Винтомоторный самолёт вертикального взлёта

Авторы патента:

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 2613074:

Лялин Александр Поликарпович (RU)

Изобретение относится к области авиации, а именно к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Винтомоторный самолет вертикального взлета содержит фюзеляж с крыльями, шасси, винтомоторные установки тянущего типа и средства, обеспечивающие вертикальный взлет. Средства, обеспечивающие вертикальный взлет, выполнены в виде воздушных винтов, расположенных с продольным наклоном под крыльями самолета и снабженных катушками с намотанными на них тросами, свободные концы которых прикреплены к стабилизатору твердотопливной ракеты, при этом воздушные винты вместе с катушками имеют возможность отделяться от крыльев самолета во время полета. Твердотопливная ракета находится в тонкостенной трубе, расположенной в передней части фюзеляжа самолета или за его пределами соосно с центром тяжести самолета. Воздушные винты имеют лопасти с фиксированным углом атаки. Достигается повышение надежности самолета на взлетно-посадочных режимах. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к винтомоторной авиации, а именно к вертикально взлетающим самолетам преимущественно военного назначения, и может быть использовано, в частности, для создания транспортно-десантных самолетов, доставляемых к месту применения на судах-носителях (вар. вертолетоносцах).

Все известные на сегодня винтомоторные самолеты вертикального взлета (далее ВСВВ) выполняются по одной из двух схем. Первая - взлет производится с вертикальным положением фюзеляжа, которая вследствие множества недостатков не получила практического применения. Вторая - взлет производится с горизонтальным положением фюзеляжа и с вертолетным расположением винтомоторных установок. Эта схема получила ограниченное практическое применение (Транспортно-десантный конвертоплан V-22, Osprey. См. статью в «Википедии» - конвертоплан). При всей кажущейся привлекательности этой схеме также присущи серьезные недостатки, сдерживающие ее широкое распространение. К ним относятся: малая скорость и дальность полета (в сравнении с обычными винтомоторными самолетами), а также их высокая стоимость и недостаточная надежность на взлетно-посадочных режимах полета, обусловленная перегруженностью их винтомоторных установок.

Целью изобретения является создание ВСВВ лишенного этих недостатков.

Технически указанная цель достигается тем, что в ВСВВ, содержащем фюзеляж с крыльями, шасси, винтомоторные установки тянущего типа и средства, обеспечивающие вертикальный взлет, по изобретению последние выполнены в виде воздушных винтов, расположенных с продольным наклоном под крыльями самолета и снабженных катушками с намотанными на них тросами, свободные концы которых прикреплены к стабилизатору твердотопливной ракеты. При этом воздушные винты вместе с катушками имеют возможность отделяться от крыльев самолета во время полета. Твердотопливная ракета находится в тонкостенной трубе, расположенной в передней части фюзеляжа самолета или за его пределами и соосно с центром тяжести самолета. А лопасти воздушных винтов имеют фиксированные углы атаки.

На Фиг. 1 изображен одиночный ВСВВ, установленный на небольшое судно-носитель. На Фиг. 2, Вид А, для самолета классической схемы. На Фиг. 3, вид А, для самолета тандемной схемы. На Фиг. 4 показано расположение нескольких ВСВВ на большом судне-носителе (вар. вертолетоносце). На Фиг. 5 показан один из вар. погрузки ВСВВ на судно-носитель.

Транспортный комплекс с использованием ВСВВ состоит из судна-носителя 1 (много вар.), ВСВВ и грузоподъемного крана 2 (см. Фиг. 5). ВСВВ включает в себя самолет (классической или тандемной схемы), содержащий фюзеляж 3, крылья 4, шасси 5, винтомоторные установки тянущего типа 6 и средства, обеспечивающие вертикальный взлет. Последние состоят из воздушных винтов 7 с катушками 8, подвешенных с продольным наклоном, под крыльями 4. На катушки 8 намотаны тросы 9, свободные концы которых прикреплены к стабилизатору твердотопливной ракеты 10, размещенной в тонкостенной трубе 11, находящейся в головной части фюзеляжа 3. На крыльях 4 за винтомоторными установками 6 установлены поворотные закрылки 12. К палубе судна 1 ВСВВ крепится одиночным замком прижимного действия 13.

Транспортная система с использованием ВСВВ действует следующим образом.

Судно 1 пришвартовывается к причальной стенке (см. Фиг. 5) и на него краном 2 погружается ВСВВ с последующим закреплением на палубе замком 13. Там же под крылья 4 навешиваются воздушные винты 7 с катушками 8, на которые наматываются тросы 9. На головную часть фюзеляжа 3 устанавливается тонкостенная труба (ствол) 11 с ракетой 10 внутри. Свободные концы тросов 9 проводят через продольные каналы в нижней части фюзеляжа 3 до ракеты 10 и пристыковывают к ее стабилизатору. После прихода судна 1 в нужное место взлет ВСВВ производят следующим образом. С помощью порохового заряда (не показан) ракета 10 выстреливается из ствола 11 вместе с пристыкованными к ней тросами 9 со скоростью 50÷100 м/сек, раскручивая при этом воздушные винты 7. Дальнейший разгон ракеты 10 до скорости 150÷250 м/сек (относительно фюзеляжа 3) производится за счет ее твердотопливных двигателей (не показаны). После того как подъемная сила воздушных винтов 7 превысит взлетный вес ВСВВ в 1,5÷2,0 раза, замок 13 автоматически открывается и происходит взлет. При полном сматывании тросов 9 с катушек 8 на высоте 100÷150 м и скорости ВСВВ 50÷100 м/сек воздушные винты 7 затормаживаются до полной их остановок и после раскрутки в обратном направлении (механизмы торможения и обратной раскрутки не показаны) сбрасываются. В режиме авторотации воздушные винты 7 опускаются на воду и, обладая положительной плавучестью, остаются на ее поверхности. Обладает положительной плавучестью и ракета 10, и ствол 11, также сбрасываемый в море. После отлета ВСВВ, оказавшиеся в воде, - воздушные винты 7 с катушками 8, корпус ракеты 10 с тросами 9, а также ствол 11 подбираются экипажем судна 1. Во время взлета ВСВВ поперечная балансировка осуществляется с помощью закрылков 12, а продольная преимущественно тянущим вперед действием ракеты 10. Закрылки 12 действуют автоматически и управляются бортовым компьютером. ВСВВ после выполнения задачи (вар. сброс десанта или боевой техники на парашютах) возвращается на стартовую позицию (см. Фиг. 5) либо садится на ближайшем аэродроме (в самолетном режиме) для дозаправки.

При создании ВСВВ тандемная схема является предпочтительней. Несмотря на несколько худшее аэродинамическое качество в сравнении с самолетами классической схемы, эта схема позволяет существенно уменьшить габариты машины, что при палубном их размещении немаловажно. Кроме того, расположение винтомоторных установок на заднем крыле, существенно облегчает продольное балансирование при взлете. В предлагаемом ВСВВ твердотопливная ракета выполняет три функции. Первая вращает воздушные винты, поднимающие и ускоряющие самолет (благодаря их продольному наклону). Вторая - прямое ускорение самолета тяговой силой, приложенной к тросам. Третья - осуществление продольной балансировки самолета во время взлета. И поскольку после выхода из ствола ракета движется со средней скоростью выше 200 м/сек (относительно земли), это делает ее использование очень эффективным (требуется твердотопливный двигатель небольшой массы). Для снижения веса ствол для выстреливания ракеты выполняется тонкостенным (вар. из композитных материалов), а после его сброса для сохранения центровки с помощью закрылков увеличивают подъемную силу заднего крыла (тандемная схема).

1. Винтомоторный самолет вертикального взлета, содержащий фюзеляж с крыльями, шасси, винтомоторные установки тянущего типа и средства, обеспечивающие вертикальный взлет, отличающийся тем, что средства, обеспечивающие вертикальный взлет, выполнены в виде воздушных винтов, расположенных с продольным наклоном под крыльями самолета и снабженных катушками с намотанными на них тросами, свободные концы которых прикреплены к стабилизатору твердотопливной ракеты, при этом воздушные винты вместе с катушками имеют возможность отделяться от крыльев самолета во время полета.

2. Винтомоторный самолет вертикального взлета по п. 1, отличающийся тем, что твердотопливная ракета находится в тонкостенной трубе, расположенной в передней части фюзеляжа самолета или за его пределами и сосно с центром тяжести самолета.

3. Винтомоторный самолет вертикального взлета по п. 1, отличающийся тем, что воздушные винты имеют лопасти с фиксированным углом атаки.

Изобретение относится к транспортным летательным средствам многоцелевого назначения. Модуль летательного аппарата, создающий подъемную силу, содержит несколько однотипных блоков, установленных горизонтально так, что один параллелен другому с разворотом на 180 градусов.

Скоростной преобразуемый винтокрыл // 2609856

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылов. Скоростной преобразуемый винтокрыл (СПВК) содержит трапециевидное крыло, имеющее на консолях движительно-несущие винтовые системы с двумя двигателями, хвостовое оперение с горизонтальным стабилизатором и трехопорное колесное шасси.

Движитель вертикального подъёма // 2609598

Изобретение относится к области летательных аппаратов тяжелее воздуха, в частности к конструкциям движителей. Движитель вертикального подъема содержит цилиндрический корпус с опорными шейками, редуктор, размещенный внутри в средней части корпуса и имеющий ведущий вал, пропущенный в отверстие одной из двух опорных шеек, ведомый вал, размещенный вертикально и закрепленный в подшипниках, прикрепленных к корпусу, верхние и нижние группы дисков, закрепленные на вертикальном ведомом валу с зазором между стенками корпуса один над другим, на некотором расстоянии друг от друга.

Аэромобиль // 2609541

Изобретение относится к области воздушного транспорта. Аэромобиль содержит корпус, двигатель, движители вертикального подъема, размещенные по левому и правому бортам в отсеках корпуса, механизмы управления.

Тяжелый скоростной винтокрыл // 2608122

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Тяжелый скоростной винтокрыл (ТСВК) имеет фюзеляж, хвостовое оперение с горизонтальным стабилизатором и трехопорное убирающееся колесное шасси.

Летательный аппарат вертикального взлёта и посадки(варианты) // 2605667

Изобретение относится к области авиации и космонавтики, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки включает реактивные силовые установки, содержащие компрессоры, перепускные клапаны, ресиверы, атомную электростанцию.

Самолет вертикального взлета и посадки // 2605466

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Самолет вертикального взлета и посадки включает фюзеляж, подъемно-маршевый двигатель и механизм изменения его вектора тяги.

Самолет короткого взлета и посадки // 2604951

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов короткого взлета и посадки. Самолет содержит крыло (1), выполненное в совокупности с фюзеляжем по аэродинамической схеме «летающее крыло».

Беспилотный универсальный самолет вертикального или короткого взлета и посадки // 2604755

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов. Беспилотный универсальный самолет включает фюзеляж и крыло, выполненные по схеме «летающее крыло» (1), а также силовую установку, установленную на опоре (2) и выполненную в виде двигателя (3) и воздушного винта (4).

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки // 2603302

Изобретение относится к области авиастроения, а именно к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат включает несущую раму пространственной конструкции, сиденье, органы управления, мотоустановки, систему управления, систему дистанционного управления.

Движитель вертикального подъёма // 2616998

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям движителей вертикального подъема. Движитель содержит цилиндрический корпус, внутри средней части которого размещен редуктор. Корпус имеет шейки для крепления, через отверстие в одной из которых пропущен ведущий вал. Верхний и нижний ведомые валы противоположного вращения установлены вертикально, а их свободные концы закреплены в подшипниках, прикрепленных посредством кронштейнов к корпусу. Внутри нижней части корпуса установлен спрямляющий аппарат. На ведомых вертикальных валах редуктора закреплены роторы. Каждый ротор содержит верхнюю и нижнюю цилиндрические части, между которыми размещена коническая часть, повернутая своим основанием к верхней цилиндрической части. Нижняя цилиндрическая часть имеет на нижней торцевой поверхности углубление, в котором закреплен цилиндрический диск с лопастями вентилятора. На торцевой поверхности верхней цилиндрической части ротора выполнено углубление, на дне которого просверлены двойные радиальные ряды вертикальных отверстий, соединенных с всасывающей камерой инжекторного насоса. Насосы закреплены на боковой поверхности верхней цилиндрической части и их воздухозаборники обращены в сторону вращения ротора. Достигается повышение эксплуатационных качеств движителя. 12 ил.

Летательный аппарат // 2617014

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит корпус, выполненный в виде дискообразного тела вращения, в котором в качестве движителя используются кольцевое вентиляторное колесо, создающее главную подъемную силу, и воздушно-реактивный двигатель (ВРД) противоположного вращения. Кольцевое вентиляторное колесо имеет управляемые лопатки-лопасти. Летательный аппарат содержит первый лопаточный аппарат, направляющий воздушный поток, и второй лопаточный аппарат, обеспечивающий выпрямление воздушного потока, отбрасываемого вентиляторным колесом. Корпус имеет возможность размещения кабины пилотов, системы управления, системы посадки и привода вентиляторного колеса. Воздушно-реактивный двигатель выполнен с возможностью обеспечения двух функций, включающих генерирование электроэнергии для привода вентиляторного колеса, систем управления и потребителей электроэнергии, установленных на борту летательного аппарата, а также выполнен с возможностью обеспечения дополнительной подъемной тяги на стартовом режиме или режиме висения при помощи поворотного сопла. Достигается повышение безопасности, маневренности и надежности при эксплуатации летательного аппарата. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ перемещения в пространстве аппарата "какхочу" // 2617299

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам доставки грузов и к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Способ перемещения грузов летательным аппаратом включает сборку летательного аппарата из отдельных модулей - летательных аппаратов, соединяемых между собой при помощи жесткой или гибкой связи. При этом каждый летательный аппарат содержит корпус, двигатель, несущие узлы, винты движения. Корпус состоит из двух оболочек, расположенных одна внутри другой с промежутком, образующим ресивер сжатого воздуха. Несущие узлы состоят из двух винтов, создающих тягу в противоположных направлениях, с приводом от силового вала через сцепление. Несущие винты и винты движения выполнены с возможностью изменения направления и скорости вращения и с возможностью привода от сжатого воздуха. Летательный аппарат выполнен с возможностью соединения с другими летательными аппаратами посредством жесткой или гибкой связи. Достигается повышение устойчивости и маневренности летательного аппарата при перемещении грузов.

Устройство для создания подъемной силы // 2618355

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям движителей для создания подъемной силы. Устройство состоит из однодискового открытого центробежного колеса с двухсторонним входом воздушной среды и с прямыми радиальными лопатками (1), неподвижного выпукло-вогнутого кольцевого корпуса (2). Корпус представляет собой поверхность вращения, ограниченную верхней и нижней окружностями, с острым углом выхода потока среды по отношению к горизонтали внутренней поверхности наружной кромки корпуса. На внутренней поверхности корпуса установлены лопатки спрямляющего устройства (3), кронштейны (4) для крепления к корпусу подшипникового узла (5) привода центробежного колеса. За счет уменьшения местных гидравлических потерь энергии потока достигается повышения удельной тяги и уменьшения веса и габаритов устройства. 2 ил.

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки // 2619976

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки содержит корпус, силовую установку, подъемно-маршевые винты. Силовая установка в составе двух двигателей размещается в законцовках балок фюзеляжа. Каждый двигатель имеет независимую трансмиссию в составе угловых редукторов и валов передачи крутящего момента на две пары соосных подъемно-маршевых винтов, которые расположены продольно в районе центра тяжести фюзеляжа и могут создавать вертикальную тягу, превышающую вес аппарата. Ось вращения передней пары соосных винтов наклонена вперед под углом -15° относительно вертикальной плоскости YOZ, ось вращения задней пары соосных винтов расположена с отклонением назад под углом +15° от горизонтальной плоскости XOZ и создает вертикальную тягу с помощью поворотных створок, которые способны направлять поток воздуха от задней пары соосных винтов или вдоль оси вращения, или под углом 75° к оси вращения, т.е. вертикально вниз. Достигается исключение несбалансированности тяги винтомоторных групп при отказе одного из двигателей или трансмиссии. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Летательный аппарат, создающий подъемную силу // 2621780

Изобретение относится к летательным транспортным средствам многоцелевого назначения. Летательный аппарат, создающий подъемную силу, содержит несколько аэродинамических модулей, расположенных последовательно друг за другом так, что входящий поток одного собирает выходящий поток предыдущего. Каждый модуль представляет собой ряд блоков, перед которыми установлен вентилятор со спрямляющим воздушный поток устройством, а каждый блок содержит аэродинамические поверхности в виде крылышек по четыре вертикальных ряда с предохранительными вертикальными плоскостями. 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 относительно первого поднят вверх на ширину крылышка, третий относительно первого - на одну треть ширины крылышка, четвертый ряд относительно третьего поднят на ширину крылышка. Достигается повышение удельной подъемной силы, энергетической эффективности и дальности полета. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для создания подъемной силы // 2621825

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям движителей летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит четное количество парно расположенных элементов. Каждый элемент включает ротор с лопатками и ось ротора с конической шестерней ротора. В каждой паре элементов установлен двигатель внутреннего сгорания с валом или электродвигатель с валом, на валу размещены конические шестерни вала, выполненные с возможностью передачи вращения вала двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя на вертикально размещенную ось ротора через конические шестерни ротора. Достигается повышение надежности и износостойкости устройства, увеличение коэффициента полезного действия. 2 ил.

Самолет вертикального взлета и посадки, выполненный по схеме "утка" // 2623370

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП). СВВП выполнен по схеме "утка", снабжен дополнительным хвостовым рулем высоты, состоящим из закрепленных с возможностью поворота на оси вращения носовой части и хвостовой части с нижней и верхней поверхностями. Ширина хвостового руля высоты равна ширине фюзеляжа. Насадок каждого подъемно-маршевого вентилятора снабжен боковыми ограничителями потока воздуха от вентилятора. Поворотные профили решеток выполнены в виде сборных гибких лопаток, а выходное сечение насадка выполнено сложной формы с верхней и нижней горизонтальными гибкими кромками. Выхлопные сопла двигателей прилегают к верхней поверхности дополнительного хвостового руля высоты, по краям нижней поверхности фюзеляжа установлены продольные гребни. Достигается возможность получения дополнительной подъемной силы на взлете, посадке и переходных режимах полета. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки // 2627220

Изобретение относится к области авиастроения, а именно к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат включает базовую несущую раму пространственной конструкции, сиденье, кабину, органы управления, мотоустановки, систему управления, систему дистанционного управления. Базовая несущая рама выполнена с центральной частью и с двумя периферийными кластерами справа и слева по полету, причем периферийные кластеры могут складываться вверх, вниз или задвигаться под центральную часть. Центральная часть и периферийные кластеры рамы выполнены пространственной конструкцией. Каждый периферийный кластер выполнен по меньшей мере из трех однотипных секций, соединенных между собой. Внутри каждой секции размещена мотоустановка, содержащая как минимум один двигатель и как минимум один пропеллер горизонтального вращения. Достигается повышение отказоустойчивости, безопасности и ремонтопригодности летательного аппарата вертикального взлета и посадки. 23 з.п. ф-лы, 34 ил.

Летательный аппарат вертикального взлета // 2627261

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям комбинированных летательных аппаратов. Летательный аппарат (1) вертикального взлета с крылом (3) содержит первый блок (4) двигателя и второй блок (5) двигателя, установленные на этом крыле (3) с возможностью поворота. Первый блок (4) двигателя и второй блок (5) двигателя расположены на крыле (3) на расстоянии от его законцовки (12). Расстояние от первого блока (4) двигателя до продольной оси (10) летательного аппарата (1) приблизительно равно расстоянию от второго блока (5) двигателя до продольной оси (10) летательного аппарата (1). В положении горизонтального полета первый блок (4) двигателя находится на крыле над поверхностью крыла, а второй блок (5) двигателя находится на крыле под плоскостью крыла. В положении вертикального полета первый блок (4) двигателя и второй блок (5) двигателя расположены в одной, по существу горизонтальной плоскости. Увеличивается КПД при горизонтальном полете и обеспечиваются стабильные летные характеристики при вертикально взлете и посадке. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.