RU2706760C1 - Aircraft - Google Patents

Aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2706760C1
RU2706760C1 RU2018129689A RU2018129689A RU2706760C1 RU 2706760 C1 RU2706760 C1 RU 2706760C1 RU 2018129689 A RU2018129689 A RU 2018129689A RU 2018129689 A RU2018129689 A RU 2018129689A RU 2706760 C1 RU2706760 C1 RU 2706760C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
wing
air intake
intake device
flight
Prior art date
Application number
RU2018129689A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Борисович Кровяков
Виктор Владимирович Короленко
Максим Васильевич Трофимчук
Максим Владимирович Андреев
Илья Александрович Кожевников
Original Assignee
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
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 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 filed Critical 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
Priority to RU2018129689A priority Critical patent/RU2706760C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2706760C1 publication Critical patent/RU2706760C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C15/00Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction
    • B64C15/02Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction the jets being propulsion jets
    • B64C15/12Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction the jets being propulsion jets the power plant being tiltable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C30/00Supersonic type aircraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/10All-wing aircraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02Aircraft characterised by the type or position of power plants

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: invention relates to aircrafts made in aerodynamic scheme "flying wing". Aircraft comprises an air intake device, a power plant located in the wing, a propulsion system traction control system of the power plant, a flight control and stabilization system. Air intake device is installed with possibility of rotation relative to longitudinal wing axis in plane of its construction horizontal by angle α in range from 0° up to 90°. Control system is configured to change direction of thrust vector in plane of construction horizontal by angle β=α in direction opposite to direction of rotation of air intake device.EFFECT: invention is aimed at improvement of aerodynamic quality at all flight modes and reduction of radar visibility of the aircraft.1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к самолетам, выполненным по аэродинамической схеме «летающее крыло» и может быть использовано при создании беспилотных и пилотируемых летательных аппаратов, предназначенных для решения широкого круга задач: гражданских (перевозка грузов, пассажиров) и военных (разведывательных, ударных, требующих обеспечения малозаметности), сочетающих удовлетворительные летно-технические характеристики на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях.The invention relates to aircraft made according to the flying wing aerodynamic scheme and can be used to create unmanned and manned aircraft designed to solve a wide range of problems: civilian (transportation of goods, passengers) and military (reconnaissance, strike, requiring stealth) combining satisfactory flight performance at subsonic and supersonic speeds.

Известное техническое противоречие между требованиями к дозвуковому и сверхзвуковому режимам полета летательных аппаратов, выполненных по аэродинамической схеме «летающее крыло», конструктивно решается следующим образом.The well-known technical contradiction between the requirements for subsonic and supersonic flight regimes of aircraft, made by the flying wing aerodynamic scheme, is structurally solved as follows.

Известен летательный аппарат, содержащий крыло-фюзеляж, реактивные двигатели, вертикальное и горизонтальное оперение [1]. Техническим результатом, на достижение которого направлено указанное техническое решение, является повышение взлетно-посадочных характеристик. Технический результат достигается посредством разворота в полете крыла-фюзеляжа на 90° в направлении взлета (посадки) за счет того, что двигатели и оперение установлены с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, а крыло-фюзеляж выполнено таким образом, что при любом направлении движения сечение его вертикальной плоскостью, параллельной направлению движения, дает профиль, создающий подъемную силу.Known aircraft containing wing-fuselage, jet engines, vertical and horizontal tail [1]. The technical result, the achievement of which the specified technical solution is directed, is to increase takeoff and landing characteristics. The technical result is achieved by a 90 ° turn in flight of the fuselage wing in the take-off (landing) direction due to the fact that the engines and the tail are mounted to rotate in the horizontal plane, and the fuselage wing is made in such a way that its cross section for any direction of movement a vertical plane parallel to the direction of motion gives a profile that creates lift.

Недостатками известного решения является малая эффективность горизонтального и вертикального оперения, обуславливающая неудовлетворительные характеристики устойчивости и управляемости на всех режимах полета, и наличие конструктивных элементов в виде мотогондол для размещения двигателей и оперения, уменьшающих аэродинамическое качество за счет сопротивления и увеличивающих эффективную поверхность рассеяния, т.е. повышающих радиолокационную заметность.The disadvantages of this solution are the low efficiency of horizontal and vertical plumage, which leads to unsatisfactory stability and controllability characteristics in all flight modes, and the presence of structural elements in the form of nacelles for locating engines and plumage, which reduce aerodynamic quality due to drag and increase the effective scattering surface, i.e. . increasing radar visibility.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совпадающим признакам является «Сверхзвуковое летающее крыло» [2], представляющее из себя крыло, создающее подъемную силу при любом направлении полета. При этом для движения на малых скоростях крыло выполнено с большим удлинением, малым углом стреловидности и соответствующим профилем. В поперечном направлении, по оси, перпендикулярной оси направления полета на малых скоростях, крыло выполнено с малым удлинением, большим углом стреловидности и, соответственно, с более тонким профилем для полета на сверхзвуковых скоростях.The closest to the proposed technical solution for coinciding signs is the “Supersonic flying wing” [2], which is a wing that creates lift in any direction of flight. Moreover, for movement at low speeds, the wing is made with a large elongation, a small sweep angle and the corresponding profile. In the transverse direction, along the axis perpendicular to the axis of the direction of flight at low speeds, the wing is made with low elongation, a large sweep angle and, accordingly, with a thinner profile for flying at supersonic speeds.

Указанная концепция, идея которой заключается в том, что весь летательный аппарат при переходе от дозвукового полета к сверхзвуковому и обратно разворачивается на 90 градусов, получила в технической и патентной литературе устойчивое название «сверхзвуковое двунаправленное летающее крыло» (Supersonic Bi-directional Flying Wing), что в последующем описании изобретения допускает возможность использования данного термина.The indicated concept, the idea of which is that the entire aircraft, when changing from subsonic to supersonic flight and rotates 90 degrees, has received in the technical and patent literature the stable name "Supersonic Bi-directional Flying Wing" (Supersonic Bi-directional Flying Wing), which in the following description of the invention allows the use of this term.

Для обеспечения разворота двунаправленного крыла прототипа при переходе от одного режима полета (дозвукового) к другому (сверхзвуковому) и обратно, крыло оснащено поворотной платформой, на которой закреплена силовая установка. Управление и стабилизацию на всех режимах полета по крену, тангажу и рысканию обеспечивает механизация крыла аэродинамическими поверхностями. Стабилизация полета на малых скоростях дополнительно обеспечивается установленными шарнирно на концах крыла с большим удлинением отклоняемыми законцовками, которые на малых скоростях занимают вертикальное положение, а при повороте крыла в режим сверхзвукового полета перемещаются в горизонтальное положение, трансформируясь в продолжение крыла с большим удлинением. Описанием к патенту предусмотрена возможность установки на поворотную платформу вместе с силовой установкой вертикальных стабилизаторов, предназначенных для управления и стабилизации полета по курсу на всех режимах полета. Так же описанием к патенту предусмотрена возможность установки на крыле-фюзеляже более одной поворотной платформы с одним или несколькими двигателями и одним или несколькими вертикальными стабилизаторами. Поворотные платформы с двигателями и стабилизаторами могут быть установлены сверху крыла-фюзеляжа, снизу, или сверху и снизу, а также с возможностью перемещения по поверхности крыла.To ensure the reversal of the bi-directional wing of the prototype during the transition from one flight mode (subsonic) to another (supersonic) and vice versa, the wing is equipped with a rotary platform on which the power plant is mounted. Control and stabilization in all flight modes by roll, pitch and yaw provides the mechanization of the wing by aerodynamic surfaces. Stabilization of the flight at low speeds is additionally ensured by pivoting wingtips mounted at the ends of the wing with large elongation, which at low speeds occupy a vertical position, and when the wing is rotated into supersonic flight mode, they are moved to a horizontal position, transforming into a continuation of the wing with high elongation. The description of the patent provides for the possibility of installing vertical stabilizers along with the power plant on the turntable, designed to control and stabilize the flight on the course in all flight modes. The patent also provides for the possibility of installing on the fuselage wing more than one turntable with one or more engines and one or more vertical stabilizers. Rotary platforms with engines and stabilizers can be installed on top of the fuselage wing, from below, or from above and below, and also with the ability to move along the wing surface.

Прототипу присущи недостатки аналога, а именно наличие мотогондол и управляющих поверхностей в виде стабилизаторов, ухудшающих аэродинамическое качество и увеличивающих поверхность рассеяния.The prototype has inherent disadvantages of the analogue, namely the presence of engine nacelles and control surfaces in the form of stabilizers that degrade aerodynamic quality and increase the scattering surface.

Технический результат достигается тем, что в летательном аппарате, выполненном по аэродинамической схеме «двунаправленное летающее крыло», содержащем воздухозаборное устройство, расположенную в крыле силовую установку, систему управления вектором тяги, системы управления и стабилизации полета, воздухозаборное устройство установлено с возможностью поворота относительно продольной оси крыла в плоскости строительной горизонтали летательного аппарата на угол α в диапазоне от 0° до 90°, а система управления вектором тяги выполнена с возможностью изменения направления вектора тяги в плоскости строительной горизонтали на угол β=α в направлении, противоположенном направлению поворота воздухозаборного устройства.The technical result is achieved by the fact that in an aircraft made according to the aerodynamic scheme "bidirectional flying wing" containing an air intake device located in the wing of the power plant, a thrust vector control system, a flight control and stabilization system, the air intake device is mounted to rotate relative to the longitudinal axis wings in the plane of the aircraft construction horizontal plane at an angle α in the range from 0 ° to 90 °, and the thrust vector control system is made with air ozhnostyu changing the direction of the thrust vector in the construction horizontal plane by an angle β = α in the direction opposite direction of rotation of the air intake device.

Сущность изобретения заключается в том, что летательный аппарат, выполненный по схеме «двунаправленное летающее крыло», оснащен поворотным воздухозаборным устройством и системой изменения направления вектора тяги двигателей в плоскости строительной горизонтали летательного аппарата и поясняется чертежами, гдеThe essence of the invention lies in the fact that the aircraft, made according to the scheme "bidirectional flying wing", is equipped with a rotary air intake device and a system for changing the direction of the thrust vector of the engines in the plane of the horizontal construction of the aircraft and is illustrated by drawings, where

на фиг. 1 представлена схема летательного аппарата в варианте силовой установки с двумя двигателями;in FIG. 1 shows a diagram of an aircraft in an embodiment of a power plant with two engines;

на фиг. 2 - схема летательного аппарата в плоскости строительной горизонтали;in FIG. 2 is a diagram of an aircraft in the plane of the construction horizontal;

на фиг. 3а - общие виды летательного аппарата при полете в диапазоне малых скоростей (в режиме взлета - посадки);in FIG. 3a - general views of the aircraft during flight in the low-speed range (in take-off-landing mode);

на фиг. 3б - схема летательного аппарата в плоскости строительной горизонтали при полете в диапазоне малых скоростей;in FIG. 3b is a diagram of an aircraft in the horizontal plane during flight in the low-speed range;

на фиг. 4а - общие виды летательного аппарата в диапазоне сверхзвуковых скоростей;in FIG. 4a - general views of the aircraft in the range of supersonic speeds;

на фиг. 4б - схема летательного аппарата в плоскости строительной горизонтали при полете в диапазоне сверхзвуковых скоростей;in FIG. 4b is a diagram of an aircraft in the horizontal plane during flight in the range of supersonic speeds;

на фиг. 5а - общие виды летательного аппарата при переходном режиме движения (от дозвуковых скоростей к сверхзвуковым и обратно);in FIG. 5a - general views of an aircraft in transition mode of motion (from subsonic speeds to supersonic speeds and vice versa);

на фиг. 5б - схема летательного аппарата в плане при переходном режиме движения;in FIG. 5b is a plan of an aircraft in plan with a transitional mode of movement;

на фиг. 6 представлен вариант технического решения устройства газодинамического управления летательным аппаратом. На чертежах обозначено:in FIG. 6 presents a technical solution for a gas-dynamic control device for an aircraft. In the drawings indicated:

1. Двунаправленное крыло летательного аппарата;1. Bidirectional wing of the aircraft;

2. Двигатели силовой установки летательного аппарата;2. The engines of the power plant of the aircraft;

3. Воздухозаборное устройство;3. Air intake device;

4. Реактивные сопла;4. Jet nozzles;

5. Система управления вектором тяги силовой установки;5. Powertrain traction vector control system;

6. Поворотная заслонка системы управления вектором тяги;6. The rotary damper of the thrust vector control system;

7. Аэродинамические поверхности управления и стабилизации полета;7. Aerodynamic control surfaces and flight stabilization;

8. Система струйного управления и стабилизации полета;8. The system of jet control and stabilization of flight;

9. Система газодинамического управления;9. The system of gas-dynamic control;

10. Регулируемая створка системы газодинамического управления;10. Adjustable sash of gas-dynamic control system;

11. Выдвижные створки.11. Sliding sash.

Сплошными жирными стрелками обозначено направление движения летательного аппарата; сплошными тонкими стрелками - направление движения воздуха и выхлопных газов в газовых трактах воздухозаборного устройства 3, двигателей 2, системы управления вектором тяги 5; штриховой тонкой стрелкой - направление перемещения выдвижных створок 11; фигурными стрелками - направление тяги от реактивных сопел 4.Solid bold arrows indicate the direction of movement of the aircraft; solid thin arrows indicate the direction of movement of air and exhaust gases in the gas paths of the air intake device 3, engines 2, and thrust vector control system 5; dashed thin arrow - the direction of movement of the sliding sash 11; curly arrows - thrust direction from the jet nozzles 4.

Летательный аппарат содержит:The aircraft contains:

- двунаправленное летающее крыло 1, являющееся одновременно фюзеляжем летательного аппарата;- bi-directional flying wing 1, which is simultaneously the fuselage of the aircraft;

- расположенную в крыле силовую установку, состоящую из одного или более реактивных двигателей 2;- a power plant located in the wing, consisting of one or more jet engines 2;

- воздухозаборное устройство 3, установленное с возможностью поворота относительно продольной оси в плоскости строительной горизонтали летательного аппарата на угол α в диапазоне от 0° до 90°. Воздухозаборное устройство может быть оснащено необходимыми средствами механизации для изменения расхода воздуха при разных режимах полета (на чертежах не показано);- air intake device 3, mounted with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis in the plane of the horizontal construction of the aircraft at an angle α in the range from 0 ° to 90 °. The air intake device can be equipped with the necessary means of mechanization to change the air flow at different flight modes (not shown in the drawings);

- систему управления вектором тяги 5 с поворотной заслонкой 6, выполненную с возможностью изменения направления вектора тяги двигателей 2 в плоскости строительной горизонтали летательного аппарата на угол β=α в направлении, противоположенном повороту воздухозаборного устройства 3. Система управления вектором тяги включает в себя также реактивное сопло 4.1 и расположенные перпендикулярно ему в плоскости строительной горизонтали летательного аппарата и параллельно друг другу реактивные сопла 4.2 и 4.3. При этом газы для организации тяги через сопло 4.3 могут отбираться как показано на чертежах из газового тракта сопла 4.2, или из системы 5 управления вектором тяги, или непосредственно за камерами сгорания или от компрессоров двигателей 2. Величина тяги Рвзл.2 регулируется изменением расхода рабочего тела, обеспечиваемого изменением площади сечения газового тракта реактивного сопла 4.3;- thrust vector control system 5 with a rotary valve 6, configured to change the direction of thrust vector of engines 2 in the plane of the aircraft’s horizontal construction by an angle β = α in the direction opposite to the rotation of the air intake device 3. The thrust vector control system also includes a jet nozzle 4.1 and jet nozzles 4.2 and 4.3 located perpendicular to it in the horizontal plane of the aircraft and parallel to each other. In this case, gases for organizing thrust through the nozzle 4.3 can be taken out as shown in the drawings from the gas path of the nozzle 4.2, or from the thrust vector control system 5, either directly behind the combustion chambers or from the engine compressors 2. The thrust value P, t. 2 is governed by a change in the flow rate of the working fluid provided by a change in the cross-sectional area of the gas path of the jet nozzle 4.3;

- систему аэродинамического управления и стабилизации летательного аппарата, включающую механизацию крыла в виде управляющих аэродинамических поверхностей 7.1, 7.2, 7.3 по задним для каждого взаимоперпендикулярного направления полета кромкам крыла 1;- a system of aerodynamic control and stabilization of the aircraft, including the mechanization of the wing in the form of control aerodynamic surfaces 7.1, 7.2, 7.3 along the rear edges of the wing 1 for each mutually perpendicular direction of flight;

- систему струйного управления и стабилизации полета 8 посредством струйных рулей (на чертежах выделенными позициями не обозначены). Воздух или газ для струйных рулей может отбираться от компрессоров или за турбинами двигателей 2, или от специальных газогенераторов (на чертежах не показаны). Стабилизирующие и управляющие моменты создаются путем дифференциального изменения площадей сечений реактивных сопел струйных рулей, обеспечивающего соответствующее изменение расхода рабочего тела;- system of jet control and stabilization of flight 8 by means of jet rudders (in the drawings, highlighted positions are not indicated). Air or gas for the jet rudders can be taken from the compressors or behind the turbines of the engines 2, or from special gas generators (not shown in the drawings). Stabilizing and controlling moments are created by differential changes in the cross-sectional areas of the jet nozzles of the jet rudders, providing a corresponding change in the flow rate of the working fluid;

- систему газодинамического управления 9,1, 9.2, 9.3, включающую регулируемые створки 10;- gas-dynamic control system 9.1, 9.2, 9.3, including adjustable flaps 10;

- выдвижные створки 11,1, 11.2, 11.3, выполненные без нарушения геометрической целостности аэродинамических обводов крыла 1 в выдвинутом положении.- sliding sash 11,1, 11.2, 11.3, made without violating the geometric integrity of the aerodynamic contours of the wing 1 in the extended position.

Летательный аппарат работает следующим образом.The aircraft operates as follows.

Взлет, посадка, движение на дозвуковых скоростях (фиг. 3а, 3б) осуществляется при конфигурации двунаправленного крыла 1 летательного аппарата, когда воздухозаборное устройство 3 находится в положении «В», а поворотная заслонка 6 системы управления вектором тяги 5 в положении «А». Тяга РВзл.1+Рвзл.2 обеспечивается через реактивные сопла 4.2 и 4.3. Ниша незадействованного в создании тяги сопла 4.1 закрыта выдвижной створкой 11.1. При этом двунаправленное крыло 1 имеет максимальное удлинение, минимальную стреловидность и максимальную относительную толщину профиля, то есть максимальную подъемную силу.Takeoff, landing, movement at subsonic speeds (Fig. 3a, 3b) is carried out with the configuration of the bidirectional wing 1 of the aircraft, when the air intake device 3 is in position "B" and the rotary damper 6 of the thrust vector control system 5 is in position "A". Link P VZL. 1 + P up 2 is provided through jet nozzles 4.2 and 4.3. The niche of the nozzle 4.1, which was not involved in creating the thrust, is closed by a sliding sash 11.1. In this case, the bi-directional wing 1 has a maximum elongation, minimum sweep and maximum relative thickness of the profile, that is, maximum lifting force.

Крейсерский полет на сверхзвуковых скоростях осуществляется в конфигурации крыла 1 (фиг. 4а, 4б), когда воздухозаборное устройство 3 находится в положении «Г», а поворотная заслонка 6 в положении «Б». Тяга Ркр. обеспечивается через реактивное сопло 4.1. Ниша незадействованных в создании тяги сопел 4.2 и 4.3 закрыты выдвижными створкам 11.2 и 11.3. При этом двунаправленное крыло 1 имеет минимальное удлинение, максимальную стреловидность и минимальную относительную толщину профиля, то есть минимальное лобовое сопротивление.Cruising at supersonic speeds is carried out in the configuration of the wing 1 (Fig. 4A, 4B), when the air intake device 3 is in position "G", and the rotary damper 6 in position "B". Rod P cr. provided through a jet nozzle 4.1. The niche of the nozzles 4.2 and 4.3 not involved in the creation of the thrust is closed by the sliding wings 11.2 and 11.3. In this case, the bidirectional wing 1 has a minimum elongation, maximum sweep and minimum relative thickness of the profile, that is, minimum drag.

В переходном режиме движения (от дозвуковых скоростей к сверхзвуковым) воздухозаборное устройство 3 двунаправленного крыла 1 поворачивается в плоскости строительной горизонтали летательного аппарата относительно его продольной оси из положения «В» в положение «Г» (фиг. 1, 2, 5а, 5б). Одновременно поворотная заслонка 6 системы управления вектором тяги 5 поворачивается из положения «А» в положение «Б». Согласование поворота воздухозаборного устройства 3 и поворотной заслонки 6 осуществляется в автоматическом режиме и обеспечивается бортовыми компьютерами (на чертежах не показано). Это позволяет создать суммарную составляющую векторов тяги (Ркр., Рвзл.1 и Рвзл.2 от реактивных сопел 4.1, 4.2 и 4.3) Рпер., направленную противоположено направлению воздухозаборного устройства 3 и отклоненную в каждый момент переходного режима движения от продольной оси летательного аппарата на угол β, равный угу а поворота воздухозаборного устройства 3, что обеспечивает движение летательного аппарата в переходном режиме полета. При переходе от сверхзвуковых скоростей к дозвуковым воздухозаборное устройство 3 поворачивается из положения «Г» в положение «В» и поворотная заслонка 8 соответственно - из положения «Б» в положение «А».In the transition mode of movement (from subsonic speeds to supersonic), the air intake device 3 of the bi-directional wing 1 is rotated in the plane of the horizontal construction of the aircraft relative to its longitudinal axis from position "B" to position "G" (Fig. 1, 2, 5a, 5b). At the same time, the rotary damper 6 of the thrust vector control system 5 is rotated from position “A” to position “B”. Coordination of rotation of the air intake device 3 and the rotary damper 6 is carried out in automatic mode and is provided by the on-board computers (not shown in the drawings). This allows you to create the total component of the thrust vectors (P cr. , P take-off 1 and P take-off 2 from jet nozzles 4.1, 4.2 and 4.3) P per. directed opposite to the direction of the air intake device 3 and deviated at each moment of the transitional mode of movement from the longitudinal axis of the aircraft by an angle β equal to uga and the rotation of the air intake device 3, which ensures the movement of the aircraft in transitional flight mode. When moving from supersonic speeds to subsonic speeds, the air intake device 3 rotates from position “G” to position “B” and the rotary damper 8, respectively, from position “B” to position “A”.

Управление и стабилизация полета на разных режимах полета осуществляется согласованно системами аэродинамического управления 7.1, 7.2, и 7.3, газодинамического управления 9.1, 9.2 и 9.3 и струйного управления 8.Flight control and stabilization at different flight modes is carried out in coordination with the aerodynamic control systems 7.1, 7.2, and 7.3, gas-dynamic control 9.1, 9.2, and 9.3 and jet control 8.

Поворотное в плоскости строительной горизонтали заявляемого летательного аппарата воздухозаборное устройство 3 функционально является обратным аналогом выходных устройств двигателей самолетов вертикального взлета и посадки и конструктивно может быть выполнено, например, аналогично поворотным в вертикальной плоскости соплам турбовентиляторного двигателя Rolls Royce Pegasus, устанавливаемого на всех модификациях самолета Harrier [3]. То есть конструкция поворотного воздухозаборного устройства 3 реализуется посредством общеизвестных технических средств. Средства механизации воздухозаборных устройств (изменения внутренней геометрии в зависимости от условий полета) для изменения расхода воздуха так же общеизвестны [4] и применяются в ряде конструкций известных самолетов (например Boeing Х-32 Direct-Lift Break, США).The air intake device 3, rotatable in the horizontal plane of the claimed aircraft, is functionally the opposite of the output devices of vertical take-off and landing aircraft engines and can be structurally performed, for example, similarly to the vertically rotatable nozzles of a Rolls Royce Pegasus turbofan engine installed on all versions of the Harrier aircraft [ 3]. That is, the design of the rotary air intake device 3 is implemented by well-known technical means. Means of mechanization of air intake devices (changes in internal geometry depending on flight conditions) for changing air flow are also well known [4] and are used in a number of designs of well-known aircraft (for example, Boeing X-32 Direct-Lift Break, USA).

Система изменения направления вектора тяги 5 двигателей 2 в плоскости строительной горизонтали летательного аппарата может быть выполнена аналогично известным устройствам для изменения направления тяги в вертикальной плоскости в конструкциях двигателей летательных аппаратов вертикального взлета-посадки [5] и используемых в конструкциях экспериментальных и серийных самолетов, таких как Як-38, Як-141, Hawker Siddeley Harrier, Harrier AV-8A, SLockheed Martin F-35 Lightning II [6]. Устройство изменения направления тяги с использованием поворотной заслонки 6, аналогичное представленному на чертежах предлагаемого изобретения, реализовано для перераспределения струи выхлопных газов между параллельно установленными выхлопными патрубками силовой установки летательного аппарата [7]. Таким образом, система изменения направления вектора тяги заявляемого летательного аппарата в плоскости строительной горизонтали реализуется использованием общеизвестных технических средств.The system for changing the direction of the thrust vector 5 of engines 2 in the plane of the aircraft’s horizontal construction can be performed similarly to known devices for changing the direction of thrust in the vertical plane in the engine designs of aircraft of vertical take-off and landing [5] and used in the construction of experimental and production aircraft, such as Yak-38, Yak-141, Hawker Siddeley Harrier, Harrier AV-8A, SLockheed Martin F-35 Lightning II [6]. A device for changing the direction of thrust using a rotary damper 6, similar to that shown in the drawings of the present invention, is implemented for redistributing a stream of exhaust gases between parallel mounted exhaust pipes of an aircraft power plant [7]. Thus, the system of changing the direction of the thrust vector of the claimed aircraft in the plane of the horizontal construction is implemented using well-known technical means.

Газодинамическое управление траекторией движения летательного аппарата осуществляется отклонением реактивной струи, например, с помощью газовых рулей - поворотных пластин, установленных на выходе из сопла. Представленное на фиг. 6 решение является одной из известных схем управлением вектором тяги с плоским соплом, его особенность состоит в том, что отклонение струи происходит одной регулируемой створкой 10, к которой струя прилипает за счет «эффекта Коанда» [8]. Подобные устройства хорошо исследованы, в том числе отечественными [9] и зарубежными [10] специалистами, реализованы в проектах перспективных самолетов (МиГ-ХХ, Су-Т6ВМ), отработаны на экспериментальных (Су-27ПС) и серийных (F-22 Raptor, Lockheed F-117 Night Hawk) самодлетов [11]. Таким образом, принципиальная возможность газодинамического управления и стабилизации полета заявляемого летательного аппарата обеспечены общеизвестными техническими средствами.Gas-dynamic control of the aircraft trajectory is carried out by deflecting the jet, for example, using gas rudders - rotary plates installed at the exit of the nozzle. Presented in FIG. 6, the solution is one of the known schemes for controlling the thrust vector with a flat nozzle; its feature is that the jet is deflected by one adjustable leaf 10, to which the jet adheres due to the “Coanda effect” [8]. Such devices have been well studied, including by domestic [9] and foreign [10] specialists, implemented in projects of promising aircraft (MiG-XX, Su-T6VM), tested on experimental (Su-27PS) and serial (F-22 Raptor, Lockheed F-117 Night Hawk) Samoletov [11]. Thus, the fundamental possibility of gas-dynamic control and stabilization of the flight of the claimed aircraft is provided with well-known technical means.

Возможность стабилизации и управления полетом летательного аппарата по курсу, тангажу и крену посредством использования системы струйного управления 8 так же обеспечивается общеизвестными техническими решениями [12], реализованными на экспериментальных (Як-141, North American Х-15) и серийных (Як-38, Harrier AV-8A) самолетах.The ability to stabilize and control the flight of an aircraft in heading, pitch and roll by using the jet control system 8 is also provided by well-known technical solutions [12] implemented on experimental (Yak-141, North American X-15) and serial (Yak-38, Harrier AV-8A) aircraft.

Возможность стабилизации и управления полетом летательного аппарата аэродинамическими методами с использованием управляющих аэродинамических поверхностей 7.1, 7.2, 7.3 - элеронов, элевонов, интерцепторов, закрылков, спойлеров и пр. [13], в том числе без использования вертикальных стабилизаторов (экспериментальные самолеты Boeing Х-36, серийные изделия Northrop В-2 Spirit) так же обеспечена общеизвестными техническими средствами.The ability to stabilize and control the flight of an aircraft by aerodynamic methods using control aerodynamic surfaces 7.1, 7.2, 7.3 - ailerons, elevons, spoilers, flaps, spoilers, etc. [13], including without the use of vertical stabilizers (experimental Boeing X-36 aircraft , serial products Northrop B-2 Spirit) is also provided with well-known technical means.

Двунаправленное крыло-фюзеляж может быть выполнено асимметричным, как представлено на чертежах предлагаемого изобретения, так и симметричным - аналогично техническим решениям аналога и прототипа. Вопросы управления и стабилизации ассиметричными самолетами решены и реализованы в летающих конструкциях, например таких, как Supermarine S.6A (Великобритания, 1929 г.) [14]; Blohm & Voss BV 141 (Германия, 1938 г. ) [15]; Rutan Model 202 Boomerang (США, 1996 г.) [16].Bidirectional wing-fuselage can be made asymmetric, as shown in the drawings of the present invention, and symmetrical - similar to the technical solutions of the analogue and prototype. The issues of control and stabilization of asymmetric aircraft are solved and implemented in flying structures, for example, such as Supermarine S.6A (Great Britain, 1929) [14]; Blohm & Voss BV 141 (Germany, 1938) [15]; Rutan Model 202 Boomerang (USA, 1996) [16].

Следует отметить, что любой неоднодвигательный самолет в режиме аварийного полета или посадки с одним или несколькими неработающими двигателями является асимметричным и поддерживает удовлетворительную управляемость, достаточную для достижения посадочной полосы и совершения посадки.It should be noted that any non-single-engine aircraft in emergency flight or landing mode with one or more idle engines is asymmetric and maintains a satisfactory controllability sufficient to achieve the landing strip and landing.

Вопросы управляемости самолета с несимметрично расположенным по отношению к направлению полета крылом и в режиме перехода крыла из симметричного положения в несимметричное реализованы в летающей модели беспилотного летательного аппарата Oblique Wing Research Aircraft (OWRA RPW, США, 1970 г. ), в экспериментальном пилотируемом самолете Ames Dryden-1 (AD-1, США, 1982 г., реализация технического решения по пат. США №3971535 [17]) [18].The controllability of an airplane with a wing asymmetrically located in relation to the direction of flight and in the mode of transition of the wing from symmetrical to asymmetric is implemented in the flying model of the unmanned aerial vehicle Oblique Wing Research Aircraft (OWRA RPW, USA, 1970), in the experimental manned aircraft Ames Dryden -1 (AD-1, USA, 1982, the implementation of the technical solution according to US Pat. No. 3971535 [17]) [18].

Таким образом, управляемость и стабилизация полета предложенного летательного аппарата обеспечены общеизвестными техническими средствами и могут быть реализованы как каждым по отдельности, так и комплексом представленных средств. Современные цифровые системы согласования действия устройств управления и стабилизации также общеизвестны и осуществлены в приведенных выше конструкциях самолетов.Thus, the controllability and stabilization of the flight of the proposed aircraft is provided by well-known technical means and can be implemented either individually or by a set of presented means. Modern digital systems for coordinating the operation of control and stabilization devices are also well known and implemented in the above aircraft designs.

Совокупность отличительных признаков предлагаемого изобретения (установка воздухозаборного устройства и системы управления вектором тяги с возможностью согласованного поворота воздухозаборного устройства и изменения направления вектора тяги относительно продольной оси в плоскости строительной горизонтали летательного аппарата) обеспечивает возможность исключения из конструкции летательного аппарата, выполненного по аэродинамической схеме «двунаправленное летающее крыло» конструктивных элементов, не участвующих в создании подъемной силы и увеличивающих эффективную поверхность рассеяния.The set of distinguishing features of the present invention (installation of an air intake device and a thrust vector control system with the possibility of coordinated rotation of the air intake device and changing the direction of the thrust vector relative to the longitudinal axis in the plane of the aircraft’s horizontal construction) makes it possible to exclude from the design of the aircraft made according to the "bidirectional flying" aerodynamic scheme wing ”of structural elements not involved in the creation of demnoy force and increase the effective surface scattering.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения обеспечивает улучшение аэродинамического качества «двунаправленного летающего крыла» на дозвуковых и сверхзвуковых режимах полета и уменьшение радиолокационной заметности.Thus, the use of the proposed technical solution improves the aerodynamic quality of the "bidirectional flying wing" at subsonic and supersonic flight modes and reduces radar visibility.

Источники информацииInformation sources

1. Летательный аппарат. Заявка на выдачу авторского свидетельства СССР №2787386/23 (087629) от 14.06.1979 г., М. Кл.3 В64С 3/40.1. The aircraft. Application for the issue of USSR copyright certificate No. 2787386/23 (087629) dated 06/14/1979, M. Kl. 3 B64C 3/40.

2. Сверхзвуковое летающее крыло. Патент США 20120037751 А1, 2012 г. 2. The supersonic flying wing. U.S. Patent 20120037751 A1, 2012

3. Rolls Royce Pegasus. Авиационная энциклопедия «Уголок неба». URL: http://airwar.ru/enc/engines/pegasus.html. Дата обращения 01.06.2018.3. Rolls Royce Pegasus. Aviation Encyclopedia "Corner of the sky." URL: http://airwar.ru/enc/engines/pegasus.html. Date of treatment 01.06.2018.

4. Кравченко И.В., Христофоров И.Л. Силовые установки летательных аппаратов. Издательство МАИ, 2003.4. Kravchenko I.V., Khristoforov I.L. Power plants of aircraft. MAI Publishing House, 2003.

5. В.Ф. Павленко. Силовые установки летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. М.: Машиностроение, 1972.5. V.F. Pavlenko. Power plants of aircraft vertical takeoff and landing. M .: Engineering, 1972.

6. Перехватчик с вертикальным взлетом Як-141. Армии и Солдаты. Военная энциклопедия / Авиация / Военная авиация в период с 1961 по 1990 г. URL: http://armedman.ru/samoletyi/1961-1990-samoletyi/perehvatchik-s-vertikalnyim-vzletom-yak-141.html. Дата обращения 30.05.2018.6. Interceptor with vertical take-off Yak-141. Armies and Soldiers. Military Encyclopedia / Aviation / Military Aviation from 1961 to 1990. URL: http://armedman.ru/samoletyi/1961-1990-samoletyi/perehvatchik-s-vertikalnyim-vzletom-yak-141.html. Date of appeal 05/30/2018.

7. Выходное устройство авиационного двигателя и группы авиационных двигателей силовой установки (варианты). Патент РФ №2641341 МПК B64D 33/04, F02K 1/11, Опубликовано: 17.01.2018. Бюл. №2).7. The output device of the aircraft engine and the group of aircraft engines of the power plant (options). RF patent No. 2641341 IPC B64D 33/04, F02K 1/11, Published: 1/17/2018. Bull. No. 2).

8. П. Булат. На пути к пятому и шестому поколению. Часть V. Пламенный мотор для 5-го поколения. URL: http://otvaga2004.ru/kaleydoskop/kaleydoskop-air/5-6-pokoleniye-5/. Дата обращения 15.05.2018.8. P. Bulat. On the way to the fifth and sixth generation. Part V. Flaming motor for the 5th generation. URL: http://otvaga2004.ru/kaleydoskop/kaleydoskop-air/5-6-pokoleniye-5/. Date of appeal 05.15.2018.

9. В.Т. Калугин. Аэрогазодинамика органов управления полетом летательных аппаратов. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. С 688, 2004.9. V.T. Kalugin. Aerogasdynamics of flight controls. Publishing House MSTU. N.E. Bauman. Since 688, 2004.

10. Sedwick Т.A. Investigation of Non-Symmetric Two-Dimensional Nozzle Installed in Twin-Engine Tactical AircraftV/AIAA Paper №75-1319.1975.10. Sedwick T.A. Investigation of Non-Symmetric Two-Dimensional Nozzle Installed in Twin-Engine Tactical AircraftV / AIAA Paper No. 75-1319.1975.

11. Реактивное сопло в авиации. URL: http://avia-simply.ru/reaktivnoe-soplo-v-aviacii/. Дата обращения 02.05.2018.11. Jet nozzle in aviation. URL: http://avia-simply.ru/reaktivnoe-soplo-v-aviacii/. Date of appeal 02.05.2018.

12. Проектирование самолета. URL: http://www.taginvest.ru/ samolet/50.pl. Дата обращения 08.05.2018.12. The design of the aircraft. URL: http://www.taginvest.ru/ samolet / 50.pl. Date of treatment 08.05.2018.

13. Г.И. Житомирский. Конструкция самолетов. М.: Машиностроение, 416 с. 1995.13. G.I. Zhytomyr. Aircraft design. M .: Engineering, 416 p. 1995.

14. В.А. Бакурский. Самые быстрые самолеты или гонка за призраком скорости. Москва, ИЛБИ, 218 с. 2000.14. V.A. Bakursky. The fastest planes or race for the ghost of speed. Moscow, ILBI, 218 p. 2000.

15. На кривой кобыле: асимметричный самолет.URL: https://www. popmech.ru/weapon/10528-na-krivoy-kobyle-asimmetrichnyy-samolet/. Дата обращения 17.05.2018.15. On a curve mare: asymmetric plane. URL: https: // www. popmech.ru/weapon/10528-na-krivoy-kobyle-asimmetrichnyy-samolet/. Date of treatment 05.17.2018.

16. Burt Rutan 202 Boomerang. URL: https://gunm.ru/burt-rutan-202-boomerang/. Дата обращения 30.05.2018.16. Burt Rutan 202 Boomerang. URL: https://gunm.ru/burt-rutan-202-boomerang/. Date of appeal 05/30/2018.

17. Сверхзвуковой самолет с наклонным крылом. Патент США 3971535 А, 1976.17. Supersonic aircraft with a sloping wing. U.S. Patent 3,971,535 A, 1976.

18. Самолеты с поворотным крылом. URL: https://www.popmech.ru/ weapon/15340-s-krylom-napereves/. Дата обращения 17.05.2018.18. Aircraft with a rotary wing. URL: https://www.popmech.ru/ weapon / 15340-s-krylom-napereves /. Date of treatment 05.17.2018.

Claims (1)

Летательный аппарат, выполненный по аэродинамической схеме «двунаправленное летающее крыло», содержащий воздухозаборное устройство, расположенную в крыле силовую установку, систему управления вектором тяги, системы управления и стабилизации полета, отличающийся тем, что воздухозаборное устройство установлено с возможностью поворота относительно продольной оси крыла в плоскости его строительной горизонтали на угол α в диапазоне от 0° до 90°, а система управления вектором тяги выполнена с возможностью изменения направления вектора тяги в плоскости строительной горизонтали на угол β=α в направлении, противоположном направлению поворота воздухозаборного устройства.Aircraft made according to the “bi-directional flying wing” aerodynamic scheme, comprising an air intake device, a power plant located in the wing, a thrust vector control system, a flight control and stabilization system, characterized in that the air intake device is mounted to rotate relative to the longitudinal axis of the wing in the plane of its horizontal construction at an angle α in the range from 0 ° to 90 °, and the traction vector control system is configured to change the direction of the traction vector and a horizontal plane of a construction at an angle β = α in the direction opposite to the direction of rotation of the air intake device.
RU2018129689A 2018-08-14 2018-08-14 Aircraft RU2706760C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129689A RU2706760C1 (en) 2018-08-14 2018-08-14 Aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129689A RU2706760C1 (en) 2018-08-14 2018-08-14 Aircraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2706760C1 true RU2706760C1 (en) 2019-11-20

Family

ID=68580051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018129689A RU2706760C1 (en) 2018-08-14 2018-08-14 Aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706760C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023167648A1 (en) * 2022-03-04 2023-09-07 Piri Reis Universitesi An object with reduced radar visibility

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4836470A (en) * 1983-09-28 1989-06-06 Criswell David R Aerospace vehicle having multiple propulsion systems on a relatively rotatable flying wing
RU2036823C1 (en) * 1992-09-02 1995-06-09 Владимир Прокопьевич Сырский Method of flight and aircraft for realization of this method
US6568635B2 (en) * 2001-07-02 2003-05-27 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for flight control of an aircraft
JP2008149735A (en) * 2006-12-14 2008-07-03 Morio Okatsu Aeroplane
US20120037751A1 (en) * 2009-04-27 2012-02-16 University Of Miami Supersonic flying wing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4836470A (en) * 1983-09-28 1989-06-06 Criswell David R Aerospace vehicle having multiple propulsion systems on a relatively rotatable flying wing
RU2036823C1 (en) * 1992-09-02 1995-06-09 Владимир Прокопьевич Сырский Method of flight and aircraft for realization of this method
US6568635B2 (en) * 2001-07-02 2003-05-27 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for flight control of an aircraft
JP2008149735A (en) * 2006-12-14 2008-07-03 Morio Okatsu Aeroplane
US20120037751A1 (en) * 2009-04-27 2012-02-16 University Of Miami Supersonic flying wing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023167648A1 (en) * 2022-03-04 2023-09-07 Piri Reis Universitesi An object with reduced radar visibility

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10661884B2 (en) Oblique blended wing body aircraft
KR102668106B1 (en) Ejector and airfoil structure
US9180974B2 (en) Aircraft with an integral aerodynamic configuration
CN102826227A (en) Unmanned space fighter
Loth et al. Flight performance of a circulation controlled STOL aircraft
Petrov Aerodynamics of STOL airplanes with powered high-lift systems
RU2432299C2 (en) Supersonic convertible aircraft
RU2706760C1 (en) Aircraft
US3497163A (en) Supersonic aircraft
RU2686561C1 (en) Unmanned low-visibility vertical take-off and landing aircraft and method of its use during airborne location
RU2321526C1 (en) Launch vehicle recoverable booster
RU2711633C2 (en) Short take-off and landing aircraft with gas-dynamic control
RU2705416C2 (en) Stealth short take-off and landing aircraft
Nelms V/STOL concepts in the United States: Past, present, and future
Zhandildinova et al. Ummanned aerial vehicle control with a wing circulation system
RU2682054C1 (en) Supersonic low-profile plane of vertical take-off and landing
RU185829U1 (en) Aircraft vertical take-off and landing with an ellipse (disk) wing
CN106081050A (en) Integration High Altitude UAV is beaten in detecing of a kind of variable flying state
RU2682700C2 (en) Highly maneuverable aircraft
RU2120394C1 (en) Aircraft
Hill et al. Conceptual design of a lift fan plus lift/cruise fighter aircraft
Tape et al. Vectoring exhaust systems for STOL tactical aircraft
CN114212261A (en) Rhombic fixed-wing vertical take-off and landing unmanned aerial vehicle
RU50201U1 (en) VERTICAL TAKEOFF AND LANDING PLANE
SHEET et al. 7 Eof