RU2752104C1 - Short take-off and landing aircraft - Google Patents

Short take-off and landing aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2752104C1
RU2752104C1 RU2020108120A RU2020108120A RU2752104C1 RU 2752104 C1 RU2752104 C1 RU 2752104C1 RU 2020108120 A RU2020108120 A RU 2020108120A RU 2020108120 A RU2020108120 A RU 2020108120A RU 2752104 C1 RU2752104 C1 RU 2752104C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
landing
aircraft
wing
take
electric
Prior art date
Application number
RU2020108120A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Борисович Бабенко
Олег Викторович Герасимов
Юрий Дмитриевич Баженов
Дмитрий Александрович Кунин
Андрей Маркович Калачев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМСЕРВИС"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМСЕРВИС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМСЕРВИС"
Priority to RU2020108120A priority Critical patent/RU2752104C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2752104C1 publication Critical patent/RU2752104C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • B64C3/38Adjustment of complete wings or parts thereof
    • B64C3/44Varying camber
    • B64C3/50Varying camber by leading or trailing edge flaps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C9/00Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders
    • B64C9/14Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders forming slots
    • B64C9/16Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders forming slots at the rear of the wing
    • B64C9/20Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders forming slots at the rear of the wing by multiple flaps
    • 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
    • B64D27/24Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

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

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: short take-off and landing aircraft includes a fuselage (1) with a cockpit (2), a propulsion system including one propulsion engine, electric take-off and landing engines equipped with propellers and installed on the leading edge of the wing consoles (3) in areas not blown by the sustainer power plant. The aircraft has a wing (3) of high aspect ratio with developed mechanization, vertical (7) and horizontal (6) tail structures, chassis (8). Developed wing mechanization (3) includes droop noses (4) and multi-slotted flaps (5), having an area of ​​all their aerodynamic elements of at least 25% of the wing area (3) and extending to an angle of up to 90 °С. The total additional power of electric take-off and landing engines (10) is at least 40% of the maximum power of the cruise power plant. A control electric motor (11) with an impeller is provided, located behind the horizontal (6) tail structure. The impeller spinner axis is vertical. The electric take-off and landing engines (10) and the control electric engine (11) are powered by storage batteries.EFFECT: invention is aimed at taking off and landing along a steep trajectory with a take-off and landing distance of not more than 50…60 m while ensuring the safety of take-off and landing of the aircraft.1 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при разработке самолетов короткого взлета и посадки, а именно для обеспечения возможности использования небольших аэродромов с относительно небольшими взлетно-посадочными полосами и использования неподготовленных площадок со взлетно-посадочной дистанцией не более 50…60 м.The proposed invention relates to aeronautical engineering and can be used in the development of short takeoff and landing aircraft, namely to provide the possibility of using small airfields with relatively small runways and the use of unprepared sites with a takeoff and landing distance of no more than 50 ... 60 m.

Известен самолет с вертикальным взлетом и посадкой (патент CN №105460215, опубл. 06.04.2016 г.), который включает фюзеляж, крыло и хвостовое оперение. Хвостовое оперение включает горизонтальное оперение и вертикальное оперение. Крыло и хвостовое оперение соответственно снабжены множеством наклонных винтов, каждый из которых соединен через рулевой механизм, и рулевой механизм может находиться в плоскости, параллельной плоскости симметрии летательного аппарата. Предложенная конструкция позволяет получить хорошую аэродинамическую эффективность крыла самолета, то есть обеспечить относительно высокую подъемную силу при относительно небольшой нагрузке на конструкцию. Использование в конструкции малых пропеллеров плюс режим привода двигателя позволяют обеспечить малую нагрузку на каждый пропеллер, что делает консоль более простой и легкой конструкции. Использование большого количества малых пропеллеров повышает безопасность, поскольку при выходе из строя некоторых пропеллеров это мало влияет на безопасность всей машины.Known aircraft with vertical take-off and landing (patent CN No. 105460215, publ. 04/06/2016), which includes the fuselage, wing and tail. The empennage includes horizontal empennage and vertical empennage. The wing and tail assembly are respectively provided with a plurality of oblique propellers, each of which is connected via a steering gear, and the steering gear may be in a plane parallel to the plane of symmetry of the aircraft. The proposed design makes it possible to obtain a good aerodynamic efficiency of an aircraft wing, that is, to provide a relatively high lift with a relatively small load on the structure. The use of small propellers in the design plus the motor drive mode allows for a low load on each propeller, which makes the console a simpler and lighter design. The use of a large number of small propellers increases safety, since if some propellers fail, this has little effect on the safety of the entire machine.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является самолет короткого взлета и посадки (патент РФ №171939, опубл. 21.06.2017) содержащий фюзеляж, крыло с убираемой в крейсерском полете вспомогательной распределенной электрической силовой установкой с воздушными винтами, хвостовое оперение, а также основную (маршевую) силовую установку, при этом убираемая в крейсерском полете в крыло распределенная электрическая силовая установка позволяет значительно увеличить подъемную силу крыла, обеспечив режим короткого взлета и посадки или/и увеличение крейсерской скорости полета и аэродинамического качества за счет сокращения площади крыла. На режимах патрулирования распределенная силовая установка позволяет обеспечить минимальные скорости патрулирования.The closest in technical essence and the achieved result is a short take-off and landing aircraft (RF patent No. 171939, published on 06/21/2017) containing a fuselage, a wing with an auxiliary distributed electric power plant with propellers retractable in cruising flight, a tail unit, and a main (cruising) power plant, while the distributed electric power plant, which is retractable in cruise flight into the wing, can significantly increase the lift of the wing, providing a short take-off and landing mode or / and an increase in cruising flight speed and aerodynamic quality by reducing the wing area. In patrol modes, the distributed power plant allows for minimum patrol speeds.

Известное техническое решение и вытекающая из него конфигурация крыла самолета базируются на расчете характеристик самолета в крейсерском полете и направлены на улучшение этих характеристик.The known technical solution and the resulting aircraft wing configuration are based on calculating the characteristics of the aircraft in cruise flight and are aimed at improving these characteristics.

Однако, известное техническое решение не позволяет совершать взлет и посадку по крутой траектории с взлетно-посадочной дистанцией не более 50…60 м при обеспечении безопасности взлета и посадки самолета.However, the known technical solution does not allow taking off and landing along a steep trajectory with a takeoff and landing distance of no more than 50 ... 60 m while ensuring the safety of takeoff and landing of the aircraft.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что самолет короткого взлета и посадки включает фюзеляж с кабиной, маршевую силовую установку, состоящую из, по меньшей мере, одного маршевого двигателя. Самолет также имеет электрические взлетно-посадочные двигатели, снабженные воздушными винтами и установленные на передней кромке консолей крыла самолета в зонах, не обдуваемых маршевой силовой установкой, крыло большого удлинения с развитой механизацией, вертикальное и горизонтальное оперение и шасси. Согласно изобретению развитая механизация крыла содержит отклоняемые носки и многощелевые закрылки, имеющие площадь всех своих аэродинамический элементов не менее 25% площади крыла и выдвигающиеся на угол до 90°.The technical result of the invention is achieved by the fact that the short take-off and landing aircraft includes a fuselage with a cockpit, a cruise power plant, consisting of at least one cruise engine. The aircraft also has electric takeoff and landing engines equipped with propellers and mounted on the leading edge of the wing consoles in areas not blown by the sustainer power plant, a high aspect ratio wing with advanced mechanization, vertical and horizontal tail and landing gear. According to the invention, developed wing mechanization contains deflectable socks and multi-slotted flaps, having an area of all their aerodynamic elements of at least 25% of the wing area and extending to an angle of up to 90 °.

Выбор величины угла зависит от реализованной аэродинамической компоновки крыла с учетом характера его обдува взлетно-посадочными двигателями.The choice of the angle depends on the implemented aerodynamic configuration of the wing, taking into account the nature of its blowing by the takeoff and landing engines.

Суммарная дополнительная мощность электрических взлетно-посадочных двигателей составляет не менее 40% максимальной мощности маршевой силовой установки. Самолет также содержит управляющий электрический двигатель с импеллером, расположенный позади горизонтального оперения самолета, причем ось крыльчатки импеллера расположена вертикально.The total additional power of electric takeoff and landing engines is at least 40% of the maximum power of the cruise power plant. The aircraft also contains a control electric motor with an impeller located behind the horizontal tail of the aircraft, and the impeller impeller axis is vertical.

На этапах взлета и посадки взлетно-посадочные электрические двигатели и управляющий электрический двигатель питаются от аккумуляторных батарей, что и обеспечивает увеличение суммарной мощности всей силовой установки.During the take-off and landing phases, the take-off and landing electric motors and the control electric motor are powered by accumulator batteries, which provides an increase in the total power of the entire power plant.

Заявленное техническое решение позволяет создать дополнительную мощность взлетно-посадочных электрических двигателей на величину не менее 40% максимальной мощности маршевой силовой установки без отбора мощности маршевого (маршевых) двигателя на питание электродвигателей, а также использовать крыло большого удлинения, обладающего высоким аэродинамическим качеством, для создания необходимой подъемной силы. Необходимая подъемная сила создается за счет обдува крыла маршевой силовой установкой и электрическими взлетно-посадочными двигателями на предельно низких скоростях горизонтального движения самолета на этапах короткого взлета и посадки, при существенном затягивании срыва потока с верхней поверхности крыла на критических углах атаки. На этапе посадки происходит увеличение проекции вектора полной аэродинамической силы на направление, противоположное направлению движения центра масс самолета. Заявленное техническое решение также обеспечивает надежную управляемость самолета в продольном канале на предельно низких скоростях горизонтального движения за счет применения управляющего двигателя с импеллером.The claimed technical solution makes it possible to create additional power of takeoff and landing electric motors for at least 40% of the maximum power of the sustainer power plant without taking off the power of the sustainer (sustainer) engine to power the electric motors, as well as to use a high aspect ratio wing with high aerodynamic quality to create the necessary lifting force. The necessary lift is created by blowing the wing with a cruise power plant and electric take-off and landing engines at extremely low speeds of horizontal movement of the aircraft during the short take-off and landing stages, with a significant delay in the stall from the upper surface of the wing at critical angles of attack. At the landing stage, there is an increase in the projection of the vector of the total aerodynamic force to the direction opposite to the direction of motion of the center of mass of the aircraft. The claimed technical solution also provides reliable controllability of the aircraft in the longitudinal channel at extremely low speeds of horizontal movement due to the use of a control engine with an impeller.

Численные аэродинамические расчеты, выполненные с помощью пакета программ ANSIS CFX для выбранной конфигурации и полной взлетной массы самолета с задачей обеспечения длины взлетно-посадочной дистанции не более 50…60 м, показали:Numerical aerodynamic calculations performed using the ANSIS CFX software package for the selected configuration and total take-off weight of the aircraft with the task of ensuring the take-off and landing distance of no more than 50 ... 60 m, showed:

1. Для обеспечения взлета потребная величина суммарной дополнительной мощности электрических взлетно-посадочных двигателей должна составлять не менее 40% максимальной тяги маршевой силовой установки. Так при мощности маршевой силовой установки 400 кВт. и использовании, например, восьми электрических взлетно-посадочных двигателей, каждый электрический взлетно-посадочный двигатель, питающийся от аккумуляторов, должен иметь мощность 20 кВт., тогда их суммарная дополнительная мощность составит 160 кВт., т.е. 40% от мощности маршевой силовой установки.1. To ensure takeoff, the required value of the total additional power of electric takeoff and landing engines must be at least 40% of the maximum thrust of the cruise power plant. So with the power of the cruise power plant of 400 kW. and using, for example, eight electric takeoff and landing engines, each electric takeoff and landing engine powered by batteries must have a power of 20 kW, then their total additional power will be 160 kW, i.e. 40% of the power of the cruise power plant.

Известно, что взлетная дистанция делится на два этапа разбег по взлетно-посадочной полосе и набор высоты. Чем короче разбег, тем с меньшим углом наклона траектории возможен набор для достижения заданной высоты на границе заданной взлетной дистанции.It is known that the take-off distance is divided into two stages: takeoff run and climb. The shorter the takeoff run, the smaller the trajectory inclination angle is possible to set to achieve a given altitude at the border of a given takeoff distance.

В точке отрыва подъемная сила равна весу самолета. Для уменьшения длины разбега нужно с одной стороны уменьшить скорость отрыва, для чего необходимо увеличивать коэффициент подъемной силы, с другой стороны увеличивать ускорение на разбеге за счет увеличения тяги движителей.At the lift-off point, the lift is equal to the weight of the aircraft. To reduce the take-off run, it is necessary, on the one hand, to reduce the take-off speed, for which it is necessary to increase the lift coefficient, on the other hand, to increase the acceleration during the take-off run by increasing the thrust of the propellers.

В нашем случае препятствие высотой 15 м находится на расстоянии 50…60 м от точки старта.In our case, an obstacle with a height of 15 m is located at a distance of 50 ... 60 m from the starting point.

Отсюда: общая тяговооруженность самолета должна обеспечить такое соотношение длины разбега (т.е. ускорение) и наклона траектории (преодоление составляющей силы тяжести), которые в сумме позволяют оказаться на высоте более 15 м на расстоянии 50…60 м.Hence: the total thrust-to-weight ratio of the aircraft should provide such a ratio of the take-off run (i.e. acceleration) and the trajectory slope (overcoming the gravity component), which in total allow one to be at an altitude of more than 15 m at a distance of 50 ... 60 m.

Соответственно, при общей мощности меньше 140% это условие не реализуется.Accordingly, at a total power of less than 140%, this condition is not fulfilled.

2. Площадь всех аэродинамических элементов закрылков относительно площади крыла, которая может обеспечить прирост подъемной силы, необходимый для выполнения короткого взлета и посадки, составляет не менее 25%.2. The area of all aerodynamic elements of the flaps relative to the wing area, which can provide an increase in lift required for short takeoff and landing, is not less than 25%.

3. Оптимальный угол отклонения закрылков при посадке, обеспечивающий необходимую величину проекции вектора полной аэродинамической силы на направление, противоположное направлению движения центра масс самолета при сохранении безотрывного обтекания крыла, составляет до 90° в зависимости от реализованной аэродинамической компоновки крыла с учетом характера его обдува взлетно-посадочными двигателями.3. The optimal flap deflection angle during landing, which provides the necessary projection of the total aerodynamic force vector to the direction opposite to the direction of motion of the aircraft center of mass while maintaining the continuous flow around the wing, is up to 90 °, depending on the aerodynamic configuration of the wing, taking into account the nature of its takeoff blowing. landing engines.

Маршевая силовая установка самолета может содержать один маршевый двигатель, который в этом случае располагается в передней части фюзеляжа, как показано на Фиг. 1.The propulsion system of the aircraft may comprise a single propulsion engine, which in this case is located at the front of the fuselage, as shown in FIG. one.

Маршевая силовая установка самолета может содержать два маршевых двигателя, один из которых установлен на правой консоли крыла, а второй -на левой консоли крыла как показано на Фиг. 2.The propulsion system of the aircraft may contain two propulsion engines, one of which is mounted on the right wing console, and the other on the left wing console, as shown in FIG. 2.

Маршевая силовая установка самолета может содержать три маршевых двигателя, один из которых установлен в передней части фюзеляжа, второй -на правой консоли крыла и третий - на левой консоли крыла (Фиг. 3).The propulsion system of the aircraft may contain three propulsion engines, one of which is installed in the front of the fuselage, the second on the right wing console and the third on the left wing console (Fig. 3).

Кабина имеет площадь остекления, обеспечивающую обзор на взлете и посадке самолета при больших углах атаки.The cockpit has a glazing area that provides visibility during takeoff and landing of the aircraft at high angles of attack.

В дальнейшем изобретение поясняется примером конкретного выполнения и чертежами, на которых:In the future, the invention is illustrated by an example of a specific implementation and drawings, in which:

Фиг 1 - Конфигурация самолета с одним маршевым двигателем;Fig. 1 - Configuration of an airplane with one propulsion engine;

Фиг. 2 - Конфигурация самолета с двумя маршевыми двигателями;FIG. 2 - Airplane configuration with two propulsion engines;

Фиг. 3 - Конфигурация самолета с тремя маршевыми двигателями;FIG. 3 - Airplane configuration with three propulsion engines;

Фиг. 4 - Крейсерская, взлетная и посадочная конфигурация крыла.FIG. 4 - Cruising, takeoff and landing wing configuration.

Пример конкретного выполнения самолета, согласно заявленного технического решения, приведен на примере планера с двумя маршевыми двигателями (Фиг. 2), который выполнен по нормальной аэродинамической схеме высокоплан и включает фюзеляж 1 с кабиной 2 пилота, крыло 3 большого удлинения с развитой механизацией, а именно отклоняемым носком 4 и многощелевым закрылком 5 большой площади, горизонтальное оперение 6 и вертикальное оперение 7 в хвостовой части фюзеляжа 1 и трехопорное шасси 8.An example of a specific implementation of the aircraft, according to the claimed technical solution, is given by the example of a glider with two propulsion engines (Fig. 2), which is made according to the normal aerodynamic high-wing configuration and includes a fuselage 1 with a cockpit 2 for the pilot, a wing 3 of high aspect ratio with developed mechanization, namely a deflectable toe 4 and a multi-slotted flap 5 of a large area, a horizontal tail 6 and a vertical tail 7 in the aft fuselage 1 and a tricycle landing gear 8.

В рассматриваемом примере самолет содержит два маршевых двигателя 9. Маршевые двигатели 9 могут быть как поршневыми, так и турбовинтовыми. Самолет имеет также электрические взлетно-посадочные двигатели 10, снабженные воздушными винтами, и управляющий электрический двигатель 11 с импеллером. В совокупности двигатели образуют силовую установку.In this example, the aircraft contains two propulsion engines 9. The cruise engines 9 can be either piston or turboprop. The aircraft also has electric takeoff and landing engines 10 equipped with propellers and a control electric motor 11 with an impeller. Together, the engines form the power plant.

Электрические взлетно-посадочные двигатели 10 установлены на передней кромке консолей крыла 3 самолета в зонах, не обдуваемых маршевыми двигателями 9, и выполнены с возможностью создания дополнительной суммарной тяги на этапе взлета и дополнительной подъемной силы на этапах взлета и посадки самолета.Electric take-off and landing engines 10 are installed on the leading edge of the wing consoles 3 of the aircraft in areas not blown by the propulsion engines 9, and are configured to create additional total thrust at the take-off stage and additional lift at the take-off and landing stages of the aircraft.

Эксплуатация предлагаемого самолета короткого взлета и посадки осуществляется следующим образом.Operation of the proposed short take-off and landing aircraft is carried out as follows.

Фиксируют тормоза колес основных стоек шасси 8 и запускают маршевые двигатели 9. После прогрева маршевых двигателей 9 многощелевые закрылки 5 и отклоняемый носок 4 переводят во взлетное положение (Фиг. 4б). Одновременно устанавливают максимальные обороты маршевых двигателей 9 и взлетно-посадочных электрических двигателей 10.Fix the brakes of the wheels of the main landing gear 8 and start the cruise engines 9. After warming up the cruise engines 9, the multi-slotted flaps 5 and the deflectable nose 4 are transferred to the takeoff position (Fig. 4b). At the same time, the maximum speed of the propulsion engines 9 and the take-off and landing electric motors 10 are set.

Обороты управляющего электрического двигателя 11 устанавливаются таким образом, чтобы величина создаваемой импеллером тяги соответствовала условию сбалансированного горизонтального полета.The revolutions of the control electric motor 11 are set in such a way that the amount of thrust created by the impeller corresponds to the condition of balanced horizontal flight.

При этом все электрические двигатели работают от аккумуляторных батарей (на чертежах не показаны). Подзарядка аккумуляторных батарей осуществляется в крейсерском полете от генераторов маршевых двигателей 9.In this case, all electric motors are powered by storage batteries (not shown in the drawings). The rechargeable batteries are recharged during cruising from the generators of the propulsion engines 9.

Для начала движения расфиксируют тормоза колес основных стоек шасси 8. Самолет выполняет короткий (10…15 метров) разбег с ускорением до скорости отрыва и дальнейший набор высоты с постоянной скоростью по крутой траектории. Увеличение угла тангажа после отрыва осуществляется путем увеличения оборотов управляющего электрического двигателя 11 и соответствующего перемещения руля высоты.To start the movement, the brakes of the wheels of the main landing gear 8 are released. The aircraft performs a short (10 ... 15 meters) take-off run with acceleration up to the take-off speed and further climb at a constant speed along a steep trajectory. The increase in the pitch angle after lift-off is carried out by increasing the speed of the control electric motor 11 and the corresponding movement of the elevator.

При достижении безопасной высоты траектория самолета выполаживается для набора скорости до значения, соответствующего режиму набора высоты с выключенными электрическими взлетно-посадочными двигателями 10. При достижении этого значения скорости все электрические взлетно-посадочные двигатели 10 и управляющий электрический двигатель 11 выключают.Upon reaching a safe altitude, the aircraft's trajectory flattens out to climb to the climb with the electric takeoff and landing engines 10 off. When this speed is reached, all the electric takeoff and landing motors 10 and the control electric motor 11 are turned off.

После выключения электрических взлетно-посадочных двигателей 10 и управляющего электрического двигателя 11 для уменьшения сопротивления лопасти винтов электрических взлетно-посадочных двигателей 10 складывают вдоль оси вращения либо убирают.After turning off the electric takeoff and landing engines 10 and the control electric motor 11, to reduce the resistance, the rotor blades of the electric takeoff and landing engines 10 are folded along the axis of rotation or removed.

При достижении необходимой скорости, многощелевые закрылки 5 и отклоняемый носок 4 переводят в полетное положение (Фиг. 4а), а при достижении необходимой высоты и скорости маршевые двигатели 9 переводят в режим крейсерского полета, во время которого осуществляется подзарядка аккумуляторных батарей.When the required speed is reached, the multi-slotted flaps 5 and the deflectable nose 4 are transferred to the flight position (Fig.4a), and when the required altitude and speed are reached, the cruise engines 9 are transferred to the cruising flight mode, during which the batteries are recharged.

Во время взлета и посадки, в режимах работы самолета с включенными электрическими взлетно-посадочными двигателями 10 и управляющим электрическим двигателем 11, самолет управляется следующим образом:During takeoff and landing, in the operating modes of the aircraft with the electric takeoff and landing motors 10 and the electric motor 11 operating, the aircraft is controlled as follows:

- по тангажу с помощью руля высоты, а также путем изменения тяги импеллера, то есть для увеличения угла тангажа обороты электрического двигателя 11 увеличиваются, для уменьшения - обороты электрического двигателя 11 снижаются;- in pitch with the help of the elevator, as well as by changing the thrust of the impeller, that is, to increase the pitch angle, the revolutions of the electric motor 11 increase, to decrease - the revolutions of the electric motor 11 decrease;

- по крену элеронами, обдуваемыми потоком от винтов электрических взлетно-посадочных двигателей 10;- on the roll of the ailerons, blown by the flow from the propellers of the electric takeoff and landing engines 10;

- по курсу - дифференциальным регулированием мощности внешних электрических взлетно-посадочных двигателей 10.- on the course - differential power control of external electric takeoff and landing engines 10.

На остальных режимах полета самолет управляется по тангажу - рулем высоты, по крену - элеронами, по курсу - элеронами и рулем направления.In other flight modes, the aircraft is controlled by pitch - by the elevator, roll - by ailerons, heading - by ailerons and rudder.

Изменение скорости полета производят за счет регулирования оборотов маршевых двигателей 9.The flight speed is changed by regulating the speed of the main engines 9.

Посадку самолета выполняют следующим образом.The aircraft is landed as follows.

Обороты маршевых двигателей 9 уменьшают до величины, соответствующей необходимой скорости снижения. Многощелевые закрылки 5 и отклоняемый носок 4 отклоняют в посадочное положение (Фиг. 4в). При достижении заданной высоты включают электрические взлетно-посадочные двигатели 10 и управляющий электрический двигатель 11, а маршевые двигатели 9 выводят на полную мощность с одновременным увеличением угла тангажа до значений, соответствующих режиму посадки.The rotations of the main engines 9 are reduced to a value corresponding to the required descent rate. Multi-slotted flaps 5 and deflectable nose 4 are deflected into the landing position (Fig. 4c). Upon reaching a predetermined height, electric takeoff and landing engines 10 and a control electric motor 11 are switched on, and the propulsion engines 9 are brought to full power with a simultaneous increase in the pitch angle to values corresponding to the landing mode.

Увеличение угла тангажа осуществляется путем увеличения оборотов управляющего электрического двигателя 11 и соответствующего перемещения руля высоты. Самолет снижается до касания земли.The increase in the pitch angle is carried out by increasing the speed of the control electric motor 11 and the corresponding movement of the elevator. The plane descends until it touches the ground.

Торможение самолета при пробеге по земле происходит за счет системы торможения колес основных стоек.The braking of the aircraft during the run on the ground occurs due to the braking system of the wheels of the main struts.

Таким образом, предлагаемая конструкция самолета с заявленной силовой установкой, включающей маршевые поршневые или турбовинтовые двигатели, управляющий электрический двигатель и электрические взлетно-посадочные двигатели, распределенные по всему размаху крыла, которое снабжено отклоняемыми носками и многощелевыми закрылками большой площади, позволяет обеспечить взлет и посадку самолета с минимальным разбегом и пробегом до 50…60 метров, за счет увеличения мощности силовой установки на взлете путем применения электрических двигателей, работающих от аккумуляторных батарей, дополнительного управляемого обдува крыла для увеличения его подъемной силы на взлете и посадке при существенном затягивании срыва потока с верхней поверхности крыла на критических углах атаки, а также за счет отклонения вектора полной аэродинамической силы в направлении, противоположном направлению движения самолета для гашения скорости на посадке, при обеспечении безопасности взлета и посадки.Thus, the proposed design of an aircraft with the declared power plant, including propulsion piston or turboprop engines, an electric motor control and electric take-off and landing engines, distributed over the entire wing span, which is equipped with tiltable toes and large-area multi-slotted flaps, allows the aircraft to take off and land. with a minimum take-off run and a mileage of up to 50 ... 60 meters, by increasing the power of the power plant during takeoff by using electric motors powered by batteries, additional controlled airflow of the wing to increase its lift during takeoff and landing with a significant delay in the stall from the upper surface wing at critical angles of attack, as well as due to the deviation of the vector of the total aerodynamic force in the direction opposite to the direction of movement of the aircraft to damp the landing speed, while ensuring the safety of takeoff and landing.

Claims (1)

Самолет короткого взлета и посадки, включающий фюзеляж с кабиной, маршевую силовую установку, включающую, по меньшей мере, один маршевый двигатель, электрические взлетно-посадочные двигатели, снабженные воздушными винтами и установленные на передней кромке консолей крыла самолета в зонах, не обдуваемых маршевой силовой установкой, крыло большого удлинения с развитой механизацией, вертикальное и горизонтальное оперение, шасси, отличающийся тем, что развитая механизация крыла содержит отклоняемые носки и многощелевые закрылки, имеющие площадь всех своих аэродинамических элементов не менее 25% площади крыла и выдвигающиеся на угол до 90°, при этом суммарная дополнительная мощность электрических взлетно-посадочных двигателей составляет не менее 40% максимальной мощности маршевой силовой установки, самолет также содержит управляющий электрический двигатель с импеллером, расположенный позади горизонтального оперения самолета, причем ось крыльчатки импеллера расположена вертикально, а питание электрических взлетно-посадочных двигателей и управляющего электрического двигателя осуществляется от аккумуляторных батарей.A short take-off and landing aircraft, including a fuselage with a cockpit, a cruise power plant, including at least one propulsion engine, electric takeoff and landing engines equipped with propellers and installed on the leading edge of the wing consoles of the aircraft in areas not blown by the cruise power plant , a wing of high aspect ratio with developed mechanization, vertical and horizontal tail, a landing gear, characterized in that the developed wing mechanization contains deflectable socks and multi-slotted flaps, having an area of all their aerodynamic elements of at least 25% of the wing area and extending to an angle of up to 90 °, with the total additional power of electric takeoff and landing engines is at least 40% of the maximum power of the cruise power plant, the aircraft also contains an electric control motor with an impeller located behind the horizontal tail of the aircraft, with the impeller impeller axis being vertically electric takeoff and landing engines and the control electric motor are powered by rechargeable batteries.
RU2020108120A 2020-02-25 2020-02-25 Short take-off and landing aircraft RU2752104C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108120A RU2752104C1 (en) 2020-02-25 2020-02-25 Short take-off and landing aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108120A RU2752104C1 (en) 2020-02-25 2020-02-25 Short take-off and landing aircraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752104C1 true RU2752104C1 (en) 2021-07-22

Family

ID=76989506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020108120A RU2752104C1 (en) 2020-02-25 2020-02-25 Short take-off and landing aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752104C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024086324A1 (en) * 2022-10-21 2024-04-25 Texas Tech University System Aircraft with ducted propulsion

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2070145C1 (en) * 1993-06-28 1996-12-10 Мохаммед Аль-Хейли Шариф Aircraft with short take-off and landing run
WO2004033295A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-22 Stefan Unzicker Vertical take-off and landing aircraft
RU171939U1 (en) * 2016-11-17 2017-06-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Short takeoff and landing airplane
US10259590B2 (en) * 2015-04-16 2019-04-16 Rolls-Royce Plc Aircraft propulsion system
RU192967U1 (en) * 2017-08-15 2019-10-08 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМСЕРВИС" SHORT TAKEOFF AND LANDING PLANE
US20200047871A1 (en) * 2016-04-22 2020-02-13 Rolls-Royce Plc Aircraft electrical network

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2070145C1 (en) * 1993-06-28 1996-12-10 Мохаммед Аль-Хейли Шариф Aircraft with short take-off and landing run
WO2004033295A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-22 Stefan Unzicker Vertical take-off and landing aircraft
US10259590B2 (en) * 2015-04-16 2019-04-16 Rolls-Royce Plc Aircraft propulsion system
US20200047871A1 (en) * 2016-04-22 2020-02-13 Rolls-Royce Plc Aircraft electrical network
RU171939U1 (en) * 2016-11-17 2017-06-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Short takeoff and landing airplane
RU192967U1 (en) * 2017-08-15 2019-10-08 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМСЕРВИС" SHORT TAKEOFF AND LANDING PLANE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024086324A1 (en) * 2022-10-21 2024-04-25 Texas Tech University System Aircraft with ducted propulsion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11932386B2 (en) Air vehicle and method of operation of air vehicle
US10633092B2 (en) UAV with wing-plate assemblies providing efficient vertical takeoff and landing capability
KR102093374B1 (en) A multirotor aircraft with an airframe and at least one wing
US20200108919A1 (en) Quiet Redundant Rotorcraft
US11661180B2 (en) Systems and methods for power distribution in electric aircraft
US6848649B2 (en) V/STOL biplane aircraft
CN111498109A (en) Vertical take-off and landing aircraft
RU2674622C1 (en) Convertiplane
WO2019172804A1 (en) Convertiplane
RU2641952C1 (en) Vertical take-off and landing aircraft
RU2752104C1 (en) Short take-off and landing aircraft
RU192967U1 (en) SHORT TAKEOFF AND LANDING PLANE
RU2497721C2 (en) Mukhamedov's vtol aircraft with jump landing gear
KR20230147103A (en) aircraft wing assembly
US20230025666A1 (en) Convertiplane
RU2655249C1 (en) High-speed helicopter-amphibious aircraft
Englar et al. Experimental development and evaluation of pneumatic powered-lift super-STOL aircraft
RU222496U1 (en) Vertical take-off and landing unmanned aerial vehicle
RU204467U1 (en) HIGH-SPEED COMBINED HELICOPTER (ROTOR WING)
RU2762441C1 (en) Vertical take-off and landing aircraft with auxiliary air propellers for flight control
US20230227154A1 (en) Short take off and landing aircraft
RU2819821C1 (en) Plane
RU2657642C1 (en) Vertical take off and landing aerial vehicle
RU2643895C2 (en) Helistat device with bearing horizontal tail
US3033490A (en) Vertical take-off and landing aircraft