Винтокрылый летательный аппарат

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Винтокрылый летательный аппарат содержит фюзеляж с днищем, несущий винт на валу, соединенном через редуктор с газотурбинным двигателем, имеющим воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, турбину и сопло. Сопло газотурбинного двигателя выполнено поворотным в вертикальной плоскости с возможностью его установки в вертикальном положении в аварийном режиме. Между турбиной и соплом выполнена форсажная камера. На днище фюзеляжа выполнена платформа безопасности, имеющая вертикальное отверстие для размещения сопла в аварийном режиме, внутренняя полость платформы безопасности заполнена демпфирующим материалом. В качестве демпфирующего материала применена сотовая конструкция или металлорезина. Обеспечивается безопасная посадка при разрушении несущего винта. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к авиации, более конкретно - к винтокрылы летательным аппаратам и направлено на повышение безопасности их полета.

Известен безопасный вертолет по патенту РФ на изобретение №2333135, МПК В64С 27/04, опубл. 10.09.2008 г.

Этот вертолет содержит тяговый двигатель и несущий винт с вертикальной осью, на вершине которой располагается четное количество, но не менее четырех лопастей. Вертолет также содержит соединительное устройство, выполняющее роль трансмиссии в режиме работы тягового двигателя, а в режиме работы стартовых двигателей - роль механизма обгонной муфты. Каждая вторая лопасть несущего винта имеет расчетно-укороченный размер габаритной длины и включает в свое устройство один или несколько элементарных работающих, например, на твердом топливе стартовых двигателей. Изобретение позволяет повысить безопасность при аварийной посадке вертолета.

Недостаток:

Известен вертолет по патенту РФ на изобретение №2335432, МПК В64С 27/04, опубл. 10.10.2008 г.

Этот вертолет включает фюзеляж и соосные винты, причем винтов может быть два или более и они могут быть разного диаметра. По меньшей мере, один из винтов -управляемый с изменяемым шагом, а остальные - с фиксированным шагом. Во втором варианте вертолет имеет хвостовую балку с эластичной пневмокамерой на конце, причем при поднятой балке блокируется снижение тяги. В третьем варианте двигатель и редуктор размещены в отдельной мотогондоле), расположенной над фюзеляжем на пилонах и/или эластичных вставках. Изобретение повышает эффективность работы несущего винта.

Недостаток низкая надежность вертолета связанная с тем, что при поломке одного винта тяги другого недостаточно для его посадки и, кроме того, возникновение дисбаланса нарушает работу второго винта.

Известен вертолет по патенту РФ на изобретение №2148537, МПК В64С 7/20, опубл. 10.05.200 г., прототип.

Этот вертолет содержит корпус, воздушно-реактивный двигатель создания силы тяги для горизонтального полета, несущие винты, которые расположены внутри указанного корпуса и служат компрессором воздушно-реактивного двигателя, двигатель, который предназначен для вращения указанных несущих винтов, и кабину пилота.

Предусмотрена защитная сетка, под которой расположены несущие винты. Створки расположены внизу под сеткой и предназначены для взлета и посадки.

Недостаток: плохая безопасность полета в связи с тем, что при разрушении винта посадка вертолета почти всегда приведет к катастрофическим последствиям.

Задача создания изобретения: повышение надежности и безопасности полета.

Технический результат: обеспечение безопасной посадки при разрушении винта.

Решение указанной задачи достигнуто в безопасном вертолете, содержащем фюзеляж с днищем, несущий винт на валу, соединенном через редуктор с газотурбинным двигателем, имеющим воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, турбину и сопло, тем, что сопло газотурбинного двигателя выполнено поворотным в вертикальной плоскости с возможностью его установки в вертикальном положении в аварийном режиме.

Между турбиной и соплом может быть выполнена форсажная камера.

На днище фюзеляжа может быть выполнена платформа безопасности, имеющая вертикальное отверстия для размещения сопла в аварийном режиме, внутренняя полость платформы безопасности заполнена демпфирующим материалом.

В качестве демпфирующего материала может быть применена сотовая конструкция.

В качестве демпфирующего материала может быть применена металлорезина.

Сущность группы изобретений поясняется на чертежах (фиг. 1…8), где:

- на фиг. 1 приведена схема безопасного вертолета,

- на фиг. 2 приведен вид А на фиг. 1,

- на фиг. 3 приведена конструкция газотурбинного двигателя безопасного вертолета, первый вариант в рабочем положении,

- на фиг. 4 приведена конструкция газотурбинного двигателя безопасного вертолета, первый вариант в аварийном положении,

- на фиг. 5 приведена конструкция газотурбинного двигателя безопасного вертолета, второй вариант в рабочем положении,

- на фиг. 6 приведена конструкция газотурбинного двигателя безопасного вертолета, в вариант в рабочем положении

- на фиг. 7 приведена платформа безопасности,

- на фиг. 8 приведен разрез В - В.

Безопасный вертолет (фиг. 1 и 2) содержит фюзеляж 1, несущий винт 2, хвост 3, управляющий винт 4, вал 5 соединяющий винт 2 через редуктор 6 с валом 7 отбора мощности от газотурбинного двигателя 8.

На днище 9 фюзеляжа 1 закреплена платформа безопасности 10, полость 11 которой заполнена демпфирующим материалом 12. В качестве демпфирующего материала 12 может быть применен сотовый наполнитель или металлорезина. В платформе безопасности 10 выполнено центральное отверстие 13. К днищу 9 прикреплены посадочные опоры 14.

Газотурбинный двигатель 8 (ГТД) содержит (фиг. 3 и 4) воздухозаборник 15, компрессор 16, камеру сгорания 17 с форсунками 18, турбину 19 и сопло 20. Сопло 20 закреплено на шарнире 21 и имеет привод поворота 22. Сопло 20 газотурбинного двигателя 8 выполнено поворотным в вертикальной плоскости с возможностью его установки в вертикальном положении в аварийном режиме (фиг. 1 и 3). Привод поворота 22 должен обеспечивать поворот сопла 20 на угол от 0 до 95°.

Возможен второй вариант с выполнением между турбиной 19 и соплом 20 форсажной камеры 23 (фиг. 3). Применение форсажных камер в газотурбинных двигателях на сверхзвуковых самолетах известно. Они позволяют кратковременно увеличить скорость полета самолета ценой большого расхода топлива.

В вертолетах газотурбинные двигатели с форсажной камерой никогда не применялись.

Газотурбинный двигатель 8 по первому варианту (фиг. 2) имеет одну основную топливную систему 24.

Основная топливная система 21 содержит топливопровод 25, в котором установлен топливный насос 26, соединенный с приводом 27.

По второму варианту (фиг. 3 и 4) газотурбинный двигатель 8 имеет две топливные систему: основную 24 и форсажную 28.

Форсажная топливная система 28 (фиг. 3) содержит топливопровод 29, в котором установлен форсажный топливный насос 30, соединенный с форсажным приводом 31 и форсажный коллектор 32.

Газотурбинный двигатель 8 установлена горизонтально в центре масс фюзеляжа 1 вертолета (фиг. 1).

Платформа безопасности 10 как упомянуто ранее имеет центральное отверстие 13, выполненное вертикально на оси, проходящей через центр масс вертолета. Диаметр центрального отверстия 13 D0 больше диаметра среза сопла 20 - Dc.

D0≥Dc.

Кроме того срез сопла 20 в рабочем положении выходит в расширяющийся канал 33 (фиг. 2).

РАБОТА ВИНТОКРЫЛОГО ЛЕТАТЕЛЬНГО АППАРАТА В НОРМАЛЬНОМ

РЕЖИМЕ, 1 вариант

При помощи стартера (не показан) раскручивают ротор (не показан) газотурбинного двигателя 8 и запускают привод 27, который раскручивает топливный насос 26, топливо (авиационный керосин) по топливопроводу 25 подается в форсунки 18 камеры сгорания 17, где воспламеняется при помощи запальника (не показан). Продукты сгорания проходят через турбину 19. Мощность с турбины 19 передается на компрессор 16, который сжимают воздух, идущий через воздухозаборник 15. Сжатый воздух подается в камеру сгорания 17 для поддержания процесса горения. На основных режимах (в полете) струя выхлопных газов из сопла 20 истекает в канал 33 (фиг. 2).

Реактивная тяга газотурбинного двигателя 8 передается на фюзеляж 1, что в совокупности с силой тяги винта 2 обеспечивает полет винтокрылого летательного аппарата и его посадку в нормальном режиме. Тяговооруженность винта 2 составляет 1,1…1,2.

РАБОТА ВИНТОКРЫЛОГОЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ, первый вариант

При поломке винта 2 при помощи привода 22 поворачивают сопло 20 в вертикальной плоскости до его установки в вертикальное положение (фиг. 3 и 4). Сопло 20 устанавливается своим срезом в центральное отверстие 13 платформы безопасности 13 строго вертикально (фиг. 4).

Реактивная тяга, создаваемая соплом 20 достаточна для мягкой посадки вертолета.

РАБОТА ВИНТОКРЫЛОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ, второй вариант

При необходимости задействуют форсажную топливную систему 28 (фиг. 5 и 6), для этого запускают форсажный привод 28, который раскручивает топливный насос 27, топливо (авиационный керосин) по топливопроводу 26 подается в форсажный коллектор 29 форсажной камеры сгорания 21, где воспламеняется при помощи запальника (не показан). Продукты сгорания через сопло 20 истекают вертикально вниз.

Тяга, создаваемая соплом 20, увеличивается по сравнению с бесфорсажным режимом на 75%, что компенсирует отсутствие винта 2.

Применение форсажной камеры позволяет спроектировать ГТД меньших габаритов и веса.

Применение изобретения позволило:

- обеспечить безопасную посадку при разрушении винта,

- сохранить жизнь экипажу и пассажирам.

1. Винтокрылый летательный аппарат, содержащий фюзеляж с днищем, несущий винт на валу, соединенном через редуктор с газотурбинным двигателем, имеющим воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, турбину и сопло, отличающийся тем, что сопло газотурбинного двигателя выполнено поворотным в вертикальной плоскости с возможностью его установки в вертикальном положении в аварийном режиме.

2. Винтокрылый летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что между турбиной и соплом выполнена форсажная камера.

3. Винтокрылый летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что на днище фюзеляжа выполнена платформа безопасности, имеющая вертикальное отверстие для размещения сопла в аварийном режиме, внутренняя полость платформы безопасности заполнена демпфирующим материалом.

4. Винтокрылый летательный аппарат по п. 3, отличающийся тем, что в качестве демпфирующего материала применена сотовая конструкция.

5. Винтокрылый летательный аппарат по п. 3, отличающийся тем, что в качестве демпфирующего материала применена металлорезина.



 

Похожие патенты:

Вертолет // 2710839
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям транспортных и боевых вертолетов. Вертолет содержит фюзеляж с днищем и хвостом, два соосных винта на концентрично расположенных валах, соединенных через редуктор с газотурбинным двигателем, имеющим воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, турбину и сопло.

Изобретение относится к средствам военной техники, в частности к конструкциям ракетных комплексов. Авиационный ракетный комплекс с беспилотным ударным самолетом-вертолетом включает платформу, содержащую стартовую станцию, энергетическую установку и блок управления полетом беспилотной многовинтовой системы (БПМС).

Вертолет // 2708775
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям вертолетов. Вертолет содержит фюзеляж с днищем, несущий винт на валу, соединенном через редуктор с двумя газотурбинным двигателями, размещенными в верхней части фюзеляжа, имеющими воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, турбину и сопло.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Гибридный реактивный самолет-вертолет (ГРСВ) выполнен по двухвинтовой поперечно-несущей схеме (ДПНС), содержит трансмиссию и двигатели силовой установки (СУ), приводящие несущие винты (НВ), размещенные на консолях крыла, турбореактивные двигатели, установленные под крылом, для создания маршевой тяги, имеет фюзеляж, хвостовое оперение и трехопорное убирающееся колесное шасси.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов и противокорабельных ракетных комплексов, использующих эти аппараты.

Изобретение относится к области авиации и может быть применено в конструкции винтокрылых летательных аппаратов. Высокоскоростной реактивный самолет-вертолет (ВРСВ) содержит на концах крыла двухвинтовую несущую систему, двигатели силовой установки (СУ), передающие крутящий момент через главный редуктор и соединительные валы на несущие винты (НВ), хвостовое оперение и трехопорное убирающееся колесное шасси.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям вертолетов и их силовых установок. Боевой ударный вертолет содержит фюзеляж с днищем и хвостом и газотурбинный двигатель для вертикального взлета с редуктором.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям многовинтовых летательных аппаратов. Летательный аппарат (1) содержит опорную конструкцию (2), содержащую по меньшей мере один центральный фюзеляж (3) и два пилона (4), каждый из которых расположен сбоку на расстоянии от фюзеляжа (3).

Вертолет // 2701076
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям вертолетов. Вертолет содержит фюзеляж с днищем, два соосных винта на концентрично расположенных валах, соединенных через редуктор с газотурбинным двигателем, имеющим воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, турбину и сопло.

Изобретения относятся к области авиации. Надувное крыло состоит из двух слоев.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Винтокрылый летательный аппарат содержит фюзеляж с днищем, несущий винт на валу, соединенном через редуктор с газотурбинным двигателем, имеющим воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, турбину и сопло. Сопло газотурбинного двигателя выполнено поворотным в вертикальной плоскости с возможностью его установки в вертикальном положении в аварийном режиме. Между турбиной и соплом выполнена форсажная камера. На днище фюзеляжа выполнена платформа безопасности, имеющая вертикальное отверстие для размещения сопла в аварийном режиме, внутренняя полость платформы безопасности заполнена демпфирующим материалом. В качестве демпфирующего материала применена сотовая конструкция или металлорезина. Обеспечивается безопасная посадка при разрушении несущего винта. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх