Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой содержит фюзеляж, шасси, несущие полукрылья с двумя мотогондолами с двигателями и рабочим винтом, установленными по разные стороны от фюзеляжа на концах каждого полукрыла и выполненными с возможностью поворота в вертикальной плоскости осей вращения двигателей. Мотогондолы выполнены с двумя и более двигателями, консольно связанными несущими пилонами, установленными по разные стороны от оси поворота мотогондолы. Плоскости вращения воздушных винтов каждого двигателя мотогондолы параллельны друг другу, а расстояние между осями вращения двигателей воздушных винтов меньше их суммы радиусов, а радиус воздушных винтов больше половины расстояния между осями их вращения. Мотогондолы жестко связаны между собой посредством поворотного лонжерона, размещенного во внутренних полостях полукрыльев и фюзеляже. Обеспечивается повышение подъемной силы, безопасности полетов. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к летательным аппаратам с вертикальным взлетом и посадкой.

Наиболее близким к заявленному изобретению является конвертоплан содержащий фюзеляж, шасси, крыло, двигатели, пилоны, выполненные с возможностью поворота, расположенные на концах крыла, с двумя двигателями (RU, C1, № 2456208, 2012).

Недостатками известного решения являются низкая безопасность полета, поскольку выход из строя одного из двигателей ведет к аварийной ситуации, а также низкая удельная подъемная сила при взлете, обусловленная малым диаметром пропеллеров.

Заявленное изобретение направлено на повышение удельной подъемной силы, а также безопасности полетов.

Указанный технический результат достигается тем, что в летательном аппарате с вертикальным взлетом и посадкой, содержащем фюзеляж, шасси, несущие полукрылья с двумя мотогондолами с двигателями и рабочим винтом, установленными по разные стороны от фюзеляжа на концах каждого полукрыла, и выполненными с возможностью поворота в вертикальной плоскости осей вращения двигателей, мотогондолы выполнены с двумя и более двигателями, консольно связанными несущими пилонами, установленными по разные стороны от оси поворота мотогондолы, при этом плоскости вращения воздушных винтов каждого двигателя мотогондолы параллельны друг другу, а расстояние между осями вращения двигателей воздушных винтов меньше их суммы радиусов, а радиус воздушных винтов больше половины расстояния между осями их вращения, мотогондолы жестко связаны между собой посредством поворотного лонжерона, размещенного во внутренних полостях полукрыльев и фюзеляже.

Поворотный лонжерон выполнен полым несущим.

Механизм поворота мотогондолы выполнен в виде зубчатого редуктора.

Для вращения воздушных винтов использованы электродвигатели.

Для вращения воздушных винтов использованы несколько соосно установленных электродвигателей.

Использованы винты изменяемого шага.

Поскольку заявленный способ отличается от наиболее близкого технического решения рядом существенных признаков, он соответствует условию патентоспособности «новизна».

Реализация заявленного изобретения не противоречит известным законам физики и механики, что позволяет утверждать о его соответствии условию патентоспособности «промышленная применимость».

Поскольку из известных источников информации не известен прием установки на одном крыле двух винтов с частично перекрывающимися но не пересекающимися зонами их вращения, направленных на увеличение силы тяги, а также прием синхронного поворота связанных друг с другом мотогондол, установленных на полукрыльях по разные стороны от фюзеляжа, связанных между собой поворотным лонжероном, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

На фиг. 1 представлен летательный аппарат в положении взлета-посадки; на фиг. 2 - мотогондола с двумя электродвигателями, установленными на пилонах; на фиг 3 - мотогондола с механизмом поворота в виде зубчатого редуктора; на фиг. 4 - летательный аппарат в режиме горизонтального полета.

Летательный аппарат содержит фюзеляж 1, связанные с ним полукрылья 2, шасси (не показано) и полым поворотным несущим лонжероном 3. На концевых частях полукрыльев 2 установлены две поворотные полые мотогондолы 4 выносными пилонами 5, ориентированных по разные стороны полукрыла 2. Мотогондолы 4 снабжены независимыми консольно расположенными на пилонах 5 электродвигателями 6 с воздушными винтами 7. Плоскости вращения воздушных винтов 7 каждого двигателя 6 мотогондолы 4 параллельны друг другу и смещены друг относительно друга в направлении перемещения летательного аппарата, для чего расстояние между осями вращения электродвигателей 6 воздушных винтов 7 меньше суммы их радиусов, а радиус воздушных винтов 7 больше половины расстояния между осями их вращения. Таким образом обеспечивается беспрепятственное вращение винтов 7 смежных пилонов 5 на каждом полукрыле 2 без взаимного их пересечения в пространстве.

Мотогондола 4 также содержит аккумуляторные батареи 8, регуляторы 9 оборотов электродвигателей 6 и механизм 10 поворота мотогондолы 4, выполненного в виде зубчатого редуктора 11.

Мотогондолы 4, расположенные по разные стороны от фюзеляжа 1, жестко соединены между собой посредством механизмов 10 поворота и несущего полого лонжерона 3, размещенного во внутренних полостях полукрыльев 2 и фюзеляже 1.

На концевых частях пилонов 5 могут быть установлены несколько соосных электродвигателей 6, вращающих один общий воздушный винт 7 увеличенного радиуса.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Для вертикального взлета летательного аппарата мотогондолы 4 установлявают в положение над верхней поверхностью полукрыльев 2. Таким образом плоскость вращения воздушных винтов 7 принимает положение близкое к горизонтальному. После подъема на нужную высоту переход от вертикального взлета к горизонтальному полету осуществляют путем поворота мотогондол 4 к передней боковой поверхности полукрыльев 2 с вращением винтов 7 в плоскости, близкой к вертикальной. При этом один из винтов 7 мотогондолы 4 занимает переднее положение, а второй винт 7 - за ним по направлению движения фюзеляжа 1.

Для увеличения крена изменяют тягу на электромоторах 6, расположенных на противоположных сторонах от фюзеляжа 1. Для поворота изменяют соотношение скоростей электродвигателей 6, расположенных по диагонали на полукрыльях 2 по разные стороны от фюзеляжа 1.

При необходимости аккумуляторные батареи 8 могут быть размещены в корпусе фюзеляжа 1.

В качестве винтов 7 могут быть использованы винты изменяемого шага, позволяющие увеличить скорость в режиме горизонтального полета, а также повысить эффективность расхода электроэнергии при разных режимах полета.

Заявленное изобретение позволяет повысить безопасность полетов, поскольку при отказе в полете одного из электродвигателей летательный аппарат сохранит летные качества, достаточные для осуществления безаварийной посадки.

1. Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой, содержащий фюзеляж, шасси, несущие полукрылья с двумя мотогондолами с двигателями и рабочим винтом, установленными по разные стороны от фюзеляжа на концах каждого полукрыла и выполненными с возможностью поворота в вертикальной плоскости осей вращения двигателей, отличающийся тем, что мотогондолы выполнены с двумя и более двигателями, консольно связанными несущими пилонами, установленными по разные стороны от оси поворота мотогондолы, при этом плоскости вращения воздушных винтов каждого двигателя мотогондолы параллельны друг другу, а расстояние между осями вращения двигателей воздушных винтов меньше их суммы радиусов, а радиус воздушных винтов больше половины расстояния между осями их вращения, мотогондолы жестко связаны между собой посредством поворотного лонжерона, размещенного во внутренних полостях полукрыльев и фюзеляже.

2. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что поворотный лонжерон выполнен полым несущим.

3. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что механизм поворота мотогондолы выполнен в виде зубчатого редуктора.

4. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для вращения воздушных винтов использованы электродвигатели.

5. Летательный аппарат по п. 4, отличающийся тем, что для вращения воздушных винтов использованы несколько соосно установленных электродвигателей.

6. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что использованы винты изменяемого шага.