Летательный аппарат

 

Изобретение относится к области авиации. Аппарат содержит дельтавидное крыло, закрытую крышей кабину, воздушный винт, двигатель, рулевое колесо и штурвал управления. Аппарат снабжен кареткой, S-образной направляющей, электрическим усилителем для облегчения управления штурвалом, средством установки крыла над кабиной и защитным кольцевым обтекателем для воздушного винта. Каретка через пилоны жестко соединена с дельтавидным крылом. S-образная направляющая установлена на крыше кабины на двух полуосях и предназначена как для управления дельтавидным крылом посредством перемещения каретки по углу атаки, так и по крену посредством поворота S-образной направляющей. Кабина выполнена четырехместной с двумя рядами сидений, расположенных попарно. Штурвал управления расположен в районе левого переднего сидения. Изобретение направлено на улучшение взлетно-посадочных характеристик. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к легким балансирным летательным аппаратам с дельтавидным крылом.

Известен летательный аппарат, содержащий дельтавидное крыло, установленное с возможностью изменения его положения относительно летательного аппарата путем его перестановки перед полетом и жесткой фиксации в данном положении (см. патент РФ N 2088480, кл. В 64 С 39/10 от 1997).

Такая конструкция позволяет регулировать положение центра тяжести и точки приложения подъемной силы летательного аппарата при различных вариантах полезной нагрузки.

Однако выполнение крепления крыла к летательному аппарату не предусматривает возможности изменения их взаимного положения вдоль оси летательного аппарата и не позволяет осуществлять регулирование в полете, что может затруднить управление летательным аппаратом. Кроме того, в летательном аппарате отсутствуют закрытая крышей кабина и конструктивные элементы, позволяющие совместить (синхронизировать) управление рулевым колесом и крылом, что снижает безопасность режимов взлета и посадки, а также комфортабельность полета.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является летательный аппарат, содержащий закрытую крышей кабину, средство крепления крыла над кабиной, дельтавидное крыло, установленное с возможностью управления по углу атаки и крену, воздушный винт, двигатель, расположенный в кормовой части упомянутой кабины и предназначенный для вращения воздушного винта, рулевое колесо и штурвал управления, связанный механически с дельтавидным крылом для управления им по углу атаки и крену и с рулевым колесом (см. патент Великобритании N 2239642, кл. В 64 С 39/00 от 1991).

Отсутствие возможности перемещения дельтавидного крыла вдоль продольной оси известного летательного аппарата не позволяет осуществить правильное регулирование взаимного положения центра тяжести и точки приложения подъемной силы при различных вариантах загрузки.

Технический результат, на достижение которого направлено предложение, заключается в улучшении взлетно-посадочных характеристик летательного аппарата с дельтавидным крылом, повышения безопасности, скорости и комфортабельности полета, а также в повышении компактности летательного аппарата при его хранении.

Указанный результат достигается за счет того, что летательный аппарат, содержащий закрытую крышей кабину, средство крепления крыла над кабиной, дельтавидное крыло, установленное с возможностью управления по углу атаки и крену, воздушный винт, двигатель, расположенный в кормовой части упомянутой кабины и предназначенный для вращения воздушного винта, рулевое колесо и штурвал управления, связанный механически с дельтавидным крылом для управления им по углу атаки и крену и с рулевым колесом, снабжен кареткой, S-образной направляющей, и защитным кольцевым обтекателем для воздушного винта, каретка через пилоны жестко соединена с дельтавидным крылом, S-образная направляющая установлена на крыше кабины на двух полуосях и предназначена как для управления по углу атаки посредством перемещения каретки по S-образной направляющей, так и по крену посредством поворота дельтавидного крыла совместно с кареткой и с S-образной направляющей, кабина выполнена четырехместной с двумя рядами сидений, расположенных попарно, а штурвал управления размещен в районе левого переднего сидения.

Кроме того, кабина летательного аппарата может быть выполнена с отсеком, предназначенным для заменяемого грузового модуля.

Сущность предложения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен общий вид сбоку на летательный аппарат.

На фиг. 2 изображен общий вид спереди на летательный аппарат со сложенной левой поворотной частью крыла.

На фиг. 3 представлено укрупненное изображение каретки, установленной на S-образном элементе.

На фиг. 4 изображена кинематическая схема возможного выполнения механической связи штурвала управления дельтавидным крылом и рулевым колесом.

На фиг. 5 представлено изображение дельтавидного крыла летательного аппарата, вид сверху со сложенными левой и правой поворотными частями.

Летательный аппарат содержит дельтавидное крыло 1, четырехместную кабину 2 с двумя рядами расположенных попарно сидений 3, закрытую в верхней части крышей 4, воздушный винт 5, размещенный в защитном кольцевом обтекателе 6, двигатель 7, расположенный в кормовой части кабины 2 и предназначенный для вращения воздушного винта 5, рулевое колесо 8, опорные колеса 9 и выполненный телескопическим штурвал 10 управления, установленный на валу 11 и размещенный в районе левого переднего сидения 3. Над кабиной 2 на крыше 4 посредством двух полуосей 12, 13, закреплена с возможностью поворота относительно продольной геометрической оси летательного аппарата S-образная направляющая 14. S-образная направляющая 14 в соответствии с описанной выше формой имеет прямолинейный участок 15, к противоположным концам которого примыкают криволинейные участки 16, 17, направленные в противоположные стороны относительно прямолинейного участка 15 и сопряженные с ним. Летательный аппарат снабжен кареткой 18, на которой посредством пилонов 19 жестко закреплено дельтавидное крыло 1. Каретка 18 установлена на S-образной направляющей 14 с возможностью перемещения вдоль нее. Каретка 18 зафиксирована от поворота относительно S-образной направляющей 14, например за счет некруглого поперечного сечения S-образной направляющей 14 и соответствующей ему формы ответных частей каретки 18. Таким образом, каретка 18 имеет возможность поворота только совместно с S- образной направляющей 14 относительно общей геометрической оси ее полуосей 12, 13. Для осуществления управления перемещением и поворотом дельтавидного крыла 1, а также для поворота рулевого колеса 8, синхронизированного с поворотом дельтавидного крыла 1, штурвал 10 управления имеет механическую связь с кареткой 18 и рулевым колесом 8. Форма выполнения указанной связи не является существенной для получения технического результата. Пример выполнения механической связи штурвала 10 управления дельтавидным крылом 1 и рулевым колесом 8, изображенный на фиг. 4, представляет собой возможную реализацию с использованием вращающихся валов и тяг.

Механическая связь согласно фиг. 4 содержит две кинематические ветви, связанные со штурвалом 10 управления. Первая кинематическая ветвь предназначена для осуществления синхронного управления рулевым колесом 8 по углу поворота и дельтавидным крылом 1 по крену. Вторая кинематическая ветвь служит для управления дельтавидным крылом по углу атаки и для его перемещения вдоль продольной геометрической оси летательного аппарата.

Первая кинематическая ветвь включает в себя ведущую шестерню 20, привод которой осуществляется от вала 11, выполненного с возможностью осевого перемещения относительно ведущей шестерни 20. Ведущая шестерня 20 находится в зацеплении с приводной шестерней 21, установленной на промежуточном валу 22, ведомая шестерня 23 которого находится в зацеплении с ведущей шестерней 24 вала 25 поворота рулевого колеса 8. На валу 25 поворота рулевого колеса 8 закреплен рычаг 26 привода поворота S-образной направляющей 14. Рычаг 26 шарнирно связан через первую тягу 27 с первым двуплечим рычагом 28, который через первую серьгу 29 шарнирно связан с поворотным рычагом 30, жестко связанным с S-образной направляющей 14. Средство для крепления дельтавидного крыла над кабиной представляет собой шарнирные опоры 31, 32 закрепленные на крыше 4 кабины 2, в которых с возможностью поворота относительно геометрической оси, параллельной продольной оси летательного аппарата, установлены полуоси 12, 13 S-образной направляющей 14. Вторая кинематическая ветвь включает в себя установленный соосно валу 11 шаровой шарнир 33, через который вал 11 посредством приводной тяги 34 связан со вторым двуплечим рычагом 35, который посредством второй тяги 36, третьего двуплечего рычага 37, второй серьги 38 шарнирно связан с кареткой 18 для перемещения ее по S-образной направляющей 14.

Кабина 2 летательного аппарата может быть выполнена с отсеком 39? в который могут устанавливаться заменяемые модули 40, для перевозки грузов, оборудования для обработки специальными составами сельскохозяйственных угодий, для перевозки носилок с больными и медицинского оборудования и т.д.

Дельтавидное крыло 1 летательного аппарата для его хранения в сложенном состоянии может быть выполнено из трех частей 41, 42, 43 - средней и двух боковых. В этом случае пилоны 19, связывающие каретку 18 с дельтавидным крылом 1, должны быть закреплены на его средней части 41, а боковые части 42, 43 прикреплены к средней части 41 с возможностью поворота относительно осей, параллельных геометрической оси летательного аппарата.

Поворот летательного аппарата (вне зависимости от того, движется ли он по опорной поверхности или находится в полете) осуществляется поворотом штурвала 10 управления. Вращение от штурвала 10 управления через вал 11, находящиеся в зацеплении ведущую и приводную шестерни 20, 21, промежуточный вал 22, а также зацепленные ведомую шестерню 23 промежуточного вала 22 и ведущую шестерню 24 вала 25 поворота рулевого колеса 8 передается на вал 25 поворота рулевого колеса 8. Одновременно с валом 25 происходит поворот рулевого колеса 8 вокруг оси вращения вала 25. При движении летательного аппарата по опорной поверхности направление задается рулевым колесом 8 и его установка под углом к направлению продольной геометрической оси летательного аппарата приводит к движению летательного аппарата по окружности с радиусом поворота, обратно пропорциональным углу поворота рулевого колеса (8). Поскольку закрепленный на валу 25 рычаг 26 привода поворота S-образного элемента через первую тягу 27, первый двуплечий рычаг 28, первую серьгу 29 и поворотный рычаг 30 связан с S-образной направляющей 14, последняя при повороте вала 25 также поворачивается на угол, пропорциональный углу поворота штурвала 10 управления. Поворот S-образной направляющей происходит совместно с кареткой 18 пилонами 19 и дельтавидным крылом 1 относительно общей геометрической оси полуосей 12, 13, которые установлены в шарнирных опорах 31, 32. Поскольку шарнирные опоры 31, 32 закреплены на крыше 4 кабины 2 таким образом, что поворот S-образной направляющей 14 происходит относительно геометрической оси, параллельной продольной оси летательного аппарата, дельтавидное крыло 1 накреняется относительно кабины 2 в плоскости, перпендикулярной продольной оси летательного аппарата. При взаимодействии с набегающим воздушным потоком во время полета дельтавидное крыло 1 вместе с прикрепленной к нему кабиной 2 движется по окружности. Сторона дельтавидного крыла 1, обращенная к центру радиуса поворота накреняется в сторону кабины 2 летательного аппарата. В нейтральном положении штурвала 10 управления рулевое колесо 8 занимает положение для прямолинейного движения, а дельтавидное крыло 1 установлено горизонтально. При повороте летательного аппарата рулевое колесо 8 и дельтавидное крыло 1 поворачиваются для движения в направлении поворота штурвала 10 управления.

Перемещением штурвала 10 управления совместно с валом 11 вдоль его геометрической оси через шаровой шарнир 33, приводную тягу 34, второй двуплечий рычаг 35, третий двуплечий рычаг 37 и вторую серьгу 38 пилот сдвигает каретку 18 по S-образной направляющей 14. В нейтральном положении штурвала 10 управления каретка 18 находится на прямолинейном участке "S" - образной направляющей 14 с нулевым углом атаки и продольным положением дельтавидного крыла 1, соответствующим прямолинейному полету летательного аппарата при расчетной нагрузке. Смещение дельтавидного крыла 1 вперед или назад по направлению полета приводит к изменению положения точки приложения подъемной силы летательного аппарата относительно его центра масс. Таким образом, перемещением штурвала 10 управления вдоль оси вала 11 можно добиться уравновешивания летательного аппарата в полете или перевода его в кабрирование и пикирование. В том случае, если в процессе перемещения каретка 18 достигает криволинейных участков 16, 17 S-образной направляющей 14, дельтавидное крыло 1 устанавливается с положительным углом атаки. Достигнутое за счет этого увеличение подъемной силы в положении сдвинутого вперед дельтавидного крыла 1 усиливает кабрирующий момент, а в положении сдвинутого назад дельтавидного крыла 1 усиливает пикирующий момент летательного аппарата.

Для расширения специализации использования летательного аппарата он может быть выполнен с отсеком 39, в который могут устанавливаться сменные модули 40, представляющие собой контейнер для груза, контейнер с носилками для перевозки больных и медикаментов, оборудование для опрыскивания химикатами сельскохозяйственных угодий и т.д. Конструктивное выполнение сменных модулей не является предметом данного изобретения и описание их не приводится.

Для обеспечения удобства обслуживания и компактности летательного аппарата при его хранении дельтавидное крыло 1 может быть выполнено складывающимся и состоящим из трех частей 41, 42, 43. На чертеже фиг. 5 изображено дельтавидное крыло 1 в сложенном виде. Штрихпунктирными линиями обозначены боковые части 42, 43 дельтавидного крыла 1 в положении, которое они занимают в разложенном состоянии. Пунктирными линиями изображены невидимые участки дельтавидного крыла 1 со сложенными боковыми частями 42, 43. Складывание дельтавидного крыла 1 осуществляется поворотом его боковых частей 42, 43 и укладкой их на верхней поверхности средней части 41. При подготовке летательного аппарата к полету боковые части 42,43 дельтавидного крыла 1 приводятся в рабочее положение.

Формула изобретения

1. Летательный аппарат, содержащий закрытую крышей кабину, средство крепления крыла над кабиной, дельтавидное крыло, установленное с возможностью управления по углу атаки и крену, воздушный винт, двигатель, расположенный в кормовой части упомянутой кабины и предназначенный для вращения воздушного винта, рулевое колесо и штурвал управления, связанный механически с дельтавидным крылом для управления им по углу атаки и крену и с рулевым колесом, отличающийся тем, что он снабжен кареткой, S-образной направляющей и защитным кольцевым обтекателем для воздушного винта, каретка через пилоны жестко соединена с дельтавидным крылом, S-образная направляющая установлена на крыше кабины на двух полуосях и предназначена как для управления дельтавидным крылом по углу атаки посредством перемещения каретки по S-образной направляющей, так и по крену посредством поворота дельтавидного крыла совместно с кареткой и с S-образной направляющей, кабина выполнена четырехместной с двумя рядами сидений, расположенных попарно, а штурвал управления размещен в районе левого переднего сидения.

2. Летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что кабина выполнена с отсеком, предназначенным для заменяемого грузового модуля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5