WO2023282789A1 - Летательный аппарат с вертикальными взлетом и посадкой - Google Patents
Летательный аппарат с вертикальными взлетом и посадкой Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023282789A1 WO2023282789A1 PCT/RU2022/000210 RU2022000210W WO2023282789A1 WO 2023282789 A1 WO2023282789 A1 WO 2023282789A1 RU 2022000210 W RU2022000210 W RU 2022000210W WO 2023282789 A1 WO2023282789 A1 WO 2023282789A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- power module
- transverse axis
- transverse shaft
- aircraft
- pylon
- Prior art date
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/22—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft
- B64C27/28—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft with forward-propulsion propellers pivotable to act as lifting rotors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C37/00—Convertible aircraft
Definitions
- the invention relates to the field of aviation, in particular to the construction of combined aircraft capable of vertical takeoff and landing, as well as to carry out horizontal flight as in quadrocopter mode when the position of the rotation axes of air propulsion is close to vertical, as well as in aircraft mode when the position of the rotation axes air propulsion, close to horizontal.
- Known aircraft with vertical takeoff and landing containing interconnected housing and power module, and the power module is made in the form of at least two longitudinal pylons, each pylon is made in the form of a longitudinal two-arm lever with an axis of rotation coinciding with the geometric axis of the transverse axis, on each arm of the pylon lever, an air propulsor is installed with the ability to rotate the power module around the transverse axis due to the mechanism that kinematically connects the body and the power module (RU2627261 C2, pub., 08/04/2017).
- the disadvantages of the known aircraft are limited functionality.
- the technical result is to expand the functionality of the aircraft.
- the aircraft with vertical takeoff and landing contains interconnected body and power module
- the power module is made in the form of at least two longitudinal pylons rigidly connected between using a transverse axis
- each pylon is made in the form of a longitudinal two-arm lever with an axis of rotation coinciding with the geometric axis of the transverse axis
- an air mover is installed on each arm of the pylon lever with the ability to rotate the power module around the transverse axis by controlling the thrust of its air propulsion
- the body is freely mounted on the transverse axis of the power module and is equipped with at least one impeller propulsor located at a distance from the transverse axis with the ability to create a control torque acting on the body with the ability to rotate the body relative to the transverse axis of the power module
- the power th module is made with the possibility of disconnection from the body and autonomous flight without it.
- the body can be made in the form of a fuselage.
- the housing can be made in the form of a loading platform.
- the housing can be provided with aerodynamic surfaces.
- FIG. 1 shows the disassembly of the apparatus
- FIG. 3 shows the apparatus in the takeoff position
- FIG. 4 in the transition mode from takeoff to horizontal mode;
- FIG. 5 in cruising mode of horizontal flight;
- FIG. 6 shows the combined mode, for example, in case of misalignment.
- the described aircraft contains interconnected body 1 and power module 2, which is made in the form of at least two longitudinal pylons 3, rigidly connected to each other by means of a transverse axis 4.
- Each pylon 3 is made in the form of a longitudinal two-arm lever with an axis of rotation , coinciding with the geometric axis of the transverse axis 4.
- an air propulsor 5 is installed, for example, a propeller, with the possibility of turning the power module 2 around the transverse axis 4 by controlling the thrust of its air propulsors 5.
- the housing 1 is freely mounted on the transverse axis 4 of the power module 2 and is equipped with at least one impeller propulsor 6 (impeller) located at a distance from the transverse axis 4 with the ability to create a control torque acting on the body 1 with the ability to rotate the body 1 relative to the transverse axis 4 of the power module 2 , and the power module 2 is made with the possibility of disconnection from the housing 1 and autonomously a lot of flying without it.
- the body can be made in the form of a fuselage, for example, from connected parts, as shown in Fig. 1, or is made in the form of a loading platform.
- the body 1 can be provided with aerodynamic surfaces, for example, wings 7.
- the body 1 When the aircraft is fully assembled, the body 1 is freely installed on the transverse axis 4 of the power module 2. In this case, the center of mass of the body 1 is located close to the position of the transverse axis 4. That is, there is no kinematic synchronization between the body 1 and the power module 2, for example, as in the well-known the state of the art, which is used as a mechanism for turning pylons with propellers.
- the position of the power module is determined by the change in the thrust of the propellers, thereby changing the direction of the total thrust vector required for the corresponding flight mode.
- the position of the housing 1 relative to the power module 2 at zero speeds and at speeds below the evolutive is determined by the impeller 6 due to which a torque appears on the housing 1 around the axis 4.
- the frame is set in such a way that the thrust vector is directed vertically.
- the power module deviates forward, respectively, the horizontal component of the total thrust vector appears.
- the device under the influence of this component, begins to pick up speed.
- the position of the housing 1 relative to the power module continues to be determined by the impeller 6.
- the device When accelerating, there is a lifting force created by the wings, the possibility of a greater deflection of the power module appears, as a result of a decrease in the vertical component of the total thrust of the power module required from the power module.
- the vertical component becomes smaller, the horizontal component becomes larger.
- the device is accelerating.
- the position of the hull relative to the power module is set by stabilizers in the tail of the vehicle, or by an impeller in the absence of a tail unit.
- the power module rotates a full 90°.
- the vertical component in this case is completely absent, the entire thrust of the propellers 5 is directed horizontally. Further flight takes place entirely by aircraft. In this case, one pair of blades in the coaxial mover 5 can be folded.
- the claimed aircraft is a modular design that allows the use of various combinations of modules, thus expanding the functionality of the device.
- the power module 2 can be used autonomously, in particular, for independent movement from the housing 1.
- the reliability of the apparatus can be increased by allowing the position of the body 1 to change in flight due to a change in alignment, while maintaining the position in space of the power module 2 with propellers 5, ensuring the safety of the apparatus during an emergency landing.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит связанные между собой корпус и силовой модуль. Силовой модуль выполнен в виде по меныпей мере двух продольных пилонов, жестко соединенных между собой при помощи поперечной оси. При этом каждый пилон выполнен в виде продольного двуплечего рычага с осью поворота, совпадающей с геометрической осью поперечной оси. На каждом плече рычага пилона установлен воздушный движитель с возможностью поворота силового модуля вокруг поперечной оси за счет управления тягой его воздушных движителей. Корпус свободно установлен на поперечной оси силового модуля и снабжен, по меньшей мере, одним импеллерным движителем, расположенным на расстоянии от поперечной оси с возможностью создания управляющего крутящего момента, воздействующего на корпус с возможностью поворота корпуса относительно поперечной оси силового модуля. Силовой модуль выполнен с возможностью рассоединения с корпусом и автономного полета без него. Изобретение позволяет обеспечить возможность использования различных комбинаций модулей летательного аппарата.
Description
Летательный аппарат е вертикальными взлетом и посадкой
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям комбинированных летательных аппаратов, способных осуществлять вертикальные взлет и посадку, а также осуществлять горизонтальный полет как в режиме квадрокоптера при положении осей вращения воздушных движителей, близком к вертикальному, а также в самолетном режиме при положении осей вращения воздушных движителей, близком к горизонтальному.
Описание предшествующего уровня техники
Известен летательный аппарат с вертикальными взлетом и посадкой, содержащий связанные между собой корпус и силовой модуль, причем силовой модуль выполнен в виде, по меньшей мере, двух продольных пилонов, каждый пилон выполнен в виде продольного двуплечего рычага с осью поворота, совпадающей с геометрической осью поперечной оси, на каждом плече рычага пилона установлен воздушный движитель с возможностью поворота силового модуля вокруг поперечной оси за счет механизма, связывающего кинематически корпус и силовой модуль (RU2627261 С2, опуб., 04.08.2017).
Недостатками известного летательного аппарата являются ограниченные функциональные возможности.
Сущность изобретения
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей летательного аппарата.
Поставленная проблема решается и технический результат достигается тем, что летательный аппарат с вертикальными взлетом и посадкой, содержит связанные между собой корпус и силовой модуль, при этом, согласно изобретению, силовой модуль выполнен в виде, по меньшей мере, двух продольных пилонов, жестко соединенных между собой при помощи поперечной оси, при этом каждый пилон выполнен в виде продольного двуплечего рычага с осью поворота, совпадающей с геометрической осью поперечной оси, на каждом плече рычага пилона установлен воздушный движитель с возможностью поворота силового модуля вокруг поперечной оси за счет управления тягой его воздушных движителей, а корпус свободно установлен на поперечной оси силового модуля и снабжен, по меньшей мере, одним импеллерным движителем, расположенным на расстоянии от поперечной оси с возможностью создания управляющего крутящего момента, воздействующего на корпус с возможностью поворота корпуса относительно поперечной оси силового модуля, причем силовой модуль выполнен с возможностью рассоединения с корпусом и автономного полета без него.
Технический результат достигается также тем, что корпус может быть выполнен в виде фюзеляжа.
Технический результат достигается также тем, что корпус может быть выполнен в виде грузовой платформы.
Технический результат достигается также тем, что корпус может быть снабжен аэродинамическим поверхностями.
Изобретение поясняется при помощи чертежей.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана разборка аппарата;
На фиг. 2 - собранный аппарат;
На фиг. 3 показан аппарат в положении взлета;
На фиг. 4 - в режиме перехода от взлетного режима к горизонтальному; На фиг. 5 - в крейсерском режиме горизонтального полета;
На фиг. 6 показан комбинированный режим, например, при нарушении центровки.
Описание предпочтительного варианта осуществления
Описываемый летательный аппарат содержит связанные между собой корпус 1 и силовой модуль 2, который выполнен в виде, по меньшей мере, двух продольных пилонов 3, жестко соединенных между собой при помощи поперечной оси 4. Каждый пилон 3 выполнен в виде продольного двуплечего рычага с осью поворота, совпадающей с геометрической осью поперечной оси 4. На каждом плече рычага пилона 3 установлен воздушный движитель 5, например, воздушный винт, с возможностью поворота силового модуля 2 вокруг поперечной оси 4 за счет управления тягой его воздушных движителей 5. Корпус 1 свободно установлен на поперечной оси 4 силового модуля 2 и снабжен, по меньшей мере, одним импеллерным движителем 6 (импеллером), расположенным на расстоянии от поперечной оси 4 с возможностью создания управляющего крутящего момента, воздействующего на корпус 1 с возможностью поворота корпуса 1 относительно поперечной оси 4 силового модуля 2, причем силовой модуль 2 выполнен с возможностью рассоединения с корпусом 1 и автономного полета без него.
Корпус может быть выполнен в виде фюзеляжа, например, из соединяемых частей, как показано на фиг. 1, или выполнен в виде грузовой платформы.
Корпус 1 может быть снабжен аэродинамическим поверхностями, например, крыльями 7.
При полной сборке летательного аппарата на поперечную ось 4 силового модуля 2 свободно устанавливают корпус 1. При этом центр масс корпуса 1 располагают близко к месту положения поперечной оси 4. То есть между корпусом 1 и силовым модулем 2 отсутствует кинематическая синхронизация, например, как в известном уровне техники, в качестве которой используется механизм поворота пилонов с движителями.
Во время полета положение силового модуля определяется изменением тяги движителей, тем самым меняется направление суммарного вектора тяги, необходимого для соответствующего режима полета.
Положение корпуса 1 относительно силового модуля 2 на нулевых скоростях и на скоростях ниже эволютивной определяется импеллером 6 за счет которого появляется крутящий момент на корпусе 1 вокруг оси 4.
При взлете рама выставляется таким образом, что вектор тяги направлен вертикально.
При начале движения в горизонтальном направлении силовой модуль отклоняется вперед, соответственно появляется горизонтальная составляющая суммарного вектора тяги. Аппарат под воздействием этой составляющей начинает набор скорости. При этом положение корпуса 1 относительно силового модуля продолжает определяется импеллером 6.
При наборе скорости появляется подъемная сила, создаваемая крыльями, появляется возможность большего отклонения силового модуля, в следствии снижения потребной от силового модуля вертикальной составляющей суммарной тяги силового модуля. Вертикальная составляющая становится меньше горизонтальная больше. Аппарат разгоняется.
При наборе скорости положение корпуса относительно силового модуля задается стабилизаторами в хвосте аппарата, или импеллером с случае отсутствия хвостового оперения.
После преодоления скорости сваливания силовой модуль поворачивается полностью на 90°. Вертикальная составляющая при этом полностью отсутствует, вся тяга движителей 5 направлена горизонтально. Дальнейший полет происходит полностью по самолетному. При этом одна пара лопастей в соосном движителе 5 может быль сложена.
Промышленная применимость
Таким образом, заявленный летательный аппарат представляет собой модульную конструкцию, позволяющую использовать различные комбинации модулей, расширяя таким образом функциональные возможности аппарата. При этом силовой модуль 2 может быть использован автономно, в частности, для самостоятельного перемещения от корпуса 1.
Кроме того, может быть повышена надежность аппарата за счет допущения изменения положения корпуса 1 в полете из-за изменения центровки, сохраняя при этом положение в пространстве силового модуля 2 с движителями 5, обеспечивая сохранность аппарата при аварийной посадке.
Claims
1. Летательный аппарат с вертикальными взлетом и посадкой, содержащий связанные между собой корпус и силовой модуль, отличающийся тем, что силовой модуль выполнен в виде, по меньшей мере, двух продольных пилонов, жестко соединенных между собой при помощи поперечной оси, при этом каждый пилон выполнен в виде продольного двуплечего рычага с осью поворота, совпадающей с геометрической осью поперечной оси, на каждом плече рычага пилона установлен воздушный движитель с возможностью поворота силового модуля вокруг поперечной оси за счет управления тягой его воздушных движителей, а корпус свободно установлен на поперечной оси силового модуля и снабжен, по меньшей мере, одним импеллерным движителем, расположенным на расстоянии от поперечной оси с возможностью создания управляющего крутящего момента, воздействующего на корпус с возможностью поворота корпуса относительно поперечной оси силового модуля, причем силовой модуль выполнен с возможностью рассоединения с корпусом и автономного полета без него.
2. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде фюзеляжа.
3. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде грузовой платформы.
4. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что корпус снабжен аэродинамическим поверхностями.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021119804 | 2021-07-06 | ||
| RU2021119804A RU2021119804A (ru) | 2021-07-06 | Летательный аппарат с вертикальными взлетом и посадкой |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023282789A1 true WO2023282789A1 (ru) | 2023-01-12 |
Family
ID=84801897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2022/000210 WO2023282789A1 (ru) | 2021-07-06 | 2022-07-01 | Летательный аппарат с вертикальными взлетом и посадкой |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2023282789A1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456208C1 (ru) * | 2011-01-11 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) | Конвертоплан |
| WO2012141736A1 (en) * | 2010-10-06 | 2012-10-18 | Shaw Donlad Orval | Aircraft with wings and movable propellers |
| CN108082466A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-29 | 北京航空航天大学 | 一种倾转涵道连接翼布局垂直起降飞行器 |
| US20180273170A1 (en) * | 2017-03-21 | 2018-09-27 | Regents Of The University Of Minnesota | Transformable unmanned aerial vehicle |
| RU189830U1 (ru) * | 2018-02-02 | 2019-06-05 | Общество ограниченной ответственности "ФАН ФЛАЙТ", ООО "ФАН ФЛАЙТ" | Летательный аппарат вертикального взлета и посадки |
| US20200231277A1 (en) * | 2017-09-22 | 2020-07-23 | AMSL Innovations Pty Ltd | Wing tilt actuation system for electric vertical take-off and landing (vtol) aircraft |
-
2022
- 2022-07-01 WO PCT/RU2022/000210 patent/WO2023282789A1/ru unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012141736A1 (en) * | 2010-10-06 | 2012-10-18 | Shaw Donlad Orval | Aircraft with wings and movable propellers |
| RU2456208C1 (ru) * | 2011-01-11 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) | Конвертоплан |
| US20180273170A1 (en) * | 2017-03-21 | 2018-09-27 | Regents Of The University Of Minnesota | Transformable unmanned aerial vehicle |
| US20200231277A1 (en) * | 2017-09-22 | 2020-07-23 | AMSL Innovations Pty Ltd | Wing tilt actuation system for electric vertical take-off and landing (vtol) aircraft |
| CN108082466A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-29 | 北京航空航天大学 | 一种倾转涵道连接翼布局垂直起降飞行器 |
| RU189830U1 (ru) * | 2018-02-02 | 2019-06-05 | Общество ограниченной ответственности "ФАН ФЛАЙТ", ООО "ФАН ФЛАЙТ" | Летательный аппарат вертикального взлета и посадки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11511854B2 (en) | Variable pitch rotor assembly for electrically driven vectored thrust aircraft applications | |
| US11724801B2 (en) | VTOL aircraft having fixed-wing and rotorcraft configurations | |
| US3049320A (en) | Annular wing aircraft | |
| US8256704B2 (en) | Vertical/short take-off and landing aircraft | |
| EP3564122B1 (en) | Hybrid tiltrotor drive system | |
| US20200231277A1 (en) | Wing tilt actuation system for electric vertical take-off and landing (vtol) aircraft | |
| EP0629164B1 (en) | Thrust vectoring free wing aircraft | |
| US10287011B2 (en) | Air vehicle | |
| US20170240274A1 (en) | Propulsion system | |
| JP2007137423A (ja) | 垂直離陸および自立水平飛行型の飛行機を、自立水平飛行、垂直離着陸、ハイブリッド統合型飛行機に変換するシステム | |
| CN113165741A (zh) | 飞行器和模块化推进单元 | |
| EP1704089A1 (en) | Tilt-rotor aircraft | |
| RU2657706C1 (ru) | Конвертоплан | |
| US11827348B2 (en) | VTOL tilting fuselage winged frame multirotor aircraft | |
| RU2550909C1 (ru) | Многовинтовой преобразуемый беспилотный вертолет | |
| US20230382528A1 (en) | Vehicle, system, and method for vertical take-off and landing | |
| EP3812268B1 (en) | Vtol aircraft | |
| WO2020250010A1 (en) | Operating method for a convertible uav | |
| RU2653953C1 (ru) | Беспилотный высокоскоростной вертолет-самолет | |
| US20220355932A1 (en) | Air vehicle system | |
| US20230234703A1 (en) | Convertiplane with stopped rotors, and repositionable rotor blades | |
| WO2023282789A1 (ru) | Летательный аппарат с вертикальными взлетом и посадкой | |
| CN113443138A (zh) | 具有倾斜推进器的垂直起飞和着陆能力飞机 | |
| RU2802879C1 (ru) | Малоразмерный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа | |
| RU215197U1 (ru) | Беспилотный скоростной винтокрыл |
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: 22838106 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |