Самолет вертикального взлета и посадки - "дисколет безрукова-3"

 

Изобретение относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха. Самолет включает крыло, закрылки крыла, открытые вверх всасывающие камеры со створками, центробежные компрессоры, предназначенные для создания реактивной силы тяги и напорных струй воздушного потока на каждой половине крыла, улитку для каждого компрессора, а также напорный патрубок для обдува закрылков крыла. Крыло выполнено адаптивным, снабжено секциями отклоняемых носков, предкрылками, элеронами и флайперонами для деформации крыла, средством для отсоса с поверхности крыла пограничного слоя. В каждой улитке центробежного компрессора выполнено дополнительное окно с заслонкой для подачи при взлете и посадке дополнительного воздушного потока под самолет через упомянутое плоское сопло. Створки каждой всасывающей камеры выполнены с аэродинамическим профилем, расположены вдоль всего размаха крыла на небольшом расстоянии друг от друга, с щелью, предназначены для отсоса пограничного слоя с поверхности крыла при поступательном движении самолета и для открытия соответствующей всасывающей камеры при взлете и посадке. Изобретение направлено на увеличение дальности полета. 5 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к легким летательным аппаратам тяжелее воздуха, короткого или вертикального взлета и посадки, многоцелевого назначения, массового применения.

Известен самолет вертикального или короткого взлета и посадки, включающий крыло, закрылки крыла, открытые вверх всасывающие камеры со створками, центробежные компрессоры, предназначенные для создания реактивной тяги и напорных струй воздушного потока на каждой половине крыла, улитку для каждого упомянутого компрессора, а также напорный патрубок для обдува закрылков крыла. [1. Заявка Франции N 2269451, B 64 C 29/00, 1975].

К недостаткам [1] следует отнести большой пикирущий момент на режиме взлета, создаваемый интенсивным обдувом руля высоты, расположенного на задней кромке аппарата, и потери поступательной скорости за счет создания вихревых воздушных потоков всасывающей камерой, раскрытой вверх.

Задача изобретения - повышение подъемной силы крыла за счет подачи дополнительного напорного воздушного потока под аппарат на режиме взлета и посадки в передней его части и повышение качества крыла за счет применения систем управления маневренными нагрузками и управления пограничным слоем.

Решение, на которое направлено изобретение, достигается тем, что крыло выполнено адаптивным, снабжено секциями отклоняемых носков, предкрылками, элеронами и флайперонами для деформации крыла, средством отсоса с поверхности крыла пограничного слоя для создания ламинарного потока и плоским соплом, которое размещено вдоль передней кромки крыла так, чтобы направлять напорные струи воздушного потока от упомянутых компрессоров под переднюю часть самолета при взлете и посадке; тем, что в каждой улитке центробежного компрессора выполнено дополнительное окно с заслонкой для подачи при взлете и посадке дополнительного воздушного потока под самолет через упомянутое плоское сопло; тем, что упомянутое крыло снабжено воздухозаборником в форме совка, а каждая упомянутая всасывающая камера выполнена в форме спирали и предназначена для отсоса пограничного слоя с поверхности крыла; тем, что створки каждой всасывающей камеры выполнены с аэродинамическим профилем, расположены вдоль размаха крыла на небольшом расстоянии друг от друга с щелью и предназначены для отсоса пограничного слоя с поверхности крыла при поступательном движении самолета и для открытия соответствующей всасывающей камеры при взлете и посадке; тем, что напорный патрубок каждого центробежного компрессора снабжен соплом с эжектором для отсоса воздуха с поверхности крыла через щели между створками, расположенными за пределами действия всасывающего патрубка; тем, что самолет снабжен рулями управления, предназначенными для взаимодействия как с потоком воздуха от упомянутых компрессоров, так и с потоком воздуха, обтекающим его в полете, и имеет интегральную аэродинамическую компоновку.

На фиг. 1 показан вид самолета сверху, на фиг. 2 - вид сбоку, на фиг. 3 - вид спереди, на фиг. 4 - вид сверху со снятой верхней обшивкой, на фиг. 5, 6, 7 - сечение А-А крыла на фиг. 4 на различных стадиях полета, на фиг. 8, 9 - 2-й вариант компоновки.

Обозначены: (на фиг. 1) 1 - адаптивное крыло, 2 - отклоняемый носок крыла, 3 - отклоняемый, многосекционный хвостовик крыла, (на фиг. 4) 4 - центробежный компрессор, 5 - улитка компрессора, 6 - дополнительное окно в улитке, 7 - заслонка, 8 - плоское сопло, 9 - воздухозаборник в виде совка, 10 - спиралеобразная всасывающая камера, (на фиг. 5) 11 - створки всасывающей камеры, (на фиг. 5 и 6) 12 - щель между створками, 13 - напорная камера, 14 - эжекторное сопло, 15 - створки эжектора, 16 - элементы механизации крыла, (на фиг. 4) 17 - руль поворота, 18 - двигатель с выхлопным патрубком и глушителем, (на фиг. 7) 19 - тормозной щиток.

Компоновка аппарата интегральная с несущим фюзеляжем и адаптивным крылом 1 (фиг. 1) с возможностью деформации крыла с помощью посекционного отклонения предкрылков, носков 2, элеронов, закрылков, флайперонов 3; крыло выполнено ламинаризированным с возможностью отсоса пограничного слоя с поверхности крыла и возможностью направлять дополнительные напорные струи воздушного потока под аппарат в передней его части при взлете и посадке, при этом улитка 5 (фиг. 4) центробежного компрессора 4 оснащена дополнительным окном 6 с заслонкой 7 для обеспечения возможности при взлете и посадке подавать дополнительный поток воздуха под аппарат через плоское сопло 8, размещенное вдоль передней кромки крыла, которое при этом оснащено воздухозаборником в виде совка 9 со спиралевидной всасывающей камерой 10, которая одновременно имеет возможность отсасывать пограничный слой с поверхности крыла, что существенно повышает его качество, а створки всасывающей камеры 11 (фиг. 5) выполнены с аэродинамическим профилем, расположены вдоль всего размаха крыла, на небольшом расстоянии друг от друга с щелью 12 и имеют возможность открывать всасывающую камеру 10 на взлете и посадке и обеспечивать отсос пограничного слоя с поверхности крыла при поступательном движении аппарата, а напорный патрубок центробежного компрессора 13 оснащен эжекторным соплом 14, для обеспечения отсоса воздуха с поверхности крыла через щели 12 между створками 15, расположенными за пределами действия всасывающего патрубка 9. Кроме того, указанный самолет оснащен рулями управления 16, 17 (фиг. 4), которые имеют возможность взаимодействовать как с напорным потоком от компрессора, так и с обтекаемым аппарат воздухом во время полета, а также тормозными щитками 19 (фиг. 7).

Вертикальный взлет (см. фиг. 5) осуществляют за счет тяги вверх всасывающей камеры 10, интенсивного воздушного потока вниз из плоского сопла 8 и интенсивного обдува элементов механизации крыла 16, для чего открывают створки 11 всасывающей камеры 10, отклоняют вверх носок 2, при этом открывается плоское сопло 8 со щитком, рули высоты 16 отклоняют вниз, центробежным винтам дают высокие обороты. Происходит взлет.

Переход с вертикального взлета на горизонтальный полет (фиг. 6) осуществляют путем перевода носка 2 крыла 1 на нормальный угол атаки, закрытия створок 11, перевода элементов механизации 16 на требуемый угол полета, при этом происходит переход на забор воздуха через воздухозаборник в виде совка 9 и отсос пограничного слоя с поверхности крыла через щели 12.

Снижение и торможение (фиг. 7) осуществляют путем установки элементов посекционной механизации адаптивного крыла - носков вниз, хвостовиков - вверх. На определенных режимах возможно применение тормозного щитка 19.

Посадку осуществляют в обратном порядке взлету, только перед приземлением производят "подрыв" (резко, но на короткое время увеличивают обороты винтов).

Поддув воздушного потока широким фронтом по передней кромке аппарата в сочетании с интенсивным обдувом механизации крыла обеспечивает сбалансированное устойчивое равновесие аппарата на взлете и посадке.

Посекционная механизация адаптивного крыла обеспечивает высокое маневрирование и управление маневренными нагрузками.

Применение системы управления пограничным слоем, отсос пограничного слоя с поверхности крыла через тонкие щели в сочетании с ламинаризированным крылом позволяет увеличить дальность полета на 40 - 50%.

Ожидается существенное увеличение скорости и экономичности по сравнению с вертолетом. Самолеты вертикального взлета и посадки общего пользования могут найти широкое применение в экономике страны, в том числе в качестве семейного транспорта.

Формула изобретения

1. Самолет вертикального взлета и посадки, включающий крыло, закрылки крыла, открытые вверх всасывающие камеры со створками, центробежные компрессоры, предназначенные для создания реактивной тяги и напорных струй воздушного потока на каждой половине крыла, улитку для каждого упомянутого компрессора, а также напорный патрубок для обдува закрылков крыла, отличающийся тем, что крыло выполнено адаптивным, снабжено секциями отклоняемых носков, предкрылками, элеронами и флайперонами для деформации крыла, средством отсоса с поверхности крыла пограничного слоя для создания ламинарного потока и плоским соплом, которое размещено вдоль передней кромки крыла так, чтобы направлять напорные струи воздушного потока от упомянутых компрессоров под переднюю часть самолета при взлете и посадке.

2. Самолет по п.1, отличающийся тем, что в каждой улитке центробежного компрессора выполнено дополнительное окно с заслонкой для подачи при взлете и посадке дополнительного воздушного потока под самолет через упомянутое плоское сопло.

3. Самолет по п.1, отличающийся тем, что упомянутое крыло снабжено воздухозаборником в форме совка, а каждая упомянутая всасывающая камера выполнена в форме спирали и предназначена для отсоса пограничного слоя с поверхности крыла.

4. Самолет по п.1, отличающийся тем, что створки каждой всасывающей камеры выполнены с аэродинамическим профилем, расположены вдоль размаха крыла на небольшом расстоянии друг от друга, с щелью, предназначены для отсоса пограничного слоя с поверхности крыла при поступательном движении самолета и для открытия соответствующей всасывающей камеры при взлете и посадке.

5. Самолет по п. 1, отличающийся тем, что напорный патрубок каждого центробежного компрессора снабжен соплом с эжектором для отсоса воздуха с поверхности крыла через щели между створками, расположенными за пределами действия всасывающего патрубка.

6. Самолет по п.1, отличающийся тем, что он снабжен рулями управления, предназначенными для взаимодействия как с потоком воздуха от упомянутых компрессоров, так и с потоком воздуха, обтекающим самолет в полете, и имеет интегральную аэродинамическую компоновку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9