Летательный аппарат вертикального взлета и посадки

 

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки содержит фюзеляж, газотурбинные двигатели 2, вихревые аппараты, крыло, киль, стабилизатор и шасси. Каждый вихревой аппарат выполнен в виде сужающегося кверху кольцевого вертикального канала 5 и квадратного горизонтального канала 6. Горизонтальный канал 6 снабжен прямоугольной перемещающейся заслонкой 7, вертикальный канал дугообразной перемещающейся заслонкой 8. Выходное кольцевое отверстие вертикального канала закрывается перемещающимися створками 9. 7 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки.

Известен летательный аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий фюзеляж, крыло, киль, стабилизатор, шасси, газотурбинные двигатели.

Известный летательный аппарат имеет следующие недостатки. Конструкция, геометрия, аэродинамика несущего винта и его управление значительно отличаются от соответствующих параметров тянущего винта. Поэтому винт, являющийся одновременно несущим и тянущим, не достигает эффективности обычного несущего и обычного тянущего винтов. Сложная конструкция несуще-тянущего винта и его система управления составляют большой процент от взлетной массы аппарата. Повышение эффективности работы винта на вертикальных режимах достигается за счет отклонения части крыла в вертикальное положение, что увеличивает массу конструкции крыла и усложняет ее, при этом аэродинамика крыла ухудшается. Сложный механизм поворота двигателей требует значительных энергетических затрат. При взлете и посадке происходит разрушение взлетно-посадочных площадок струей от двигателей и винтов.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик.

Это достигается тем, что летательный аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий фюзеляж, крыло, киль, стабилизатор, шасси, газотурбинные двигатели, снабжен по крайней мере двумя симметрично расположенными относительно строительной горизонтали фюзеляжа в центроплане крыла вихревыми аппаратами, каждый из которых выполнен в виде сужающегося кверху кольцевого вертикального и квадратного горизонтального каналов, причем нижняя граница вертикального канала закрыта и является нижней границей центроплана крыла, а верхняя граница представляет собой выходное кольцевое отверстие, которое является верхней границей центроплана крыла и снабжено перемещающимися закрывающими створками, при этом двигатель соединен с горизонтальным каналом, который через входное боковое отверстие сообщен в нижней части с вертикальным каналом, горизонтальный канал снабжен поступательно перемещающейся вдоль его внутренней боковой поверхности заслонкой, закрывающей входное отверстие вертикального канала, а вертикальный канал снабжен дугообразной поступательно перемещающейся вдоль его внутренней боковой поверхности заслонкой, закрывающей горизонтальный канал, обращенной вогнутой стороной к двигателю.

На фиг.1-3 изображен летательный аппарат, соответственно вид сбоку, план и вид спереди; на фиг.4 и 5 вихревой аппарат, план; на фиг.6 сечение А-А на фиг.4; на фиг.7 вихревой аппарат в аксонометрической проекции.

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки содержит фюзеляж 1, газотурбинные двигатели 2, вихревые аппараты 3, крыло, киль, стабилизатор и шасси. Вихревые аппараты 3 располагаются симметрично относительно строительной горизонтали фюзеляжа 1 в центроплане 4 крыла.

Каждый вихревой аппарат 3 выполнен в виде сужающегося кверху кольцевого вертикального канала 5 и квадратного горизонтального канала 6, снабженного прямоугольной перемещающейся заслонкой 7, которая закрывает и открывает входное отверстие вертикального канала 5. Последний снабжен дугообразной перемещающейся заслонкой 8, которая перекрывает и открывает горизонтальный канал 6. Выходное кольцевое отверстие вертикального канала 5 закрывается перемещающимися створками 9.

Летательный аппарат функционирует следующим образом.

Для осуществления вертикального взлета заслонки 7 горизонтального канала 6 полностью открывает входное отверстие вертикального канала 5, а заслонка 8 вертикального канала 5 полностью перекрывает горизонтальный канал 6. Таким образом, весь газовый поток от двигателя 2 через входное отверстие попадает в вертикальный канал 5, где происходит закрутка вихря большой интенсивности. Вихрь выходит из вертикального канала 5 через кольцевое отверстие. Поступательная скорость вихря много меньше скорости его вращения. В центре вихря образуется область пониженного статического давления. Перепад статического давления между внешней и внутренней областями вихря будет уравновешивать центробежные силы вихря. Таким образом, над выходным сечением вертикального канала 5 образуется область пониженного статического давления, вследствие чего на вертикальный канал 5 и на весь аппарат в целом будет действовать подъемная сила Y Δ p˙ S, где р перепад статического давления; S площадь поперечного выходного сечения вертикального канала 5, т.е. вихрь будет всасывать вертикальный канал, а с ним и весь аппарат и поднимать его вверх. Подъемная сила будет прямо пропорциональна перепаду статического давления, величина которого, в свою очередь, будет прямо пропорциональна центробежной силе, последняя прямо пропорциональна скорости вращения вихря. Тем самым, подъемная сила будет прямо пропорциональна скорости вращения вихря.

Сила реакции от вихря, выходящего вверх, будет прямо пропорциональна поступательной скорости выхода вихря и направлена вниз. Вследствие того, что поступательная скорость вихря много меньше его скорости вращения, подъемная сила будет больше силы реакции вихря. Все другие силы и моменты будут передаваться на летательный аппарат и уравновешиваться вследствие симметричного расположения вихревых аппаратов 3.

При переходе в горизонтальный полет происходит плавное открытие горизонтального канала 6, и часть потока от двигателя 2 выходит через горизонтальный канал 6.

Летательный аппарат приобретает горизонтальную скорость и начинает разгоняться, при этом заслонка 8 вертикального канала 5 полностью открывает горизонтальный канал 6, а заслонка 7 горизонтального канала 6 перекрывает входное отверстие вертикального канала 5. Подъемную силу создает крыло. Кольцевое выходное отверстие вертикального канала 5 закрывается створками 9. Для осуществления вертикальной посадки все происходит в обратном порядке.

Формула изобретения

ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ, содержащий фюзеляж, крыло, киль, стабилизатор, шасси, газотурбинные двигатели, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере двумя симметрично расположенными относительно строительной горизонтали фюзеляжа в центроплане крыла вихревыми аппаратами, каждый из которых выполнен в виде сужающегося кверху кольцевого вертикального и квадратного горизонтального каналов, причем нижняя граница вертикального канала закрыта и является нижней границей центроплана крыла, а верхняя граница представляет собой выходное кольцевое отверстие, которое является верхней границей центроплана крыла и снабжено перемещающимися закрывающими створками, при этом двигатель соединен с горизонтальным каналом, который через входное боковое отверстие сообщен в нижней части с вертикальным каналом, горизонтальный канал снабжен поступательно перемещающейся вдоль его внутренней боковой поверхности заслонкой, закрывающей входное отверстие вертикального канала, а вертикальный канал снабжен дугообразной поступательно перемещающейся вдоль его внутренней боковой поверхности заслонкой, закрывающей горизонтальный канал, обращенной вогнутой стороной к двигателю.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7