Результат интеллектуальной деятельности: ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к области моделирования высокоскоростных пилотируемых летательных аппаратов гражданского назначения.

Известен летательный аппарат, содержащий фюзеляж с кабиной управления, расположенное над фюзеляжем крыло, двигатели, установленные с возвышением над крылом, хвостовое оперение, шасси [1]. Крыло летательного аппарата, например самолета, может иметь треугольную форму.

Задача изобретения заключается в повышении маневренности и устойчивости летательного аппарата.

Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что в летательном аппарате, содержащем фюзеляж с кабиной управления, прикрепленное сверху к фюзеляжу крыло треугольной формы, двигатели, установленные с возвышением над крылом, хвостовое оперение, шасси, головные части крыла и фюзеляжа соединены полой стойкой, снабженной рулем направления, расположенным между крылом и фюзеляжем, причем головная часть крыла выполнена нависающей над кабиной управления, а под фюзеляжем расположено крыло-консоль для удерживания задних шасси. В крыле по обе стороны от центральной линии выполнены полости с размещенными в них маховиками, вращающимися в разные стороны.

На фиг.1 изображен летательный аппарат, вид сбоку; на фиг.2 - вид на фиг.1 сверху; на фиг.3 - вид на фиг.1 по А.

Летательный аппарат, например высокоскоростной пилотируемый самолет (фиг.1-3), содержит фюзеляж 1 с кабиной управления 2, прикрепленное сверху к фюзеляжу основное треугольной формы крыло 3, двигатели 4, установленные с возвышением над крылом, хвостовое оперение 5, переднее 6 и заднее 7 колесные шасси. Фюзеляж имеет протяженную обтекаемую овальную в поперечном сечении форму (широкий фюзеляж). Основное крыло выполнено тонким V-образным. Угол α наклона крыла к горизонтали (угол XOY, фиг.1) составляет 2-4° с образованием между крылом и фюзеляжем свободного воздушного пространства. Головные части, соответственно, крыла 8 и фюзеляжа 9 жестко соединены полой стойкой 10, имеющей в поперечном сечении форму капли (или эллипса). Головная часть крыла выполнена нависающей над кабиной управления и снабжена со стороны набегающего воздушного потока ребром 11 жесткости с опорой его на стойку. Стойка со стороны стекающего воздушного потока снабжена рулем 12 направления. По длине фюзеляжа и по обе его стороны установлены вертикально (наклонно) держатели 13 крыла. Снизу к фюзеляжу прикреплено короткое крыло-консоль 14 для крепления задних пар колес шасси (в режиме полета колеса убираются в крыло-консоль или в фюзеляж). В крыле по обе стороны от центральной осевой линии Х-Х₁ (фиг.2) выполнены полости 15 с размещенными в них горизонтально маховиками 16, вращающимися одновременно в разные стороны.

Технология изготовления модели летательного аппарата (фиг.1-3) включает следующие операции.

1. Изготавливают фюзеляж 1 в виде жесткого каркаса с обшивкой. К фюзеляжу прикрепляют кабину управления 2, хвостовое оперение 5. Под фюзеляжем устанавливают переднее колесное шасси 6. Сверху к фюзеляжу прикрепляют вертикально держатели 13 и стойку 10 с рулем направления 12.

2. Изготавливают крыло-консоль 14, имеющее традиционный (Н.Е. Жуковского) аэродинамический профиль (без элеронов и закрылок) и несущее задние пары колесного шасси 7. Крыло-консоль прикрепляют снизу к фюзеляжу.

3. Изготавливают треугольной формы V-образное основное крыло 3 с закрылками, элеронами и другими элементами, влияющими на изменение положения летательного аппарата в условиях полета. По обе стороны от осевой линии X-X₁ в крыле выполняют полости 15, в которых размещают маховики 16 с возможностью их вращения в разные стороны.

4. Изготовленное крыло устанавливают на фюзеляж так, чтобы его головная часть 8 располагалась над головной частью 9 фюзеляжа. При этом угол α наклона крыла к горизонтали (угол XOY, фиг.1) принимают 2-4° в зависимости от крейсерской (до звуковой, сверхзвуковой) скорости летательного аппарата, например 4°. Нависающую над кабиной управления головную часть крыла соединяют со стойкой ребром 11 жесткости. Затем на крыло по обе стороны от осевой линии Х-Х₁ устанавливают двигатели (прямоточные воздушно-реактивные, турбореактивные) 4. Число двигателей 2 (4). Двигатели устанавливают с возвышением над крылом (для исключения контакта газовых струй с верхней его поверхностью).

В условиях полета модели с таким расположением основного крыла создается подъемная сила. Дополнительная подъемная сила образуется за счет образования между крылом и фюзеляжем свободного воздушного пространства и увеличения площади контакта нижней аэродинамической поверхности с набегающим воздушным потоком. Дополнительная подъемная сила образуется также за счет увеличения разрежения воздуха над крылом вследствие отбора воздуха со стороны всасывающих отверстий двигателей.

Аэродинамическое назначение крыла-консоли состоит в том, чтобы компенсировать массу шасси в условиях полета летательного аппарата.

Закрепленный на стойке руль направления выполняет функцию корректировки траектории полета в дополнение к рулям хвостового оперения. Ребро жесткости упрочняет крепление нависающей над кабиной управления головной части крыла к стойке.

Размещенные в полостях крыла маховики обеспечивают летательному аппарату стабильность положения (за счет создания гироскопического эффекта) в условиях полета, например, при пересечении им зон с мощными восходящими, нисходящими и боковыми воздушными потоками.

Изобретение позволяет повысить подъемную силу, маневренность и устойчивость летательного аппарата, а раздельное изготовление фюзеляжа, основного крыла и крыла-консоли ускоряет процесс его сборки.

Источник информации

1. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский - М.: Советская энциклопедия, 1976. - С.25; 434; 551 (рисунки).