WO2022050928A1 - Wing for a vertical takeoff and landing aircraft, and aircraft having such a wing - Google Patents

Wing for a vertical takeoff and landing aircraft, and aircraft having such a wing Download PDF

Info

Publication number
WO2022050928A1
WO2022050928A1 PCT/UA2020/000086 UA2020000086W WO2022050928A1 WO 2022050928 A1 WO2022050928 A1 WO 2022050928A1 UA 2020000086 W UA2020000086 W UA 2020000086W WO 2022050928 A1 WO2022050928 A1 WO 2022050928A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wing
section
mechanization
aircraft
propellers
Prior art date
Application number
PCT/UA2020/000086
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Виктор Васильевич ПОПОВ
Александр Владимирович КОНОНЫХИН
Евгений Александрович КОНОНЫХИН
Павел Викторович МИКАЛЮК
Original Assignee
Частное Акционерное Общество "Фэд"
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 Частное Акционерное Общество "Фэд" filed Critical Частное Акционерное Общество "Фэд"
Priority to DE112020007562.1T priority Critical patent/DE112020007562T5/en
Publication of WO2022050928A1 publication Critical patent/WO2022050928A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/001Shrouded propellers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C15/00Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction
    • B64C15/02Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction the jets being propulsion jets
    • B64C15/12Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction the jets being propulsion jets the power plant being tiltable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B64C29/0008Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded
    • B64C29/0016Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers
    • B64C29/0033Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers the propellers being tiltable relative to the fuselage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • B64C3/32Wings specially adapted for mounting power plant

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

A wing (1) for a vertical takeoff and landing aircraft (2) consists of an airfoil portion (3) and, hingedly attached thereto, a first high lift section (4) comprising a set of propulsors (6) arranged above the profile of the wing. The wing (1) comprises a second high lift section (7), for example in the form of a trailing-edge flap or flaperon, hingedly attached to the first high lift section (4). Also proposed is an aircraft (2) that utilizes the claimed wing (1).

Description

Консоль крыла для летательного аппарата вертикального взлета и посадки и летательный аппарат с такой консолью A wing console for a vertical take-off and landing aircraft and an aircraft with such a console
Настоящее изобретение относится к области авиации, а более конкретно к конструкциям крыльев и летательных аппаратов с возможностью вертикального взлета и посадки. The present invention relates to the field of aviation, and more specifically to the structures of wings and aircraft with the possibility of vertical takeoff and landing.
В случае размещения силовых установок на крыле летательного аппарата вертикального взлета и посадки, к таким крыльям предъявляются особые требования. На режиме взлета и посадки, тяга, создаваемая силовыми установками должна быть направлена вертикально, а при крейсерском полете - горизонтально. Одним из способов удовлетворить данное требование является использование силовых установок с изменяемым по направлению вектором тяги, что и было использовано в данном изобретении. In the case of placing power plants on the wing of a vertical takeoff and landing aircraft, special requirements are imposed on such wings. During takeoff and landing, the thrust generated by the power plants must be directed vertically, and during cruise flight - horizontally. One way to meet this requirement is the use of thrust vectoring propulsion systems, which was used in this invention.
Известен закрылок крыла с силовой установкой по патенту US2964264. Где с целью уменьшения взлетной и посадочной скорости самолета, в первую секцию двухсекционного закрылка устанавливаются газотурбинные двигатели, которые на режиме взлета/посадки выдвигаются над поверхностью крыла и своей работой создают дополнительную подъемную силу за счет того, что: Known wing flap with a power plant according to patent US2964264. Where, in order to reduce the takeoff and landing speed of the aircraft, gas turbine engines are installed in the first section of the two-section flap, which in the takeoff / landing mode are advanced above the wing surface and, by their work, create additional lift due to the fact that:
1) вектор тяги двигателей располагается под большим углом к горизонту, ввиду того, что двигатели расположены на первой секции закрылка, которая отклонена на режиме взлета и посадки; 1) the thrust vector of the engines is located at a large angle to the horizon, due to the fact that the engines are located on the first section of the flap, which is deflected during takeoff and landing;
2) исходящая из двигателей струя воздуха создает разрежение над второй секцией закрылка, увеличивая разность давлений под и над крылом. 2) the jet of air emanating from the engines creates a rarefaction over the second section of the flap, increasing the pressure difference under and above the wing.
На других режимах полета данные газотурбинные двигатели убираются в секцию закрылка, чтоб не создавать дополнительное аэродинамическое сопротивление. Необходимая тяга в горизонтальном направлении обеспечивается за счет основной силовой установки, расположенной в передней части крыла. In other flight modes, these gas turbine engines are retracted into the flap section so as not to create additional aerodynamic drag. The necessary thrust in the horizontal direction is provided by the main power plant located in front of the wing.
Недостатком конструкции крыла по данному патенту является то, что эта конструкция не подразумевает вертикальный взлет и посадку, а лишь уменьшает минимальную скорость полета самолета. Также, газотурбинные двигатели эффективно используются только на режиме взлета и посадки, а на других режимах полета находятся в нерабочем состоянии и фактически являются дополнительным грузом для самолета. The disadvantage of the wing design according to this patent is that this design does not imply vertical takeoff and landing, but only reduces the minimum airspeed of the aircraft. Also, gas turbine engines efficiently are used only in the takeoff and landing mode, and in other flight modes they are inoperative and are actually additional cargo for the aircraft.
Известно крыло для летательного аппарата вертикального взлета и посадки по патенту US 10597133, состоящее из первой, неподвижной части, и шарнирно прикрепленной к ней второй, отклоняемой части. Набор электроприводных движителей расположен на второй части, так, что существует 2 крайних положения отклонения: A wing for a vertical take-off and landing aircraft is known according to US Pat. A set of electric propulsors is located on the second part, so that there are 2 extreme deflection positions:
- вертикальный взлет, при котором движители расположены вертикально; - vertical takeoff, in which the propellers are located vertically;
- крейсерский полет, при котором вторая часть с движителями занимает горизонтальное положение (не отклонённое). - cruising flight, in which the second part with propellers takes a horizontal position (not rejected).
Совместно 2 части определяют аэродинамический профиль крыла. Крыло по данному патенту взято в качестве прототипа для предлагаемого изобретения. Together, the 2 parts define the aerodynamic profile of the wing. The wing according to this patent is taken as a prototype for the present invention.
К недостаткам консоли крыла-прототипа можно отнести следующее: The disadvantages of the prototype wing console include the following:
- отсутствует возможность дополнительной регулировки параметров давления и скорости истечения струи воздуха на выходе из движителей. Регулировка осуществляется только изменением скорости вращения вентиляторов. - there is no possibility of additional adjustment of the parameters of pressure and velocity of the air jet at the outlet of the thrusters. Adjustment is carried out only by changing the speed of rotation of the fans.
- отсутствует возможность дополнительной корректировки направления исходящей из движителей струи воздуха. - there is no possibility of additional adjustment of the direction of the air jet emanating from the propellers.
Известен летательный аппарат вертикального взлета и посадки по заявке на патент US2017/0203839, содержащий фюзеляж, на котором установлены две пары цельноповоротных поверхностей в виде консолей крыла, и консолей рулей управления. Цельноповоротные поверхности представляют собой набор движителей, с дополнительными отклоняемыми аэродинамическими органами, расположенными позади движителей в верхней и нижней частях. A vertical takeoff and landing aircraft is known according to patent application US2017/0203839, containing a fuselage on which two pairs of all-moving surfaces in the form of wing consoles and control consoles are installed. All-turning surfaces are a set of propellers with additional deflectable aerodynamic bodies located behind the propellers in the upper and lower parts.
К недостатками летательного аппарата по данному патенту можно отнести отсутствие несущей, жестко закрепленной на фюзеляж аэродинамической поверхности, которая создает подъемную силу как на крейсерском полете, так и на режиме взлета, ввиду разрежения, над ее верхней поверхностью. Как следствие, данный летательный аппарат имеет низкое аэродинамическое качество. The disadvantages of the aircraft according to this patent include the absence of a carrier rigidly fixed to the fuselage of the aerodynamic surface, which creates lift both in cruising flight and in takeoff mode, due to rarefaction, above its upper surface. As a result, this aircraft has a low aerodynamic quality.
Известен летательный аппарат вертикального взлета и посадки по патенту US 10597133, содержащий фюзеляж, на котором установлены две пары аэродинамических поверхностей расположенных симметрично по обе стороны фюзеляжа. Данные аэродинамические поверхности представляют собой консоли крыла и рулей управления, и состоят из первой, жесткозакрепленной на фюзеляж части, и второй, отклоняемой части, которая содержит набор движителей и шарнирно крепится к первой части. Летательный аппарат по данному патенту взят в качестве прототипа к предлагаемому изобретению. Known vertical takeoff and landing aircraft according to US patent 10597133, containing the fuselage, which has two pairs of aerodynamic surfaces located symmetrically on both sides of the fuselage. These aerodynamic surfaces are wing consoles and control rudders, and consist of the first part, rigidly fixed to the fuselage, and the second part, deflected, which contains a set of propellers and is hinged to the first part. The aircraft according to this patent is taken as a prototype for the proposed invention.
К недостаткам прототипа летательного аппарата, помимо недостатков, относящихся к консоли крыла такого летательного аппарата, а именно - невозможность дополнительного управления параметрами и направлением исходящей из движителей струи воздуха, можно также отнести неэффективную управляемость летательного аппарата на малых скоростях полета. The disadvantages of the aircraft prototype, in addition to the disadvantages related to the wing console of such an aircraft, namely, the impossibility of additional control over the parameters and direction of the air jet emanating from the propellers, can also be attributed to the inefficient controllability of the aircraft at low flight speeds.
В основу изобретения поставлено задачу создать консоль крыла, имеющую поворотные движители, которые в положении взлета/посадки обеспечат вертикальное направление и величину тяги необходимую для вертикального взлета/посадки, а в крейсерском положении обеспечат горизонтальное направление и величину тяги необходимую для горизонтального полета с большой скоростью. Также консоль крыла должна содержать элементы, обеспечивающие дополнительное изменение направления и параметров давления и скорости исходящей из движителей струи воздуха. The invention is based on the task of creating a wing console having rotary propellers, which in the takeoff / landing position will provide the vertical direction and thrust required for vertical takeoff / landing, and in the cruising position will provide the horizontal direction and thrust required for horizontal flight at high speed. Also, the wing console must contain elements that provide an additional change in the direction and parameters of the pressure and speed of the air jet emanating from the propellers.
В основу изобретения поставлено также задачу создать летательный аппарат вертикального взлета и посадки, который имеет хорошую управляемость при малых скоростях горизонтального полета и объединит преимущества вертолета и самолета. А именно: возможность вертикального взлета и посадки, зависание в воздухе, полета на малых скоростях как у вертолета, и большая скорость горизонтального полета, вместе с эффективным использованием аэродинамических поверхностей как у самолета. The invention is also based on the task of creating a vertical take-off and landing aircraft that has good controllability at low speeds of horizontal flight and combines the advantages of a helicopter and an airplane. Namely: the possibility of vertical takeoff and landing, hovering in the air, flying at low speeds like a helicopter, and a high speed of horizontal flight, together with the efficient use of aerodynamic surfaces like an airplane.
Первая задача решается созданием консоли крыла летательного аппарата, состоящего из несущей части и шарнирно прикрепленной к ней первой секции механизации, содержащей электроприводные движители, расположенные над профилем крыла. При отклонении первой секции механизации изменяется направление тяги. Данная консоль согласно изобретению содержит вторую секцию механизации, шарнирно прикрепленную к первой и расположенную: The first task is solved by creating a wing console of an aircraft, consisting of a bearing part and a first mechanization section pivotally attached to it, containing electric propulsors located above the wing profile. When the first section of the mechanization is deflected, the direction of the thrust changes. This console according to the invention contains a second section of mechanization, hinged to the first and located:
• над движителями - в первом варианте исполнения; • over propellers - in the first version;
• под движителями - во втором варианте исполнения; • under propellers - in the second version;
. над и под движителями (две аэродинамические поверхности) - в третьем варианте исполнения. . above and below the propellers (two aerodynamic surfaces) - in the third version.
Помимо этого, данная секция механизации по любому из трех вариантов исполнения может делиться на две части вдоль размаха крыла, и каждая из частей может выполнять роль закрылка или флаперона. Вторая секция механизации обеспечивает возможность дополнительного изменения направления и параметров давления и скорости исходящей из движителей струи воздуха. In addition, this mechanization section according to any of the three versions can be divided into two parts along the wing span, and each of the parts can play the role of a flap or a flaperon. The second mechanization section provides the possibility additional change in the direction and parameters of pressure and speed of the air jet emanating from the propellers.
Вторая задача решается созданием летательного аппарата вертикального взлета и посадки, который содержит фюзеляж и две пары аэродинамических поверхностей в виде консолей крыла, и консолей рулей управления, которые состоят из жестко закрепленной на фюзеляж части и шарнирно прикрепленного цельноповоготного аэродинамического профиля, имеющего набор движителей так, что ось вращения движителей совпадает с хордой аэродинамического профиля. Данный летательный аппарат согласно изобретению, содержит крыло, описанное выше и в сочетании вместе с поворотными рулями управления, обеспечивает вертикальный взлет, зависание в воздухе и горизонтальный полет с большой скоростью. Хорошая управляемость летательного аппарата на малых скоростях горизонтального полета достигается отклонением второй секции механизации консоли крыла. The second problem is solved by creating a vertical take-off and landing aircraft, which contains a fuselage and two pairs of aerodynamic surfaces in the form of wing consoles, and control consoles, which consist of a part rigidly fixed to the fuselage and a hinged one-piece airfoil having a set of propellers so that the axis of rotation of the propellers coincides with the chord of the airfoil. This aircraft according to the invention comprises a wing as described above and, in combination with rotary control rudders, enables vertical takeoff, hovering and level flight at high speed. Good controllability of the aircraft at low speeds of horizontal flight is achieved by deflection of the second section of the mechanization of the wing console.
Примеры конкретного выполнения изобретения поясняются описанием и чертежами, на которых условно представлено: Examples of a specific implementation of the invention are illustrated by the description and drawings, which conventionally show:
Фиг. 1 - Консоль крыла в плане с двухсекционной механизацией, Fig. 1 - Wing console in plan with two-section mechanization,
Фиг. 2 - Поперечное сечение консоли крыла по первому варианту исполнения на крейсерском режиме полета, Fig. 2 - Cross-section of the wing console according to the first embodiment in cruising flight mode,
Фиг. 3 - Поперечное сечение консоли крыла по второму варианту исполнения на крейсерском режиме полета, Fig. 3 - Cross-section of the wing console according to the second embodiment in cruising flight mode,
Фиг. 4 - Поперечное сечение консоли крыла по третьему варианту исполнения на крейсерском режиме полета, Fig. 4 - Cross-section of the wing console according to the third embodiment in cruising flight mode,
Фиг. 5 - Консоль крыла в плане с разделенной второй секцией механизации на две части - внешнюю и внутреннюю. Fig. 5 - The wing console in plan with the second mechanization section divided into two parts - external and internal.
Фиг. 6 - Поперечное сечение консоли крыла со второй секцией механизации, расположенной над и под движителем выполняющей функцию флаперона, в положении взлета/посадки, Fig. 6 - Cross-section of the wing console with the second section of mechanization located above and below the propulsion device performing the function of the flaperon, in the takeoff / landing position,
Фиг. 7 - Консоль рулей управления в плане, Fig. 7 - The console of the rudders in the plan,
Фиг. 8 - Поперечное сечение консоли рулей управления, Fig. 8 - Cross section of the console of the rudders,
Фиг. 9 - Летательный аппарат с консолями крыла и рулей управления в положении взлета/посадки, Fig. 9 - Aircraft with wing panels and control rudders in the takeoff / landing position,
Фиг. 10 - Летательный аппарат с консолями крыла и рулей управления в положении крейсерского полета. Фиг. 1-6 соответствуют описанию консоли крыла 1, а Фиг. 7-10 соответствуют описанию летательного аппарата вертикального взлета и посадки 2 с такой консолью крыла. Fig. 10 - Aircraft with wing panels and control rudders in the cruising flight position. Fig. 1-6 correspond to the description of the wing console 1, and FIG. 7-10 correspond to the description of a VTOL aircraft 2 with such a wing.
Консоль крыла 1 (Фиг.1) летательного аппарата вертикального взлета и посадки 2, состоит из несущей части 3 и первой секции механизации 4, закрепленной на несущую часть 3 при помощи шарнира 5 и содержащей секцию движителей 6, расположенных над профилем консоли крыла 1. В соответствии с изобретением, вторая секция механизации 7 крепится к первой секции механизации 4 при помощи шарнира 8. The wing console 1 (Figure 1) of the aircraft vertical takeoff and landing 2, consists of a bearing part 3 and the first section of mechanization 4, fixed to the bearing part 3 by means of a hinge 5 and containing a section of propellers 6, located above the profile of the wing console 1. In According to the invention, the second mechanization section 7 is attached to the first mechanization section 4 by means of a hinge 8.
На Фиг. 2 показано поперечное сечение I-I консоли крыла 1 на крейсерском режиме полета в первом варианте исполнения, где вторая секция механизации 7 расположена над секцией движителей 6. On FIG. 2 shows the cross-section I-I of the wing console 1 in the cruising flight mode in the first embodiment, where the second section of mechanization 7 is located above the section of propulsors 6.
На Фиг. 3 показано поперечное сечение I-I консоли крыла 1 на крейсерском режиме полета во втором варианте исполнения, где вторая секция механизации 7 расположена под секцией движителей 6. On FIG. 3 shows the cross-section I-I of the wing console 1 in the cruising flight mode in the second version, where the second section of mechanization 7 is located under the section of propellers 6.
На Фиг. 4 показано поперечное сечение I-I консоли крыла 1 на крейсерском режиме полета в третьем варианте исполнения, где вторая секция механизации состоит из двух аэродинамических поверхностей 7 и 9 расположенных над и под секцией движителей 6, соответственно . On FIG. 4 shows the cross-section I-I of the wing console 1 in the cruising flight mode in the third embodiment, where the second mechanization section consists of two aerodynamic surfaces 7 and 9 located above and below the propulsion section 6, respectively.
Для каждого из трех вариантов исполнения конструкции, вторая секция механизации 7 (и поверхность 9 в случае третьего варианта исполнения) может выполнять функции закрылка или флаперона. А также, может делиться на две части вдоль размаха крыла, создавая внутреннюю вторую секцию механизации 7’ (и поверхность 9’ в случае третьего варианта исполнения) выполняющую функции закрылка, и внешнюю вторую секцию механизации 7” (и поверхность 9” в случае третьего варианта исполнения) выполняющую функцию флаперона. На Фиг. 5 показана консоль крыла в плане, с разделенной на две части второй секции механизации, где сечение П-П соответствует Фиг.6, а сечение I-I аналогичное сечению изображенному на Фиг.4, в котором позиции 7 и 9 соответствуют позициям 7’ и 9’. For each of the three design options, the second section of mechanization 7 (and the surface 9 in the case of the third version) can serve as a flap or flaperon. And also, it can be divided into two parts along the span of the wing, creating an inner second section of mechanization 7' (and a surface 9' in the case of the third version) that performs the functions of a flap, and an outer second section of mechanization 7” (and a surface 9” in the case of the third version performance) performing the function of a flaperon. On FIG. 5 shows the wing console in plan, with the second section of mechanization divided into two parts, where the section P-P corresponds to Fig.6, and the section II is similar to the section shown in Fig.4, in which positions 7 and 9 correspond to positions 7' and 9' .
Для функционирования первой 4 и второй 7 секции механизации, в конструкцию консоли крыла 1 , в зависимости от выполняемых функций второй секции механизации 7, входит механизм отклонения закрылка 11 и/или механизм отклонения флаперона 12. В случае механизма отклонения закрылка 11, каждому положению первой секции механизации 4, соответствует единственное положение второй секции механизации 7. В случае механизма отклонения флаперона 12, существует возможность отдельно повернуть For the operation of the first 4 and second 7 sections of mechanization, the design of the wing console 1, depending on the functions of the second section of mechanization 7, includes a flap deflection mechanism 11 and / or a flaperon deflection mechanism 12. In the case of a flap deflection mechanism 11, each position of the first section mechanization 4, corresponds to the only position of the second mechanization section 7. In the case of the deflection mechanism of the flaperon 12, it is possible to separately rotate
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) вторую секцию механизации 7 (и поверхность 9 в случае третьего варианта исполнения) относительно первоначального положения на дополнительный угол а в обе стороны (Фиг.б). SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the second section of mechanization 7 (and the surface 9 in the case of the third embodiment) relative to the initial position at an additional angle a in both directions (Fig.b).
Летательный аппарат вертикального взлета и посадки 2 содержит фюзеляж 13, на котором установлены две пары аэродинамических поверхностей в виде консолей крыла 1 (выполненных по любому из вышеописанных вариантов), так, что несущая часть 3 жестко крепится на фюзеляж 13, и консоли рулей управления 14, которые состоят из неподвижной части 15, жестко прикрепленной на фюзеляже 13, и цельноповоротной аэродинамической поверхности 16, имеющей набор движителей 17 (Фиг.7), и прикрепленной на неподвижную часть 15 при помощи вала 18 (Фиг. 8). The VTOL aircraft 2 comprises a fuselage 13, on which two pairs of aerodynamic surfaces are installed in the form of wing consoles 1 (made according to any of the above options), so that the carrier part 3 is rigidly attached to the fuselage 13, and the control consoles 14, which consist of a fixed part 15, rigidly attached to the fuselage 13, and an all-turning aerodynamic surface 16, having a set of propellers 17 (Fig. 7), and attached to the fixed part 15 by means of a shaft 18 (Fig. 8).
Набор движителей 17 является продолжением цельноповоротной аэродинамической поверхности 16 так, что ось вращения движителей 19 совпадает с хордой профиля данной поверхности. По аналогии с консолью крыла 1, рули управления 14 могут отклонятся для изменения направления тяги. Таким образом, совместно консоли рулей управления 14 и консоли крыла 1 обеспечивают вертикальный взлет/посадку летательного аппарата (Фиг.9), зависание в воздухе и горизонтальный полет летательного аппарата с большой скоростью (Фиг.10). The set of propellers 17 is a continuation of the all-turning aerodynamic surface 16 so that the axis of rotation of the propellers 19 coincides with the chord of the profile of this surface. Similar to the wing console 1, the rudders 14 can be deflected to change the direction of thrust. Thus, together the console rudders 14 and the console wing 1 provide vertical takeoff/landing of the aircraft (Fig.9), hovering in the air and horizontal flight of the aircraft at high speed (Fig.10).
Сущность изобретения связана с особенностями функционирования летательного аппарата на всех режимах полета, а именно, на режиме взлета/посадки, переходном режиме и режиме крейсерского полета. The essence of the invention is related to the features of the functioning of the aircraft in all flight modes, namely, in the takeoff/landing mode, transitional mode and cruising flight mode.
Существует два крайних положения отклонения первой 4 и второй 7 секции механизации консоли крыла и цельноповоротной аэродинамической поверхности рулей управления 16 - положение взлета/посадки и крейсерское положение. В положении взлета/посадки механизация консоли крыла полностью отклонена и обеспечивает тягу в вертикальном направлении, а в крейсерском положении механизация занимает свое не отклоненное состояние, обеспечивая тягу в горизонтальном направлении. После вертикального взлета, механизация постепенно переходит от положения взлета/посадки к крейсерскому положению, с одновременным увеличением горизонтальной скорости полета. There are two extreme positions of the deviation of the first 4 and second 7 sections of the mechanization of the wing console and the all-moving aerodynamic surface of the control surfaces 16 - the takeoff/landing position and the cruising position. In the take-off/landing position, the wing console mechanization is fully deflected and provides thrust in the vertical direction, and in the cruise position, the mechanization takes its undeflected state, providing thrust in the horizontal direction. After a vertical takeoff, the mechanization gradually moves from the takeoff/landing position to the cruise position, while increasing the horizontal airspeed.
Преимуществом конструкции консоли крыла 1 по первому варианту исполнения является возможность хорошего управления направлением исходящей из набора движителей 6 струи воздуха. На режиме взлета/посадки, первая секция механизации 4 с набором движителей 6 располагается не вертикально, дополнительный доворот исходящей струи воздуха осуществляет вторая секция механизации 7. Такое расположение набора движителей 6 приводит к увеличению подъемной силы ввиду создания дополнительного разрежения над поверхностью несущей части 3. К недостаткам можно отнести сложность конструкции механизма отклонения закрылка 1 1 или механизма отклонения флаперона 12. The advantage of the design of the wing console 1 according to the first embodiment is the possibility of good control of the direction of the air jet emanating from the set of propellers 6. In the takeoff / landing mode, the first section of mechanization 4 with a set of propellers 6 is not vertical, additional rotation the outgoing air jet is carried out by the second section of mechanization 7. This arrangement of the set of propellers 6 leads to an increase in lift due to the creation of additional vacuum above the surface of the bearing part 3. The disadvantages include the complexity of the design of the flap deflection mechanism 1 1 or the flaperon deflection mechanism 12.
Преимуществом конструкции по второму варианту исполнения является создание дополнительной подъемной силы второй секцией механизации 7 на крейсерском режиме полета ввиду того, что исходящая из набора движителей 6 струя воздуха создает разрежение над поверхностью второй секции механизации 7. К недостаткам можно отнести то, что на режиме взлета/посадки вторая секция механизации 7 не может довернуть струю воздуха на значительный угол, как в первом варианте исполнения, ввиду того, что струя воздуха склонна к срыву. Поэтому набор движителей 6 располагается под углом близким к вертикальному и как следствие, уменьшается дополнительная подъемная сила ввиду незначительного разрежения над поверхностью несущей части 3. The advantage of the design according to the second embodiment is the creation of additional lift by the second section of the mechanization 7 in the cruising flight mode due to the fact that the air jet emanating from the set of propulsors 6 creates a rarefaction over the surface of the second section of the mechanization 7. The disadvantages include the fact that in the takeoff / landing, the second section of mechanization 7 cannot turn the air jet at a significant angle, as in the first embodiment, due to the fact that the air jet is prone to stall. Therefore, the set of propellers 6 is located at an angle close to vertical and, as a result, the additional lifting force decreases due to a slight rarefaction above the surface of the bearing part 3.
Преимуществом конструкции по третьему варианту исполнения является то, что создается дополнительная подъемная сила на режиме взлета, по аналогии с конструкцией по первому варианту исполнения. Так же, к преимуществам можно отнести то, что совместно аэродинамические поверхности 7 и 9 определяют выходное сечение S исходящей из движителей 6 струи воздуха. Во время отклонения механизации, площадь выходного сечения S может изменяться, в зависимости от положения аэродинамических поверхностей 7 и 9, что приводит к изменению параметров давления и скорости истечения струи воздуха. Однако, ввиду того, что вторая секция механизации состоит из двух поверхностей 7 и 9, требуется наличие связующего звена 10, для обеспечения требуемой кинематики взаимного движения этих поверхностей. The advantage of the design according to the third embodiment is that an additional lift force is created in the take-off mode, by analogy with the design according to the first embodiment. Also, the advantages include the fact that together the aerodynamic surfaces 7 and 9 determine the outlet section S of the air jet emanating from the propellers 6. During the deflection of the mechanization, the area of the outlet section S may change, depending on the position of the aerodynamic surfaces 7 and 9, which leads to a change in the pressure parameters and the speed of the air jet. However, in view of the fact that the second section of mechanization consists of two surfaces 7 and 9, the presence of a connecting link 10 is required to provide the required kinematics of the mutual movement of these surfaces.
В отличие от классических аэродинамических органов управления самолета, которые эффективно работают только начиная с определенной скорости полета. Консоли крыла 1 предлагаемого летательного аппарата 2 в своей конструкции имеют вторую секцию механизации 7, которая может выполнять функцию флаперонов, которые в свою очередь, обдуваются исходящей из набора движителей 6 струей воздуха, всегда имеющей большую скорость. Следовательно, флапероны могут управлять летательным аппаратом 2 по рысканию на режиме взлета/посадки. А также, эффективно управлять летательным аппаратом 2 по рысканию и крену при малых скоростях горизонтального полета. Помимо этого, в случае третьего варианта исполнения консоли крыла 1 , существует возможность дополнительно изменять параметры давления и скорости исходящей из набора движителей 6 струи воздуха, в результате изменения площади выходного сечения S. Таким образом, обеспечивается хорошая управляемость летательного аппарата 2 на всех режимах и скоростях полета. Unlike classic aircraft aerodynamic controls, which only work effectively from a certain airspeed. The wing consoles 1 of the proposed aircraft 2 in their design have a second mechanization section 7, which can perform the function of flaperons, which, in turn, are blown by an air stream emanating from a set of propellers 6, which always has a high speed. Therefore, the flaperons can yaw the aircraft 2 in the takeoff/landing mode. And also, effectively control the aircraft 2 in yaw and roll at low speeds of horizontal flight. In addition, in the case of the third version of the wing console 1, there is the possibility additionally change the pressure and speed parameters of the air jet emanating from the set of propellers 6, as a result of changing the area of the outlet section S. Thus, good controllability of the aircraft 2 is ensured in all flight modes and speeds.

Claims

9 nine
Формула изобретения Консоль крыла летательного аппарата вертикального взлета и посадки, которая состоит из несущей части и шарнирно прикрепленной к ней первой секции механизации, содержащей набор движителей, расположенных над профилем крыла, отличающаяся тем, что она содержит вторую секцию механизации, шарнирно прикрепленную к первой. Консоль крыла летательного аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что вторая секция механизации является закрылком. Консоль крыла летательного аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что вторая секция механизации является флапероном. Консоль крыла летательного аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что вторая секция механизации разделена на две части вдоль размаха крыла, одна из которых представляет собой закрылок, а вторая - флаперон. Консоль крыла летательного аппарата по любому из пунктов 1-4, отличающаяся тем, что вторая секция механизации располагается под движителями. Консоль крыла летательного аппарата по любому из пунктов 1-4, отличающаяся тем, что вторая секция механизации располагается над движителями. Консоль крыла летательного аппарата по любому из пунктов 1-4, отличающаяся тем, что вторая секция механизации представляет собой две аэродинамические поверхности, расположенные под и над движителями. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий фюзеляж, на котором установлены две пары аэродинамических поверхностей в виде консолей крыла, содержащих несущую часть с шарнирно прикрепленной к ней двухсекционной механизацией, и консолей рулей управления, которые состоят из жестко закрепленной на фюзеляж части и шарнирно прикрепленного цельноповоготного аэродинамического профиля, имеющего набор движителей и отличающаяся тем, что консоль крыла выполнена в соответствии с п.п.1-7 Летательный аппарат по п. 8, отличающийся тем, что ось вращения набора движителей консолей рулей управления совпадает с хордой профиля цельноповоротной аэродинамической поверхности. The wing console of a vertical take-off and landing aircraft, which consists of a bearing part and a first mechanization section pivotally attached to it, containing a set of propellers located above the wing profile, characterized in that it contains a second mechanization section pivotally attached to the first one. The wing console of the aircraft according to claim 1, characterized in that the second section of mechanization is a flap. The wing console of the aircraft according to claim 1, characterized in that the second section of mechanization is a flaperon. The wing console of the aircraft according to claim 1, characterized in that the second section of mechanization is divided into two parts along the wing span, one of which is a flap, and the second is a flaperon. The wing console of the aircraft according to any one of paragraphs 1-4, characterized in that the second section of mechanization is located under the propellers. The wing console of the aircraft according to any one of paragraphs 1-4, characterized in that the second section of mechanization is located above the propellers. The wing console of the aircraft according to any one of paragraphs 1-4, characterized in that the second section of mechanization is two aerodynamic surfaces located under and above the propellers. A vertical takeoff and landing aircraft, comprising a fuselage on which two pairs of aerodynamic surfaces are installed in the form of wing consoles, containing a carrier part with a two-section mechanization hinged to it, and control consoles, which consist of a part rigidly fixed to the fuselage and a hinged one-piece an airfoil having a set of propellers and characterized in that the wing console is made in accordance with paragraphs 1-7.
PCT/UA2020/000086 2020-09-03 2020-09-17 Wing for a vertical takeoff and landing aircraft, and aircraft having such a wing WO2022050928A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112020007562.1T DE112020007562T5 (en) 2020-09-03 2020-09-17 Wing console of a vertical take-off and landing airplane and airplane with such a wing

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA202005680A UA124132C2 (en) 2020-09-03 2020-09-03 WING CONSOLE FOR A VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT AND AN AIRCRAFT WITH SUCH A CONSOLE
UAA202005680 2020-09-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022050928A1 true WO2022050928A1 (en) 2022-03-10

Family

ID=76865258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2020/000086 WO2022050928A1 (en) 2020-09-03 2020-09-17 Wing for a vertical takeoff and landing aircraft, and aircraft having such a wing

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE112020007562T5 (en)
UA (1) UA124132C2 (en)
WO (1) WO2022050928A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3127475B1 (en) * 2021-09-30 2024-02-16 Safran AIRCRAFT AND ITS IMPLEMENTATION

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU64516A1 (en) * 1941-05-12 1944-11-30 И.П. Гурский Aircraft with a number of bearing surfaces changeable in flight
RU2375252C1 (en) * 2008-07-02 2009-12-10 Рем Георгиевич Гаспаров Feather wing
UA50301U (en) * 2010-02-09 2010-05-25 Назар Васильевич Силка vertical takeoff and landing aircraft
US8544787B2 (en) * 2011-07-29 2013-10-01 Korea Aerospace Research Institute High performance tilt rotor aircraft in which nacelle tilt angle and flaperon angle mechanically interwork with each other
US9902486B2 (en) * 2013-04-15 2018-02-27 Christian Emmanuel Norden Transition arrangement for an aircraft
RU2674900C1 (en) * 2017-12-18 2018-12-13 Публичное акционерное общество (ПАО) "Туполев" Wing console of aircraft with device for heading control
US10597133B2 (en) * 2015-04-23 2020-03-24 Lilium GmbH Aerofoil for an aircraft, and an aircraft
CN210235306U (en) * 2019-05-23 2020-04-03 厦门大学 Wing type airplane with variable wing profile

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2964264A (en) 1956-01-27 1960-12-13 Martin Co Power flap for aircraft
US10926874B2 (en) 2016-01-15 2021-02-23 Aurora Flight Sciences Corporation Hybrid propulsion vertical take-off and landing aircraft

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU64516A1 (en) * 1941-05-12 1944-11-30 И.П. Гурский Aircraft with a number of bearing surfaces changeable in flight
RU2375252C1 (en) * 2008-07-02 2009-12-10 Рем Георгиевич Гаспаров Feather wing
UA50301U (en) * 2010-02-09 2010-05-25 Назар Васильевич Силка vertical takeoff and landing aircraft
US8544787B2 (en) * 2011-07-29 2013-10-01 Korea Aerospace Research Institute High performance tilt rotor aircraft in which nacelle tilt angle and flaperon angle mechanically interwork with each other
US9902486B2 (en) * 2013-04-15 2018-02-27 Christian Emmanuel Norden Transition arrangement for an aircraft
US10597133B2 (en) * 2015-04-23 2020-03-24 Lilium GmbH Aerofoil for an aircraft, and an aircraft
RU2674900C1 (en) * 2017-12-18 2018-12-13 Публичное акционерное общество (ПАО) "Туполев" Wing console of aircraft with device for heading control
CN210235306U (en) * 2019-05-23 2020-04-03 厦门大学 Wing type airplane with variable wing profile

Also Published As

Publication number Publication date
UA124132C2 (en) 2021-07-21
DE112020007562T5 (en) 2023-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3169586B1 (en) Vertical take-off and landing aircraft
EP2070815B1 (en) Ducted fan vehicles particularly useful as VTOL aircraft
EP2985220B1 (en) Apparatus and method for providing control and augmenting thrust at reduced speed and ensuring reduced drag at increased speed
US7118066B2 (en) Tall V/STOL aircraft
US8376264B1 (en) Rotor for a dual mode aircraft
US7275712B2 (en) Ducted fan vehicles particularly useful as VTOL aircraft
US5454530A (en) Canard rotor/wing
AU636273B2 (en) Vtol aircraft
US9851723B2 (en) Method and apparatus for flight control of tiltrotor aircraft
US4358074A (en) Propulsion system for V/STOL aircraft
US20140145027A1 (en) Aircraft with an integral aerodynamic configuration
US10077108B2 (en) Vertical take-off and landing (VTOL) aircraft with exhaust deflector
EP3919379B1 (en) Flight efficiency improving system for compound helicopter
US11708147B2 (en) Aircraft with displaceable control surface
WO2004031876A1 (en) Flight control system for vtol aircraft
WO2022050928A1 (en) Wing for a vertical takeoff and landing aircraft, and aircraft having such a wing
KR20210124978A (en) Switchable airplanes and related control methods
KR20230147103A (en) aircraft wing assembly
CN113226921B (en) Aircraft wing
AU2020327851A1 (en) Convertiplane
CA2859258C (en) Apparatus and method for providing high lift at zero speed and low drag at higher speed
US11697493B2 (en) Rotary wing aircraft with a shrouded tail propeller
EP3722208B1 (en) Powered high-lift system for short take-off and landing (stol) air vehicles
GB2264679A (en) Vtol aircraft.
ZA200503356B (en) Vertical take-off and landing aircraft

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20952630

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20952630

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1