Автожир с возможностью вертикального взлета

Авторы патента:

Каргопольцев Владимир Николаевич (RU)

B64C27/22 - комбинированные вертолеты, т.е. летательные аппараты со свойствами самолета и вертолета, например винтокрыл

B64C27/02 - автожиры

Владельцы патента RU 2674743:

Каргопольцев Владимир Николаевич (RU)

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям автожиров. Автожир с возможностью вертикального взлета состоит из корпуса с пилоном (1), шасси (7), хвостового оперения (6), несущего винта (4), состоящего из втулки и лопастей (26), силовой установки, механической трансмиссии, включающей клиноременный редуктор, валы, угловой редуктор (11) с муфтой свободного хода, привод хвостового толкающего винта (16). Несущий винт и толкающий винт имеют механизм изменения шага. Развитое хвостовое оперение выполнено с механизмом изменения угла установки для компенсации реактивного момента несущего винта при вертикальном взлете за счет обдува хвостового оперения, при сохранении возможности управления по курсу центральным рулем направления от педалей. Обеспечивается возможность вертикального взлета автожира и устойчивость в полете. 9 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к автожирам.

Известно, что автожир был изобретен испанцем Сиервой (1. Камов Н.И. Винтовые летательные аппараты. - М. Оборонгиз, 1948. - 207 с.) в 20-годы прошлого века. Летательный аппарат имел несущий винт (ротор), который вращался от набегающего потока воздуха. Для движения и полета имелся двигатель с тянущим винтом, типа самолетного. Для взлета требовался разбег для раскрутки несущего винта до полетных оборотов. Для сокращения взлета предусматривалась предварительная раскрутка несущего винта от двигателя с помощью трансмиссии. Был предложен и вертикальный взлет в виде прыжка, за счет увеличенной раскрутки несущего винта на малых углах установки лопастей, с последующим увеличением угла и прыжкового взлета за счет запаса энергии ротора. Автожиры с прыжковым взлетом строятся и сегодня (2. Carter Gyro взлетает вертикально (http://www.wing.com.ua/index.php.?option=com_rd_rss@id=1).

В 50 е годы прошлого века американцем Игорем Бенсоном был создан новый тип легкого автожира, который получил большое распространение (3. Автожиры Игоря Бенсена. Часть 2 (http:www.lightwings.org.ua/sobytiya/avtozhiri-igorya-bensena-chast-2.html).

Автожир Бенсена имеет двух лопастной ротор с жестким креплением лопастей и специальным (качельным) подвесом.

Благодаря этому автожир легко управляем, устойчив в полете и получил широкое распространение. Но для взлета автожира требуется разбег, для ускорения взлета применяется предварительная раскрутка ротора от двигателя с помощью трансмиссии. Автожир Бенсена наиболее близок к предлагаемому решению.

Целью изобретения является обеспечение вертикального взлета с сохранением всех преимуществ в виде легко управляемого и устойчивого полета автожира.

Поставленная задача обеспечения возможности вертикального взлета решается с помощью автожира имеющего корпус с пилоном, с установленным на нем ротором. К корпусу прикреплен хвостовой толкающий винт, с приводом от двигателя с помощью вала. К хвостовой части корпуса крепится хвостовое оперение с помощью съемных стержней.

Двигатель автожира имеет подключаемый редуктор, для привода несущего винта с помощью валов, углового редуктора с муфтой свободного хода, позволяющий передавать полную мощность двигателя на ротор, а так же постоянный привод толкающего винта с помощью вала. Хвостовое оперение имеет развитые вертикальные поверхности с рулями направлениями и горизонтальное оперение с рулем высоты.

Конструкция втулки ротора позволяет изменять углы установки лопастей за счет конструкции крепления лопастей. Толкающий винт автожира установлен на хвостовой части корпуса автожира и втулка винта имеет возможность изменять шаг винта.

Ниже показан один из возможных вариантов автожира с возможностью вертикального взлета.

На фиг. 1 показан общий вид автожира.

На фиг. 2 показан вид сверху автожира.

На фиг. 3 показано положение хвостового оперения при вертикальном взлете.

На фиг. 4 показан вид сбоку втулки несущего винта.

На фиг. 5 показан вид спереди втулки несущего винта

На фиг. 6 показан вид сверху втулки крепления лопастей несущего винта.

На фиг. 7 показан вид сверху на крепление втулки несущего винта.

На фиг. 8 показано в сечении положение лопасти несущего винта в полетном положении.

На фиг. 9 показано в сечении положение лопасти несущего винта при вертикальном взлете.

Автожир состоит из корпуса 1, фиг. 1, стойки пилона 2, втулки ротора 3, ротора 4, толкающего винта 5, хвостового оперения 6, трехколесного шасси 7. Хвостовое оперение крепится к корпусу с помощью стержней 8. В корпусе установлен двигатель с редуктором 9. Редуктор имеет трансмиссию, состоящую из вала 10, соединяющего редуктор с угловым редуктором 11, имеющий муфту свободного хода. Угловой редуктор соединен карданным валом с шлицевым соединением 12 с валом 17 втулки несущего винта. Карданный вал 12 передает мощность двигателя на несущий винт и позволяет управлять втулкой несущего винта с помощью тяг управления 13, соединенных с ручкой управления автожира 14. Трансмиссия позволяет передавать полную мощность двигателя на несущий винт автожира с сохранением возможности управления несущим винтом и имеет механизм отключения трансмиссии от несущего винта. Двигатель постоянно соединен с толкающим винтом 5 с помощью вала 16. Толкающий винт имеет механизм изменения шага за счет конструкции втулки винта.

Втулка несущего винта фиг. 4 имеет вал 17 который вращается в подшипниках, установленных во втулке 18. Втулка 18 закреплена шарнирно в рамке 19, которая в свою очередь закреплена шарнирно с помощью кронштейнов 20 к основанию 22 пилона корпуса автожира. К втулке 18 прикреплен неподвижно рычаг 23, который позволяет с помощью тяг 13 позволяет управлять несущим винтом автожира. К оси втулки 17 с помощью щек 24 и траверсы 25 крепятся лопасти автожира 26. Лопасти автожира крепятся к траверсе с помощью пластин 27. Пластины прикреплены к траверсе с помощью кронштейнов 28, которые установлены с помощью оси 29.

Конструкция крепления лопастей позволяет изменять угол установки в полете за счет осевого упорного подшипника и механизма 30.

Хвостовое оперение 6 крепится к хвостовой части корпуса стержнями 8 и вынесено за плоскость несущего винта. Состоит из центрального вертикального оперения с рулем направления с управлением от педалей пилота, горизонтального управления с рулем высоты и боковых вертикальных рулей с рулями направления. Хвостовое оперение 5 имеет увеличенные размеры для обеспечения компенсации реактивного момента несущего винта при вертикальном взлете. Конструкция позволяет фиксировать хвостовое оперение в отклоненном положении фиг. 3, при этом боковые рули фиксируются в отклоненном положении, а центральный руль сохраняет возможность управления автожиром от педалей.

Автожир работает следующим образом.

Автожир может взлетать обычным образом с разбегом. В этом случае трансмиссия раскручивает несущий винт до определенных оборотов и отключается, затем автожир взлетает за счет тяги толкающего винта. Посадка осуществляется обычным образом.

Для вертикального взлета выполняются следующие операции одновременно или последовательно.

Лопасти несущего винта устанавливаются на взлетный угол (увеличенный) механизмом 30, фиг. 9.

Лопасти толкающего винта устанавливаются на малый шаг втулкой винта. Хвостовое оперение устанавливается в фиксированном отклоненном положении фиг. 3, при этом центральный руль направления управляется от педалей пилота, установленные в кабине.

Пилот автожира запускает двигатель и подключает трансмиссию, при этом происходит раскрутка несущего винта. Затем двигатель выводится на максимальную мощность и автожир вертикально взлетает за счет тяги несущего винта. При этом толкающий винт работает на малой тяге, достаточной для компенсации реактивного момента несущего винта за счет обдува хвостового оперения. Автожир взлетает и набирает высоту и скорость для безопасного полета. После этого лопасти несущего винта устанавливаются в полетное положение (установочный угол лопастей уменьшается) фиг. 8 механизмом 30, трансмиссия привода несущего винта отключается. Лопасти толкающего винта 5 увеличивают шаг втулкой винта для создания максимальной тяги, хвостовое оперение устанавливается в нейтральное положение. Автожир переходит в обычный авторотирующий полет. Посадка осуществляется обычным образом.

Автожир с возможностью вертикального взлета, имеющий корпус с кабиной, с установленным на нем двигателем, пилоном с втулкой несущего винта, имеющей жесткое крепление лопастей с качельной подвеской, имеющий шасси и хвостовое оперение, отличающийся тем, что имеет отключаемую трансмиссию, позволяющую передавать полную мощность на несущий винт с механизмом изменения шага для вертикального взлета, толкающий винт с механизмом изменения шага и развитое хвостовое оперение с механизмом изменения угла установки для компенсации реактивного момента несущего винта при вертикальном взлете за счет обдува хвостового оперения, при сохранении возможности управления по курсу центральным рулем направления от педалей.

Изобретение относится к средствам военной техники и может быть использовано в конструкции автономных винтокрылых модулей вооружения. Авиационный ракетный комплекс с беспилотным ударным вертолетом-самолетом включает платформу, содержащую средства базирования со стартовой станцией, энергетическую установку и блок управления полетом беспилотной многовинтовой системой (БПМС).

Вертолет повышенной скорости полета // 2674731

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям одновинтовых высокоскоростных вертолетов. Вертолет содержит подъемный винт, двигатели, хвостовую балку, руль направления.

Конвертоплан // 2674622

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Конвертоплан содержит фюзеляж, переднее и заднее крылья, силовые установки, содержащие двигатели и воздушные винты, киль, шасси, пилоны, выполненные с возможностью вращения.

Автожир // 2673933

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям комбинированных летательных аппаратов. Автожир содержит кабину, установленную на раме, шасси, основной ротор, закрепленный на мачте, горизонтальный стабилизатор, вилку управления, двигатель, толкающий винт.

Винтокрыл // 2673754

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Скоростной винтокрыл с увеличенной дальностью полета содержит соосный несущий винт, фюзеляж, силовую установку, редуктор, крылья, стабилизатор, шасси, систему управления.

Выполненный с возможностью вертикального взлета летательный аппарат // 2670356

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям многовинтовых летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат (1) имеет несущую конструкцию (27), крыльевую конструкцию (15), четыре подъемных несущих винта (5) и один тяговый привод (9).

Винтокрылый летательный аппарат // 2662339

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Винтокрылый летательный аппарат содержит фюзеляж, гибридную силовую установку с управляемыми векторами тяги, замкнутое крыло, концентрично расположенное относительно фюзеляжа, с размещаемым в нем топливом, стабилизатор, автожирный несущий винт, рулевой винт, шасси.

Скоростной двухвинтовой вертолет соосной схемы // 2658467

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям несущих винтов винтокрылых летательных аппаратов. Скоростной двухвинтовой вертолет соосной схемы содержит главный редуктор, толкающий винт.

Скоростной вертолет-самолет-амфибия // 2655249

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в конструкции скоростных вертолетов. Скоростной вертолет-самолет-амфибия (СВСА) выполнен по двухвинтовой соосной схеме, имеет двигатель силовой установки (СУ), передающий крутящий момент на несущие и задний винты, смонтированные соответственно над центром масс и на конце хвостовой балки за хвостовым оперением.

Скоростной гибридный винтокрыл // 2652868

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Скоростной гибридный винтокрыл (СГВК) имеет на концах консолей крыла несущие винты с редукторами, двигатели силовой установки (СУ), связанные соединительными валами, которые приводят во вращение пропеллеры и несущие винты, фюзеляж и хвостовое оперение.

Автожир // 2673933

Устройство сверхлегкого складного автожира // 2659716

Изобретение относится к авиации, в частности к конструкциям легких автожиров. Устройство сверхлегкого складного автожира содержит автожирный несущий винт, силовой каркас с хвостовым оперением, рабочее место пилота, переднюю маршевую силовую установку с тянущим винтом и шасси.

Комплект зубчатых колес, прежде всего для летательного аппарата с несущим винтом // 2613117

Изобретение относится к зубчатым передачам, прежде всего для летательного аппарата с несущим винтом. Комплект зубчатых колес состоит из двух зубчатых колес, которые имеют в нормальном сечении два разных к началу зацепления угла зацепления.

Устройство для предварительной раскрутки ротора беспилотного гироплана // 2611470

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям автожиров. Устройство для предварительной раскрутки ротора беспилотного гироплана содержит ведущий вал и шкив с намотанным шнуром, свободный конец которого предназначен для закрепления на пусковой установке.

Автожир для внесения жидких средств химизации // 2598550

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Автожир для внесения жидких средств химизации содержит фюзеляж с кабиной пилота, шасси, хвостовое оперение, двигатель с толкающим винтом, вертикальную мачту с несущим винтом, приборное оборудование, бак, насос с электроприводом, трубопроводную и запорную арматуры, штангу с форсунками, включающую центральную и две крайние секции, выполненные с возможностью их углового перемещения в вертикальной плоскости, тяги крайних секций, линейные актуаторы с приводом, одним концом шарнирно соединенные с горизонтальным кронштейном, другим с выдвижным штоком, соединены с тягами крайних секций штанги.

Автожир для дифференцированного внесения жидких средств химизации // 2589801

Изобретение к устройствам для внесения жидких средств химизации летательными аппаратами. Автожир для дифференцированного внесения жидких средств химизации содержит: фюзеляж, кабину пилота, шасси, силовую установку, состоящую из двигателя и толкающего винта, свободно вращающийся в полете ротор, хвостовую балку с горизонтальным и вертикальным оперением, бортовой компьютер, приемник ГЛОНАСС/GPS, бак для рабочих растворов, насосный агрегат, секционную штангу с форсунками, блок электрогидравлического регулирования и распределения потока жидких средств химизации.

Универсальный автожир // 2543471

Изобретение относится к области комбинированных транспортных средств. Многофункциональный автожир включает фюзеляж с четырехдверной кабиной, в которой расположены передние кресла и задний диван, приборную панель, навигационные приборы, приборы контроля силовой установки, монитор, шасси, выносной аэродинамический элемент, установленный на стойках над крышей кабины с топливным баком внутри, несущий четырехлопастной винт с автоматической системой установки, фиксации и сложения лопастей, четырехлопастной реверсивный толкающий винт изменяемого шага, электрические мотор-редукторы, V-образные кили с рулями направления, соединенные в верхних точках стабилизатором с рулем высоты, двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Способ управления, стабилизации и создания дополнительной подъемной силы дирижабля // 2532448

Изобретение относится к воздухоплаванию. Способ управления, стабилизации и создания дополнительной подъемной силы дирижабля, имеющего корпус, хвостовое оперение, гондолу с полезным грузом и бортовые системы, характеризуется тем, что устойчивость и управляемость дирижабля для требуемых характеристик взлета, полета и посадки обеспечена путем использования на нем автожирного винта с управляемым вектором полной аэродинамической силы.

Способ взлета без разбега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом // 2514012

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам взлета винтокрылых летательных аппаратов. Способ взлета без разбега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом заключается в том, что раскручивают несущий винт на минимальном общем шаге до заданной частоты вращения на старте, затем осуществляют вертикальный подъем аппарата до отрыва колес шасси от поверхности площадки увеличением общего шага и тяги несущего винта, после этого его разгон переводом во взлетное положение рычагов управления двигателями до достижения заданных значений скорости и высоты на взлете.

Способ посадки без пробега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом // 2506203

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам посадки винтокрылых летательных аппаратов. Способ посадки без пробега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом заключается в том, что устанавливают заданную скорость на глиссаде планирования, затем устанавливают заданный общий шаг несущего винта, после этого включают в зависимости от типа силовой установки реверс воздушных винтов или реверсивные устройства двигателей на заданной высоте относительно поверхности посадочной площадки для торможения аппарата и уменьшения посадочной скорости, после этого перед окончанием торможения увеличивают общий шаг и тягу несущего винта для уменьшения скорости приземления аппарата вплоть до нулевого значения к моменту касания колес шасси поверхности площадки.