UA146401U - VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT - Google Patents

VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT Download PDF

Info

Publication number
UA146401U
UA146401U UAU202006288U UAU202006288U UA146401U UA 146401 U UA146401 U UA 146401U UA U202006288 U UAU202006288 U UA U202006288U UA U202006288 U UAU202006288 U UA U202006288U UA 146401 U UA146401 U UA 146401U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
aircraft
landing
wing
turbofan
flight
Prior art date
Application number
UAU202006288U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Олександр Федорович Версаль
Original Assignee
Олександр Федорович Версаль
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 Олександр Федорович Версаль filed Critical Олександр Федорович Версаль
Priority to UAU202006288U priority Critical patent/UA146401U/en
Publication of UA146401U publication Critical patent/UA146401U/en

Links

Abstract

Літальний апарат з вертикальним зльотом і посадкою, що включає фюзеляж, несучі площини-крила, двигун, пристрій управління польотом, у якому підйомна і рушійна сили на всіх етапах польоту виникають за рахунок взаємодії несучих площин з повітряним потоком, що набігає, згідно з корисною моделлю, для спрощення конструкції літального апарата з вертикальним зльотом і посадкою, підвищення безпеки при польоті або посадці в умовах обмеженого простору, несучі площини виконані у вигляді нерухомого крила, а повітряний потік, що набігає, генерують в самому літальному апараті і спрямовано спереду на крило;Aircraft with vertical takeoff and landing, including the fuselage, bearing planes-wings, engine, flight control device, in which the lifting and driving forces at all stages of flight arise due to the interaction of the bearing planes with the oncoming air flow, according to the utility model , to simplify the design of the aircraft with vertical takeoff and landing, increase safety during flight or landing in confined spaces, the bearing planes are made in the form of a fixed wing, and the incoming air flow is generated in the aircraft and directed to the front of the wing;

Description

Корисна модель належить до авіації, конкретно до літальних апаратів здатних здійснювати політ з нульовою горизонтальною швидкістю і може бути застосоване в авіації спеціального призначення, де зазвичай використовують вертольоти, наприклад, як санітарний і патрульний транспорт, для проведення рятувальних операцій і т.п.The useful model belongs to aviation, specifically to aircraft capable of flying at zero horizontal speed and can be used in special purpose aviation, where helicopters are usually used, for example, as sanitary and patrol transport, for rescue operations, etc.

Відомі літальні апарати з вертикальним зльотом і посадкою (ЛВЗП) (англ. МТОЇ, МепісаїKnown aircraft with vertical take-off and landing (LVZP) (English MTOY, Mepisai

ТаКе-ОЙ апа Іапаіпд). Вони можуть злітати і сідати при нульовій горизонтальній швидкості, використовуючи пристрої для створення підйомної сили, що наводяться двигуном і створюють вертикальну тягу за допомогою повітряних гвинтів різної конструкції, або безпосередньо тягу реактивного двигуна, спрямовану вертикально, а в режимі горизонтального польоту підйомну силу створює нерухоме крило у взаємодії з повітрям, що набігає (11, (21.TaKe-OY apa Iapaipd). They can take off and land at zero horizontal speed, using engine-driven lift devices that create vertical thrust using propellers of various designs, or direct vertical thrust from a jet engine, and in horizontal flight mode, lift is created by a fixed wing in interaction with the incoming air (11, (21.

Пілотування цього типу машин вельми складно. Особливо це позначається в польоті на режимах висіння і перехідних - в моменти переходу з висіння в горизонтальний політ і назад.Piloting this type of machine is very difficult. This is especially noticeable in flight in hover and transition modes - at the moments of transition from hover to horizontal flight and back.

На цих режимах ЛВЗП в цілому нестійкі, схильні до бічного ковзання. Для них характерні складна і дорога конструкція, руйнування покриттів злітно-посадкових майданчиків гарячим газовим вихлопом двигунів |11, (21.In these regimes, LVZP are generally unstable, prone to lateral sliding. They are characterized by a complex and expensive design, the destruction of runway coatings by the hot gas exhaust of engines |11, (21.

Відомі так само вертольоти. У них підйомна і рушійна сили на всіх етапах польоту створюються лопатями несучого гвинта - рухливими крилами, які обертаються в горизонтальній площині, взаємодіючі, при цьому з потоком повітря, що набігає. Вони стійкі в польоті на малих і нульових горизонтальних швидкостях, що і зумовило їх застосування для виконання характерних завдань, наприклад, при невідкладній евакуації людей з небезпечних місць, для доставки людей і вантажів у важкодоступні місця, для ефективного патрулювання місць зі складним ландшафтом і міських районів з густою забудовою і т. п.Helicopters are also known. In them, lifting and propulsive forces at all stages of flight are created by the blades of the main rotor - movable wings that rotate in the horizontal plane, interacting with the oncoming air flow. They are stable in flight at low and zero horizontal speeds, which led to their use for performing specific tasks, for example, in the case of urgent evacuation of people from dangerous places, for the delivery of people and goods to hard-to-reach places, for effective patrolling of places with a complex landscape and urban areas with dense buildings, etc.

Головною перевагою вертольотів є здатність здійснювати зліт і посадку по вертикалі, в будь- якому місці, де є рівний майданчик розміром в півтора діаметра гвинта, також їх маневреність - вертольоти здатні до зависання в повітрі і польоту назад. Вони можуть перевозити вантаж на зовнішній підвісці що дозволяє перевозити громіздкі вантажі, а також виконувати монтажні роботи. Вони є найближчим аналогом як за функціональним призначенням, так і за конструктивним виконанням.The main advantage of helicopters is the ability to take off and land vertically, in any place where there is a flat area one and a half times the diameter of the propeller, as well as their maneuverability - helicopters are capable of hovering in the air and flying back. They can transport cargo on an external suspension, which allows you to transport bulky cargo, as well as perform installation work. They are the closest analogue both in terms of functional purpose and constructive execution.

У вертольотів існують свої особливі, характерні тільки для них небезпечні режими польоту,Helicopters have their own special, dangerous flight modes characteristic only for them,

Зо аварійні режими та аеродинамічні особливості: наприклад, вихрове кільце, земний резонанс і т.д. ПІ, ІЗ (с. 612-613)), 14 (с. 19-24)). Несучий гвинт створює вібрацію, яка загрожує руйнуванням конструкції (1), ІЗ (с. 635-639; 792-796)|, (4 (с. 18; 22-24)). Коли вертоліт летить вперед, одна з половин гвинта створює більшу підйомну силу, ніж інша, і виникає додатковий кренячий момент.Emergency modes and aerodynamic features: for example, a vortex ring, ground resonance, etc. PI, IZ (p. 612-613)), 14 (p. 19-24)). The supporting screw creates a vibration that threatens to destroy the structure (1), IZ (p. 635-639; 792-796)|, (4 (p. 18; 22-24)). As the helicopter flies forward, one half of the propeller creates more lift than the other, and an additional pitching moment occurs.

При цьому на відступаючих лопатях, при певних обставинах, може спостерігатися зрив потоку, а кінцеві ділянки наступаючих лопатей можуть зазнати хвильової кризи при проходженні звукового бар'єра.At the same time, on the retreating blades, under certain circumstances, a flow disruption may be observed, and the end sections of the advancing blades may experience a wave crisis when passing the sound barrier.

Ці та інші специфічні особливості несучого гвинта накладають певні обмеження на швидкість, вантажопідйомність і інші характеристики вертольота |5 (п. 1, 2, 3, 4)). Для компенсації реактивного моменту несучого гвинта, при його великій масі, на кермовий гвинт витрачають до 20-25 95 потужності двигуна |4 (с.45)).These and other specific features of the main rotor impose certain restrictions on the speed, load capacity and other characteristics of the helicopter |5 (items 1, 2, 3, 4)). To compensate for the reactive moment of the main propeller, with its large mass, up to 20-25 95 of the engine's power |4 (p. 45)) is spent on the steering propeller.

Крім того, несучий гвинт, обертаючись, становить небезпеку для всього, що знаходиться поблизу і загрожує катастрофою самому вертольоту при зіткненні з високою рослинністю, електромережами, щоглами і іншими випадковими предметами.In addition, the main rotor, rotating, poses a danger to everything nearby and threatens the disaster of the helicopter itself when it collides with tall vegetation, power lines, masts and other random objects.

В основу корисної моделі поставлена задача підвищення безпеки літальних апаратів з вертикальним зльотом і посадкою, спрощення їх конструкції і систем управління шляхом заміни рухомих несучих площин - рухомих крил, на нерухомі, з можливістю обдування їх повітряним потоком, що генерується в самому літальному апараті.The useful model is based on the task of increasing the safety of aircraft with vertical take-off and landing, simplifying their design and control systems by replacing the movable support planes - movable wings, with fixed ones, with the possibility of blowing them with the air flow generated in the aircraft itself.

Зазначена задача вирішується тим, що замість несучого гвинта використовують нерухоме крило, наприклад, у формі кільця, в центрі якого знаходиться відцентровий турбовентилятор з соплами, зверненими на носок крила.This problem is solved by using a fixed wing instead of a main propeller, for example, in the form of a ring, in the center of which is a centrifugal turbofan with nozzles facing the tip of the wing.

Горизонтальний політ можна задавати, наприклад, зміщенням центру ваги і нахилом літального апарата. Або за допомогою додаткових пристроїв, що створюють горизонтальну тягу.Horizontal flight can be set, for example, by shifting the center of gravity and tilting the aircraft. Or with the help of additional devices that create horizontal traction.

На Фіг. 1 - вигляд збоку, і Фіг. 2 - вигляд зверху, показана схема літального апарата з вертикальним зльотом і посадкою, виконаного відповідно до даного технічного рішення.In Fig. 1 is a side view, and Fig. 2 - a top view, showing a diagram of an aircraft with vertical take-off and landing, made in accordance with this technical solution.

Літальний апарат має фюзеляж 1, нерухоме крило 2, відцентровий турбовентилятор 3, з направляючими перегородками 4, привід 5 турбовентилятора, яким може служити, наприклад, газова турбіна. На Фіг. З ї фіг. 4, відповідно вигляд збоку і вигляд зверху, окремо показаний пропульсивний комплекс, що складається з двох основних пристроїв - крила 2 і бо турбовентилятора 3, які з'єднуються в єдину конструкцію за допомогою напрямних перегородокThe aircraft has a fuselage 1, a fixed wing 2, a centrifugal turbofan 3, with guide baffles 4, a turbofan drive 5, which can be used, for example, by a gas turbine. In Fig. From fig. 4, respectively, a side view and a top view, the propulsive complex is shown separately, consisting of two main devices - the wings 2 and the turbofan 3, which are connected into a single structure with the help of guide partitions

4. Ці перегородки, разом з верхньою кришкою б турбовентилятора і нижньою кришкою 7 турбовентилятора, утворюють вихідні сопла турбовентилятора. Вони також є центральним скріплюючим елементом пропульсивного комплексу. До них жорстко кріпляться: верхня кришка б турбовентилятора, нижня кришка 7 турбовентилятора і крило 2. Таким чином весь пропульсивний комплекс збирається в єдину жорстку конструкцію. Крильчатка 8 турбовентилятора приводиться в обертання за допомогою вала 9 від двигуна, розташованого у верхній частині фюзеляжу. Деталі 2, 6, 7 зображені з розрізом.4. These partitions, together with the upper cover b of the turbofan and the lower cover 7 of the turbofan, form the outlet nozzles of the turbofan. They are also the central binding element of the propulsive complex. The following are rigidly attached to them: the upper cover b of the turbofan, the lower cover 7 of the turbofan and wing 2. Thus, the entire propulsive complex is assembled into a single rigid structure. The impeller 8 of the turbofan is driven by the shaft 9 from the engine located in the upper part of the fuselage. Details 2, 6, 7 are shown in section.

На Фіг.5 зображено в аксонометрії пропульсивний комплекс, з розрізом верхньої кришки 6 відцентрового турбовентилятора і розрізом крила 2.Fig. 5 shows the propulsive complex in an axonometric view, with a section of the upper cover 6 of the centrifugal turbofan and a section of the wing 2.

Підйомна сила виникає в процесі обтікання поверхонь крила повітряним потоком від відцентрового турбовентилятора. Напрямок горизонтального польоту задають пристроями, схожими на ті, що використовують на вертольотах, наприклад, хвостовим гвинтом. Так само, як і вертоліт, пропонований літальний апарат може рухатися в будь-якому напрямку і зависати на місці за допомогою механізації крила. Для цього весь пропульсивний комплекс, що складається з крила і турбовентилятора, виконаний з можливістю переміщення відносно фюзеляжу в горизонтальній площині, в двох перпендикулярних напрямках. При цьому центр ваги літального апарата зміщується від осі пропульсивного комплексу, літальний апарат нахиляється і, у підйомної сили, що діє на крило, з'являється горизонтальна складова, яка забезпечує політ в заданому напрямку. Так-само, як варіант, для цієї мети можна використовувати закрилки на протилежних сторонах крила, одночасно відхиляючи їх в протилежних напрямках.The lifting force arises in the process of the airflow from the centrifugal turbofan flowing around the wing surfaces. The direction of horizontal flight is set by devices similar to those used on helicopters, for example, a tail rotor. Just like a helicopter, the proposed aircraft can move in any direction and hover in place with the mechanization of the wing. For this, the entire propulsive complex, consisting of a wing and a turbofan, is made with the ability to move relative to the fuselage in the horizontal plane, in two perpendicular directions. At the same time, the center of gravity of the aircraft shifts from the axis of the propulsive complex, the aircraft tilts and, in the lifting force acting on the wing, a horizontal component appears, which ensures flight in the given direction. Also, as an option, flaps on opposite sides of the wing can be used for this purpose, simultaneously deflecting them in opposite directions.

Завдяки тому, що, пропульсивний комплекс, що складається з нерухомого крила вкупі з турбовентилятором, є меньш складним і більш надійним пристроєм, в порівнянні з несучим гвинтом вертольота, даний літальний апарат простіший і дешевший у виготовленні. Він простіший в керуванні і надійніший в експлуатації. Він може безпечно літати в гірських ущелинах і серед висотних будівель. Він може сідати в непідготовлених місцях - випадкове торкання сторонніх предметів не призведе до аварії.Due to the fact that the propulsive complex, consisting of a fixed wing together with a turbofan, is a less complex and more reliable device, compared to a helicopter main rotor, this aircraft is simpler and cheaper to manufacture. It is easier to manage and more reliable in operation. It can fly safely in mountain gorges and among tall buildings. He can sit in unprepared places - accidentally touching foreign objects will not lead to an accident.

Джерела інформації: 1. Вікіпедія: Літак вертикального зльоту та посадки; Вертоліт. 2. Ружицкий Е.И. Современная авиация. Европейские самолеть! вертикального взлета и посадки. М.: "Астрель", 2000. 3. У. Джонсон. "Теория вертолета". М., Мир, 1983. 4. В. В. Дудник. "Конструкция вертолетов". Ростов-на Дону, Издательский дом ИУЙ АП, 2005. 5. В.А. Павлов. "ОО проблемах вертикального взлета и посадки летательньїх аппаратов".Sources of information: 1. Wikipedia: Vertical take-off and landing aircraft; Helicopter. 2. Ruzhitsky E.I. Modern aviation. European plane! vertical take-off and landing. Moscow: Astrel, 2000. 3. U. Johnson. "Helicopter Theory". M., Mir, 1983. 4. V. V. Dudnyk. "Helicopter design". Rostov-on-Don, Izdatelsky dom IUY AP, 2005. 5. V.A. Pavlov "On the problems of vertical take-off and landing of aircraft".

Казанский государственньй технический университет (авиационньй институт), 1998.Kazan State Technical University (Aviation Institute), 1998.

Claims (3)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІUSEFUL MODEL FORMULA 1. Літальний апарат з вертикальним зльотом і посадкою, що включає фюзеляж, несучі площини- крила, двигун, пристрій управління польотом, у якому підйомна і рушійна сили на всіх етапах польоту виникають за рахунок взаємодії несучих площин з повітряним потоком, що набігає, який відрізняється тим, що для спрощення конструкції літального апарата з вертикальним зльотом і посадкою, підвищення безпеки при польоті або посадці в умовах обмеженого простору, несучі площини виконані у вигляді нерухомого крила, а повітряний потік, що набігає, генерують в самому літальному апараті і спрямовано спереду на крило.1. An aircraft with vertical take-off and landing, which includes a fuselage, supporting planes - wings, an engine, a flight control device, in which the lifting and driving forces at all stages of flight arise due to the interaction of the supporting planes with the oncoming air flow, which is different the fact that to simplify the design of an aircraft with vertical take-off and landing, increase safety during flight or landing in conditions of limited space, the bearing planes are made in the form of a fixed wing, and the oncoming air flow is generated in the aircraft itself and directed to the wing from the front . 2. Літальний апарат за п. 1, який відрізняється тим, що повітряний потік, що набігає, генерують за допомогою відцентрового турбовентилятора.2. The aircraft according to claim 1, which is characterized by the fact that the incoming air flow is generated using a centrifugal turbofan. 3. Літальний апарат за п. 1 їі 2, який відрізняється тим, що напрямні сопла розташовані по периметру турбовентилятора, а крило має форму кільця навколо турбовентилятора, і звернено носком до сопел.3. The aircraft according to claim 1 and 2, which differs in that the nozzle guides are located along the perimeter of the turbofan, and the wing has the shape of a ring around the turbofan, and the tip is turned to the nozzles.
UAU202006288U 2020-09-29 2020-09-29 VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT UA146401U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU202006288U UA146401U (en) 2020-09-29 2020-09-29 VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU202006288U UA146401U (en) 2020-09-29 2020-09-29 VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA146401U true UA146401U (en) 2021-02-17

Family

ID=74844320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU202006288U UA146401U (en) 2020-09-29 2020-09-29 VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA146401U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7147182B1 (en) Gas-powered tip-jet-driven tilt-rotor compound VTOL aircraft
US6086016A (en) Gyro stabilized triple mode aircraft
US9487286B2 (en) Lift and propulsion device, and heavier-than-air aircraft provided with such a device
US20200108919A1 (en) Quiet Redundant Rotorcraft
EP3483064B1 (en) Tilting proprotor with segmented duct
US5039031A (en) Turbocraft
GB2409845A (en) Tilt-rotor aircraft changeable between vertical lift and forward flight modes
US20160101852A1 (en) Annular ducted lift fan VTOL aircraft
US8011614B2 (en) Bird vortex flying machine
JPH085435B2 (en) Gyrodyne
CN101559832A (en) Fast hybrid helicopter with large range
US10336450B2 (en) Enhanced net pitching moment multi-wing VTOL compact personal aircraft
KR20090057504A (en) Taking off and landing airplane using variable rotary wings
US4202518A (en) Air-borne support and lift mechanism adapted to aircraft
US5213284A (en) Disc planform aircraft having vertical flight capability
RU2716391C2 (en) Unmanned aerial vehicle of vertical take-off and landing
RU2550589C1 (en) Convertible vertical take-off and landing aircraft (versions)
CN1907807A (en) Method of vertical take-off and landing aircraft with fixed wing and aircraft
CN103754360A (en) Similar flying saucer type rotaplane
RU2212358C1 (en) Flying vehicle
JP4279898B1 (en) Airborne body
CN1944188A (en) Aircraft with centrifugal fan capable of vertically taking off and landing
US20180186449A1 (en) Annular lift fan vtol aircraft
UA146401U (en) VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT
US20060032972A1 (en) Vertical lift envelope