Гибридный летательный аппарат

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки, использующих в качестве аэростатической и аэродинамической подъемной силы оболочки с несущим газом и тягу движителей. Гибридный летательный аппарат содержит силовую раму, оболочки с несущим газом, двигатели с винтами, органы управления, кабину. Кабина расположена под силовой рамой, оболочки с несущим газом во время полета - над силовой рамой, имеют аэростатическую подъемную силу, равную по большей мере половине сухого веса летательного аппарата. Оболочки с несущим газом оборудованы устройством перемещения с верхнего положения в нижнее положение относительно силовой рамы, а габариты и форма оболочек обеспечивают аэродинамическую подъемную силу при горизонтальном полете и необходимую площадь для плавного снижения в аварийной ситуации. Обеспечивается возможность посадки на склоны, рыхлые поверхности и на воду, причаливания к высотным объектам. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к конструкциям комбинированных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки, и предназначено для транспортировки людей и грузов в труднодоступной местности с посадкой на склоны, рыхлые поверхности и на воду, а также может быть использовано для полетов в городских условиях с возможностью причаливания к высотным объектам, как средство для мониторинга, спасения и пожаротушения.

Предшествующий уровень техники

Известны комбинированные летательные аппараты, например: «Вертостат» (патент РФ на полезную модель № 63770 от 10 июня 2007 г.) и как прототип «Летательный аппарат аварийно-спасательный» (патент РФ на изобретение № 2 337 855 от 10 ноября 2008 г.; патент США № 8,177,159 В2 от 15 мая 2012 г.).

Указанные летательные аппараты в качестве подъемной силы при взлете-посадке используют несущий газ (гелий) и силу тяговых силовых установок (винты), а при горизонтальном полете - аэродинамику корпуса и крыльев. Прототип приспособлен для посадок на склоны, рыхлые поверхности и воду, причаливания к высотным объектам, но имеет большие габариты, что ограничивает возможности его использования в горах и в условиях плотной городской застройки, а также при сильном ветре.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание относительно простого и безопасного летательного аппарата вертикального взлета и посадки, позволяющего выполнять полеты в труднодоступной местности с посадкой на склоны, рыхлые поверхности и на воду, а также для полетов в городских условиях с возможностью причаливания к высотным объектам.

Эта задача решается тем, что вертоплан выполнен в виде конструкции, содержащей силовую раму, снизу которой расположена кабина. Сверху силовой рамы расположены по краям две продолговатые оболочки с гелием, подъемная сила которых по большей мере равна половине сухого веса для создания постоянно действующей метацентрической высоты, обеспечивающей устойчивость летательного аппарата. Габариты и форма оболочек обеспечивают аэродинамическую подъемную силу при горизонтальном полете и необходимую площадь парашютирования для плавного снижения в аварийной ситуации. Крепление оболочек снабжено устройством перемещения из верхнего положения в нижнее, необходимое для посадки на рыхлые поверхности и на воду, а также для снижения ветровой нагрузки при стоянке. Спереди и сзади силовой рамы между оболочками расположены два двигателя с винтами в защитных кольцах, создающие вертикальную подъемную силу, и органы управления. Задний винт для создания горизонтальной силы тяги вперед или назад снабжен устройством поворота в положения вертикальное - вперед и наклонное - назад.

Заявляемое изобретение поясняется примером его выполнения и функционирования, схематически изображенными на прилагаемых чертежах:

Фиг. 1. Вид вертоплана сбоку.

Фиг. 2. Вид вертоплана спереди.

Вертоплан (фиг. 1, фиг. 2) состоит из силовой рамы 1, двух оболочек с гелием 2, двух двигателей с винтами в защитных кольцах 3, устройства перемещения оболочек 4 и поворотного устройства заднего винта 5, органов управления 6, кабины для экипажа, пассажиров и грузов 7.

Во время стоянки оболочки 2 находятся в нижнем положении (фиг. 2), что обеспечивает минимальную ветровую нагрузку и необходимую устойчивость на рыхлой поверхности (снег, песок) или плавучесть на воде. Перед взлетом оболочки 2 переводятся устройством перемещения 4 в верхнее положение для создания постоянно действующей метацентрической высоты, обеспечивающей вертикальную устойчивость при объеме гелия, подъемная сила которого по большей мере равна половине сухого веса (около 20 процентов взлетной массы) летательного аппарата.

Основная подъемная сила при вертикальном взлете (около 80 процентов) создается двумя двигателями с винтами 3. После набора высоты вертоплан переводится в горизонтальный полет возрастающей горизонтальной силой тяги посредством плавного перевода устройством поворота 5 заднего винта 3 сначала в наклонное положение, а затем в вертикальное положение вперед; при этом вертоплан приподнимает нос для создания угла атаки (тангажа), обеспечивающего необходимую аэродинамическую подъемную силу. После достижения крейсерской скорости полета основная подъемная сила создается за счет аэродинамики оболочек 2 и передний двигатель 3 может отключаться с переводом винта в режим авторотации. В качестве органов управления 6 можно использовать рули, находящиеся под винтами в потоках воздуха. Перед посадкой включается передний двигатель с винтом, а задний винт плавно возвращается в горизонтальное положение. Для активного торможения или маневрирования задним ходом задний винт переводится в наклонное положение назад.

При аварийном отказе двигателей в полете вертоплан за счет аэродинамики оболочек 2 и авторотации винтов может планировать до ближайшей удобной площадки или плавно снижаться (парашютировать). При аварийной посадке на воду устройство перемещения 4 должно обеспечивать опережающий перевод оболочек 2 из верхнего положения в нижнее, чтобы исключить возможность временного затопления кабины.

После посадки на воду, на лед или снег вертоплан способен двигаться по их поверхности как глиссер или аэросани за счет силы тяги заднего двигателя с винтом. Аналогично прототипу вертоплан может совершать посадки на наклонные площадки с последующим взлетом с них, а также временно причаливать к высотным объектам.

Постоянно действующая метацентрическая высота, обеспечивающая устойчивость вертоплана, а также гарантия плавного снижения (парашютирования) в аварийной ситуации обеспечивают повышенную безопасность полетов, в том числе в сложных метеоусловиях. Простота конструкции исключает необходимость высоких требований к мощности и надежности двигателей, качеству и управляемости винтов, возможностям автоматики, что позволяет в несколько раз снизить стоимость и сроки изготовления вертоплана, а также расходы на его эксплуатацию по сравнению с вертолетами аналогичной грузоподъемности и производительности.

Перечень позиций:

1. Силовая рама

2. Оболочки с несущим газом

3. Двигатели с винтами в защитных кольцах

4. Устройства для перемещения оболочек

5. Устройство поворота заднего винта

6. Органы управления

7. Кабина.

1. Гибридный летательный аппарат, содержащий силовую раму, оболочки с несущим газом, двигатели с винтами, органы управления, кабину, отличающийся тем, что кабина расположена под силовой рамой, оболочки с несущим газом во время полета - над силовой рамой, имеют аэростатическую подъемную силу, равную по большей мере половине сухого веса летательного аппарата, которая необходима для обеспечения устойчивости летательного аппарата, оболочки с несущим газом оборудованы устройством перемещения с верхнего положения в нижнее положение относительно силовой рамы, а габариты и форма оболочек обеспечивают аэродинамическую подъемную силу при горизонтальном полете и необходимую площадь для плавного снижения в аварийной ситуации.

2. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что расположенные между оболочками с несущим газом двигатели с винтами ограждены защитными кольцами, при этом задний двигатель с винтом для создания горизонтальной силы тяги оборудован устройством поворота из горизонтального положения в вертикальное - вперед и наклонное – назад.



 

Похожие патенты:

Крыло летательного аппарата с изменяемыми аэродинамическими характеристиками включает основной профиль крыла и дополнительные выдвигаемые профильные элементы крыла, которые выполнены в виде двух либо более надкрылков, последовательно выдвигаемых над верхней поверхностью основного профиля крыла, либо в виде двух либо более подкрылков, последовательно выдвигаемых под нижней поверхностью основного профиля крыла, либо совместно в виде двух либо более последовательно выдвигаемых надкрылков и подкрылков.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов. Атмосферный дисколет включает в себя винты вертикального полета противоположного вращения с равной рабочей площадью, расположенные в одной плоскости, или один над другим, винты горизонтального полета, источник энергии и системы безопасности, включающие в себя парашюты.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям многовинтовых летательных аппаратов. Летательный аппарат (1) имеет несущую конструкцию (2) и по меньшей мере четыре несущих винта (3), каждый из которых закреплен на несущей конструкции (2) и имеет по меньшей мере один воздушный винт (4).

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Самолет вертикального взлета и посадки содержит фюзеляж, силовую установку, подъемно-маршевые винты, создающие вертикальную тягу на взлете.

Группа изобретений относится к области авиации. Самолет с укороченным либо вертикальным взлетом и посадкой включает фюзеляж, крылья с элементами механизации для изменения профиля крыла, интегральную систему управления, силовую установку с винтомоторными, либо турбовинтовыми, либо турбовинтовентиляторными двигателями.

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).

Группа изобретений относится к области авиации. Самолет включает фюзеляж, силовую установку, кабину управления, интегральную систему управления и составные крылья.

Изобретение относится к топливным системам летательных аппаратов. Топливная система состоит из бака, инерционного клапана, расходного отсека с перегородкой, трубопроводов забора топлива из бака.

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).

Настоящее изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов с несущими винтами. Летательный аппарат содержит корпус, кольцевое вентиляторное колесо с приводом вращательного движения.

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).

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).

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

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.

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).

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.

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

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.

Изобретение относится к воздухоплаванию. Устройство вертостата с несущим горизонтальным оперением содержит оболочку с несущим газом, несущий винт, кабину для экипажа с полезным грузом, заднее хвостовое оперение, маршевую винтомоторную установку и шасси.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки, использующих в качестве аэростатической и аэродинамической подъемной силы оболочки с несущим газом и тягу движителей. Гибридный летательный аппарат содержит силовую раму, оболочки с несущим газом, двигатели с винтами, органы управления, кабину. Кабина расположена под силовой рамой, оболочки с несущим газом во время полета - над силовой рамой, имеют аэростатическую подъемную силу, равную по большей мере половине сухого веса летательного аппарата. Оболочки с несущим газом оборудованы устройством перемещения с верхнего положения в нижнее положение относительно силовой рамы, а габариты и форма оболочек обеспечивают аэродинамическую подъемную силу при горизонтальном полете и необходимую площадь для плавного снижения в аварийной ситуации. Обеспечивается возможность посадки на склоны, рыхлые поверхности и на воду, причаливания к высотным объектам. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх