RU2765892C1 - Vertical take-off and landing aircraft propeller rotation system - Google Patents
Vertical take-off and landing aircraft propeller rotation system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765892C1 RU2765892C1 RU2021102648A RU2021102648A RU2765892C1 RU 2765892 C1 RU2765892 C1 RU 2765892C1 RU 2021102648 A RU2021102648 A RU 2021102648A RU 2021102648 A RU2021102648 A RU 2021102648A RU 2765892 C1 RU2765892 C1 RU 2765892C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- propeller
- aircraft
- rotation system
- vertical take
- change
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C15/00—Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction
- B64C15/02—Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction the jets being propulsion jets
- B64C15/12—Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction the jets being propulsion jets the power plant being tiltable
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/22—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft
- B64C27/28—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft with forward-propulsion propellers pivotable to act as lifting rotors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к летательным аппаратам вертикального взлета для управления и стабилизации в полете.The invention relates to vertical takeoff aircraft for flight control and stabilization.
Существует летательный аппарат вертикального взлета конвертоплан Bell XV-3 совмещающий вертикальный взлет-посадку и самолет, с воздушными движителями, которые поворачиваются для изменения вектора тяги. https://ru.wikipedia.org/wiki/КонвертопланThere is a Bell XV-3 tiltrotor VTOL aircraft that combines vertical takeoff and landing and aircraft, with air propulsion units that rotate to change the thrust vector. https://ru.wikipedia.org/wiki/Tiltrotor
Также существует конвертоплан с поворотным крылом «тилтвинг» в котором установлены движители. https://ru.wikipedia.org/wiki/КонвертопланThere is also a tiltrotor with a rotary wing "tiltwing" in which propellers are installed. https://ru.wikipedia.org/wiki/Tiltrotor
Также существует конвертоплан Bell V-280 Valor движители которого расположены на концах крыла в гондолах. Винты способны поворачиваться на 90 градусов вертикальной плоскости, при этом гондолы остаются неподвижными. https://ru.wikipedia.org/wiki/Bell_V-280_ValorThere is also a tiltrotor Bell V-280 Valor whose propellers are located at the ends of the wing in gondolas. The screws are able to rotate 90 degrees of the vertical plane, while the nacelles remain stationary. https://ru.wikipedia.org/wiki/Bell_V-280_Valor
Существует конвертоплан Bell V-22 Osprey с двумя двигателями, расположенными на концах, крыла в гондолах с установленными на них воздушными винтами, которые могут поворачиваться на 98 градусов в вертикальной плоскости. https://ru.wikipedia.org/wiki/Bell_V-22_OspreyThere is a Bell V-22 Osprey tiltrotor with two engines located at the ends of the wings in nacelles with propellers mounted on them, which can rotate 98 degrees in a vertical plane. https://ru.wikipedia.org/wiki/Bell_V-22_Osprey
У всех на сегодняшний день известных разработанных конвертопланов есть следующие проблемы: сложность САУ, обусловленная необходимостью пропорционального переходного режима при повороте несущих роторов; высокий порог входа обусловленной наукоемкостью решения; сложность, а главное дороговизна систем поворотной механики мотогондол; необходимость наличия автомата перекоса в случае бикоптерной схемы; низкая устойчивость схем к стрессовым нагрузкам; снижение доли полезной нагрузки ввиду большей весовой доли конструкции планера и поворотной механики мотогондол и пр. узлов конвертопланов; малая область перемещения ЦД; малый диапазон возможных ЦТ; необходимость разработки собственных алгоритмов управления нелинейными адаптивными системами стабилизации под каждый тип аппарата.All currently known developed convertoplanes have the following problems: the complexity of the ACS, due to the need for a proportional transient mode when turning the rotors; high entry threshold due to the knowledge-intensive solution; complexity, and most importantly, the high cost of engine nacelle rotary mechanics systems; the need for a swashplate in the case of a bicopter circuit; low resistance of schemes to stress loads; reduction in the share of the payload due to the greater weight fraction of the airframe structure and the rotary mechanics of the engine nacelles and other tiltrotor units; small region of movement of the CM; small range of possible CGs; the need to develop their own control algorithms for nonlinear adaptive stabilization systems for each type of apparatus.
Недостатком выше перечисленных аппаратов вертикального взлета является то, что движитель (воздушный винт) перечисленных выше летательных аппаратов является точкой опоры, там где находится движитель там и точка опоры, при вертикальном полете положение движителя и поперечная ось центра тяжести совпадают (фиг.1) но (фиг.2) при изменении вектора тяги для перемещения аппарата в горизонтальный плоскости путем поворота движителя 2, движитель (воздушный винт) 2 меняет свое положение относительно точки центра тяжести 3, соответственно перемещается место приложения силы 1 к корпусу аппарата и соответственно точки опоры 5 (воздушный винт), потому, что поворот движителя на оси 3 прикрепленной к корпусу аппарата 10 производится механизмом 4 путем упора в корпус летательного аппарата 10, а при изменении положения точки опоры 5 (воздушного винта) не совпадающей с центром тяжести 3 летательного аппарата вертикального взлета и посадки, возникает нежелательное изменение угла тангажа, что усложняет удержание его в горизонтальном положении, также для перевода в горизонтальный полет требуется поворот движителя для изменения вектора тяги, соответственно произойдет увод точки опоры 5 от центра тяжести 3 и приводит к нежелательному изменению угла тангажа, что сильно усложняет его перевод в горизонтальный полет. Также при повороте движителя 2 механизмом 4 путем упора в корпус 10 летательного аппарата вертикального взлета возникает обратный крутящий момент, что также приводит к нежелательному изменению угла тангажа. При вертикальном полете могут возникнуть нежелательное горизонтальное перемещение, например при ветре, потребуется изменять вектор тяги путем поворота движителя, что соответственно приведет к изменению положения точки приложения силы 1, точки опоры и изменению угла тангажа. Нежелательное изменения угла тангажа требует его корректировки что усложняет устройство и управление аппаратом вертикального взлета и посадки.The disadvantage of the above vertical take-off vehicles is that the propeller (propeller) of the above aircraft is a fulcrum, where the propulsor is located there and the fulcrum, in vertical flight, the position of the propulsor and the transverse axis of the center of gravity coincide (figure 1) but ( figure 2) when changing the thrust vector to move the apparatus in a horizontal plane by turning the
Задачей заявляемого изобретения является система поворота движителя, при которой изменение вектора тяги путем поворота движителя не меняется точка приложения силы и соответственно точка опоры летательного аппарата вертикального взлета и посадки.The objective of the claimed invention is a propulsion rotation system, in which changing the thrust vector by rotating the propulsion unit does not change the point of application of force and, accordingly, the fulcrum of the vertical takeoff and landing aircraft.
Технический результат - более простое устройство, легкое управление и соответственно безопасный вертикального полет и перевод в горизонтальный полет летательного аппарата вертикального взлета.The technical result is a simpler device, easy control and, accordingly, safe vertical flight and transfer to horizontal flight of a vertical take-off aircraft.
Указанный технический результат достигается тем, что движители установленные на летательном аппарате вертикального взлета и посадки для изменения вектора тяги поворачиваются с помощью аэродинамических рулей или поворотным соплом реактивной турбины, находящихся в воздушном потоке создаваемым самим движителем.The specified technical result is achieved by the fact that the propellers installed on the vertical take-off and landing aircraft are rotated with the help of aerodynamic rudders or a jet turbine rotary nozzle located in the air flow created by the propeller itself to change the thrust vector.
Преимуществом обеспечиваемым приведенным признаком, является то, что поворот движителя посредством аэродинамического руля не изменяет место приложения силы от движителя и соответственно точки опоры корпуса летательного аппарата вертикального взлета и посадки, изменяется только направление вектора тяги, что не влияет на угол тангажа, дает стабильность полета и более простое устройство аппарата и безопасного перевода в горизонтальный полет.The advantage provided by the above feature is that the rotation of the propulsion by means of an aerodynamic rudder does not change the place of application of force from the propulsion and, accordingly, the fulcrum of the vertical takeoff and landing aircraft body, only the direction of the thrust vector changes, which does not affect the pitch angle, gives flight stability and a simpler arrangement of the apparatus and a safe transfer to level flight.
Изобретение поясняется рисунками.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 3 - представлена предлагаемая система поворота движителя с воздушным винтом, поворот которого производится аэродинамическим рулем или рулями, находящимся в воздушном потоке создаваемым самим движителем.In FIG. 3 - the proposed system for turning the propeller with a propeller, which is rotated by an aerodynamic rudder or rudders, located in the air flow created by the propeller itself, is presented.
На фиг. 4 - представлена предлагаемая система поворота реактивного движителя, с поворотным соплом, посредством воздушного потока, создаваемого самой турбиной.In FIG. 4 - shows the proposed system for turning a jet propulsor, with a rotary nozzle, by means of an air flow created by the turbine itself.
Система поворота движителя (фиг.3) состоит из движителя 2, аэродинамического руля 7. В варианте реактивного движителя 2 (фиг.4) и поворотного сопла 8.The rotation system of the propeller (figure 3) consists of a
Система поворота движителя работает следующим образом.The propulsion system works as follows.
На рисунке (фиг.3) изображена работа системы поворота движителя с одним аэродинамическим рулем исходя из конструктивной необходимости аэродинамических рулей может быть больше одного. Аэродинамический руль 7, закрепленный к движителю 2 (который может быть как тянущим, так и толкающим), таким образом, что его рабочая поверхность находится в зоне воздушного потока 6 создаваемым самим движителем. Поворачивая аэродинамический руль 7 в воздушном потоке 6 от движителя 2, создается момент сил, поворачивающих движитель 2 вокруг поперечной оси вращения 3 которая закреплена к летательному аппарату 10. См. (фиг.4) система поворота реактивного движителя 2 отличается тем, что роль аэродинамических рулей выполняет поворотное сопло 8.The figure (figure 3) shows the operation of the rotation system of the propeller with one aerodynamic rudder, based on the constructive need for aerodynamic rudders, there may be more than one.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102648A RU2765892C1 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Vertical take-off and landing aircraft propeller rotation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102648A RU2765892C1 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Vertical take-off and landing aircraft propeller rotation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765892C1 true RU2765892C1 (en) | 2022-02-04 |
Family
ID=80214681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021102648A RU2765892C1 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Vertical take-off and landing aircraft propeller rotation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765892C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003066429A2 (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Moller International, Inc. | Improved vertical take-off and landing vehicles |
US6845939B1 (en) * | 2003-10-24 | 2005-01-25 | G. Douglas Baldwin | Tailboom-stabilized VTOL aircraft |
US9731818B2 (en) * | 2012-01-12 | 2017-08-15 | Israel Aerospace Industries Ltd. | System, a method and a computer program product for maneuvering of an air vehicle with tiltable propulsion unit |
RU2689065C1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-05-23 | Борис Никифорович Сушенцев | Method of flying an aircraft on a difficult-predictable and low-vulnerability trajectory in a zone of possible damage by guided missiles, as well as an aircraft required for realizing said method |
RU2700323C2 (en) * | 2017-09-05 | 2019-09-16 | Александр Степанович Дрозд | Aeromechanical method of controlling configuration and flight mode of converted aircraft (convertoplane) |
-
2021
- 2021-02-04 RU RU2021102648A patent/RU2765892C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003066429A2 (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Moller International, Inc. | Improved vertical take-off and landing vehicles |
US6845939B1 (en) * | 2003-10-24 | 2005-01-25 | G. Douglas Baldwin | Tailboom-stabilized VTOL aircraft |
US9731818B2 (en) * | 2012-01-12 | 2017-08-15 | Israel Aerospace Industries Ltd. | System, a method and a computer program product for maneuvering of an air vehicle with tiltable propulsion unit |
RU2700323C2 (en) * | 2017-09-05 | 2019-09-16 | Александр Степанович Дрозд | Aeromechanical method of controlling configuration and flight mode of converted aircraft (convertoplane) |
RU2689065C1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-05-23 | Борис Никифорович Сушенцев | Method of flying an aircraft on a difficult-predictable and low-vulnerability trajectory in a zone of possible damage by guided missiles, as well as an aircraft required for realizing said method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3784570B1 (en) | Variable pitch rotor assembly for electrically driven vectored thrust aircraft applications | |
EP3188966B1 (en) | Tilt winged multi rotor | |
RU2563921C1 (en) | Rotorcraft with vertical takeoff | |
US8505846B1 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
US8256704B2 (en) | Vertical/short take-off and landing aircraft | |
US9884686B2 (en) | Aircraft including an engine attachment with a control surface | |
CA2864580A1 (en) | Wing adjusting mechanism | |
RU2682756C1 (en) | Convertible plane | |
JP2013532601A (en) | Private aircraft | |
US11492108B2 (en) | Wing and rotor vectoring system for aircraft | |
NO322196B1 (en) | Hybrid aircraft | |
GB2468917A (en) | Aircraft propulsion unit having two sets of contra-rotating, ducted propellers | |
US3273827A (en) | Propeller-rotor high lift system for aircraft | |
RU2700323C2 (en) | Aeromechanical method of controlling configuration and flight mode of converted aircraft (convertoplane) | |
KR100938547B1 (en) | Tilt-Duct Aircraft and Attitude-Control of Same | |
GB2508023A (en) | Aerofoil with leading edge cavity for blowing air | |
WO2015094020A2 (en) | Convertiplane with reactive rotor drive, which is controlled by rotors by means of swash plates, via control levers, and which does not require additional control means | |
RU2532448C1 (en) | Method of control, stabilisation and development of extra lift of airship | |
RU2765892C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft propeller rotation system | |
RU2407675C1 (en) | Tandem-rotor helicopter | |
GB2583971A (en) | Control arrangement for fluid borne vehicles | |
US11541999B2 (en) | Methods of vertical take-off/landing and horizontal straight flight of aircraft and aircraft for implementation | |
RU2324626C1 (en) | Safe aeroplane of vertical take-off and landing | |
RU2723516C1 (en) | Convertiplane | |
KR102022378B1 (en) | wing with automatically adjusted angle of attack and aircraft having the same |