RU2808288C1 - Aircraft - Google Patents

Aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2808288C1
RU2808288C1 RU2022127974A RU2022127974A RU2808288C1 RU 2808288 C1 RU2808288 C1 RU 2808288C1 RU 2022127974 A RU2022127974 A RU 2022127974A RU 2022127974 A RU2022127974 A RU 2022127974A RU 2808288 C1 RU2808288 C1 RU 2808288C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
landing
air flow
nozzles
vertical take
Prior art date
Application number
RU2022127974A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Вадимович Задорожный
Original Assignee
Евгений Вадимович Задорожный
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Вадимович Задорожный filed Critical Евгений Вадимович Задорожный
Application granted granted Critical
Publication of RU2808288C1 publication Critical patent/RU2808288C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention is related to aircraft control devices. The aircraft (AC) has a disk shape, the central part of the AC has a pilot cabin, an air intake around the cabin, two turbofan engines inside, designed to change the thrust vector for vertical take-off, landing and horizontal flight, control nozzles, output nozzles for vertical take-off, landing and horizontal flight, condensation space, water storage tank with a pump for pumping water into the vaporization chamber. AC control is provided by the air flow directed by a jet-driven propeller, which is driven by the pulsed reactive force of steam generated in the liquid cooling system of dual-circuit turbofan engines in the vapor generation chamber. The propeller supplies air flow from the air intake to control nozzles located along the edges of the body in the lower part of the aircraft, offset from each other by 90 degrees.
EFFECT: improves the speed and reliability of aircraft with vertical take-off and landing.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области авиации, а именно к летательному аппарату (ЛА) вертикального взлета и посадки. Корпус имеет дискообразную форму. В центральной верхней части кабина пилотов. Вокруг кабины пилотов воздухозаборник. Ниже кабины пилотов располагается турбина, приводимая в действие реактивной силой пара, образующегося в жидкостной системе охлаждения двухконтурных турбовентиляторных двигателей (ТРДД) в камере парообразования. Турбина предназначена для создания дополнительной тяги при вертикальном взлете, посадке, в режиме ротации, в горизонтальном полете и для управления ЛА. Еще ниже располагаются два ТРДД с возможностью изменения вектора тяги. Вокруг двигателей и вокруг каналов выхода реактивной струи ТРДД располагается камера парообразования, которая входит в систему охлаждения ТРДД. В корпусе ЛА возможно расположение емкостей с гелием для облегчения и стабилизации ЛА. В нижней части ЛА располагается емкость хранения воды с насосом для закачки воды через форсунку в камеру парообразования. Изобретение направлено на создание ЛА с вертикальным взлетом и посадкой, с улучшенными характеристиками по дальности и скорости по отношению к вертолетам и более экономичными и более надежными, чем самолеты с вертикальным взлетом и посадкой.The invention relates to the field of aviation, namely to an aircraft for vertical take-off and landing. The body is disc-shaped. In the central upper part is the pilot's cabin. There is an air intake around the cockpit. Below the cockpit is a turbine driven by the reactive force of steam generated in the liquid cooling system of dual-circuit turbofan engines (TRF) in the vaporization chamber. The turbine is designed to create additional thrust during vertical takeoff, landing, in rotation mode, in horizontal flight and for aircraft control. Even lower are two turbofan engines with the ability to change the thrust vector. Around the engines and around the turbofan jet exhaust channels there is a vaporization chamber, which is part of the turbofan cooling system. It is possible to locate helium containers in the aircraft body to lighten and stabilize the aircraft. At the bottom of the aircraft there is a water storage tank with a pump for pumping water through a nozzle into the vaporization chamber. The invention is aimed at creating an aircraft with vertical take-off and landing, with improved range and speed characteristics in relation to helicopters and more economical and more reliable than aircraft with vertical take-off and landing.

Известна запатентованная "летающая тарелка" Джорджа Наймайра (1), которая представляет собой диск, покрытый солнечными батареями. Для создания дополнительной подъемной силы верхняя часть диска заполнена гелием. Под диском на поворотных шарнирах смонтированы девять турбореактивных двигателей. При этом сам диск представляет собой аэродинамическую поверхность и при движении его в атмосфере создается подъемная сила. Данная конструкция летательного аппарата представляется достаточно тяжелой и энергозатратной.The patented “flying saucer” of George Nymire (1), which is a disk covered with solar panels, is known. To create additional lifting force, the upper part of the disk is filled with helium. Nine turbojet engines are mounted under the disk on rotary hinges. In this case, the disk itself is an aerodynamic surface and when it moves in the atmosphere, a lifting force is created. This aircraft design seems quite heavy and energy-consuming.

Известен ЛА по патенту Черемушкина О.В.(2), в котором фюзеляж ЛА выполнен в виде двух сферических поверхностей, имеющих различную кривизну. Верхняя армированная сферическая поверхность с закрепленной на ней крыльчаткой воздушного насоса системы управления пограничным слоем выполнена с возможностью вращения и через основной редуктор соединена с маховиком обратного вращения. На этом же валу установлен основной стартер-генератор. На дисковой раме размещена силовая установка из реактивных двигателей вертикального и горизонтального движения. Данный ЛА достаточно сложный и дорогостоящий.The aircraft is known according to the patent of O.V. Cheryomushkin (2), in which the aircraft fuselage is made in the form of two spherical surfaces having different curvatures. The upper reinforced spherical surface with the impeller of the air pump of the boundary layer control system mounted on it is rotatable and connected to the reverse rotation flywheel through the main gearbox. The main starter-generator is installed on the same shaft. The disk frame houses a power plant consisting of jet engines of vertical and horizontal motion. This aircraft is quite complex and expensive.

Наиболее близким по своей технической сути к предлагаемому изобретению является безаэродромный самолет БЭЛЛА-1. (3) Комбинированный ЛА имеет корпус с вертикальным центральным тоннелем, подъемный винт, тяговые винты, крылья и хвостовое оперение. Особенностью летательного аппарата является наличие торообразного силового кольца замкнутого поперечного сечения, охватывающего вертикальный тоннель ниже плоскости вращения подъемного винта. Торообразное силовое кольцо собрано из отдельных сегментов и имеет подкрепляющие радиальные перегородки. Данный ЛА имеет хорошие показатели для вертикального взлета и посадки, а вот скоростные характеристики не высокие.The closest in its technical essence to the proposed invention is the BELLA-1 non-airfield aircraft. (3) The combination aircraft has a body with a vertical central tunnel, a lift rotor, traction rotors, wings and a tail unit. A special feature of the aircraft is the presence of a torus-shaped power ring of a closed cross-section, covering a vertical tunnel below the plane of rotation of the lifting rotor. The torus-shaped power ring is assembled from individual segments and has reinforcing radial partitions. This aircraft has good performance for vertical takeoff and landing, but its speed characteristics are not high.

Задачей предлагаемого изобретения является создание экономичного и супернадежного ЛА, позволяющего совместить возможности вертолета и самолета. Способного осуществлять вертикальный взлет и посадку, полет и маневрирование с высоким аэродинамическим качеством, с дальностью и скоростью, превышающие возможность вертолета, надежную стабилизацию и управление движением на всех режимах полета, экономичного и, в тоже время, достаточно простого и дешевого в изготовлении. Главным достоинством вертолетов является их маневренность. Вертолеты способны к вертикальному взлету, вертикальной посадке, зависанию в воздухе и даже к полету «задом наперед». Вертолет может приземлиться (и взлететь) в любом месте, где есть ровная площадка размером в полтора диаметра винта. Кроме того, вертолеты могут перевозить груз на внешней подвеске, что позволяет транспортировать очень громоздкие грузы, а также выполнять монтажные работы. Однако вертолеты по сравнению с самолетами имеют меньшую максимальную скорость, сложность в управлении, высокий удельный расход топлива и, как следствие, более высокую стоимость полета в расчете на пассажиро-километр или единицу массы перевозимого груза. Увеличению скорости вертолета препятствует винт, который, собственно и дает преимущество вертолету для вертикального взлета и посадки. Но если винт спрятать в дискообразный корпус ЛА, то данное препятствие устраняется.The objective of the proposed invention is to create an economical and super-reliable aircraft that allows you to combine the capabilities of a helicopter and an airplane. Capable of vertical takeoff and landing, flight and maneuvering with high aerodynamic quality, with a range and speed exceeding the capabilities of a helicopter, reliable stabilization and motion control in all flight modes, economical and, at the same time, quite simple and cheap to manufacture. The main advantage of helicopters is their maneuverability. Helicopters are capable of vertical take-off, vertical landing, hovering in the air and even flying backwards. The helicopter can land (and take off) anywhere where there is a flat area the size of one and a half times the diameter of the propeller. In addition, helicopters can carry cargo on an external sling, which makes it possible to transport very bulky cargo, as well as perform installation work. However, compared to airplanes, helicopters have a lower maximum speed, difficulty in controlling, high specific fuel consumption and, as a result, a higher flight cost per passenger-kilometer or unit of mass of cargo transported. The increase in speed of the helicopter is prevented by the propeller, which, in fact, gives the helicopter an advantage for vertical takeoff and landing. But if the propeller is hidden in the disc-shaped body of the aircraft, then this obstacle is eliminated.

В 1921 году Б.Н. Юрьев впервые в мире предложил принципиальную схему вертолета с дискообразным корпусом. Исследования аэродинамических характеристик ЛА в 30-х гг. показали, что дископлан, кроме возможности летать на больших углах атаки, имеет преимущества перед обычным самолетом и по другим параметрам. К этим параметрам относятся: хорошие противоштопорные характеристики, отличные жесткостные характеристики, хорошая устойчивость при вертикальном наборе высоты, низкое аэродинамическое сопротивление при горизонтальном полете, большой внутренний объем для размещения оборудования, топлива и полезной нагрузки. Кроме того такая форма позволяет при отказе двигателей использовать эффект парашютирования для мягкой посадки ЛА. (4)In 1921 B.N. Yuryev was the first in the world to propose a schematic diagram of a helicopter with a disk-shaped body. Studies of the aerodynamic characteristics of aircraft in the 30s. showed that the disc plane, in addition to the ability to fly at high angles of attack, has advantages over a conventional aircraft in other respects. These parameters include: good anti-spin characteristics, excellent rigidity characteristics, good stability during vertical climb, low aerodynamic drag during horizontal flight, large internal volume to accommodate equipment, fuel and payload. In addition, this shape makes it possible to use the parachute effect for a soft landing of the aircraft in case of engine failure. (4)

В предлагаемом изобретении винт можно использовать для вертикального взлета и посадки. А для эффективного движения в горизонтальной плоскости здесь можно использовать 2 турбовентиляторных двигателя с переменной тягой - ТРДД. Их можно использовать и для вертикального взлета - посадки, и для горизонтального полета. Для вращения винта предлагается использовать реактивную тягу. Использование реактивной тяги для вращения винта нашло свое применение на французском вертолете Sud-Ouest S.0.1221 Djinn (5). Это легкий двухместный вертолет с реактивным (компрессорным) приводом несущего винта. Разработан и производился французским предприятием Sud-Ouest (позже Sud Aviation) с 1954 по середину 1960-х годов. Единственный на настоящее время серийно строившийся реактивный вертолет. От вертолетов классической схемы его выгодно отличала именно простота пилотирования: аэродинамическая симметричность, отсутствие перекрестных связей в управлении и реактивного момента. Высокая инерция тяжелых лопастей весьма облегчала авторотацию. К сожалению, реактивный привод имеет и свои недостатки, причем некоторые из них весьма существенные. Первым делом это, конечно, экономичность. КПД подобной системы довольно маленький, что приводит к высокому и неэффективному расходу топлива. Из-за этого данный вертолет имел совсем небольшую дальность полета.In the present invention, the propeller can be used for vertical takeoff and landing. And for efficient movement in the horizontal plane, you can use 2 turbofan engines with variable thrust - turbofan engines. They can be used for both vertical takeoff and landing and horizontal flight. It is proposed to use jet thrust to rotate the propeller. The use of jet thrust to rotate the propeller found its application on the French helicopter Sud-Ouest S.0.1221 Djinn (5). This is a light two-seat helicopter with a jet (compressor) driven main rotor. Designed and produced by the French company Sud-Ouest (later Sud Aviation) from 1954 to the mid-1960s. The only jet helicopter currently in serial production. What distinguished it from classic helicopters was its ease of piloting: aerodynamic symmetry, lack of cross-links in control and reactive torque. The high inertia of the heavy blades greatly facilitated autorotation. Unfortunately, the jet drive also has its drawbacks, some of which are quite significant. The first thing is, of course, efficiency. The efficiency of such a system is quite low, which leads to high and inefficient fuel consumption. Because of this, this helicopter had a very short flight range.

Все дело в том, что преимущество использования реактивной тяги на концах винта состоит в том, что чем больше диаметр винта, тем больше рычаг и, соответственно, меньше усилие для вращения винта. Как зависит сила от длины рычага? Она определяется моментом:The thing is that the advantage of using jet thrust at the ends of the propeller is that the larger the diameter of the propeller, the greater the leverage and, accordingly, the less force to rotate the propeller. How does force depend on the length of the lever? It is determined by the moment:

где М - момент, F - сила, 1 - длина рычага.where M is the moment, F is the force, 1 is the length of the lever.

Отсюда не проблема вывести силу:From here it is not a problem to derive the force:

Чем больше рычаг, тем меньше прикладываемая сила. Т.е., чем больше длина винта с реактивным соплом на конце, тем меньше необходимая реактивная сила для вращения винта. Но вот применительно к винту с реактивным соплом на конце получается, что чем больше рычаг, тем больший линейный путь проходит сопло. Ведь длина окружности пропорционально зависит от радиуса окружности:The larger the lever, the less force applied. That is, the longer the length of the propeller with a jet nozzle at the end, the less the required reaction force to rotate the propeller. But in relation to a propeller with a jet nozzle at the end, it turns out that the larger the lever, the greater the linear path the nozzle travels. After all, the circumference depends proportionally on the radius of the circle:

С - длина окружности, r - радиус окружности. А чем больше путь, тем больше затрачиваемая работа на вращение винта. Работа в общем случае определяется:C is the circumference, r is the radius of the circle. And the longer the path, the more work is required to rotate the screw. Work in the general case is defined:

где А - работа, F - сила, S - длина пути.where A is work, F is force, S is path length.

В случае движения реактивного сопла, расположенного на концах винта, путь будет определяться длиной дуги: S = 1 * α, где l - длина плеча, α - угол поворота (в радианах).In the case of movement of the jet nozzle located at the ends of the propeller, the path will be determined by the length of the arc: S = 1 * α, where l is the length of the arm, α is the angle of rotation (in radians).

Таким образом, можно выразить работу через момент:Thus, we can express the work in terms of a moment:

Чем больше длина винта, тем больше рычаг, тем меньше требуется сила для вращения винта. Но при этом пропорционально возрастает работа, затрачиваемая энергией струи реактивного сопла на прохождение сопла по увеличившемся пути по окружности за счет увеличения радиуса окружности. Т.е. выигрыш в увеличении рычага с использованием реактивной струи на концах винта нивелируется пропорциональным увеличением работы, затрачиваемой на вращения винта. Поэтому винты с реактивной тягой на концах не нашли пока широкого применения. Например, вертолет Sud-Ouest S.0.1221 Djinn имел дальность полета всего 220 км. Но это при постоянной приложенной силе струи из сопла. Это похоже, если мы будем раскручивать небольшую карусель бегая по кругу. Понятное дело, что мы быстро устанем. И это неэффективно. Но если мы будем раскручивать карусель стоя на месте, прилагая усилие дискретно, то мы можем поддерживать вращение карусели длительное время. Получается, что если реактивная струя из сопла винта будет поступать импульсно, то мы получим значительный выигрыш в энергетике. Частота дискрета здесь будет зависеть от инерции вращения винта. Момент инерции - это мера инертности тела при вращательном движении вокруг оси. Для материальной точки массы m, вращающейся вокруг оси на расстоянии Г от нее, упрощенная формула имеет вид:The longer the screw, the greater the lever, the less force is required to rotate the screw. But at the same time, the work expended by the energy of the jet nozzle to pass the nozzle along an increased path around the circle increases proportionally due to the increase in the radius of the circle. Those. the gain in increasing the leverage using a jet stream at the ends of the propeller is offset by a proportional increase in the work spent on rotating the propeller. Therefore, propellers with reaction thrust at the ends have not yet found widespread use. For example, the Sud-Ouest S.0.1221 Djinn helicopter had a flight range of only 220 km. But this is with a constant applied force of the jet from the nozzle. It's like if we spin a small carousel while running in circles. It is clear that we will get tired quickly. And it's ineffective. But if we spin the carousel while standing still, applying discrete force, then we can maintain the rotation of the carousel for a long time. It turns out that if the jet stream from the propeller nozzle is pulsed, then we will get a significant gain in energy. The sampling frequency here will depend on the inertia of rotation of the propeller. The moment of inertia is a measure of the inertia of a body during rotational motion around an axis. For a material point of mass m rotating around an axis at a distance Г from it, the simplified formula has the form:

Т.е инерция напрямую зависит от массы и радиуса винта. Поэтому предлагается использовать не винт, а турбину, которая имеет более значимую массу, и момент инерции в этом случае будет значительно больше. Похоже импульсная подача струи пара из сопла, расположенного на концах винта, может дать существенный экономический эффект и позволит создать прорыв в создании супер экономичного ЛА.That is, inertia directly depends on the mass and radius of the propeller. Therefore, it is proposed to use not a propeller, but a turbine, which has a more significant mass, and the moment of inertia in this case will be much greater. It looks like a pulsed supply of a jet of steam from a nozzle located at the ends of the propeller can provide a significant economic effect and will create a breakthrough in the creation of a super economical aircraft.

Для создания реактивной тяги для вращения турбины предлагается использовать пар, который образуется в жидкостной системе охлаждения ТРДД. Пар концентрируется в камере парообразования и по специальному каналу подается в сопла, расположенные на концах турбины и несколько выступают за пределы диаметра турбины для того, чтобы пар, вылетающий из сопла, направлялся в зону охлаждения, конденсировался и в дальнейшем возвращался в систему охлаждения двигателя, не пересекаясь с потоком воздуха, нагнетаемым турбиной. Пар отсекается от потока воздуха, создаваемого турбиной, экраном, который разделяет канал прохождения воздуха в сопла управления и зону конденсации. Внутри ЛА на стенках корпуса за счет низкой температуры извне пар конденсируется и в виде капель воды стекает в емкость хранения воды. А оттуда с помощью насоса через форсунку вода подается в камеру парообразования системы охлаждения ТРДД. Так образуется замкнутый цикл.To create jet thrust to rotate the turbine, it is proposed to use steam, which is generated in the liquid cooling system of the turbofan engine. The steam is concentrated in the steam generation chamber and is fed through a special channel into the nozzles located at the ends of the turbine and protrude slightly beyond the diameter of the turbine so that the steam escaping from the nozzle is directed to the cooling zone, condenses and subsequently returns to the engine cooling system without intersecting with the air flow forced by the turbine. Steam is cut off from the air flow created by the turbine by a screen that separates the air passage into the control nozzles and the condensation zone. Inside the aircraft, on the walls of the body, due to the low temperature outside, the steam condenses and flows in the form of water droplets into the water storage tank. And from there, using a pump through a nozzle, water is supplied to the vaporization chamber of the turbofan engine cooling system. This creates a closed cycle.

Когда мы произносим слово "авиация" мы подразумеваем, конечно, прогресс, перспективу... А когда мы произносим слово пар, почему-то мы смотрим в прошлый век. Но пар скрывает в себе огромные запасы энергии. Энергия пара может двигать тяжелые поезда и огромные пароходы, может приводить в действие многочисленные станки целого завода, а в случае катастрофы разносит вдребезги паровой котел и рушит каменные стены. Нагревая килограмм воды на один градус, мы затрачиваем 1 калорию. Когда же эта порция теплоты, калория, превращается полностью в механическую работу, получается запас энергии, достаточный для подъема килограммовой гири на высоту 427 метров. (8) Поэтому используя жидкостную систему охлаждения ТРДД, мы с одной стороны, увеличиваем ресурс двигателя, снижаем требования к жаропрочным материалам камеры сгорания, а с другой стороны, мы можем получить дополнительную бесплатную энергию за счет образования пара и используя его для как реактивную тягу для вращения турбины, которая обеспечивает дополнительную тягу при вертикальном взлете, посадке, в режиме ротации, в горизонтальном полете и служит для управления ЛА.When we say the word “aviation” we mean, of course, progress, perspective... And when we say the word steam, for some reason we look to the last century. But steam hides huge reserves of energy. Steam energy can move heavy trains and huge steamships, can power numerous machines of an entire plant, and in the event of a disaster, it smashes a steam boiler to pieces and destroys stone walls. By heating a kilogram of water by one degree, we spend 1 calorie. When this portion of heat, a calorie, is completely converted into mechanical work, a supply of energy is obtained sufficient to lift a kilogram weight to a height of 427 meters. (8) Therefore, by using a liquid cooling system of a turbofan engine, on the one hand, we increase the service life of the engine, reduce the requirements for heat-resistant materials of the combustion chamber, and on the other hand, we can obtain additional free energy due to the formation of steam and using it as jet thrust for rotation of the turbine, which provides additional thrust during vertical takeoff, landing, in rotation mode, in horizontal flight and serves to control the aircraft.

ОписаниеDescription

Управление ЛА осуществляется из кабины пилотов 2 Фиг. 1. Вначале запускаются ДТВД 4 Фиг. 1. Забор воздуха осуществляется через воздухозаборники 9 Фиг. 1. При этом прогревается жидкость в камере парообразования 7 Фиг. 1 в системе охлаждения до ее вскипания и образования давления пара. Пар из камеры парообразования под давлением направляется в сопла 13 на концах турбины 3 Фиг. 1, 2 и создают реактивную тягу. За счет чего турбина 3 начинает вращаться и осуществляет забор воздуха через воздухозаборник 10 Фиг. 1. Поток воздуха, создаваемый турбиной 3, подается в сопла 8 Фиг. 1, 2, 3 системы управления ЛА, расположенные в нижней части ЛА по краям через 90 градусов.The aircraft is controlled from the cockpit 2 Fig. 1. First, the TVD 4 Fig. is launched. 1. Air intake is carried out through air intakes 9 Fig. 1. At the same time, the liquid in the vaporization chamber 7 Fig. is heated. 1 in the cooling system until it boils and vapor pressure forms. Steam from the steam generation chamber under pressure is directed to the nozzles 13 at the ends of the turbine 3 of Fig. 1, 2 and create jet thrust. Due to which the turbine 3 begins to rotate and takes in air through the air intake 10 of Fig. 1. The air flow created by the turbine 3 is supplied to the nozzles 8 Fig. 1, 2, 3 aircraft control systems located in the lower part of the aircraft along the edges at 90 degrees.

Предполагается, что направление потоков воздуха из сопел управления, регулируется, как по силе потока, так и по направлению. Что дает возможность балансировки ЛА по курсу и поперечную устойчивость, а также оказать дополнительную тягу при взлете-посадке и при горизонтальном полете. Причем, при полном отказе двух ТРДД 4 Фиг. 1 давление пара в камере парообразования 7 Фиг. 1,3 должно еще обеспечить реактивную тягу через сопла 13 Фиг. 1 для вращения турбины 3 Фиг. 1, что создаст поток воздуха в сопла управления 8 Фиг. 1, 2, 3 и обеспечит мягкую посадку ЛА. А при полном расходовании давления пара можно пустить поток воздуха обратно через сопла 8 Фиг. 1, 2 на турбину 3 Фиг. 1, 2 в режиме ротации. Также как и сама дискообразная форма корпуса ЛА обеспечивает парашютирование ЛА. Это дает возможность предполагать, что предлагаемый ЛА будет обладать высокой степенью безопасности. А использование дополнительной тепловой энергии в виде реактивной струи пара, должно повысить экономическую составляющую ЛА. Причем на некоторых режимах работы можно часть пара направлять в камеру сгорания для повышения тяги. Как это использовалось, например, на самолетах Boeing 707-120 с двигателями Pratt & Whitney JT3C-6 и более поздние самолеты Boeing 747-100 и 200 с двигателями Pratt & Whitney JT9D-3AW и -7AW, которые использовали впрыск воды для увеличения тяги. (9)It is assumed that the direction of air flows from the control nozzles is regulated, both in terms of flow strength and direction. This makes it possible to balance the aircraft heading and lateral stability, as well as provide additional thrust during takeoff and landing and during horizontal flight. Moreover, in case of complete failure of two turbofan engines 4 Fig. 1 steam pressure in the vaporization chamber 7 Fig. 1.3 should also provide jet thrust through the nozzles 13 of Fig. 1 for rotating turbine 3 Fig. 1, which will create an air flow into the control nozzles 8 Fig. 1, 2, 3 and will ensure a soft landing of the aircraft. And when the steam pressure is completely exhausted, you can let the air flow back through the nozzles 8 Fig. 1, 2 to turbine 3 Fig. 1, 2 in rotation mode. Just like the disk-shaped shape of the aircraft body itself, it ensures the parachute of the aircraft. This makes it possible to assume that the proposed aircraft will have a high degree of safety. And the use of additional thermal energy in the form of a jet of steam should increase the economic component of the aircraft. Moreover, in some operating modes, part of the steam can be directed into the combustion chamber to increase thrust. As used, for example, on the Boeing 707-120 aircraft with Pratt & Whitney JT3C-6 engines and the later Boeing 747-100 and 200 aircraft with Pratt & Whitney JT9D-3AW and -7AW engines, which used water injection to increase thrust. (9)

Выходные сопла пара 13 Фиг. 1, 2 располагаются на концах турбины 3 Фиг. 1, 2 и выступают за внешние пределы диаметра турбины 3 и за пределы корпуса 15 воздухозаборника 10 Фиг. 1. Для того, чтобы выходная струя пара не смешивалась с потоком воздуха, создаваемым турбиной 3 Фиг. 1 и отбрасывалась центробежной силой в пространство конденсации корпуса 1 Фиг. 1. Пар отсекается от потока воздуха, создаваемого турбиной 3, экраном 15 Фиг. 1, который разделяет канал прохождения воздуха 10 в сопла управления 8 Фиг. 1 и зону конденсации 1 Фиг. 1. В зоне конденсации также могут находиться гибкие емкости с гелием, с тем, чтобы пар нагревал гелий и создавал дополнительную подъемную силу. Пар после охлаждения в пространстве конденсации 1 Фиг. 1 в виде капель воды стекает в емкость хранения воды 11 Фиг. 1, а затем с помощью насоса 12 Фиг. 1 через форсунку закачивается в камеру парообразования 7 Фиг. 1. В емкости 11 Фиг. 1 находится резерв воды. Сама емкость 11 многосекционная, чтобы при наклонах ЛА не нарушалась центровка.Steam output nozzles 13 Fig. 1, 2 are located at the ends of the turbine 3 Fig. 1, 2 and protrude beyond the outer limits of the diameter of the turbine 3 and beyond the housing 15 of the air intake 10 FIG. 1. To ensure that the output steam stream does not mix with the air flow created by turbine 3 of Fig. 1 and was thrown by centrifugal force into the condensation space of housing 1 Fig. 1. Steam is cut off from the air flow created by turbine 3 by screen 15 of Fig. 1, which divides the air passage channel 10 into the control nozzle 8 of FIG. 1 and condensation zone 1 Fig. 1. Flexible containers with helium can also be located in the condensation zone, so that the steam heats the helium and creates additional lift. Steam after cooling in condensation space 1 Fig. 1 in the form of drops of water flows into the water storage tank 11 FIG. 1, and then using pump 12 Fig. 1 is pumped through a nozzle into the vaporization chamber 7 Fig. 1. In container 11 Fig. 1 there is a water reserve. The container 11 itself is multi-sectional, so that when the aircraft is tilted, the alignment is not disturbed.

Основная тяга при взлете-посадке создается двумя ТРДД 4 Фиг. 1. В режиме взлета-посадки выходной поток направляется вниз через клапан 6 Фиг. 1 в сопла 14 Фиг. 1. Как, например, это предусмотрено на самолете вертикального взлета и посадки "Харриер" (10). При этом поток воздуха из сопел управления 8 Фиг. 2 обеспечивают стабилизацию Л А и создают дополнительную тягу в режиме взлета-посадки. А для горизонтального полета выходной поток ТРДД направляется через клапан 6 Фиг. 1 в выходные сопла 5 Фиг. 1,2,3, которые регулируются по интенсивности выхода струи. Этим достигается управление ЛА по курсу. Выходы струи из ТРДД поступают в выходные сопла через Х-образную развязку 16 Фиг. З, которая позволяет при выходе из строя одного из двигателей сохранить управление ЛА по курсу. Сопла управления 8 Фиг. 2, 3 позволяют изменять угол тангажа или крена ЛА, чем достигается устойчивое управление в полете. Причем, при горизонтальном полете сопла 8 Фиг. 1 могут направлять поток воздуха таким образом, чтобы способствовать горизонтальному движению.The main thrust during takeoff and landing is generated by two turbofan engines 4 Fig. 1. In takeoff and landing mode, the output flow is directed downward through valve 6 of Fig. 1 in nozzle 14 Fig. 1. As, for example, this is provided on the Harrier vertical take-off and landing aircraft (10). In this case, the air flow from the control nozzles 8 Fig. 2 provide stabilization of the aircraft and create additional thrust during takeoff and landing. And for horizontal flight, the output flow of the turbofan engine is directed through valve 6 of Fig. 1 to output nozzles 5 Fig. 1,2,3, which are adjusted according to the intensity of the jet output. This achieves aircraft heading control. The jet outputs from the turbofan engine enter the output nozzles through the X-shaped junction 16 of Fig. Z, which allows you to maintain directional control of the aircraft if one of the engines fails. Control nozzles 8 Fig. 2, 3 allow you to change the pitch or roll angle of the aircraft, thereby achieving stable control in flight. Moreover, during horizontal flight of the nozzle 8 Fig. 1 can direct the air flow in such a way as to promote horizontal movement.

Отсутствие подвижных поверхностей аэродинамических органов управления, сервомеханизмов для их поворота и шарниров для их навески существенно снижает вес конструкции, уменьшает радиолокационную заметность и аэродинамическое сопротивление, повышает надежность ЛА. На верхней части дискообразного корпуса можно расположить два продольных параллельно курсу движения ЛА невысоких стабилизатора, которые позволят повысить устойчивость при горизонтальном полете.The absence of moving surfaces of aerodynamic controls, servomechanisms for their rotation and hinges for mounting them significantly reduces the weight of the structure, reduces radar signature and aerodynamic drag, and increases the reliability of the aircraft. On the upper part of the disk-shaped body, two low longitudinal stabilizers can be placed parallel to the aircraft’s course of movement, which will increase stability during horizontal flight.

Отсутствие значительно выступающих элементов и конструкций у ЛА позволит достигать больших скоростей полета. В результате мы получим экономичный, скоростной, супер надежный ЛА с вертикальным взлетом и посадкой.The absence of significantly protruding elements and structures on the aircraft will allow it to achieve high flight speeds. As a result, we will get an economical, high-speed, super reliable aircraft with vertical take-off and landing.

ЛитератураLiterature

1. Непомнящих Н. и др. "Сто великих тайн", - М., Вече, 2002 г., стр. 394);1. Nepomnyashchikh N. et al. “One Hundred Great Secrets”, M., Veche, 2002, p. 394);

2. Патент Российской Федерации №2214945, М.кл. В64С 29/04;2. Patent of the Russian Federation No. 2214945, M. class. В64С 29/04;

3. Патент Российской Федерации RU 2012511 С1 1994.05.15;3. Patent of the Russian Federation RU 2012511 C1 1994.05.15;

4. Козырев Вячеслав Михайлович, Козырев Михаил Егорович, Издательство Центрполиграф, 2009 г., ISBN 978-5-9524-4413-3;4. Kozyrev Vyacheslav Mikhailovich, Kozyrev Mikhail Egorovich, Tsentrpoligraf Publishing House, 2009, ISBN 978-5-9524-4413-3;

5. Sud-Ouest SO. 1221 "Djinn". Архивная копия от 21 мая 2011 на Wayback Machine;5. Sud-Ouest SO. 1221 "Djinn". Archived May 21, 2011 on the Wayback Machine;

6. Трофимова Т. И. Курс физики. 7-е изд. М.: Высшая школа, 2001. 542 с;6. Trofimova T. I. Physics course. 7th ed. M.: Higher School, 2001. 542 p.;

7. Выгодский М. Я. Справочник по элементарной математике. - М.: Наука, 1978;7. Vygodsky M. Ya. Handbook of elementary mathematics. - M.: Nauka, 1978;

8. Яков Перельман." Физика на каждом шагу" Издательство: Аванта, 2021 г.);8. Yakov Perelman."Physics at every step" Publisher: Avanta, 2021);

9. Дорошко СМ., Глазков А.С.Газотурбинные двигатели гражданской авиации. Учебное пособие. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации. 2018 г.;9. Doroshko SM, Glazkov A.S. Gas turbine engines for civil aviation. Tutorial. Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “St. Petersburg State University of Civil Aviation. 2018;

10. И. Алексеев. Истребители «Харриер». // «Зарубежное военное обозрение», №1, 1980. стр. 63-66.), ЯК-141 (Берне Л. Як-141 - сверхзвуковая «вертикалка» (рус.) // Крылья Родины. -М., 1994. - №4. - С. 1-4. - ISSN 0130-2701.10. I. Alekseev. Harrier fighters. // “Foreign Military Review”, No. 1, 1980. pp. 63-66.), Yak-141 (Berne L. Yak-141 - supersonic “vertical” (Russian) // Wings of the Motherland. - M., 1994 - No. 4. - pp. 1-4. - ISSN 0130-2701.

Claims (1)

Летательный аппарат (ЛА), имеющий дискообразную форму, в центральной части кабину пилота, вокруг кабины воздухозаборник, внутри два турбовентиляторных двигателя, выполненных с возможностью изменения вектора тяги для вертикального взлета, посадки и горизонтального полета, сопла управления, выходные сопла для вертикального взлета, посадки и горизонтального полета, пространство конденсации, емкость для хранения воды с насосом для закачки воды в камеру парообразования, отличающийся тем, что управление ЛА обеспечивается воздушным потоком, направляемым воздушным винтом с реактивным приводом, который приводится в действие импульсной реактивной силой пара, образующегося в жидкостной системе охлаждения двухконтурных турбовентиляторных двигателей в камере парообразования, и подающим поток воздуха из воздухозаборника в сопла управления, изменяющие направление выходного потока воздуха и его интенсивность для балансировки ЛА по курсу, обеспечения поперечной устойчивости, и расположенные по краям корпуса в нижней части ЛА, смещенные по отношению друг к другу на 90 градусов.An aircraft having a disc-shaped shape, in the central part there is a pilot cabin, an air intake around the cabin, inside there are two turbofan engines, designed to change the thrust vector for vertical take-off, landing and horizontal flight, control nozzles, output nozzles for vertical take-off and landing and horizontal flight, a condensation space, a water storage tank with a pump for pumping water into the vaporization chamber, characterized in that the aircraft is controlled by an air flow directed by a jet-driven propeller, which is driven by the pulsed reactive force of the steam generated in the liquid system cooling of double-circuit turbofan engines in the vaporization chamber, and supplying an air flow from the air intake to the control nozzles, changing the direction of the output air flow and its intensity to balance the aircraft along the course, ensuring lateral stability, and located at the edges of the body in the lower part of the aircraft, offset relative to each other 90 degrees to each other.
RU2022127974A 2022-10-28 Aircraft RU2808288C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808288C1 true RU2808288C1 (en) 2023-11-28

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2012511C1 (en) * 1993-08-31 1994-05-15 Фирма "ВИСТ" Hybrid flying vehicle
RU86560U1 (en) * 2008-07-31 2009-09-10 Олег Леонидович Тытаренко VERTICAL TAKEOFF AND LANDING FLIGHT
RU168858U1 (en) * 2016-02-08 2017-02-21 Николай Анатольевич Ивлев HYBRID DISC DIRECTOR
CN110905689A (en) * 2018-09-17 2020-03-24 高荣江 Open water cooling split-flow engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2012511C1 (en) * 1993-08-31 1994-05-15 Фирма "ВИСТ" Hybrid flying vehicle
RU86560U1 (en) * 2008-07-31 2009-09-10 Олег Леонидович Тытаренко VERTICAL TAKEOFF AND LANDING FLIGHT
RU168858U1 (en) * 2016-02-08 2017-02-21 Николай Анатольевич Ивлев HYBRID DISC DIRECTOR
CN110905689A (en) * 2018-09-17 2020-03-24 高荣江 Open water cooling split-flow engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5039031A (en) Turbocraft
El-Sayed Fundamentals of aircraft and rocket propulsion
US10967964B2 (en) Air wheel rotor, a gyro stabilized aircraft and a wind-driven power generator using the air wheel rotor, and a stationary launching device
US5149012A (en) Turbocraft
US6616094B2 (en) Lifting platform
US6086016A (en) Gyro stabilized triple mode aircraft
US6464459B2 (en) Lifting platform with energy recovery
US20120111994A1 (en) Cross-flow fan propulsion system
RU2538737C9 (en) Rotor "air wheel", gyrostabilised aircraft and wind-driven electric plant using rotor "air wheel", surface/deck devices for their start-up
US9187175B1 (en) Flying-wing and VTOL flying-wing aircraft
EA037795B1 (en) Aircraft with vertical takeoff and landing and method of operating same
Benedict et al. Design, development, and open-loop flight-testing of a twin-rotor cyclocopter micro air vehicle
US10464667B2 (en) Oblique rotor-wing aircraft
RU2636826C1 (en) High-speed helicopter with crossed screws
RU2652863C1 (en) High-speed hybrid helicopter-aircraft
Mitchell et al. The canard rotor wing (CRW) aircraft-a new way to fly
Armutcuoglu et al. Tilt duct vertical takeoff and landing uninhabited aerial vehicle concept design study
RU2808288C1 (en) Aircraft
RU2627963C1 (en) Unmanned rotorcraft with cross-section propellers
RU183800U1 (en) ROPE WING BEZRUKOV
RU2457153C2 (en) "maxinio" standard technology of vehicle manufacturing and operation, no-run take-off and landing electric aircraft (versions), lifting device, turbo-rotary engine (versions), multistep compressor, fan cowling, turbo-rotary engine operation method and method of electric aircraft lifting force creation method
RU2810821C1 (en) Strike aviation complex with unmanned aircraft
RU2829109C1 (en) Helicopter plane
RU2773972C1 (en) Cristop rotor-wing aircraft (crwa), hybrid power plants (hpp) and method for functioning of crwa with hpp (options)
RU2094318C1 (en) Individual foldable flying vehicle