Беспилотный вертолет
Владельцы патента RU 2636431:
Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский институт приборостроения", АО "ГосНИИП" (RU)
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных аппаратов. Беспилотный вертолет содержит двигатель, соединенный трансмиссией с редуктором несущего винта, расположенные в самонесущем корпусе с носовой частью, часть корпуса которого выполнена в виде топливного бака. Двигатель отделен от редуктора противопожарной перегородкой с кольцевой щелью. Часть трансмиссии между двигателем и редуктором несущего винта выполнена в виде управляемой муфты сцепления и компенсационной муфты. На фланцах муфты сцепления напротив кольцевой щели со стороны двигателя установлен вентилятор, а на фланцах компенсационной муфты со стороны редуктора установлен тормоз несущего винта. В носовой части корпуса выполнен передний куполообразный отсек с закрываемой полостью полезной нагрузки. В носовой части корпуса снаружи переднего отсека напротив основных тепловыделяющих частей двигателя выполнены отверстия воздухозаборников, а в самом корпусе за тепловыделяющими частями двигателя и редуктора выполнены выпускные щели. Достигается уменьшение веса и размеров вертолета. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к беспилотному вертолету с самонесущим корпусом, часть которого выполнена в виде топливного бака.
В известных беспилотных вертолетах основные агрегаты двигатель с топливной системой и редуктор несущей системы вместе с авионикой и полезной нагрузкой размещаются в фюзеляже уравновешено относительно редуктора и конструктивно имеют много пустых объемов. Двигатель с редуктором соединяются трансмиссией, включающей компенсационную и обгонную муфты, а для поршневого двигателя и управляемую муфту сцепления. При этом для охлаждения двигателя и редуктора используются, как правило, свои системы охлаждения наиболее нагретых частей, а преимущественное размещение полезной нагрузки в носу или под редуктором приводит к чрезмерному росту длины или высоты вертолета и, соответственно, аэродинамического сопротивления и веса конструкции. См., например, Завалов О.А., Маслов А.Д. Современные винтокрылые беспилотные летательные аппараты: Учебное пособие. - М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2008. - 196 с: ил.
Известен беспилотный вертолет (Патент РФ №2374136, опубликован 27.11.2009 г., В64С 27/04), включающий двигатель, соединенный трансмиссией с редуктором несущего винта, расположенные в самонесущем корпусе с носовой частью, часть корпуса которого по меньшей мере частично закрыта со всех сторон и выполнена частично полой в виде топливного бака. На верхней стороне носовой части расположен охлаждающий радиатор двигателя внутреннего сгорания. Под охлаждающим радиатором двигателя предпочтительно расположен масляный радиатор. Это техническое решение реализовано в австрийском беспилотном вертолете Camcopter S-100 фирмы Schiebel, где радиаторы справляются с охлаждением двигателя только до температуры плюс 25…30°С. Основным недостатком указанного беспилотного вертолета является затрудненный топливным баком доступ к двигателю и редуктору и их плохое охлаждение при эксплуатации в условиях повышенных температур.
Указанный беспилотный вертолет за счет самонесущего топливного бака имеет компактную компоновку и является наиболее близким прототипом к предложенному техническому решению.
Задача данного изобретения заключается в разработке компактного и легкого беспилотного вертолета, двигатель, редуктор и полезная нагрузка которого будут хорошо охлаждаться и быть легко доступны при эксплуатации.
Техническая задача решается благодаря тому, что в беспилотном вертолете, включающем двигатель, соединенный трансмиссией с редуктором несущего винта, расположенные в самонесущем корпусе с носовой частью, часть корпуса которого выполнена в виде топливного бака, двигатель отделен от редуктора противопожарной перегородкой с кольцевой щелью, часть трансмиссии между двигателем и редуктором несущего винта выполнена в виде управляемой муфты сцепления и компенсационной муфты, на фланцах первой напротив кольцевой щели со стороны двигателя установлен вентилятор, а на фланцах второй муфты со стороны редуктора установлен тормоз несущего винта, в носовой части корпуса выполнен отделенный от двигателя передний куполообразный отсек с открытой вниз и закрываемой при необходимости полостью полезной нагрузки, верхняя передняя часть наружных стенок куполообразного отсека образует наружные обводы носовой части корпуса, в котором снаружи переднего отсека полезной нагрузки напротив основных тепловыделяющих частей двигателя выполнены отверстия воздухозаборников, а в самом корпусе за тепловыделяющими частями двигателя и редуктора выполнены выпускные щели охлаждающего воздуха.
Со стороны редуктора коаксиально кольцевой щели установлен съемный при обслуживании кожух подачи охлаждающего воздуха на корпус редуктора.
Изобретение более подробно поясняется ниже ссылкой на один вариант его реализации, изображенный на примере одновинтового вертолета. Изобретение не ограничивается только этим вариантом и распространяется на другие вертолеты, в том числе и соосные.
На чертежах показано:
фиг. 1 - схематическое изображение боковой проекции вертолета (для простоты без трансмиссии хвостового винта);
фиг. 2 - схематическое изображение проекции этого вертолета сверху.
Беспилотный вертолет включает двигатель 1, соединенный трансмиссией с редуктором 2 несущего винта, расположенные в самонесущем корпусе 3 с его носовой частью 4, часть корпуса которого выполнена в виде топливного бака 5. Двигатель отделен от редуктора противопожарной перегородкой 6 с кольцевой щелью 7. Часть трансмиссии между двигателем и редуктором несущего винта выполнена в виде управляемой муфты сцепления 8 и компенсационной муфты 9, на фланцах первой напротив кольцевой щели со стороны двигателя установлен вентилятор 10, а на фланцах второй муфты со стороны редуктора установлен тормоз несущего винта 11. В носовой части корпуса выполнен отделенный от двигателя стенкой 12 передний куполообразный отсек 13 с открытой вниз и закрываемой при необходимости полостью полезной нагрузки, верхняя передняя часть наружных стенок 14 куполообразного отсека образует наружные обводы носовой части корпуса, в котором снаружи переднего отсека полезной нагрузки напротив основных тепловыделяющих частей двигателя выполнены отверстия воздухозаборников 15 и 16, а в самом корпусе за тепловыделяющими частями двигателя и редуктора выполнены выпускные щели 17 и 18 для прохода охлаждающего воздуха 19 и 20. Со стороны редуктора 2 коаксиально кольцевой щели 7 установлен съемный при обслуживании кожух 21 подачи охлаждающего воздуха на корпус редуктора.
Охлаждение основных тепловыделяющих частей вертолета осуществляется по двум направлениям. Часть воздушного потока 19 обтекает и охлаждает передний отсек 13, попадает через воздухозаборники 15 в подкапотное пространство двигателя, охлаждая его, вентилятором 10 по кожуху 21 направляется на редуктор и выпускается через щели 18. Другая часть воздушного потока через воздухозаборник 16 охлаждает водяные и масляные радиаторы 22, глушитель 23 и выходит через щель 17.
Наружные обводы корпуса вертолета в зонах обслуживания двигателя выше моторамы, а редуктора выше топливного бака, для периодического обслуживания выполняются в виде съемных или откидывающихся панелей (на фиг. 1 и 2 для простоты не показаны). За счет малого зазора между двигателем и съемными или откидывающимися панелями носовой части вертолет имеет минимально возможный мидель.
В рамках предлагаемого изобретения допускаются различные модификации. Например, охлаждение в зависимости от типа и конструкции двигателя можно реализовать по-разному.
1. Беспилотный вертолет, включающий двигатель, соединенный трансмиссией с редуктором несущего винта, расположенные в самонесущем корпусе с носовой частью, часть корпуса которого выполнена в виде топливного бака, отличающийся тем, что двигатель отделен от редуктора противопожарной перегородкой с кольцевой щелью, часть трансмиссии между двигателем и редуктором несущего винта выполнена в виде управляемой муфты сцепления и компенсационной муфты, на фланцах первой напротив кольцевой щели со стороны двигателя установлен вентилятор, а на фланцах второй муфты со стороны редуктора установлен тормоз несущего винта, в носовой части корпуса выполнен отделенный от двигателя передний куполообразный отсек с открытой вниз и закрываемой при необходимости полостью полезной нагрузки, верхняя передняя часть наружных стенок куполообразного отсека образует наружные обводы носовой части корпуса, в котором снаружи переднего отсека полезной нагрузки напротив основных тепловыделяющих частей двигателя выполнены отверстия воздухозаборников, а в самом корпусе за тепловыделяющими частями двигателя и редуктора выполнены выпускные щели охлаждающего воздуха.
2. Беспилотный вертолет по п. 1, отличающийся тем, что со стороны редуктора коаксиально кольцевой щели установлен съемный при обслуживании кожух подачи охлаждающего воздуха на корпус редуктора.
