Результат интеллектуальной деятельности: Способ и устройство для повышения безопасности взлёта и посадки самолётов (варианты)

Изобретение относится к авиации, точнее - к самолетам с двумя или четырьмя двигателями на крыле.

Известно изобретение, в котором двигатели поворачиваются тягой вверх на угол 60-70 градусов, что при взлете и посадке дает возможность летчику почти сразу, не дожидаясь горизонтального разгона самолета, увеличить общую подъемную силу, см. мое изобретение пат. №2484279. Это позволит резко подняться, если летчик видит, что не дотягивает до взлетно-посадочной полосы (ВПП), или если летчик неожиданно видит впереди препятствие. Но поворот двигателей сопряжен с некоторыми, хотя и преодолимыми, техническими трудностями: надо снабдить двигатель достаточно мощным гидро- или электроприводом, а все коммуникации сделать гибкими.

Задача и технический результат изобретения - расширение арсенала технических средств.

То есть того же эффекта можно достичь, не поворачивая двигатель, а отклоняя струю выходящих из него газов. И здесь возможны два варианта: двигатель может иметь общее сопло для первого и второго контуров, а второй контур может иметь собственное кольцевое сопло в виде кольцевой насадки.

В любом из этих вариантов двигатели должны быть расположены в поперечном направлении вблизи центра тяжести. В данном случае «вблизи» означает, что плоскость векторов тяги максимально повернутых двигателей не должна пересекать продольную ось самолета на расстоянии, превышающем разницу между центром тяжести и аэродинамическим фокусом. Или можно сказать иначе - вектор суммарной тяги максимально повернутых двигателей не должен пересекать продольную ось самолета на расстоянии, большем упомянутой разницы. Если двигателей 4 или более, то берется вектор суммарной тяги всех двигателей в максимальном повернутом положении. Это условие понятно - если вектор тяги будет проходить слишком далеко от центра тяжести, возникнет положительный или отрицательный момент по тангажу, который не сможет быть парирован рулями высоты.

Так как этот режим работы двигателей используется в основном на посадке и в конечной фазе взлета, то при определении аэродинамического фокуса следует учитывать его сдвиг назад при выпуске закрылков.

ВАРИАНТ 1. Если сопло общее, то каждый двигатель имеет в задней части подвижный щиток/щитки, поворачивающие выходящие из него газы на угол до 85 градусов вниз (в реальности не имеет смысла поворачивать газы более чем на 60-70 градусов).

ВАРИАНТ 2. Если двигатели имеют раздельные сопла для первого и второго контуров, то каждый из двигателей имеет в задней части подвижный щиток/щитки, поворачивающие выходящие из первого контура газы на угол до 85 градусов вниз, и имеет жалюзи, поворачивающие газы, выходящие из второго контура, на угол до 85 градусов вниз.

Поворачивая жалюзи на выходе из второго контура, можно почти перекрыть проходное сечение кольцевой насадки. Чтобы этого не произошло, задний срез кольцевой насадки второго контура должен быть скошен вниз-вперед (то есть в нижней части кромка среза ближе к носу, а в верхней части кромка среза ближе к хвосту, как фрагментарно показано на фиг. 1).

На фиг. 1 показан самолет по первому варианту. Самолет 1 имеет на крыльях 2 в районе центра тяжести два двигателя 3. Двигатели имеют в задней части два подвижных щитка 4, отклоняющие газы вниз на угол до 65 градусов. При этом теряется половина тяги «вперед», см. фиг. 2, но оставшейся половины вполне достаточно для продолжения полета и даже для набора высоты. Зато появляется тяга «вверх», составляющая 87% от тяги двигателя. А можно и больше.

Распределение тяги «вверх» и «вперед» не в точности соответствует синусу и косинусу тяги, так как забор воздуха двигатель продолжает осуществлять продольно своему положению, близкому к продольному (напомню, согласно пат. №2490169 постоянное положение двигателей должно быть чуть вверх на угол 5-7 градусов).

Самолет по второму варианту очень похож на самолет на фиг. 1, но отходящие из первого и второго контуров газы образуют два вектора, различных и по величине, и по точке приложения. Для расчета соответствия центру тяжести надо брать их усредненный вектор.

Работают способ и самолет так: при посадке летчик поворачивает щитки и жалюзи так, чтобы вектор тяги оставлял около 45 градусов к продольной оси самолета. Тогда тяга вперед и вверх будет 71% от тяги двигателей. Это позволит ему оперативно управлять и горизонтальной скоростью, и вертикальной.