RU2701284C1 - Конвертируемый летательный аппарат - Google Patents
Конвертируемый летательный аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2701284C1 RU2701284C1 RU2018141284A RU2018141284A RU2701284C1 RU 2701284 C1 RU2701284 C1 RU 2701284C1 RU 2018141284 A RU2018141284 A RU 2018141284A RU 2018141284 A RU2018141284 A RU 2018141284A RU 2701284 C1 RU2701284 C1 RU 2701284C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- pylons
- wing
- plane
- lifting propeller
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/22—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft
- B64C27/30—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft with provision for reducing drag of inoperative rotor
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Конвертируемый летательный аппарат содержит фюзеляж, крыло, маршевые и подъемные винтомоторные группы. Подъемные винтомоторные группы установлены парами по обе стороны крыла на пилонах, соединенных с приводом для их перемещения. Винты подъемных винтомоторных групп выполнены складывающимися вдоль пилонов в плоскости вращения винтов. Привод выполнен с обеспечением поступательного перемещения пилонов с парой подъемных винтомоторных групп параллельно плоскости симметрии летательного аппарата. Каждый пилон крепления пары подъемных винтомоторных групп установлен в расположенном параллельно плоскости симметрии летательного аппарата обтекателе, содержащем закрепленную на крыле неподвижную среднюю часть и перемещаемые вместе пилоном переднюю и заднюю части. Обеспечивается высокая энергетическая эффективность винтов как на режимах вертикального взлета и посадки, так и в крейсерском полете. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике. Изобретение может быть использовано при разработке гражданских летательных аппаратов, в частности вертикального взлета и посадки.
Конвертируемые ЛА, выполненные в классической конструктивно-силовой схеме, воплотившей в себе уникальную способность сочетать преимущества вертикального взлета - посадки и крейсерского полета с опорой на крыло, способны решить проблемы оснащения воздушными гаванями удаленные районы нашей страны, где отсутствуют возможности использования альтернативных видов транспорта, тем самым получили бы широкое применение. Процесс конвертирования ЛА происходит в полете путем складывания двухлопастного винта по потоку и последующей уборки в предназначенную для ее размещения в крейсерском полете гондолу или обтекатель.
Применение многовинтовой схемы, в частности, с электрическими двигателями, решает проблему безопасности при отказе и позволяет использовать двигатели без редукторов, что снижает вес и упрощает конструкцию.
Аналогами являются конвертируемые ЛА, приведенные в патентах USA №US20150274290А1 и №ЕР2669195А1.
В первом из выше представленных патентов подъемные винты, расположенные в мотогондолах на концах крыла, поворачиваются вместе с двигателями на 90° в процессе переходного режима, а затем винт останавливается и его лопасти складываются вдоль оси вала двигателя по потоку. Во втором патенте часть винтомоторной группы (ВМГ) на переходном режиме убирается внутрь фюзеляжа путем поворота или складывания пилона, на котором они крепятся, а оставшаяся поворачивается на 90° вместе с пилоном и работает в качестве маршевой ВМГ на крейсерском режиме.
Недостатком таких концепций ЛА является необходимость в системе поворота ВМГ в вертикальной плоскости. Использование такой системы значительно увеличивает вес конструкции аппарата, а сложенные подъемные ВМГ в крейсерском режиме полета находятся в потоке и создают дополнительное сопротивление в случае аппарата, представленного в патенте USA №US20150274290A1.
Прототип - летательный аппарат по патенту №ЕР2669195А1 в котором предлагается 9 вариантов компоновки 6-ти и 4-х подъемных ВМГ на конвертируемом ЛА, часть которых на переходном режиме - две, три или четыре убираются внутрь фюзеляжа путем поворота или складывания пилона, на котором они крепятся, а одна или две ВМГ поворачиваются на 90° вместе с пилоном и работают в качестве маршевой ВМГ на крейсерском режиме. Винты не складываются и не изменяют геометрии.
Фиг. 1 - Конвертируемый летательный аппарат (прототип) с убираемыми в фюзеляж подъемными винтами во взлетно-посадочной конфигурации.
Фиг. 2 - Конвертируемый летательный аппарат (прототип) с убираемыми в фюзеляж подъемными винтами в крейсерской конфигурации.
На Фиг. 1 показано концептульное решение №6 патента №ЕР2669195А1, конвертируемый ЛА находящийся во взлетно-посадочной конфигурации. К фюзеляжу 1 крепятся два поворотных в горизонтальной плоскости пилона (консольные балки) 6, на концах которых установлены четыре ВМГ с подъемными винтами 5. Винт 4 с двигателем установлен в хвостовой части фюзеляжа и предназначен для создания пропульсивной силы на крейсерском режиме полета летательного аппарата. Винт 4 не меняет своего положения в зависимости от конфигурации летательного аппарата, при взлете и посадке работает в режиме минимальной тяги. Крыло 3 и стабилизатор 2 является «чистыми», на нем не закреплено никаких элементов силовой установки летательного аппарата, их положение и геометрия не меняются в зависимости от конфигурации летательного аппарата.
Крейсерская конфигурация конвертируемого ЛА (прототипа) показана на фиг. 2. В переходном режиме пилоны 6 вместе с подъемными ВМГ 5 поворачиваются вокруг осей, закрепленных в фюзеляже 1, находящихся в положении, близком к плоскости симметрии летательного аппарата, на угол ~ 90°, убираются и размещаются в нише внутри фюзеляжа. Винт 4 в крейсерской конфигурации работает, обеспечивая необходимую тягу.
Данное решение наиболее применимо к летательным аппаратам, имеющих размерность малых беспилотных ЛА (взлетной массой до 1000 кг).
Для летательных аппаратов большей размерности, имеющих ограничение по удельной нагрузке на винт, диаметры подъемных винтов 5 будут достигать значительных размеров, соизмеримых с полуразмахом крыла 3, что соответствует реальным размерам конвертируемого летательного аппарата, имеющего пассажировместимость 9-19 мест и более. В таком случае длина пилонов 6, которая должна быть не менее величины, равной сумме двух диаметров подъемных винтов плюс ширина фюзеляжа. При такой геометрии, для уборки и размещения нескладываемых подъемных винтов 5 с двигателями потребуется фюзеляж, носовая и хвостовая часть которого должны быть по длине существенно больше полуразмаха крыла, также убираемые в фюзеляж винты будут занимать значительный объем, который усложнит компоновку пассажирского салона и потребует значительного увеличения омываемой поверхности, а, следовательно, аэродинамического сопротивления.
Задачей изобретения является создание летательного аппарата для местных и региональных авиационных перевозок вертикального взлета и посадки, обеспечивающего требуемые характеристики. Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение высоких скоростных и экономических характеристик. Предлагаемая конструкция и способ складывания и уборки подъемных винтов исключает вероятность создания отрывного потока, различных неуправляемых моментов и флаттера.
Предполагаемое конструктивное решение обладает рядом преимуществ по сравнению с прототипом. Двухлопастные винты складываются по потоку при уборке, и размещаются попарно, что позволяет уменьшить занимаемые ими объемы в обтекателе и минимизировать воздействие аэродинамического сопротивления. Размещение крепления убираемых ВМГ в обтекателях на крыле позволяет их сделать короче и легче, а главное сохранить полезный объем фюзеляжа для транспортировки грузов и пассажиров.
Фиг. 3 - Конвертируемый летательный аппарат со складываемыми и убираемыми в обтекатели на крыле подъемными винтами во взлетно-посадочной конфигурации.
Фиг. 4 - Конвертируемый летательный аппарат в переходной конфигурации.
Фиг. 5 - Конвертируемый летательный аппарат в крейсерской конфигурации.
Предлагаемая конструкция конвертируемого ЛА во взлетно-посадочной конфигурации показана на фиг.3, имеет фюзеляж 1, хвостовое оперение 2, крыло 3 с маршевой ВМГ, включающей воздушные винты 4, а также дополнительные подъемные ВМГ 5, размещенные симметрично по обе стороны крыла на выдвижных пилонах (консольных балках) 6 в обтекателях 7. При вертикальном взлете и посадке ВМГ 5, размещенные на выдвижных пилонах 6, размещенных в обтекателях 7, создают вертикальную тягу.
В переходной конфигурации, показанной на фиг. 4, винты маршевой ВМГ 4 создают горизонтальную тягу. Воздушные винты ВМГ 5 останавливаются, складываются вдоль выдвижных пилонов 6 в плоскости вращения винтов и убираются в обтекатель 7 с помощью специальных приводов.
В крейсерской конфигурации на фиг. 5 подъемные ВМГ 5 на выдвижных пилонах 6 полностью убираются в обтекатель 7 с помощью специальных приводов, размещаясь по параллельным осям друг над другом в одной вертикальной плоскости. Пропульсивную тягу создают воздушные винты маршевой силовой установки 4, расположенные на конце крыла 3.
Сформулированное техническое задание было достигнуто исходя из расчетов и проведения ряда исследований. Достигается высокая энергетическая эффективность винтов, как на режимах вертикального взлета и посадки, так и в крейсерском полете, а предлагаемая конструкция исключает вероятность создания отрывного потока, различных неуправляемых моментов и флаттера.
Claims (3)
1. Конвертируемый летательный аппарат, содержащий фюзеляж, крыло, маршевые и подъемные винтомоторные группы, при этом подъемные винтомоторные группы установлены парами по обе стороны крыла на пилонах, соединенных с приводом для их перемещения, отличающийся тем, что винты подъемных винтомоторных групп выполнены складывающимися вдоль пилонов в плоскости вращения винтов, привод выполнен с обеспечением поступательного перемещения пилонов с парой подъемных винтомоторных групп параллельно плоскости симметрии летательного аппарата, каждый пилон крепления пары подъемных винтомоторных групп установлен в расположенном параллельно плоскости симметрии летательного аппарата обтекателе, содержащем закрепленную на крыле неподвижную среднюю часть и перемещаемые вместе пилоном переднюю и заднюю части.
2. Конвертируемый летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в убранном состоянии пилоны размещены внутри обтекателя по параллельным осям.
3. Конвертируемый летательный аппарат по п. 2, отличающийся тем, что в убранном состоянии пилоны размещены друг над другом в одной вертикальной плоскости.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018141284A RU2701284C1 (ru) | 2018-11-23 | 2018-11-23 | Конвертируемый летательный аппарат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018141284A RU2701284C1 (ru) | 2018-11-23 | 2018-11-23 | Конвертируемый летательный аппарат |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2701284C1 true RU2701284C1 (ru) | 2019-09-25 |
Family
ID=68063557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018141284A RU2701284C1 (ru) | 2018-11-23 | 2018-11-23 | Конвертируемый летательный аппарат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2701284C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199511U1 (ru) * | 2020-04-28 | 2020-09-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки |
RU2738746C1 (ru) * | 2020-03-05 | 2020-12-16 | Эллина Владимировна Зименская | Самолет вертикального взлета и посадки |
RU2767390C1 (ru) * | 2021-03-16 | 2022-03-17 | Максим Анатольевич Миронов | Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки |
RU222840U1 (ru) * | 2023-10-17 | 2024-01-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" | Беспилотный летательный аппарат мультироторного типа с изменяющимися углами атаки |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3410506A (en) * | 1967-02-06 | 1968-11-12 | Hayes Thomas | Extensible rotor airplane |
EP2669195A1 (de) * | 2012-06-01 | 2013-12-04 | EMT Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer mbH | Fluggerät |
EP3056425A1 (de) * | 2015-02-13 | 2016-08-17 | Airbus Defence and Space GmbH | Senkrechtstartfähiges fluggerät |
RU2635431C1 (ru) * | 2016-08-29 | 2017-11-13 | Эллина Владимировна Зименская | Конвертоплан |
RU180474U1 (ru) * | 2017-10-26 | 2018-06-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" | Самолёт вертикального взлёта и посадки |
-
2018
- 2018-11-23 RU RU2018141284A patent/RU2701284C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3410506A (en) * | 1967-02-06 | 1968-11-12 | Hayes Thomas | Extensible rotor airplane |
EP2669195A1 (de) * | 2012-06-01 | 2013-12-04 | EMT Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer mbH | Fluggerät |
EP3056425A1 (de) * | 2015-02-13 | 2016-08-17 | Airbus Defence and Space GmbH | Senkrechtstartfähiges fluggerät |
RU2635431C1 (ru) * | 2016-08-29 | 2017-11-13 | Эллина Владимировна Зименская | Конвертоплан |
RU180474U1 (ru) * | 2017-10-26 | 2018-06-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" | Самолёт вертикального взлёта и посадки |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738746C1 (ru) * | 2020-03-05 | 2020-12-16 | Эллина Владимировна Зименская | Самолет вертикального взлета и посадки |
WO2021177862A1 (ru) * | 2020-03-05 | 2021-09-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Авиастроительная Компания "Техноветер" | Самолет вертикального взлета и посадки |
RU199511U1 (ru) * | 2020-04-28 | 2020-09-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки |
RU2767390C1 (ru) * | 2021-03-16 | 2022-03-17 | Максим Анатольевич Миронов | Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки |
RU222840U1 (ru) * | 2023-10-17 | 2024-01-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" | Беспилотный летательный аппарат мультироторного типа с изменяющимися углами атаки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10538321B2 (en) | Tri-rotor aircraft capable of vertical takeoff and landing and transitioning to forward flight | |
US20200407060A1 (en) | Novel aircraft design using tandem wings and a distributed propulsion system | |
CN106428547B (zh) | 一种带可自动收放多旋翼的垂直起降固定翼飞机 | |
RU180474U1 (ru) | Самолёт вертикального взлёта и посадки | |
US20160244158A1 (en) | Vertical take-off and landing vehicle with increased cruise efficiency | |
RU2701284C1 (ru) | Конвертируемый летательный аппарат | |
CN106586001A (zh) | 多模多基有尾飞翼布局无人飞行器 | |
CN111315655B (zh) | 用于空中、水上、陆上或太空交通工具的三个复合翼的组件 | |
RU141669U1 (ru) | Летательный аппарат вертикального взлета и посадки | |
RU2682756C1 (ru) | Конвертоплан | |
CN211468780U (zh) | 一种短距起降无人运输机 | |
CN106628162A (zh) | 一种复合无人飞行器 | |
US11873086B2 (en) | Variable-sweep wing aerial vehicle with VTOL capabilites | |
CN113525679A (zh) | 一种电动垂直起降飞行器结构及其工作方法 | |
RU2582743C1 (ru) | Авиационный комплекс вертикального взлета | |
RU2547155C1 (ru) | Многовинтовой беспилотный электроконвертоплан | |
RU2716391C2 (ru) | Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки | |
US11407506B2 (en) | Airplane with tandem roto-stabilizers | |
RU2542805C1 (ru) | Самолет короткого взлета и посадки с гибридной силовой установкой | |
CN206327567U (zh) | 一种复合无人飞行器 | |
EP3546349A1 (en) | Multi-function strut | |
RU2723104C1 (ru) | Конвертируемый летательный аппарат | |
RU2577931C1 (ru) | Гибридный самолет короткого взлета и посадки | |
WO2022139623A1 (ru) | Автомат перекоса многороторного летательного аппарата с жестким креплением лопастей и способ его работы | |
RU2661277C1 (ru) | Беспилотный палубный преобразуемый винтокрыл |