the priority date in the main and related sections of the MKI shows that the set of essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Конструкция и принцип действия предложенного изобретения поясняются чертежами, на которых:The design and principle of operation of the proposed invention are illustrated by drawings, in which:

фиг. 1 - винтокрыл с соосными винтами и замкнутыми крылом и стабилизатором (вид сбоку);FIG. 1 - rotorcraft with coaxial screws and a closed wing and stabilizer (side view);

фиг. 2 - схематический чертеж силовой установки;FIG. 2 is a schematic drawing of a power plant;

фиг. 3 - винтокрыл (вид спереди);FIG. 3 - rotorcraft (front view);

фиг. 4 - винтокрыл (вид сзади).FIG. 4 - rotorcraft (rear view).

Винтокрыл содержит: фюзеляж (1), автожирный авторотирующий соосный несущий винт (2) жесткой или шарнирной конструкции с обтекателем (3), киль (5), стабилизатор (6), замкнутое прямое или наклонное крыло (4), аэродинамические обтекатели (8, 10) колес переднего (9) и основного шасси (7), силовую установку, состоящую из воздушно-реактивных двигателей (14) для привода несущего винта (2), основного редуктора (16), муфты сцепления (12), мотор-генератора (13), редуктора (16), тормозного устройства (11), и тянущих воздушно-реактивных двигателей (17).A rotorcraft contains: a fuselage (1), autogyro-autorotating coaxial rotor (2) of a rigid or articulated design with a cowl (3), keel (5), a stabilizer (6), a closed direct or inclined wing (4), aerodynamic fairings (8, 10) the wheels of the front (9) and the main chassis (7), the power plant, consisting of jet engines (14) for driving the rotor (2), the main gearbox (16), the clutch (12), the motor generator ( 13), a gearbox (16), a brake device (11), and pulling jet engines (17).

На винтокрыле с одним соосным несущим винтом в центре тяжести концентрично с верхним и нижним просветами относительно фюзеляжа (1) крепится замкнутое крыло (9). Крыло (9) имеет высокое аэродинамическое качество, относительно малый вес, большую жесткость и прочность. Такое крыло по сравнению с традиционным - "плоским", при равных по величине несущих площадях имеет меньший размах. Это позволяет скоростному потоку воздуха от несущего винта, имеющему значительно больший диаметр чем размах крыла, с незначительным сопротивлением проходить мимо крыла с малым размахом и без потерь сохранить несущие свойства. В этом процессе используется наиболее активная часть скоростного воздушного потока, формируемая концами лопастей несущего винта, скорость которого уменьшается по мере приближения к втулке несущего винта. Малый размах крыла, увеличенная прочность и жесткость за счет исключения узла консольного крепления к фюзеляжу, имеющего место у плоского крыла, обеспечивают ажурность конструкции, снижение толщины крыла со снижением коэффициента сопротивления Сх, значительное снижение веса винтокрыла и уменьшение лобового сопротивления. Формирование подъемной силы происходит по всему периметру замкнутого крыла, сверху и снизу относительно поверхности фюзеляжа (типа биплан), чего невозможно получить у винтокрыла с плоским крылом. Замкнутое крыло снижает индуктивные потери на концах плоских крыльев, и исключает потери, которые имеют место у плоских утолщенных крыльев в местах их стыковки с фюзеляжем. Замкнутое крыло обладает высокими несущими способностями, обеспечивая безсрывное обтекание на углах атаки до 43°÷55°. Увеличение аэродинамического качества винтокрыла на максимальной скорости обеспечивается снижением оборотов авторотирующего несущего винта, установкой несущих лопастей в положение минимального сопротивления, аэродинамическими обводами фюзеляжа, аэродинамическими обтекателями шасси и автомата перекоса, размещением основного топлива в крыле. Для улучшения аэродинамического качества винтокрылов, рассчитанных на большие скорости полета замкнутое крыло, выполняется с прямой или обратной стреловидностью. Для посадки по самолетному с большим углом тоннажа при коротком фюзеляже, задняя часть фюзеляжа может использоваться для выдвижного веерного хвоста, подобного хвосту птицы, выпускаемому при приземлении.On a rotorcraft with one coaxial rotor in the center of gravity, a closed wing (9) is mounted concentrically with upper and lower gaps relative to the fuselage (1). The wing (9) has a high aerodynamic quality, relatively low weight, great rigidity and strength. Such a wing, in comparison with the traditional one, is “flat,” with equal load-bearing areas it has a smaller scale. This allows the high-speed air flow from the rotor, which has a significantly larger diameter than the wingspan, with little resistance to pass by the wingspan with a small wingspan and without loss of loss to maintain the bearing properties. In this process, the most active part of the high-speed air flow is used, formed by the ends of the rotor blades, the speed of which decreases as you approach the rotor hub. The small wing span, increased strength and stiffness due to the elimination of the cantilever attachment to the fuselage assembly occurring at the flat wing, provide a design lacy, lower wing thickness with a decrease in drag coefficient C x , a significant reduction in rotorcraft weight and a decrease in drag. The formation of lift occurs around the entire perimeter of the closed wing, above and below the surface of the fuselage (such as a biplane), which cannot be obtained from a rotorcraft with a flat wing. A closed wing reduces inductive losses at the ends of flat wings, and eliminates losses that occur with flat thickened wings at the points of their mating with the fuselage. The closed wing has high load-bearing capabilities, providing continuous flow at angles of attack up to 43 ° ÷ 55 °. An increase in the aerodynamic quality of a rotorcraft at maximum speed is provided by a decrease in the revolutions of the autorotating rotor, the installation of the rotor blades in the minimum resistance position, the aerodynamic contours of the fuselage, the aerodynamic fairings of the landing gear and the swashplate, and the placement of the main fuel in the wing. To improve the aerodynamic quality of rotorcraft designed for high flight speeds, a closed wing is performed with forward or reverse sweep. For landing on an airplane with a large tonnage angle with a short fuselage, the rear of the fuselage can be used for a retractable fan tail, similar to the tail of a bird released upon landing.

По мере набора максимальной скорости полета происходит перераспределение основной подъемной силы с авторотирующего соосного несущего винта (2) на крыло (4) с одновременным плавным снижением оборотов несущего винта до расчетного значения. При этом в полете плоскость вращения лопастей несущего винта находится в положении устойчивой авторотации с минимальным сопротивлением набегающему потоку, а при посадке на авторотации кольцевое крыло располагается на углах атаки с максимально возможной подъемной силой. Фюзеляж выполнен обтекаемой формы, рассчитанной на большие скорости полета. К силовым элементам фюзеляжа (1) крепится киль (5) и стабилизатор (6). Стабилизатор (6) выполнен геометрически подобным крылу (4) и вынесен в зону эффективного обдува от тянущих маршевых ВРД (17).As the maximum flight speed is set, the main lifting force is redistributed from the autorotating coaxial rotor (2) to the wing (4) with a simultaneous gradual decrease in the rotor speed to the calculated value. In flight, the plane of rotation of the rotor blades is in a stable autorotation position with minimal resistance to the incoming flow, and when landing on autorotation, the ring wing is located at the angles of attack with the highest possible lifting force. The fuselage is streamlined, designed for high flight speeds. The keel (5) and the stabilizer (6) are attached to the power elements of the fuselage (1). The stabilizer (6) is made geometrically similar to the wing (4) and placed in the zone of effective airflow from the pulling marching WFD (17).

Колесо (9) переднего шасси с удлиненной стойкой убирается в фюзеляж (1) и закрывается обтекателем (10). Колеса (7) основного шасси убираются в аэродинамические обтекатели-гребни (8), расположенные на крыле (4).The wheel (9) of the front landing gear with an extended strut retracts into the fuselage (1) and is closed by a cowl (10). The wheels (7) of the main chassis are retracted into the aerodynamic fairing-ridges (8) located on the wing (4).

В силовой установке воздушно-реактивные двигатели (14) служат для привода несущих винтов (2), для привода дополнительного компрессора и для привода мотор-генератора (13). Дополнительный компрессор (15) используется для наддува воздуха в маршевые ВРД (17). Мотор-генератор (13) служит для запуска ВРД (14) и энергообеспечения винтокрыла, в том числе для подзарядки бортовых источников питания и обогрева несущих лопастей. Тянущие ВРД (17), расположенные вблизи центра тяжести винтокрыла на общей силовой раме, обеспечивают создание пропульсивной тяги. Реактивные потоки выхлопных газов ВРД (17), выходящие из сопел с управляемым вектором тяги, обеспечивают балансировку винтокрыла с работой газодинамических рулей киля (5) и стабилизатора (6) с использованием эффекта Коанда. Колеса (7, 9) шасси выполнены с электроприводами для самостоятельного перемещения винтокрыла на земле без запуска основных двигателей.In a power plant, jet engines (14) are used to drive rotors (2), to drive an additional compressor, and to drive a motor generator (13). An additional compressor (15) is used for boosting air into the marching air-propelled thrusters (17). The motor generator (13) is used to start the WFD (14) and to provide power to the rotorcraft, including for recharging the onboard power sources and heating the rotor blades. Pulling the WFD (17), located near the center of gravity of the rotorcraft on a common power frame, provide the creation of propulsive thrust. Jet propellant exhaust flows (17) emerging from nozzles with a controlled thrust vector provide balancing of the rotorcraft with the work of gas-dynamic rudders of the keel (5) and stabilizer (6) using the Coanda effect. The wheels (7, 9) of the chassis are made with electric drives for independent movement of the rotorcraft on the ground without starting the main engines.

Винтокрыл работает следующим образом. Взлет и полет возможно осуществлять вариантами: по вертолетному, самолетному или по автожирному. В варианте автожира полет выполняется на максимальную дальность с максимальной скоростью. Балансировка на взлете, зависание над «объектом» и в полете осуществляется с использованием реактивного сопла с изменяемым вектором тяги и газодинамических рулей с использованием эффекта Коанда. Бесшумный полет производится с помощью электромотора-генератора.Rotorcraft works as follows. Take-off and flight is possible to carry out options: by helicopter, plane or gyroplane. In the autogyro variant, flight is performed at maximum range with maximum speed. Take-off balancing, hovering over the “object” and in flight is carried out using a jet nozzle with a variable thrust vector and gas-dynamic rudders using the Coanda effect. Silent flight is performed using an electric motor-generator.

Для практической реализации изобретения созданы входящие в состав силовых установок запатентованные: тянущие бесшумные ВРД, высокоэффективные мотор-генераторы, облегченные бесшумные редукторы, энергоемкие источники питания, лазерные свечи зажигания, высоко ресурсные реверсивные сопла. Все перечисленное превосходит по техническим характеристикам зарубежные образцы. Главным и основным преимуществом в создании винтокрыла является то, что он создается путем модернизации существующих, доведенных до совершенства серийных отечественных или зарубежных вертолетов на серийных заводах, с неизменным производственным циклом и сложившимся кадровым составом опытных специалистов. В процессе создания винтокрыла возможна облегченная модернизация, благодаря использованию узлов и агрегатов, не требующих доработок или с минимальными доработками. К ним относятся: фюзеляж и грузопассажирский салон, кабина пилотов, соосный несущий винт вертолета, системы управления от вертолета, приборное оборудования и системы обеспечения. С целью снижения затрат на экспериментально-исследовательские и опытно-конструкторские работы и создание макетного образца возможно использование вертолетов с небольшим остаточным ресурсом.For the practical implementation of the invention, patented components of power plants have been created: pulling silent WFDs, highly efficient motor generators, lightweight silent gears, energy-intensive power supplies, laser spark plugs, high-life reversing nozzles. All of the above is superior in technical characteristics to foreign samples. The main and main advantage in the creation of a rotorcraft is that it is created by modernizing existing, improved to perfection serial domestic or foreign helicopters at serial plants, with an unchanged production cycle and the established staff of experienced specialists. In the process of creating a rotorcraft, a simplified modernization is possible due to the use of components and assemblies that do not require modifications or with minimal modifications. These include: the fuselage and passenger compartment, cockpit, coaxial rotor of the helicopter, helicopter control systems, instrumentation and support systems. In order to reduce the cost of experimental research and development work and the creation of a prototype, it is possible to use helicopters with a small residual resource.

Claims (1)

Скоростной винтокрыл с увеличенной дальностью полета, содержащий соосный несущий винт, фюзеляж, силовую установку, редуктор, крылья, стабилизатор, шасси, систему управления, отличающийся тем, что содержит крыло, выполненное замкнутым, расположенное под соосным несущим винтом, расположенным в центре тяжести, стабилизатор с управляемыми газодинамическими и механическими рулями, соосный авторотирующий автожирный несущий винт, силовую установку с дополнительным воздушным компрессором, тянущие маршевые ВРД, мотор-генератор, при этом реактивные потоки выхлопных газов ВРД, выходящие из сопел с управляемым вектором тяги, обеспечивают балансировку винтокрыла с работой газодинамических рулей киля и стабилизатора с использованием эффекта Коанда.High-speed rotorcraft with increased flight range, containing a coaxial rotor, fuselage, power plant, gearbox, wings, stabilizer, landing gear, control system, characterized in that it contains a wing made closed, located under the coaxial rotor located in the center of gravity, the stabilizer with controlled gas-dynamic and mechanical rudders, coaxial autorotating autogyro rotor, power unit with additional air compressor, pulling mid-flight propulsive thrusters, motor-generator, and overt flows WFD exhaust exiting the nozzles with thrust vector control, provide balancing rotorcraft work gasdynamic rudders keel and stabilizer using a Coanda effect.
RU2017113842A 2017-04-20 2017-04-20 Rotary-wing aircraft RU2673754C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113842A RU2673754C2 (en) 2017-04-20 2017-04-20 Rotary-wing aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113842A RU2673754C2 (en) 2017-04-20 2017-04-20 Rotary-wing aircraft

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017113842A RU2017113842A (en) 2018-10-23
RU2017113842A3 RU2017113842A3 (en) 2018-10-23
RU2673754C2 true RU2673754C2 (en) 2018-11-29

Family

ID=63923150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017113842A RU2673754C2 (en) 2017-04-20 2017-04-20 Rotary-wing aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2673754C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU96358U1 (en) * 2010-01-22 2010-07-27 Владимир Анатольевич Мымрин SHORT TAKEOFF AND LANDING ROTARY AIRCRAFT
RU130951U1 (en) * 2013-03-05 2013-08-10 Григорий Иванович Кузнецов RUNWING AIRCRAFT WITH AUTOMOTIVE ROLLING SCREW AND WING
DE202013011072U1 (en) * 2013-12-06 2014-01-27 Maximilian Salbaum tilt rotor aircraft
US8820673B2 (en) * 2011-06-24 2014-09-02 Airbus Helicopters Rotary-wing and fixed-wing aircraft

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU96358U1 (en) * 2010-01-22 2010-07-27 Владимир Анатольевич Мымрин SHORT TAKEOFF AND LANDING ROTARY AIRCRAFT
US8820673B2 (en) * 2011-06-24 2014-09-02 Airbus Helicopters Rotary-wing and fixed-wing aircraft
RU130951U1 (en) * 2013-03-05 2013-08-10 Григорий Иванович Кузнецов RUNWING AIRCRAFT WITH AUTOMOTIVE ROLLING SCREW AND WING
DE202013011072U1 (en) * 2013-12-06 2014-01-27 Maximilian Salbaum tilt rotor aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017113842A (en) 2018-10-23
RU2017113842A3 (en) 2018-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2738091B1 (en) Vertical take-off and landing (VTOL) aerial vehicle and method of operating such a VTOL aerial vehicle
US6974105B2 (en) High performance VTOL convertiplanes
US7147182B1 (en) Gas-powered tip-jet-driven tilt-rotor compound VTOL aircraft
US2708081A (en) Convertible aircraft structure
US7472863B2 (en) Sky hopper
US9139299B2 (en) Vertical takeoff and landing roadable vehicle
EP1999016B1 (en) Convertible aircraft
CN111315655B (en) Assembly of three composite wings for an air, water, land or space vehicle
RU2520843C2 (en) High-speed aircraft with long flight range
US7370828B2 (en) Rotary wing aircraft
CN106586001A (en) Multimode and multi-based unmanned aerial vehicle with tailed flying wing configuration
RU141669U1 (en) VERTICAL TAKEOFF AND LANDING FLIGHT
US4537373A (en) Air vehicle having driven wheels and ducted fans
RU2310583C2 (en) Amphibious convertible helicopter
JPH05501095A (en) turbo craft
KR20090057504A (en) Taking off and landing airplane using variable rotary wings
RU2629478C2 (en) High-speed helicopter with propulsion-steering system
US20230365254A1 (en) Rotor wing aircraft with propulsion apparatus on rotating pole
US2734699A (en) lippisch
RU2609856C1 (en) Fast-speed convertible compound helicopter
RU2611480C1 (en) Multi-screw unmanned rotorcraft
US3260476A (en) Propulsion unit with vectored thrust control
RU127364U1 (en) SPEED COMBINED HELICOPTER
RU2653953C1 (en) Unmanned high-speed helicopter-airplane
RU2662339C2 (en) Rotor-craft

Legal Events

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

Effective date: 20200421