RU2710843C1 - Vertical take-off and landing combat aircraft - Google Patents
Vertical take-off and landing combat aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710843C1 RU2710843C1 RU2018145155A RU2018145155A RU2710843C1 RU 2710843 C1 RU2710843 C1 RU 2710843C1 RU 2018145155 A RU2018145155 A RU 2018145155A RU 2018145155 A RU2018145155 A RU 2018145155A RU 2710843 C1 RU2710843 C1 RU 2710843C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- turbine engine
- combat aircraft
- aircraft according
- landing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B64C29/02—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis vertical when grounded
- B64C29/04—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis vertical when grounded characterised by jet-reaction propulsion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиации, более конкретно - к вертолетам с газотурбинным двигателем и направлено на повышение безопасности их полета.The invention relates to aviation, and more particularly to a helicopter with a gas turbine engine and is aimed at improving the safety of their flight.
Вертолет является винтокрылым летательным аппаратом, у которого подъемная и движущая силы создаются одним или несколькими несущими винтами. Такие винты располагаются параллельно земле, а их лопасти устанавливаются под определенным углом к плоскости вращения, причем угол установки может изменяться в достаточно широких пределах - от нуля до 30 градусов. Установка лопастей на ноль градусов называется холостым ходом винта или флюгированием. В этом случае несущий винт не создает подъемной силы.A helicopter is a rotary-wing aircraft, in which the lifting and driving forces are created by one or more rotors. Such screws are parallel to the ground, and their blades are installed at a certain angle to the plane of rotation, and the installation angle can vary over a fairly wide range - from zero to 30 degrees. Setting the blades to zero degrees is called idle screw or feathering. In this case, the rotor does not generate lift.
Из всех типов вертолетных схем сегодня самой распространенной является классическая. При такой схеме машина имеет только один несущий винт, который может приводиться в движение одним, двумя или даже тремя двигателями. К этому типу, например, относятся ударные АН-64Е Guardian, AH-1Z Viper, Ми-28Н, транспортно-боевые Ми-24 и Ми-35, транспортные Ми-26, многоцелевые UH-60L Black Hawk и Ми-17, легкие Bell 407 и Robinson R22. При вращении несущего винта на вертолетах классической схемы возникает реактивный момент, из-за которого корпус машины начинает раскручиваться в сторону вращения ротора. Для компенсации момента используют рулевое устройство на хвостовой балке.Of all the types of helicopter circuits today, the most common is the classic. With this arrangement, the machine has only one rotor, which can be driven by one, two, or even three engines. This type, for example, includes the An-64E Guardian, AH-1Z Viper, Mi-28N, Mi-24 and Mi-35 transport and combat vehicles, Mi-26 transport vehicles, UH-60L Black Hawk and Mi-17 multipurpose light Bell 407 and Robinson R22. When the rotor rotates on helicopters of the classical scheme, a reactive moment arises, due to which the machine body begins to unwind in the direction of rotation of the rotor. To compensate for the moment use the steering device on the tail boom.
Второй по распространенности и более перспективной вертолетной схемой является соосная. В ней рулевой винт отсутствует, зато есть два несущих винта - верхний и нижний. Они располагаются на одной оси и вращаются синхронно в противоположных направлениях. Благодаря такому решению винты компенсируют реактивный момент, а сама машина получается несколько более устойчивой по сравнению с классической схемой. Кроме того, у вертолетов соосной схемы практически отсутствуют перекрестные связи в каналах управления.The second most common and more promising helicopter scheme is coaxial. There is no steering screw in it, but there are two main rotors - the upper and lower. They are located on the same axis and rotate synchronously in opposite directions. Thanks to this solution, the screws compensate for the reactive moment, and the machine itself turns out to be somewhat more stable compared to the classical scheme. In addition, coaxial-type helicopters have virtually no cross-connections in control channels.
Наиболее известным производителем вертолетов соосной схемы является российская компания «Камов». Она выпускает корабельные многоцелевые вертолеты Ка-27, ударные Ка-52 и транспортные Ка-226. Все они имеют по два винта, расположенных на одной оси друг под другом.The most famous coaxial helicopter manufacturer is the Russian company Kamov. It produces Ka-27 multi-purpose ship helicopters, Ka-52 attack helicopters and Ka-226 transport helicopters. All of them have two screws located on the same axis one below the other.
Известен безопасный вертолет по патенту РФ на изобретение №2333135, МПК В64С 27/04, опубл. 10.09.2008 г.Known safe helicopter according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2333135, IPC ВСС 27/04, publ. September 10, 2008
Этот вертолет содержит тяговый двигатель и несущий винт с вертикальной осью, на вершине которой располагается четное количество, но не менее четырех лопастей. Вертолет также содержит соединительное устройство, выполняющее роль трансмиссии в режиме работы тягового двигателя, а в режиме работы стартовых двигателей - роль механизма обгонной муфты. Каждая вторая лопасть несущего винта имеет расчетно-укороченный размер габаритной длины и включает в свое устройство один или несколько элементарных работающих, например, на твердом топливе стартовых двигателей. Изобретение позволяет повысить безопасность при аварийной посадке вертолета.This helicopter contains a traction engine and a rotor with a vertical axis, on top of which there is an even number, but not less than four blades. The helicopter also contains a connecting device that plays the role of a transmission in the operating mode of the traction engine, and in the operating mode of the starting engines - the role of a freewheel mechanism. Each second rotor blade has a calculated shortened dimension of overall length and includes in its device one or more elementary starting engines, for example, operating on solid fuel. The invention improves safety during emergency landing of a helicopter.
Недостаток: низкая надежность.Disadvantage: low reliability.
Известен вертолет по патенту РФ на изобретение №2335432, МПК В64С 27/04, опубл. 10.10.2008 г.Known helicopter according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2335432, IPC ВСС 27/04, publ. 10/10/2008
Этот вертолет включает фюзеляж и соосные винты, причем винтов может быть два или более и они могут быть разного диаметра. По меньшей мере, один из винтов - управляемый с изменяемым шагом, а остальные - с фиксированным шагом. Во втором варианте вертолет имеет хвостовую балку с эластичной пневмокамерой на конце, причем при поднятой балке блокируется снижение тяги. В третьем варианте двигатель и редуктор размещены в отдельной мотогондоле, расположенной над фюзеляжем на пилонах и/или эластичных вставках.This helicopter includes a fuselage and coaxial screws, and the screws can be two or more and they can be of different diameters. At least one of the screws is controlled with a variable pitch, and the rest with a fixed pitch. In the second embodiment, the helicopter has a tail boom with an elastic pneumatic chamber at the end, and when the beam is raised, thrust reduction is blocked. In the third embodiment, the engine and gearbox are placed in a separate engine nacelle located above the fuselage on the pylons and / or elastic inserts.
Недостаток: низкая надежность вертолета связанная с тем, что при поломке одного винта тяги другого недостаточно для его посадки и, кроме того, возникновение дисбаланса нарушает работу второго винта.Disadvantage: low reliability of the helicopter due to the fact that when one propeller breaks, the thrust of the other is not enough to land it and, in addition, the occurrence of an imbalance disrupts the operation of the second propeller.
Известен вертолет по патенту РФ №2284284, МПК B64D 45/04, опубл. 27.08.2006.Known helicopter according to the patent of the Russian Federation No. 2284284, IPC B64D 45/04, publ. 08/27/2006.
Этот вертолет имеет систему безопасного приземления падающего во время воздушной аварии вертолета. Система безопасного приземления содержит парашют, размещенный в пустотелом цилиндре, расположенном в полости вала трансмиссии, на котором установлен несущий винт, а также расположенные в нижней части фюзеляжа вертолета реактивные двигатели торможения и надувные устройства. Указанный пустотелый вал выполнен в виде стальной трубы и имеет зубчатые колеса привода, выполненные на нем как одно целое.This helicopter has a safe landing system for a helicopter falling during an air accident. The safe landing system contains a parachute located in a hollow cylinder located in the cavity of the transmission shaft on which the rotor is mounted, as well as jet braking engines and inflatable devices located in the lower part of the helicopter fuselage. The specified hollow shaft is made in the form of a steel pipe and has gear wheels of the drive, made on it as one unit.
Недостатки:Disadvantages:
- применение парашютов для спасения вертолетов, имеющих очень большой вес нереально,- the use of parachutes to rescue helicopters with a very large weight is unrealistic,
- применение надувных средств также нереально для больших вертолетов и кроме того они пожароопасны,- the use of inflatable means is also unrealistic for large helicopters and in addition they are fire hazardous,
- применение реактивных двигателей перспективно, но не указан тип реактивного двигателя и способ его применения. Применение твердотопливных ракетных двигателей нереально из-за их пожаро- и взрывоопасности. Применение жидкостных ракетных двигателей проблематично из-за необходимости постоянной транспортировки окислителя. Применение ГТД возможно, но необходимо разработать его конструкцию, место установки и способ применения. Этого нет в пат. РФ №2284284. Кроме того, по этому патенту предполагается совместное применение парашютов и реактивных двигателей (нескольких), что снижает надежность вертолета.- the use of jet engines is promising, but the type of jet engine and the method of its use are not indicated. The use of solid propellant rocket engines is unrealistic due to their fire and explosion hazard. The use of liquid rocket engines is problematic due to the need for continuous transportation of the oxidizing agent. The use of gas turbine engines is possible, but it is necessary to develop its design, installation location and method of application. This is not in US Pat. RF №2284284. In addition, this patent assumes the combined use of parachutes and jet engines (several), which reduces the reliability of the helicopter.
Известен вертолет по патенту РФ на изобретение №2148537, МПК В64С 7/20, опубл. 10.05.200 г., прототип.Known helicopter according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2148537, IPC ВСС 7/20, publ. 05/10/2002, the prototype.
Этот вертолет содержит корпус, воздушно-реактивный двигатель создания силы тяги для горизонтального полета, несущие винты, которые расположены внутри указанного корпуса и служат компрессором воздушно-реактивного двигателя, двигатель, который предназначен для вращения указанных несущих винтов, и кабину пилота. Предусмотрена защитная сетка, под которой расположены несущие винты. Створки расположены внизу под сеткой и предназначены для взлета и посадки.This helicopter contains a housing, an air-jet engine for generating thrust for horizontal flight, rotors that are located inside the housing and serve as a compressor for an air-jet engine, an engine that is designed to rotate these rotors, and the cockpit. A protective net is provided under which the rotors are located. Sashes are located below the net and are designed for take-off and landing.
Недостаток: плохая безопасность полета в связи с тем, что при разрушении винта посадка вертолета почти всегда приведет к катастрофическим последствиям.Disadvantage: poor flight safety due to the fact that when the propeller is destroyed, helicopter landing will almost always lead to catastrophic consequences.
Задачи создания изобретения: повышение надежности и безопасности полета, упрощение управления и уменьшение осевых габаритов двигателя.Objectives of the invention: improving the reliability and safety of flight, simplifying control and reducing the axial dimensions of the engine.
Задачи создания изобретения: повышение надежности и безопасности полета, упрощение управления и уменьшение осевых габаритов двигателя.Objectives of the invention: improving the reliability and safety of flight, simplifying control and reducing the axial dimensions of the engine.
Технический результат: обеспечение безопасной посадки при разрушении винта.Effect: ensuring a safe landing when the screw is destroyed.
Решение указанных задач достигнуто в боевом самолете вертикального взлета и посадки, содержащем фюзеляж с днищем и хвостом, и газотурбинный двигатель с редуктором, тем, что применен винтовентиляторный газотурбинный двигатель, содержащий винтовентилятор с двумя ступенями ротора, выполненными с возможностью вращения лопастей в противоположные стороны, и соединенные с ним двумя валами биротативный компрессор и биротативную турбину, которые установлены внутри внутреннего корпуса, с образованием второго контура между внешним и внутренним корпусами, при этом лопасти винтовентилятора выполнены с возможностью несинхронного изменения углов атаки, а за биротативной турбиной выполнены внутреннее сопло внешнее сопла с регулируемым вектором тяги.The solution of these problems was achieved in a vertical take-off and landing combat aircraft containing a fuselage with a bottom and a tail, and a gas turbine engine with a reducer, in that a fan-type gas turbine engine was used, comprising a rotor fan with two rotor stages made with the possibility of rotation of the blades in opposite directions, and a birotative compressor and a birotative turbine connected to it by two shafts, which are installed inside the inner casing, with the formation of a second circuit between the external and internal m with cases, while the rotor fan blades are configured to asynchronously change the angles of attack, and behind the birobotative turbine, an internal nozzle and an external nozzle with an adjustable thrust vector are made.
Винтовентилятор может быть выполнен из двух ступеней ротора, с возможностью их вращения в противоположном направлении.The rotor fan can be made of two stages of the rotor, with the possibility of rotation in the opposite direction.
Между биротативной турбиной и внутренним соплом винтовентиляторного газотурбинного двигателя может быть выполнена форсажная камера.An afterburner may be provided between the birobotative turbine and the internal nozzle of the gas turbine engine.
Винтовентиляторный газотурбинный двигатель может быть валом отбора мощности соединен с вспомогательными агрегатами.A gas turbine engine can be connected to auxiliary units by a power take-off shaft.
На конце хвоста может быть установлен маршевый движитель в виде толкающего винта.At the end of the tail, a propulsive propeller can be installed in the form of a pushing screw.
Фюзеляж может быть оборудован передними крыльями, на которых установлены маршевые двигатели.The fuselage can be equipped with front wings on which marching engines are installed.
Маршевые двигатели могут быть выполнены в виде турбовинтовых газотурбинных двигателей.Marching engines can be made in the form of turboprop gas turbine engines.
Маршевые двигатели могут быть выполнены в виде турбореактивных газотурбинных двигателей.Marching engines can be made in the form of turbojet gas turbine engines.
На днище фюзеляжа может быть выполнена платформа безопасности, имеющая вертикальное отверстия для размещения внешнего сопла двухконтурного газотурбинного двигателя, внутренняя полость платформы безопасности заполнена демпфирующим материалом. В качестве демпфирующего материала может быть применена сотовая конструкция. В качестве демпфирующего материала может быть применена металлорезина.On the bottom of the fuselage, a safety platform can be made having vertical openings for accommodating an external nozzle of a double-circuit gas turbine engine, the internal cavity of the safety platform is filled with damping material. As the damping material, a honeycomb structure may be used. As the damping material, metal rubber may be used.
Сущность изобретения поясняется на чертежах (фиг. 1…17), где:The invention is illustrated in the drawings (Fig. 1 ... 17), where:
- на фиг. 1 приведена схема самолета,- in FIG. 1 shows a diagram of an airplane,
- на фиг. 2 приведен вид А на фиг. 1,- in FIG. 2 is a view A of FIG. 1,
- на фиг. 3 приведена схема компоновки винта, редуктора и газотурбинного двигателя,- in FIG. 3 shows the layout of the screw, gearbox and gas turbine engine,
- на фиг. 4 приведен газотурбинный двигатель самолета, первый вариант в рабочем положении,- in FIG. 4 shows the gas turbine engine of the aircraft, the first option in the working position,
- на фиг. 5 приведен газотурбинный двигатель самолета, второй вариант в рабочем положении,- in FIG. 5 shows the gas turbine engine of the aircraft, the second option in the working position,
- на фиг. 6 приведена конструкция газотурбинного двигателя самолета, первый вариант, повернуто на 90°.- in FIG. 6 shows the design of the gas turbine engine of the aircraft, the first option is rotated 90 °.
- на фиг. 7 приведена конструкция газотурбинного двигателя самолета, 2-й вариант, повернуто на 90°.- in FIG. 7 shows the design of the gas turbine engine of the aircraft, the 2nd option, rotated 90 °.
- на фиг. 8 приведена схема передачи мощности от ГТД на винты,- in FIG. 8 shows a diagram of the transfer of power from the turbine engine to the screws,
- на фиг. 9 приведен вариант самолета с маршевым движителем на хвосте,- in FIG. 9 shows a variant of the aircraft with a marching propulsion on the tail,
- на фиг. 10 приведен вариант самолета с маршевым двигателем на передних крыльях.- in FIG. 10 shows a variant of an aircraft with a marching engine on the front wings.
- на фиг. 11 приведена платформа безопасности,- in FIG. 11 shows the security platform,
- на фиг. 12 приведен разрез В-В на фиг. 11,- in FIG. 12 is a section BB of FIG. eleven,
- на фиг. 13 приведена схема управления поворотной части внутреннего сопла с управляемым вектором тяги и внешнего сопла,- in FIG. 13 shows the control circuit of the rotary part of the inner nozzle with a controlled thrust vector and the outer nozzle,
- на фиг. 14 приведена схема винтовентилятора,- in FIG. 14 shows a diagram of a fan heater,
- на фиг. 15 приведена схема управления лопастями винтовентилятора,- in FIG. 15 shows the control circuit of the fan blades,
- на фиг. 16 приведен разрез В-В лопасти винтовентилятора, исходное положение,- in FIG. 16 shows a section BB of the fan blade, the initial position,
- на фиг. 17 приведен разрез В-В лопасти винтовентилятора, повернуто,- in FIG. 17 shows a section bB of the fan blade, rotated,
Обозначения, принятые в описании:Designations accepted in the description:
фюзеляж 1,
винтовентиляторный газотурбинный двигатель 2,turbofan
биротативный винтовентилятор 3,
входной направляющий аппарат 4,
первая роторная ступень винтовентилятора 5,the first rotor stage of the
вторая роторная ступень винтовентилятора 6,the second rotor stage of the
внутренний вал 7,
внешний вал 8,
редуктор 9,
внешний корпус 10,
внутренний корпус 11,
второй контур 12,
биротативный компрессор 13,
биротативная турбина 14,
статор компрессора 15,
первый ротор компрессора 16,the first rotor of the
второй ротор компрессора 17,the second rotor of the
статор турбины 18,
первый ротор турбины 19,the first rotor of the
второй ротор турбины 20,the second rotor of the
внутренний вал 21,
внешний вал 22,
вал отбора мощности 23,power take-off
внутренний редуктор 24,
камера сгорания 25,
форсунки 26,
внутреннее сопло с регулируемым вектором тяги 27,internal nozzle with
основная топливная система 28,
топливопровод 29,
топливный насос 30,
привод 31,
внутренние опоры 32,
внешние опоры 33,
форсажная камера 34,
форсажный коллектор 35,
форсажная топливная система 36.afterburning
топливопровод 37,
форсажный насос 38,
привод 39.
маршевый движитель 40,
хвост 41,
толкающий винт 42,
вал 43,
муфта 44,
задние крылья 45,
маршевые двигатели 46,marching
передние крылья 47.
днище 48,bottom 48,
платформа безопасности 49,
полость 50,
демпфирующий материал 51,damping
центральное отверстие 52,
посадочные опоры 53,landing supports 53,
внешнее сопло 54,
второй вал отбора мощности 55,second power take-off
неподвижная часть 56,
поворотная часть 57,
цилиндрическая цапфа 58,
гидроцилиндр 59,
система рычагов 60,
неподвижная часть 56,
поворотная часть 57,
цилиндрическая цапфа 58,
гидроцилиндр 59,
система рычагов 60,
неподвижная часть 61,fixed
поворотная часть 62,
цилиндрическая цапфа 63,
гидроцилиндр 64,
система рычагов 65,
статор 66,
верхняя ступица 67,
нижняя ступица 68,
лопасти 69,
ось 70,
ведомая шестерня 71,driven
полость 72,
зубчатая рейка 73,
привод 74,
блок управления 75,
линии связи 76.communication lines 76.
Боевой самолет вертикального взлета и посадки (фиг. 1 и 2) содержит фюзеляж 1, винтовентиляторный газотурбинный двигатель 2, установлен вертикально в районе центра масс вертолета (Фиг. 1 и 2).A vertical take-off and landing combat aircraft (Figs. 1 and 2) contains the
Винтовентиляторный газотурбинным двигатель 2 содержит биротативный винтовентилятор 3, содержащий входной направляющий аппарат 4, две роторные ступени первую роторную ступень винтовентилятора 5 и вторую роторную ступень винтовентилятора 6, соединенные двумя валами внутренним 7 и внешним 8 с выходом из редуктора 9.A rotary fan
Кроме того, винтовентиляторный ГТД 2 содержит внешний корпус 10, установленный концентрично ему внутри внутренний корпус 11 с образованием второго контура 12 между ними, биротативный компрессор 13 и биротативную турбину 14. Биротативный компрессор 13 содержит статор компрессора 15 и два ротора компрессора: первый 16 и второй 17. Биротативная турбина 14 содержит статор турбины 18 и два ротора турбины: первый 19 и второй 20. Винтовентиляторный ГТД 2 имеет два вала: внутренний 21 и внешний 22. Первый ротор компрессора 16 соединен внутренним валом 21 с вторым ротором турбины 20. Второй ротор компрессора 17 соединен внешним валом 22 с вторым ротором турбины 20.In addition, the turbofan
Винтовентиляторный газотурбинный двигатель 2 имеет вал отбора мощности 23 (фиг. 2 и 3) для отбора мощности от внешнего вала 22 через внутренний редуктор 24 (фиг. 3) на вспомогательные агрегаты, например генератор.The turbofan
Винтовентиляторный газотурбинный двигатель 2 содержит (фиг. 3) камеру сгорания 25 с форсунками 26 и внутренне сопло с регулируемым вектором тяги 27.The
Винтовентиляторный газотурбинный двигатель 2 по первому варианту (фиг. 3) имеет одну основную топливную систему 28. Основная топливная система 28 содержит топливопровод 29, в котором установлен топливный насос 30, соединенный с приводом 31.The turbofan
Винтовентиляторный газотурбинный двигатель 2 выполнен биротативным и содержит два вала 21 и 22. Внутренний и внешний валы 21 и 22 установлены соответственно на внутренних опорах 32 и внешних опорах 33.The turbofan
Первый и второй валы 21 и 22 с соответствующими им роторами вращаются в противоположные стороны. Это позволяет исключить реактивный момент, поворачивающий фюзеляж 1 в противоположную сторону и упростить управление вертолетом.The first and
На фиг. 4 приведена упрощенная схема винтовентиляторного газотурбинного двигателя 2, первый вариант.In FIG. 4 shows a simplified diagram of a
На фиг. 5 приведен второй вариант винтовентиляторного газотурбинного двигателя 2, который дополнительно содержит форсажную камеру 34 с форсажным коллектором 35 (с форсунками) внутри и форсажную топливную систему 36.In FIG. 5 shows a second embodiment of a turbofan
Форсажная топливная система 36 содержит топливопровод 37 с установленным в нем форсажным насосом 36, к которому присоединен привод 39. Топливопровод 37 соединен с форсажным коллектором 35.The
Винтовентиляторный газотурбинный двигатель 2 установлен вертикально в центре масс фюзеляжа 1 самолета вертикального взлета и посадки (фиг. 1).A
На фиг. 6 приведена более детально конструкция двухконтурного газотурбинного двигателя 9 самолета, первый вариант, повернуто на 90°.In FIG. 6 shows in more detail the design of a dual-circuit
Винтовентиляторный ГТД 2, как упомянуто ранее, содержит внутренний вал 21, установленный на внутренних опорах 32 и внешний вал 22, установленный на внешних опорах 33.The rotor-type
Винтовентиляторный ГТД 2 содержит статор компрессора 15, два ротора компрессора первый - 16 и второй - 17, выполненные с возможность вращения в противоположном направлении и без направляющих аппаратов между ними, статор турбины 18, и два ротора турбины: первый 19 и второй 20, также выполненные с возможностью вращения в противоположные стороны и без сопловых аппаратов между ними. С внешним валом 22 связан внутренний редуктор 24, к которому присоединены вал отбора мощности 23 для отбора мощности на вспомогательные агрегаты, например, электрогенератор. Первый ротор компрессора 16 и второй ротор турбины 20 соединены внутренним валом 21. Второй ротор компрессора 17 и первый ротор турбины 19 соединены внешним валом 22.The screw-
Применение биротативной схемы винтовентиляторного газотурбинного двигателя 2 уменьшит его осевой габарит, вес и устранит реактивный момент, действующий на фюзеляж. Кроме того, гироскопические эффекты от двух роторов, вращающихся в противоположном направлении взаимно компенсируются. Это позволит значительно упростить управление вертолетом.The use of a birotative scheme for a
На фиг. 7 приведена конструкция винтовентиляторного газотурбинного двигателя 3 самолета, 2-й вариант, с форсажной камерой, повернуто на 90°. In FIG. 7 shows the design of a propeller-driven
Дополнительно к первому варианту между биротативной турбиной 14 и внутренним соплом 27 расположена форсажная камера 34 с форсажным коллектором 35 для впрыска топлива на форсажных режимах.In addition to the first option, between the
Форсажная топливная система 36 содержит топливопровод 37 с установленным в нем форсажным насосом 38, к которому присоединен привод 39. Топливопровод 37 соединен с форсажным коллектором 35.The
На фиг. 8 приведена один из возможных вариантов передачи мощности от роторов винтовентиляторного ГТД 2 на роторные ступени винтовентилятора 5 и 6 через второй вал отбора мощности 55 и редуктор 9.In FIG. 8 shows one of the possible options for transmitting power from the rotor of the fan-
На фиг. 9 приведен вариант самолета вертикального взлета и посадки с маршевым движителем 40 на хвосте 41.In FIG. 9 shows a variant of a vertical take-off and landing airplane with a
Маршевый движитель 40 может быть выполнен в виде толкающего винта 42. Привод толкающего винта 42 осуществляется от редуктора 9 через вал 43 и муфту 44. Вертолет может иметь задние крылья 45. Marching
На фиг. 10 приведен вариант самолета вертикального взлета и посадки с маршевым двигателем 46 на передних крыльях 47. Маршевые двигатели 46 могут быть выполнены в виде турбовинтового двигателя или в виде газотурбинного двигателя.In FIG. 10 shows a variant of a vertical take-off and landing aircraft with a
На фиг. 11 приведена платформа безопасности 49, а на фиг. 12 приведен разрез В-В. Внутреннее сопло 27 установлено внутри внешнего сопла 54.In FIG. 11 shows a
Платформа безопасности 49 имеет центральное отверстие 52, выполненное вертикально на оси, проходящей через центр масс самолета вертикального взлета и посадки и винтовентиляторный газотурбинный двигатель 2. Диаметр центрального отверстия 52 D0 больше диаметра среза внешнего сопла 54 - Dc.The
D0≥Dc.D 0≥ D c .
На днище 48 фюзеляжа 1 закреплена платформа безопасности 49, полость 50 которой заполнена демпфирующим материалом 51. В качестве демпфирующего материала 51 может быть применен сотовый наполнитель или металлорезина. В платформе безопасности 49 выполнено центральное отверстие 52. К днищу 48 прикреплены посадочные опоры 53 «П»-образной формы.On the bottom 48 of the
На фиг. 13 приведено внутренне сопло с регулируемым вектором тяги 27.In FIG. 13 shows an internal nozzle with an
Внутренне сопло с регулируемым вектором тяги 27 содержит неподвижную часть 56, поворотную часть 57 соединенные цилиндрическими цапфами 58 и гидроцилиндр 59 с системой рычагов 60. Внешнее сопло 54 с регулируемым вектором тяги содержит неподвижную часть 61, поворотную часть 62 соединенные цилиндрическими цапфами 63 и гидроцилиндр 64 с системой рычагов 65.An internal nozzle with an
На фиг. 14 приведена схема роторов биротативного винтовентилятора 3.In FIG. 14 is a diagram of rotors of a
На фиг. 15 приведена схема управления лопастями 69 биротативного винтовентилятора 3, который содержит статор 66, верхнюю ступицу 67, нижнюю ступицу 68, лопасти 69.In FIG. 15 shows a control circuit for the
Далее система управления углами атаки лопастей 69 иллюстрируется на первой роторной ступени винтовентилятора 5. Схема управления углами атаки лопастей 69 для второй ступени винтовентилятора 6 аналогична.Next, the control system for the angles of attack of the
У каждой лопасти 69 выполнена ось 70, на конце которой установлена ведомая шестерня 71. Ведомая шестерня 71 установлена в полость 72, выполненной в верхней ступице 67. С ведомой шестерней 71 контактирует зубчатая рейка 73, с которой соединен привод 74.Each
Система управления углами атаки лопастей 69 позволяет управлять углов атаки β несинхронно и тем самым управлять перемещение вертолета как по курсу. так и в перпендикулярной плоскости.The control system of the angles of attack of the
Боевой самолет вертикального взлета и посадки содержит блок управления 75, предназначенный для управления вектором тяги и углами атаки β лопастей 69, который линиями 76 с приводами 74 и гидроцилиндрами 59 и 64. (фиг. 14 и 15).A vertical takeoff and landing combat aircraft comprises a
На фиг 16 и 17 приведен процесс изменения угла атаки лопасти 69.On Fig 16 and 17 shows the process of changing the angle of attack of the
РАБОТА БОЕВОГО САМОЛЕТА ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ В НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ, 1 вариантOPERATION OF THE BATTLE VERTICAL TAKEOFF AND LANDING IN NORMAL MODE, 1 option
Сначала винтовентиляторный газотурбинный двигатель 2 в режиме «малого газа» (фиг. 1 и 3). Для этого внешний вал 22 раскручиваю через вал отбора мощности 23 и редуктор 24 стартером (стартер на фиг. 1-12 не показан). Привод 31 раскручивает топливный насос 30 основной топливной системы и топливо (авиационный керосин) по топливопроводу 29 подается в форсунки 26 камеры сгорания 25. Продукты сгорания проходят через биротативную турбину 14. Мощность с биротативной турбины 14 передается на биротативный компрессор 13, который сжимают воздух, идущий через него. Сжатый воздух подается в камеру сгорания 25 для поддержания процесса горения.First, a
Реактивная тяга винтовентиляторного газотурбинного двигателя 2, создаваемая внутренним соплом 27 и внешним соплом 54 передается на фюзеляж 1, что в совокупности с силой тяги биротативного винтовентилятора 3 обеспечивает взлет, полет вертолета и его посадку в нормальном режиме.The jet thrust of the rotor-propelled
Холодный воздух, истекающий из внешнего сопла 54 смешиваясь с продуктами сгорания, истекающими из внутреннего сопла 27 снижает температуру реактивной струи и тем самым повышает безопасность взлета и посадки.Cold air flowing out of the
После прогрева винтовентиляторного газотурбинного двигателя 2 его основную топливную систему 28 переводят на «взлетный режим». Вертолет вертикально взлетает.After warming up the propeller-driven
Совместная тяговооруженность биротативного винтовентилятора 3 с учетом второго контура 12 и сопел 27 и 54 на номинальном режиме составляет 1,05…1,1.The joint thrust-weight ratio of the
Горизонтальная составляющая тяги при отсутствии маршевых двигателей создается (фиг. 13) поворотом при помощи гидроцилиндра 60 поворотной части 57 внутреннего сопла 27 относительно неповоротной части 56 на угол от 5 до 7 град.The horizontal component of the thrust in the absence of marching engines is created (Fig. 13) by rotation using the
Одновременно осуществляют поворотной части 62 внешней части сопла 54.At the same time carry out the
На фиг 14-17 приведен процесс изменения угла атаки лопасти 69.In Fig.14-17 shows the process of changing the angle of attack of the
По команде с блока управления 75 привод 74 поворачивает лопасти 69 (фиг. 15) в нужном направлении.On command from the
Угол атаки β изменяется (фиг. 16 и 17).The angle of attack β changes (Fig. 16 and 17).
РАБОТА БЕВОГО САМОЛЕТА ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ,EMERGENCY RESPONSE AND TAKE-OFF PLANE IN EMERGENCY MODE
первый вариант при поломке биротативного винтовентилятораthe first option in case of breakdown of the rotational fan
При поломке биротативного винтовентилятора 3 увеличивают подачу топлива в основной топливной системе в 1,1-1,2 раза. Реактивной тяги, создаваемой соплами 27 и 54 будет достаточно для мягкой посадки свмолета.In the event of a breakdown of the
РАБОТА БОЕВОГО САМОЛЕТА ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕEMERGENCY VERTICAL TAKEOFF AND LANDING OPERATION IN EMERGENCY MODE
со вторым вариантом двухконтурного ГТДwith the second option of a double-circuit gas turbine engine
При значительном снижении силы тяги винтовентиляторного двигателя 2 по любым причинам в этом варианте форсажный топливный насос 38 подает топливо (авиационный керосин) по топливопроводу 37 в форсажный коллектор 35 форсажной камеры 34, где воспламеняется при помощи запальника (запальник на фиг. 1-12 не показан). Реактивная тяга, создаваемую соплами 27 и 54 значительно увеличивается. Продукты сгорания через сопло 27 истекают вертикально вниз, эжектируя воздух через внешнее сопло 54.With a significant decrease in the thrust of the
Тяга, создаваемая соплами 27 и 45, увеличивается по сравнению с бесфорсажным режимом в 2…3 раза, что обеспечивает аварийную посадку самолета ценой очень большого расхода топлива.The thrust created by
Применение форсажной камеры 34 в винтовентиляторном газотурбинном двигателе 2 позволяет спроектировать винтовентиляторный ГТД 2 меньших габаритов и веса, что очень важно, так как использование максимальных возможностей винтовентиляторного ГТД 2 приходится применять чрезвычайно редко.The use of the
Платформа безопасности 49, полость 50 которой заполнена демпфирующим материалом 51 смягчает удар вертолета о поверхность земли при неудачной посадке. Это дополнительно повышает надежность самолета и безопасность полетов на нем.A
Горизонтальная составляющая тяги создается (фиг. 13) поворотом при помощи гидроцилиндра 60 поворотной части 57 относительно неповоротной части 56 на угол от 5 до 7 град.The horizontal component of the thrust is created (Fig. 13) by rotation using the
РАБОТА БОЕВОГО САМОЛЕТА ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ С МАРШЕВЫМ ДВИЖИТЕЛЕМ И МАРШЕВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИOPERATION OF A VERTICAL TAKEOFF AND LANDING PLANE WITH A MARCH ENGINE AND MARCH ENGINES
Для варианта самолета с маршевым движителем 40 на хвосте 41 (фиг. 9) запускают маршевый движитель 40, и самолет может перемешаться с достаточно большой скоростью. Маршевый движитель 40 может быть выполнен в виде толкающего винта 42. Привод толкающего винта 42 осуществляется от редуктора 9 через вал 43 и муфту 44. Самолет может иметь задние крылья 45.For a variant of the aircraft with the marching
Для варианта самолета с маршевым двигателем 46 на передних крыльях 77 (фиг. 10) маршевые двигатели 46 запускают, благодаря чему создается горизонтальная тяга соизмеримая с тягой современных скоростных самолетов. При этом может быть достигнута скорость 700-800 км/час, что необходимо для военных самолетов.For the version of the aircraft with the
Маршевые двигатели 46 могут быть выполнены в виде турбовинтового двигателя или в виде газотурбинного двигателя.Marching
Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:
- обеспечить безопасную посадку при разрушении одной или двух роторных ступеней винтовентилятора и других неисправностях, резко уменьшающих тягу винтовентиляторного газотурбинного двигателя в полете,- to ensure a safe landing in the event of the destruction of one or two rotor stages of the fan heater and other malfunctions that sharply reduce the thrust of the fan-gas turbine engine in flight,
- сохранить жизнь экипажу и пассажирам, уменьшить осевой габарит и вес газотурбинного двигателя,- save the life of the crew and passengers, reduce the axial dimension and weight of the gas turbine engine,
- упростить управление боевым самолетом вертикального взлета и посадки,- simplify the management of combat aircraft vertical takeoff and landing,
- улучшить технические характеристики боевого самолета вертикального взлета и посадки: скорость, маневренность, высоту подъема вертолета и др. технические, эксплуатационные и боевые характеристики.- improve the technical characteristics of a vertical take-off and landing combat aircraft: speed, maneuverability, helicopter lifting height and other technical, operational and combat characteristics.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145155A RU2710843C1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Vertical take-off and landing combat aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145155A RU2710843C1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Vertical take-off and landing combat aircraft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2710843C1 true RU2710843C1 (en) | 2020-01-14 |
Family
ID=69171284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018145155A RU2710843C1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Vertical take-off and landing combat aircraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2710843C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU120735A1 (en) * | 1958-02-17 | 1958-11-30 | В.Ф. Денисов | Vertically flying machine |
US3517898A (en) * | 1966-12-30 | 1970-06-30 | Sud Aviat Soc Nationale De Con | Lift and propulsion device for a jet aircraft of the hybrid helicopter-autogyro type |
WO2001087707A1 (en) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Sunlase, Inc. | Aircraft and hybrid with magnetic airfoil suspension and drive |
RU73697U1 (en) * | 2007-12-24 | 2008-05-27 | Валерий Иванович Сафонов | TURBO-FAN ENGINE |
RU2333866C2 (en) * | 2006-08-30 | 2008-09-20 | Эдуард Николаевич Григорьев | Method of helicopter control in failure of power plant with propeller mechanical drive (versions) |
RU2361783C1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-07-20 | Николай Борисович Болотин | Vtol aircraft power plant |
-
2018
- 2018-12-18 RU RU2018145155A patent/RU2710843C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU120735A1 (en) * | 1958-02-17 | 1958-11-30 | В.Ф. Денисов | Vertically flying machine |
US3517898A (en) * | 1966-12-30 | 1970-06-30 | Sud Aviat Soc Nationale De Con | Lift and propulsion device for a jet aircraft of the hybrid helicopter-autogyro type |
WO2001087707A1 (en) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Sunlase, Inc. | Aircraft and hybrid with magnetic airfoil suspension and drive |
RU2333866C2 (en) * | 2006-08-30 | 2008-09-20 | Эдуард Николаевич Григорьев | Method of helicopter control in failure of power plant with propeller mechanical drive (versions) |
RU73697U1 (en) * | 2007-12-24 | 2008-05-27 | Валерий Иванович Сафонов | TURBO-FAN ENGINE |
RU2361783C1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-07-20 | Николай Борисович Болотин | Vtol aircraft power plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2762584A (en) | Vertically rising road operable aircraft | |
US11518504B2 (en) | Compound helicopters having auxiliary propulsive systems | |
KR102421773B1 (en) | Multi-rotor aerial vehicle | |
US5039031A (en) | Turbocraft | |
EP3312087B1 (en) | An electric cold flow tipjet rotorcraft | |
US5149012A (en) | Turbocraft | |
US8011614B2 (en) | Bird vortex flying machine | |
CN109764774B (en) | Test device for simulating rocket return landing process | |
US11267579B2 (en) | Compound helicopters having hybrid propulsion engines | |
JP4944270B1 (en) | Turbo shaft engine V / STOL machine | |
RU2701076C1 (en) | Helicopter | |
RU2710843C1 (en) | Vertical take-off and landing combat aircraft | |
RU2708516C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
RU2710038C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
RU2705545C1 (en) | Combat attack helicopter and helicopter power plant | |
CN113613996A (en) | Gyro-stabilized aircraft | |
RU2698497C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
RU2710839C1 (en) | Helicopter | |
RU2701083C1 (en) | Helicopter | |
US2782861A (en) | Helicopter blades and thrust augmenters therefor | |
RU2603305C1 (en) | Return carrier rocket stage | |
RU2705857C1 (en) | Helicopter power plant | |
US3357656A (en) | Turbine propulsion and drive for aircraft rotor means | |
CN115593637A (en) | Wing-pressing jet engine and application | |
RU2694681C1 (en) | Helicopter |