Летательный аппарат вертикального взлета и посадки

Авторы патента:

B64C39/08 - имеющие несколько крыльев

B64C29/00 - Летательные аппараты с вертикальным взлетом или посадкой (управление положением летательных аппаратов в воздухе, управление высотой и направлением полета с помощью реактивной силы B64C 15/00; винтокрылые летательные аппараты B64C 27/00; транспортные средства на воздушной подушке B60V; элементы реактивных двигателей, например реактивные сопла или выхлопные трубы F02K)

Владельцы патента RU 2574873:

Турченко Илья Александрович (RU)

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит составное крыло, состоящее из генератора спрямленного воздушного потока и нескольких блоков с аэродинамическими поверхностями. Аэродинамические поверхности в виде крылышек по четыре ряда с предохранительными вертикальными плоскостями установлены в блоки крыльев таким образом, что по вертикали крылышки одно от другого расположены на расстоянии двойной ширины крылышка, а по горизонтали один ряд отстоит от другого на ширину крылышка. Второй ряд по вертикали относительно первого ряда поднят вверх на ширину крылышка, третий ряд относительно первого поднят на одну треть ширины крылышка, четвертый ряд по вертикали относительно третьего ряда поднят вверх на ширину крылышка. Перед первым блоком крылышек установлен вентилятор со спрямляющим воздушный поток устройством, при этом длина сборки блоков составляет три рабочих диаметра вентилятора. Достигается повышение энергетической эффективности и увеличение дальности полета летательного аппарата. 3 ил.

Изобретение относится к транспортным летательным средствам многоцелевого назначения для применения в военной, гражданской авиации и МЧС в сложных условиях взлета и посадки в тайге, горах и болотах [B64C 29/00].

Известна ГОНДОЛА С ВНУТРЕННИМ КРЫЛОМ [патент РФ №2389653], имеющая на реактивном двигателе щелевой воздухосборник, в полости которого расположено внутреннее крыло.

Недостатком аналога является то, что подъемная сила у дополнительного крыла возникает только во время движения при значительной скорости летательного аппарата относительно воздуха.

Известен ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ [заявка на изобретение РФ №94022100], содержащий фюзеляж, крылья, установленные по обеим сторонам фюзеляжа, реактивные силовые установки и движители, хорды крыльев лежат в плоскостях, перпендикулярных продольной оси фюзеляжа, причем крылья выполнены в вариантах моноплана, или биплана, или n-плана и снабжены элеронами. На фюзеляже установлены экраны, образующие с соплами реактивных двигателей инжекторы для смешения потоков газов с воздухом, при этом подъемная сила создается воздействием реактивных струй, направляемых соплами в стороны многоярусных крыльев, расположенных параллельно оси фюзеляжа на некотором расстоянии от него.

Недостатками аналога являются низкая надежность использования многоярусных крыльев, обусловленная тем, что во время полета крылья с большой скоростью обдувают раскаленные реактивные струи, из-за чего происходит выгорание материала крыльев, кроме того, аналог имеет невысокую эффективность использования крыльев из-за многочисленных завихрений в газовой реактивной струе после ее инжекции с воздухом, что приводит к срыву воздушного потока с поверхности крыльев и уменьшению подъемной силы.

Также из уровня техники известен ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ [патент РФ №2172705], у которого аэродинамические плоскости расположены в воздухозаборных каналах, расположенных по периметру корпуса и радиально сходящихся в открытой вниз корытообразной подкорпусной полости, при этом экраны замыкают снизу воздухозаборные каналы.

Недостатками прототипа является недостаточно полная отдача энергии до и за источником генерации потока воздуха, использование инжекции воздуха, снижающей скорость потока, а также использование части подъемной силы для последующего горизонтального полета.

Наиболее близким по технической сущности является АППАРАТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ [патент РФ №2459746], содержащий генератор воздушного потока, аэродинамические поверхности, кабину, силовую установку, системы управления и стабилизации полета и аэродинамические поверхности, которые выполнены многоплановым крылом по типу решетки с сечением на большем участке в виде дужек окружности и множественно, не менее чем в двух местах, размещены в прямоугольных частях прямоточного воздуховода под положительным углом атаки относительно генерируемого потока воздуха.

Недостатком прототипа является невысокая подъемная сила летательного аппарата, обусловленная неоптимальным расположением аэродинамических поверхностей.

Цель настоящего изобретения состоит в улучшении летных характеристик летательного аппарата.

Технический результат изобретения заключается в повышении удельной подъемной силы, повышении энергетической эффективности и повышении дальности полета.

Технический результат достигается за счет того, что летательный аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий сложное сборное крыло, состоящее из генератора спрямленного воздушного потока и нескольких блоков с аэродинамическими поверхностями, расположенных последовательно друг за другом, кабину, силовую установку, систему управления и стабилизации полета, отличающийся тем, что аэродинамические поверхности в виде крылышек по четыре вертикальных ряда с предохранительными вертикальными плоскостями установлены в блоки крыльев таким образом, что крылышки не должны оказывать взаимного негативного влияния друг на друга, что по вертикали крылышки одно от другого расположены на расстоянии двойной ширины крылышка, а по горизонтали один ряд от другого отстоит на ширину крылышка, второй ряд по вертикали относительно первого ряда поднят вверх на ширину крылышка, третий ряд относительно первого поднят на одну треть ширины крылышка, четвертый ряд по вертикали относительно третьего ряда поднят вверх на ширину крылышка. Перед первым блоком крылышек установлен вентилятор со спрямляющим воздушный поток устройством, при этом длина сборки блоков составляет три диаметра рабочего диаметра вентилятора, сложное сборное крыло или несколько крыльев установлены сверху кабины, на которой также установлена одна или несколько тянущих аэродинамических силовых установок, сзади кабины установлена система управления и стабилизации полета, а в нижней части кабины расположено шасси.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 представлен вид сбоку летательного аппарата вертикального взлета и посадки.

На фиг. 2 представлен вид спереди летательного аппарата вертикального взлета и посадки.

На фиг. 3 представлен вид сбоку сборки блоков крылышек с вентилятором.

Осуществление изобретения

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки состоит из кабины 1, которая установлена на шасси 2. Сзади кабины 1 установлена система управления и стабилизации полета с рулем высоты 3, рулем направления 4 и горизонтальной плоскостью 5. Также на кабине 1 установлена тянущая аэродинамическая установка с двигателем 6 и пропеллером 7. В верхней части кабины 1 установлена сборка блоков 8 с крылышками 9, вертикальными предохранительными плоскостями 10 и дутьевым вентилятором 11 с устройством спрямления воздушного потока 12 в передней части сборки. Также кабина содержит лобовое стекло 13 и смотровые окна 14.

Принцип работы заключается в следующем.

Вертикальные предохранительные плоскости 10 предназначены для защиты крылышек 9 от переломов при больших нагрузках, при этом концы предохранительных плоскостей 10 прикреплены к внутренней части блоков 8. Чем меньше ширина крылышек 9, тем больше устанавливается вертикальных предохранительных плоскостей 10.

Верхняя и/или нижняя части блоков 8 могут быть открытыми или закрытыми в зависимости от потребностей.

В качестве вентилятора 11 может быть использован дутьевой вентилятор, у которого очень мощный воздушный поток при малом тяговом усилии.

В качестве спрямляющего устройства 12 может использоваться второй вентилятор с аналогичными характеристиками, у которого лопасти вращаются в противоположенную сторону относительно вентилятора 11. Также в качестве устройства 12 может использоваться набор вертикальных и горизонтальных плоскостей, выпрямляющих воздушный поток.

Полет летательного аппарата происходит следующим образом.

Первоначально запускают вентиляторы 11, которые создают мощный воздушный поток, устройство 12 спрямляет воздушный поток и направляет в сборку блоков 8. При этом крылья 9 создают подъемную силу. Одновременно включается тянущая аэродинамическая установка на режим удержания аппарата на месте, иначе он медленно начнет подниматься и самостоятельно разгоняться.

После того как создаваемая подъемная сила крыльями 9 уравновешивает силу тяжести летательного аппарата, он отрывается от земли. И спокойно поднимается на необходимую высоту.

Для вертикально-горизонтального перемещения летательного аппарата запускают двигатели 6 из режима удержания в режим разгона, при этом пропеллеры 7 создают вертикально-горизонтальное, совместно с сложным сборным крылом, тяговое усилие.

При достижении летательным аппаратом относительно воздуха сравнительно большой скорости мощность вентилятора сложного сборного крыла уменьшается примерно в два или более раз. Используется встречный воздушный поток и воздушный поток от вентилятора 11 для поддержания скорости воздушного потока, достаточной для создания необходимой подъемной силы, со скоростью воздушного потока на выходе устройства 12 (скорости, необходимой для поддержания требуемой подъемной силы), вентиляторы 11 уменьшают скорость и потребляемую мощность.

При использовании обтекаемого корпуса кабины, отсутствии груза, выступающего из корпуса кабины, наличии мощного тянущего устройства 6, 7, способного разогнать аппарат до скорости, достаточной для создания необходимой подъемной силы, в этом случае вентиляторы 11 отключают.

Во время полета летательный аппарат может притормаживать, зависать и разворачиваться на месте или двигаться задним ходом.

Посадка летательного аппарата происходит в обратном порядке.

Использование сложного сборного крыла, состоящего из генератора спрямленного воздушного потока 11, 12 и нескольких блоков 8 с аэродинамическими поверхностями, расположенных последовательно друг за другом (состоящих из множества крылышек 9) сборок блоков 8 с множеством крылышек 9 позволяет значительно улучшить летные характеристики в сравнении с серийно производимыми летательными аппаратами.

К примеру, самолет АН-140 с максимальной мощностью двигателей 2800 л.с., максимальной взлетной массой 21000 кг, длиной взлетно-посадочной полосы 880 м, практической дальностью 3700 км, максимальной коммерческой нагрузкой 6000 кг. Или вертолет МИ-26 с максимальной мощностью 10000 л.с., максимальной взлетной массой 56000 кг, максимальной коммерческой нагрузкой 20000 кг, практической дальностью полета 590 км.

Теоретические расчеты для предлагаемого летательного аппарата показали следующие летные характеристики:

- для ширины крылышек 9 - 0,15 м и мощности двух вентиляторов 11 - 2×500 л.с. максимальная взлетная масса составляет 29652 кг, максимальная коммерческая нагрузка 20000 кг., практическая дальность полета относительно МИ-26 по соотношению мощностей двигателей в 10 раз больше, а энергопотребление в 2 раза меньше;

- для ширины крылышек 9 - 0,05 м и мощности вентиляторов 11 - 2×500 л.с. максимальная взлетная масса составляет 84720 кг, максимальная коммерческая нагрузка 70000 кг.

Для расчета взяты паспортные данные с агрегатов (двигатели, вентиляторы), которые изготавливаются и свободно продаются в России.

При ширине крылышек 9 - 0,15 м и мощности вентилятора 11 - 500 л.с. при расчете получают 140 крылышек длиной 2 м с общей площадью 42 м², подъемной силой 14826 кг и удельной подъемной силой 29 кг на 1 л.с.

При ширине крылышек 9 - 0,05 м и мощности вентилятора 11 - 500 л.с. при расчете получают 1200 крылышек длиной 2 м с общей площадью 120 м², подъемной силой 42360 кг и удельной подъемной силой 84 кг на 1 л.с.

Удельная подъемная сила предлагаемого летательного аппарата возрастает пропорционально уменьшению ширины крылышек и превышает традиционный показатель для авиации от 14 до 21 раза.

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий сложное сборное крыло, состоящее из генератора спрямленного воздушного потока и нескольких блоков с аэродинамическими поверхностями, расположенных последовательно друг за другом, кабину, силовую установку, систему управления и стабилизации полета, отличающийся тем, что аэродинамические поверхности в виде крылышек по четыре вертикальных ряда с предохранительными вертикальными плоскостями установлены в блоки крыльев таким образом, что крылышки не должны оказывать взаимного негативного влияния друг на друга, что по вертикали крылышки одно от другого расположены на расстоянии двойной ширины крылышка, а по горизонтали один ряд от другого отстоит на ширину крылышка, второй ряд по вертикали относительно первого ряда поднят вверх на ширину крылышка, третий ряд относительно первого поднят на одну треть ширины крылышка, четвертый ряд по вертикали относительно третьего ряда поднят вверх на ширину крылышка; перед первым блоком крылышек установлен вентилятор со спрямляющим воздушный поток устройством, при этом длина сборки блоков составляет три диаметра рабочего диаметра вентилятора, сложное сборное крыло или несколько крыльев установлены сверху кабины, на которой также установлена одна или несколько тянущих аэродинамических силовых установок, сзади кабины установлена система управления и стабилизации полета, а в нижней части кабины расположено шасси.

Похожие патенты:

Самолет-амфибия // 2563096

Изобретение относится к авиастроению, в частности к моделированию самолетов-амфибий гражданского назначения. Самолет-амфибия содержит лодку, соединенную с фюзеляжем, хвостовое оперение, высоко расположенные крылья с неубираемыми поплавками, прикрепленные с разных сторон к фюзеляжу и/или крыльям, брызгозащитные площадки с неподвижно установленными над ними корпусами реактивных двигателей с прикрепленным к ним сверху общим мини-крылом.

Гибридный электросамолет короткого взлета и посадки // 2558168

Изобретение относится к области авиационной техники. Гибридный электросамолет двухбалочной схемы содержит несущий фюзеляж, низко- и высокорасположенные крылья прямой и обратной стреловидности, концы которых соединяются концевыми шайбами, переднее горизонтальное оперение, хвостовое оперение, включающее кили, цельноповоротный межкилевой стабилизатор, четыре электровентилятора в кольцевых каналах и расположенные тандемом мотогондолы больших винтов, переднего тянущего и заднего толкающего, выполненных с взаимно противоположным вращением и с возможностью работы при различных углах отклонения в вертикальной плоскости.

Многодвигательный электросамолет короткого взлета и посадки // 2554043

Изобретение относится к области авиационной техники. Многодвигательный электросамолет короткого взлета и посадки содержит фюзеляж с Т-образным оперением, гибридную силовую установку, меньшее цельноповоротное крыло с четырьмя мотогондолами, большее высокорасположенное крыло с двумя подкрыльевыми гибридными мотогондолами, расположенное сзади цельноповоротного крыла, и трехстоечное убирающееся колесное шасси.

Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения // 2548829

Изобретение относится к авиационной технике. Транспортный самолет для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения содержит два фюзеляжа, шасси, кили, двигатели, крыло, состоящее из центральной части и двух консолей, на которых установлены двигатели, и ложементы-направляющие для крепления упомянутых ракет.

Летательный аппарат // 2544036

Изобретение относится к области летательных аппаратов. Летательный аппарат содержит фюзеляж с кабиной управления, прикрепленное сверху к фюзеляжу крыло треугольной формы, двигатели, установленные с возвышением над крылом, хвостовое оперение и шасси.

Многовинтовой гибридный электроконвертоплан // 2543120

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям многовинтовых конвертопланов. Гибридный конвертоплан имеет фюзеляж из композитных материалов с высокорасположенным крылом типа «чайка», на поворотных консолях которого на нижних частях изломов смонтированы гибридные мотогондолы трехвинтовых модулей, выполненных с возможностью работы при различных углах их отклонения в вертикальной плоскости.

Способ увеличения подъёмной силы крыла самолёта // 2534480

Изобретение относится к области авиации. Способ увеличения подъемной силы крыла самолета основан на создании над верхними плоскостями потока воздуха за счет использования на верхних плоскостях жалюзи, устроенных так, что воздушные полости внутри крыла сообщаются через синхронно с жалюзи управляемыми заслонками со всасывающими полостями турбореактивных двигателей, которые поток воздуха просасывают через жалюзи, создавая при неподвижном самолете над крыльями подвижную воздушную массу.

Летательный аппарат, имеющий лямбда-образную коробчатую конфигурацию крыла // 2531537

Летательный аппарат, имеющий лямбда-образную коробчатую конфигурацию крыла, содержит фюзеляж (1), силовую установку (5), первую пару аэродинамических поверхностей (2) с прямой стреловидностью, присоединенных к верхней передней части фюзеляжа (1), вторую пару аэродинамических поверхностей (3) с обратной стреловидностью, присоединенных к нижней задней части фюзеляжа (1) в точке упомянутого фюзеляжа (1) по направлению к корме от присоединения аэродинамических поверхностей (2) с прямой стреловидностью, и третью пару по существу вертикальных аэродинамических поверхностей (4).

Летательный аппарат // 2495796

Изобретение относится к летательным аппаратам (ЛА). ЛА содержит две тандемно расположенные несущие поверхности - переднюю и заднюю, выполненные с возможностью создания положительной подъемной силы.

Автопланер // 2468933

Изобретение относится к транспортной технике, используемой в качестве летательного аппарата и автомобиля. .

Турбодиск // 2572980

Изобретение относится к летательным аппаратам, перемещающимся в различных средах. Турбодиск содержит корпус дискообразной формы, имеющий цилиндрический салон, обод-обтекатель в виде кольца на периферии, объединенные в жесткую конструкцию движителем, содержащим управляемые верхнее, среднее и нижнее жалюзи, между которыми находятся кольцеобразные турбины, взаимно противоположного вращения, связанные главной передачей с редуктором и двигателем, расположенными в салоне, имеющие возможность прямого и реверсивного вращения.

Способ создания подъемной силы для летательного аппарата // 2569449

Изобретение относится к области летательных аппаратов и воздушного транспорта. Согласно способу для создания подъемной силы летательного аппарата используют принцип, основанный на вращении динамических несущих элементов вокруг собственной оси и одновременно вокруг центральной оси, перпендикулярной плоскости их вращения.

Устройство и способ полета в воздухе с возможностью вертикального взлета и посадки // 2566177

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям и способам полета летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Способ полета включает создание воздушного потока, направленного сверху вниз, соосными движителями с лопатками, вращающимися в противоположные стороны.

Способ образования подъемной силы // 2555464

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам получения подъемной силы. Способ образования подъемной силы заключается в том, что в аппарате вращают рабочее колесо, лопатки которого двигаются со сверхзвуковой скоростью.

Гидросамолет вертикального взлета и посадки и устройство для отклонения вектора тяги двигателей // 2549588

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Гидросамолет вертикального взлета и посадки оснащен устройством для отклонения вектора тяги, расположенным в верхней части центроплана, имеющего форму обратного V, по обе стороны которого расположены две лодки-фюзеляжа с выпускными надувными поплавками и кабинами для экипажа.

Способ преобразования самолета вертикального взлета и посадки // 2549429

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям и способам преобразования комбинированных винтокрылых летательных аппаратов. Способ преобразования самолета вертикального взлета и посадки, имеющего крыло (3) и несущий винт, состоящий из диска (1), из которого на взлете и посадке выпускают лопасти несущего винта (6), заключается в том, что крыло самолета (3) устанавливают по схеме высокоплан, в его центроплан (2) помещают диск (1), верхнюю часть которого на взлете или посадке выдвигают из центроплана (2) в воздушный поток, раскручивают диск (1) и превращают в несущий винт, выпуская из него лопасти (6).

Атмосферная летающая тарелка (варианты) // 2548294

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Атмосферная летающая тарелка имеет корпус, реактивный двигатель, кабину пилота и пассажиров со штурвалом управления, приборной панелью, креслом пилота и креслом пассажира.

Летательный аппарат вертикального взлета // 2547667

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета. Летательный аппарат состоит из фюзеляжа (2), силовой установки, подъемного механизма, двух турбовинтовых двигателей (8), хвостового вентилятора (12) с изменяющимся положением лопаток, шасси, подвески для транспортировки груза.

Транспортное средство // 2544062

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям комбинированных летательных аппаратов. Транспортное средство содержит герметичный корпус (1) основного модуля, силовую раму (3), закрепленную по периметру герметичного корпуса с встроенными в нее движителями (4) с вертикальным расположением осей тяги и системой отклонения вектора тяги, крыло (5), расположенное с внешней стороны движителей (4).

Летательный аппарат // 2541559

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам создания подъемной силы летательных аппаратов. Летательный аппарат выполнен в виде двух дискообразных поверхностей, размещенных одна над другой с зазором между ними.

Гибридный самолет короткого взлета и посадки // 2577931

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов с гибридными силовыми установками. Гибридный самолет короткого взлета и посадки (ГСКВП) выполнен по дупланной схеме, содержит на крыльях электрические и гибридные мотогондолы соответственно с четырьмя передними винтами и двумя задними винтами, размещенными соответственно на цельноповоротных консолях и на концах поворотных редукторов, и имеет фюзеляж, хвостовое оперение, двигатели параллельно-последовательной гибридной силовой установки, передающие мощность на соответствующие поворотные винты. ГСКВП выполнен с главной турбовинтовой силовой установкой (СУ), разноуровневыми крыльями, первое из которых, низкорасположенное, смонтировано впереди второго высокорасположенного крыла и концепции разнесенного расположения на крыльях двух трехдвигательных систем с распределенной тягой разновеликих винтов по схеме 2+4. Четыре меньших винта при выполнении короткого разбега имеют промежуточное отклонение от горизонтального положения на угол -15° и ускоренное отклонение вниз с угла -15° на угол -60° при достижении скорости движения 85% и 95% от взлетной скорости и конечное положение при расположении оси их вращения параллельно средней линии закрылка второго крыла. Достигается увеличение весовой отдачи, дальности полета, транспортной и топливной эффективности. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.