×
02.10.2019
219.017.cd50

Результат интеллектуальной деятельности: Конвертируемый летательный аппарат

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Конвертируемый летательный аппарат содержит фюзеляж, крыло, маршевые и подъемные винтомоторные группы. Подъемные винтомоторные группы установлены парами по обе стороны крыла на пилонах, соединенных с приводом для их перемещения. Винты подъемных винтомоторных групп выполнены складывающимися вдоль пилонов в плоскости вращения винтов. Привод выполнен с обеспечением поступательного перемещения пилонов с парой подъемных винтомоторных групп параллельно плоскости симметрии летательного аппарата. Каждый пилон крепления пары подъемных винтомоторных групп установлен в расположенном параллельно плоскости симметрии летательного аппарата обтекателе, содержащем закрепленную на крыле неподвижную среднюю часть и перемещаемые вместе пилоном переднюю и заднюю части. Обеспечивается высокая энергетическая эффективность винтов как на режимах вертикального взлета и посадки, так и в крейсерском полете. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике. Изобретение может быть использовано при разработке гражданских летательных аппаратов, в частности вертикального взлета и посадки.

Конвертируемые ЛА, выполненные в классической конструктивно-силовой схеме, воплотившей в себе уникальную способность сочетать преимущества вертикального взлета - посадки и крейсерского полета с опорой на крыло, способны решить проблемы оснащения воздушными гаванями удаленные районы нашей страны, где отсутствуют возможности использования альтернативных видов транспорта, тем самым получили бы широкое применение. Процесс конвертирования ЛА происходит в полете путем складывания двухлопастного винта по потоку и последующей уборки в предназначенную для ее размещения в крейсерском полете гондолу или обтекатель.

Применение многовинтовой схемы, в частности, с электрическими двигателями, решает проблему безопасности при отказе и позволяет использовать двигатели без редукторов, что снижает вес и упрощает конструкцию.

Аналогами являются конвертируемые ЛА, приведенные в патентах USA №US20150274290А1 и №ЕР2669195А1.

В первом из выше представленных патентов подъемные винты, расположенные в мотогондолах на концах крыла, поворачиваются вместе с двигателями на 90° в процессе переходного режима, а затем винт останавливается и его лопасти складываются вдоль оси вала двигателя по потоку. Во втором патенте часть винтомоторной группы (ВМГ) на переходном режиме убирается внутрь фюзеляжа путем поворота или складывания пилона, на котором они крепятся, а оставшаяся поворачивается на 90° вместе с пилоном и работает в качестве маршевой ВМГ на крейсерском режиме.

Недостатком таких концепций ЛА является необходимость в системе поворота ВМГ в вертикальной плоскости. Использование такой системы значительно увеличивает вес конструкции аппарата, а сложенные подъемные ВМГ в крейсерском режиме полета находятся в потоке и создают дополнительное сопротивление в случае аппарата, представленного в патенте USA №US20150274290A1.

Прототип - летательный аппарат по патенту №ЕР2669195А1 в котором предлагается 9 вариантов компоновки 6-ти и 4-х подъемных ВМГ на конвертируемом ЛА, часть которых на переходном режиме - две, три или четыре убираются внутрь фюзеляжа путем поворота или складывания пилона, на котором они крепятся, а одна или две ВМГ поворачиваются на 90° вместе с пилоном и работают в качестве маршевой ВМГ на крейсерском режиме. Винты не складываются и не изменяют геометрии.

Фиг. 1 - Конвертируемый летательный аппарат (прототип) с убираемыми в фюзеляж подъемными винтами во взлетно-посадочной конфигурации.

Фиг. 2 - Конвертируемый летательный аппарат (прототип) с убираемыми в фюзеляж подъемными винтами в крейсерской конфигурации.

На Фиг. 1 показано концептульное решение №6 патента №ЕР2669195А1, конвертируемый ЛА находящийся во взлетно-посадочной конфигурации. К фюзеляжу 1 крепятся два поворотных в горизонтальной плоскости пилона (консольные балки) 6, на концах которых установлены четыре ВМГ с подъемными винтами 5. Винт 4 с двигателем установлен в хвостовой части фюзеляжа и предназначен для создания пропульсивной силы на крейсерском режиме полета летательного аппарата. Винт 4 не меняет своего положения в зависимости от конфигурации летательного аппарата, при взлете и посадке работает в режиме минимальной тяги. Крыло 3 и стабилизатор 2 является «чистыми», на нем не закреплено никаких элементов силовой установки летательного аппарата, их положение и геометрия не меняются в зависимости от конфигурации летательного аппарата.

Крейсерская конфигурация конвертируемого ЛА (прототипа) показана на фиг. 2. В переходном режиме пилоны 6 вместе с подъемными ВМГ 5 поворачиваются вокруг осей, закрепленных в фюзеляже 1, находящихся в положении, близком к плоскости симметрии летательного аппарата, на угол ~ 90°, убираются и размещаются в нише внутри фюзеляжа. Винт 4 в крейсерской конфигурации работает, обеспечивая необходимую тягу.

Данное решение наиболее применимо к летательным аппаратам, имеющих размерность малых беспилотных ЛА (взлетной массой до 1000 кг).

Для летательных аппаратов большей размерности, имеющих ограничение по удельной нагрузке на винт, диаметры подъемных винтов 5 будут достигать значительных размеров, соизмеримых с полуразмахом крыла 3, что соответствует реальным размерам конвертируемого летательного аппарата, имеющего пассажировместимость 9-19 мест и более. В таком случае длина пилонов 6, которая должна быть не менее величины, равной сумме двух диаметров подъемных винтов плюс ширина фюзеляжа. При такой геометрии, для уборки и размещения нескладываемых подъемных винтов 5 с двигателями потребуется фюзеляж, носовая и хвостовая часть которого должны быть по длине существенно больше полуразмаха крыла, также убираемые в фюзеляж винты будут занимать значительный объем, который усложнит компоновку пассажирского салона и потребует значительного увеличения омываемой поверхности, а, следовательно, аэродинамического сопротивления.

Задачей изобретения является создание летательного аппарата для местных и региональных авиационных перевозок вертикального взлета и посадки, обеспечивающего требуемые характеристики. Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение высоких скоростных и экономических характеристик. Предлагаемая конструкция и способ складывания и уборки подъемных винтов исключает вероятность создания отрывного потока, различных неуправляемых моментов и флаттера.

Предполагаемое конструктивное решение обладает рядом преимуществ по сравнению с прототипом. Двухлопастные винты складываются по потоку при уборке, и размещаются попарно, что позволяет уменьшить занимаемые ими объемы в обтекателе и минимизировать воздействие аэродинамического сопротивления. Размещение крепления убираемых ВМГ в обтекателях на крыле позволяет их сделать короче и легче, а главное сохранить полезный объем фюзеляжа для транспортировки грузов и пассажиров.

Фиг. 3 - Конвертируемый летательный аппарат со складываемыми и убираемыми в обтекатели на крыле подъемными винтами во взлетно-посадочной конфигурации.

Фиг. 4 - Конвертируемый летательный аппарат в переходной конфигурации.

Фиг. 5 - Конвертируемый летательный аппарат в крейсерской конфигурации.

Предлагаемая конструкция конвертируемого ЛА во взлетно-посадочной конфигурации показана на фиг.3, имеет фюзеляж 1, хвостовое оперение 2, крыло 3 с маршевой ВМГ, включающей воздушные винты 4, а также дополнительные подъемные ВМГ 5, размещенные симметрично по обе стороны крыла на выдвижных пилонах (консольных балках) 6 в обтекателях 7. При вертикальном взлете и посадке ВМГ 5, размещенные на выдвижных пилонах 6, размещенных в обтекателях 7, создают вертикальную тягу.

В переходной конфигурации, показанной на фиг. 4, винты маршевой ВМГ 4 создают горизонтальную тягу. Воздушные винты ВМГ 5 останавливаются, складываются вдоль выдвижных пилонов 6 в плоскости вращения винтов и убираются в обтекатель 7 с помощью специальных приводов.

В крейсерской конфигурации на фиг. 5 подъемные ВМГ 5 на выдвижных пилонах 6 полностью убираются в обтекатель 7 с помощью специальных приводов, размещаясь по параллельным осям друг над другом в одной вертикальной плоскости. Пропульсивную тягу создают воздушные винты маршевой силовой установки 4, расположенные на конце крыла 3.

Сформулированное техническое задание было достигнуто исходя из расчетов и проведения ряда исследований. Достигается высокая энергетическая эффективность винтов, как на режимах вертикального взлета и посадки, так и в крейсерском полете, а предлагаемая конструкция исключает вероятность создания отрывного потока, различных неуправляемых моментов и флаттера.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 111-120 of 255 items.
13.01.2017
№217.015.878c

Лопасть несущего винта вертолёта с отклоняемой задней кромкой

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям устройств изменения циклического шага несущих винтов вертолетов. Лопасть несущего винта вертолета с отклоняемой задней кромкой включает закрылок, привод и встроенную в корпус лопасти систему передачи движения, содержащую тяги....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603707
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.87b7

Устройство для измерения давления и температуры

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения давления, температуры и теплового потока с компенсацией влияния температуры на результаты измерения давления. Чувствительным элементом (ЧЭ) для измерения давления выбран «кремний на сапфире»,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603446
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.880a

Способ торможения сверхзвукового потока

Изобретение относится к аэродинамике летательных аппаратов сверхзвуковых и околозвуковых скоростей. Способ торможения сверхзвукового потока заключается в создании скачков уплотнения, движущихся относительно обтекаемой поверхности в направлении течения, со значениями скоростей меньшими разницы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603705
Дата охранного документа: 27.11.2016
25.08.2017
№217.015.9c51

Устройство для измерения интегральной полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержит вакуумную камеру, исследуемый образец, механизм вращения образца, два плоских омических нагревателя с расположенными в них датчиками температуры и тепловых потоков. Определение интегральной полусферической излучательной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610552
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.a4c1

Сопло газоструйной системы управления вертолета

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для вертолетов со струйной системой управления. Механизм управления створками трехстворчатого сопла с управляемым вектором тяги состоит из зубчатого сектора управления положением средней створки, рычагов управления боковыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607687
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a50e

Крупноразмерная аэродинамическая модель

Изобретение относится к конструкции крупноразмерных аэродинамических моделей летательных аппаратов, применяющихся для испытаний в аэродинамических трубах. Устройство состоит из соединенных между собой сердечников фюзеляжа, крыла с подвижной механизацией, подвижного хвостового оперения с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607675
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a5d4

Способ повышения прочности болтового металлокомпозиционного соединения

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в авиастроении, транспорте, строительстве, энергетике для повышения прочности и ресурса конструкций из металлических, композиционных и металлокомпозиционных материалов. Способ заключается в использовании наномодифицированной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607888
Дата охранного документа: 11.01.2017
25.08.2017
№217.015.acd8

Устройство для измерения давления в аэродинамических трубах

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения полного и статическое давления, их пульсаций в аэродинамических трубах и стендах. Для измерения указанных давлений предложен датчик давления, содержащий тензометрические и емкостные чувствительные элементы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612733
Дата охранного документа: 13.03.2017
25.08.2017
№217.015.ae50

Гидродинамический интерцептор

Изобретение относится к области судостроения и, в частности, касается усовершенствования быстроходных судов, обеспечивает ускоренный выход судна на режим глиссирования и повышает устойчивость при движении на скорости. Предложен гидродинамический интерцептор, содержащий устройство управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612941
Дата охранного документа: 14.03.2017
25.08.2017
№217.015.b614

Магистральный пассажирский самолет на криогенном топливе

Изобретение относится к авиационной технике. Магистральный пассажирский самолет на криогенном топливе состоит из фюзеляжа, стреловидного крыла большого удлинения, хвостового оперения, двигателей, расположенных на фюзеляже. Фюзеляж имеет две параллельные пассажирские кабины, между которыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614443
Дата охранного документа: 28.03.2017
Showing 11-15 of 15 items.
13.10.2018
№218.016.90f6

Летательный аппарат

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит фюзеляж, хвостовое оперение, поворотное крыло, маршевую силовую установку с воздушными винтами, установленными на крыле, и убираемую в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669491
Дата охранного документа: 11.10.2018
12.08.2019
№219.017.bebb

Крыло летательного аппарата

Изобретение относится к авиационной технике. Крыло летательного аппарата содержит обшивку, силовой набор, двигатель и воздушный винт, последние выполнены как единый моноблок с возможностью перемещения и/или поворота, крыло содержит отсек длиной 10-25% местной хорды для убирания моноблока при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696681
Дата охранного документа: 05.08.2019
15.10.2019
№219.017.d5fe

Складываемый воздушный винт

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям воздушных винтов силовых установок летательных аппаратов. Воздушный винт содержит две лопасти, складываемые в плоскости вращения винта, втулку, для установки на валу привода, одна лопасть соединена со втулкой без...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702868
Дата охранного документа: 11.10.2019
04.06.2020
№220.018.23db

Двухтопливный летательный аппарат

Изобретение относится к авиационной технике. Двухтопливный летательный аппарат включает в себя фюзеляж (1), силовую установку (2), подъемно-маршевую систему. Летальный аппарат также содержит топливную систему с основным баком (3) для сжиженного газа и дополнительным баком (4) для жидкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722660
Дата охранного документа: 02.06.2020
09.06.2020
№220.018.25ba

Конвертируемый летательный аппарат

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Конвертируемый летательный аппарат содержит фюзеляж, хвостовое оперение, крыло, маршевую силовую установку с воздушными винтами, установленными на крыле. Подъемные ВМГ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723104
Дата охранного документа: 08.06.2020
+ добавить свой РИД