Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
AIRCRAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/107091
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the field of heavier-than-air aircraft, aeroplanes and unmanned aircraft, and more particularly to emergency rescue systems. The aim of the invention is achieved by means of an aircraft consisting of a propulsion system, a parachute, and a body, wherein the parachute is configured in a fixed form in a permanently open state and is connected to the body by rigid struts. In addition, the centre of gravity of the aircraft is lower than the aerodynamic centre of the aircraft.

Inventors:
DAVIDOFF VLADIMIR ALEKSANDROVICH (BY)
Application Number:
BY2019/000017
Publication Date:
June 04, 2020
Filing Date:
November 25, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DAVIDOFF VLADIMIR ALEKSANDROVICH (BY)
International Classes:
B64C31/036; B64D17/78
Foreign References:
RU2169104C12001-06-20
US3612449A1971-10-12
US2764375A1956-09-25
KR20170114353A2017-10-16
JPH0640398A1994-02-15
DE2503322A11976-07-29
CN107585303A2018-01-16
US3937424A1976-02-10
RU2001836C11993-10-30
Download PDF:
Claims:
WO 2020/107091 PCT/BY2019/000017

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Ле тательный аппарат, состоящий из силовой установки парашю- та, корпуса, о т л и ч а ю щ и н е я тем, что парашют выполнен фикси- ровантюй формы в перманентно раскрытом состоянии, соединен с корну- сом: жес тким и подкосами, при этом центр тяжести летательного аппарата находи тся ниже аэродинамического фокуса летательного аппарата.

2. Летательный: аппарат, по п 1 о т л и ч a ю П И Й С Я тем, что угол между вертикальной осью проходящей через аэродинамический фо- кус и осью соедиияюшей городи намич еск и й фокус и це ггр тяжести лета- тельного аппарата не более 1 1 %.

3. Летательшлй аппарат, по п.1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в пара плот имеет одну или несколько щелей: и/или полюсное отверстие.

4. Летательный аппарат, по п.З о т л и ч а ю щ и й с я тем, что части и ара плота образующие щели, расположены на разных высот х.

5. Летательный аппарат, по п.4 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ще и на парашюте расположены централ ьио-сим метрично.

6. Летательный аппарат, по п.5 о т л и ч а ю пд и й с я тем, что одели расположены вдоль и/или поперек и/или по кругу и/или по эллипсу пара плота.

7. Летательны й аппара т, по п.З о т л и ч а ю щ и й с я гем, что !це. П ! н аправляют (имеют нап ра вление) воздух внутрь от кромок паргншо- га к центру. 1 Летате ьный аппарат, по п5 о т л и ч а ю щ и й с я гем, что щели направляют име т направление) воздух наружу от центра парашю- та к кромкам.

.9 Летательный аппарат, по п.1 о т л и чаю щ и й ся тем, что подкосы выполнены с возможностью с- инания.

10. Летательный аппарат, по п.! о т Л И Ч а ю щ и й с я тем, что нижняя пасть корпуса имеет заложенную зону деформации.

11. Летательный аппарат, по п.1 о т л и ч а к> щ и й с я тем, что парашют имеет аэродинамический профиль крыла, имеет хорду и удлине- ние.

12. Летательный аппарат, по п.1 о т л и ч а ю щ и й с я чем что парашют имеет центрально-симметричную форму.

13. Летательный аппарат, по п.1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что центр тяжести летательно г о аппарата находится ниже аэродинамического фокуса летательного аппарата не менее чем на 0,5 хорды парашюта.

14. Летательный аппарат, по п.1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что удельная нагрузка на парашют на более 12 кг/м2

15. Летательный аппарат, по п.1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, зазор между корпусом и парашютом не менее 0.9 высоты корпуса.

16. Летательный аппарат, но п.1 о т л и ч а ю щ и й с я тем:, что имеет уиршзляюшие плоскости, которые расположены над парашютом. 1 7. Летат ельный аппарат по п.1 о т л и ч a so щ и й с я у м, что параш т имеет V или W-образпый профиль.

18. Летательный аппарат, по п.1 о т л и ч а ю щ и м е я тем, что парашют имее т выпуклую вверх форму.

19. Летательный аппарат, по п.1 1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что имеет минимум один маршевый двигатель с вектором тяги, направленным вдоль лорды крыла -Л- 12°.

20. Летательный аппарат по п.1 I отличающийся гем, что имеет ми- ни ум два маршевых двигателя, расположенных вдоль поперечной оси парашюта, симметрично относительно продольной оси парашюта.

21 . Летательный аппарат-, по п.1 о т л п ч а ю щ и й с я тем, что силовая установка имеет не менее двух моторов с пропеллерами верти- кального взлета и посадки

22 Летательный аппарат, по п.21 о у л и ч а ю щ и й с я тем, что результирующий вектор тяги мотров вертикадьнго взлета и посадки на- правлен вдоль вертикальной оси, проходящей через аэро дина ми чес .кий фокус и центр тяжести летательного аппарата.

23. Летательный аппарат, по и Л о т л и ч а ю щ и й с я тем, чго одкоеы имею т сечение круга или капли.

Description:
ЛЕТАТЕЛЬГШЙ АППАРАТ

Изобре ение относится к области летательных аппаратов (Л А) тяже- лее воздуха, к самолетам и беспилотным летательным аппаратам, в част- иости системам аварийного спасения.

Невозможность обеспечения достаточно высокого уровня безопас- ност и полета с помощью традиционных систем с точки зрения обеспече- ния спасения пассажиров и экипажа гражданских самолетов в аварийных ситуациях в настоящий момент сводится к использованию парашютных систем и систем мягкой посадки.

Известна система спасения дистанционно пилотируемого ЛА, со- стояшее из силовой установки, крыльев, корпуса, устройства управления ДПЛА, отличающееся тем, что на проти воположном от расположения си- левой установки конце корпуса расположена резервная силовая установка, имеющая в своем составе складной воздушный винт , электродвигатель с регулятором скорости хода, аккумуляторную батарею электродвигателя

Ш ·

Недостатка и данной системы является значительный пассивный вес резервной силовой установки -- что ведет к удорожанию самого уст- ройства, снижает КПД устройства, увеличивает расход топлива. Есть ве~ роя гностъ отказа самой резервной установки. Система работает до превы- шения предельного ущерба. Не возможно использование системы в авто- матическом режиме.

Известен ЛА, выполненный на базе «Летающего крыла», имеющего салон для размещения пилота и пассажиров в корпусе «летающего крыла» в отсеке, при этом в полости заднего обтекателя-элерона выполняют стра- ховочлый парашют, закрепленный к поперечной оси центра тяжести агша- рата, автоматически выбрасывае ый при аварийных ситуациях. [2]. Данная аварийно-спасательная система имеет ряд/ недостатков, ко- торые представляются существенными. Вытяжная система обладает зна- чительной инерционностью, степень которой будет нарастать по мере из- менения этапов полета: набор высоты, горизонтальный полет, снижение, что отрицательно влияет па ее эффективность. Существенным недостач- ком системы является невозможность ее использования на малых высотах. Возможно не срабатывание системы ори неблагоприятных погодных ус- ловмях - повышенной влажности и/или мороза. Возможно охлопывание парашюта при попадании в тень ДА. Увеличение пассивного веса лета- тел ьного аппарата. Ложное срабатывание системы может привести к ката- строф ическим последствиям. Включение системы оператором исключает возможность использование системы в ав оматическом режиме.

В автоматическом режиме способно срабатывать устройство регули- ровки аварийного парашютного оборудования для беспилотных летатеяь- ных аппаратов, содержащее: корпус летательного аппарата, корпус с па- рашютом, приводной механизм, расположенный на корпусе фюзеляжа, и соединительный корпус. Приводной механизм приводит в движение со- едннительный ремень тем самым регулируя угол наклона корпуса пара- шута. [3]. Недостатками данного устройства являются те же недостаки, свойственные парашютным системам.

Последнее техническое решение является наиболее близким но тех- ни ческой сущности и поэтому принято в качестве прототипа.

Технической задачей изобретения является создание пассивной сие- чемы безопасной посадки ЛА. Переход в режим пассивного паршшотиро- вания без использования систе управления. Обеспечение возможности вертикального планирования, приемлемой скорости парашютирования при минимальной площади парашюта. Переход в режим парапиотирова- иия при любой высоте полета, снижение влияния погодных условий, сии- жение пассивного веса ДА. Поставленная техническая задача достигается тем, что известен Л А, состоящий из силовой установки парашюта, корпуса. При этом парашют выполнен фиксированной формы в перманентно раскрытом состоянии, соединен с корпусом жесткими подкосами, при этом центр тяжести лета- тел ьного аппарата находится ниже аэродинамического фокуса летательно- го аппарата.

Новым в предлагаемом способе является то, что парашют выполнен фиксированной формы в перманентно раскрытом состоянии, соединен с корпусом жеы кими подкосами, при этом центр тяжести летательного ап- п рата находится ниже аэродинамического фокуса летательного аппарата.

Расположение центра тяжести ЛА ниже аэродинамического фокуса летательного аппарата обеспечивает устойчивое парашютирование без применения каких-либо систем управления, тл при любом наклоне ЛА возникает вектор силы, возвращающий аппарат к вертикальному положе- нию. Выравнивание происходит автоматически без вмешате ьства опера- тора.

Парашют фиксированной формы не требует механизма выброса и системы управления механизмом выброса, не требуется время на срабаты- вание парашюта. При этом исключена возможность аварийного схлопыва- ния парашюта при попадании в тень ЛА или боковых порывах ветра.

Возможен вариант ЛА, в котором угол между вертикальной осью, проходящей через аэродинамический фокус и осью соединяющей аэроди- намический фокус и центр тяжести ЛА, менее 1 1 %. Это ограничивает максимальный угол наклона при неуправляемом парашютировании я как следствие - снижает максимальную горизонтальную скорость при пара- нпот нровании.

Возможен ЛА, в котором парашют имеет одну или несколько щелей и/или полюсное отверстие. Щели позволяют снизить скорость вертикаль- ного снижения ЛА до 20% Быстро движущийся вдоль верхней поверхно- сти парашюта воздух создает падение давления, что в свою очередь при- водвт к сущест венной разности давлений между верхней и нижней частью парашюта, тем самым замедляя скорость падения. При этом центрально- симметричное обтекание воздухом парашюта обеспечивает возможность вертикального парашютирования без приобретения в результате парашю- тирования горизонтальной скорости.

Возможен Л А, в котором части парашюта, образующие щели, рас- положены на разных высотах. Такая форма щелей направляет разогнан- ный воздух вдоль верхней поверхности парашюта, увеличивая тем самым разность давлений между верхней и нижней частью парашюта.

Возможен ЛА, в котором щели на парашюте расположены цен- трально-симметрично. Расположение и форма щелей выбирается таким образом, чтобы при вертикальном парашютировании воздух, проходящий сквозь дели, обдувал парашют центрально-симметрично.

Возможен ЛА, в котором щели расположены вдоль и/или поперек и/или по кругу Й/ЙЛИ по эллипсу парашюта, проходящий через них воздух направляется поперек парашюта и/иди вдоль парашюта по направлению от центра к краям или наоборот от краев парашюта к центру.

Возможен ЛА, в котором щели направляют воздух внутрь от кромок парашюта к центру парашюта. Возможно расположение щелей поперек парашюта, при котором проходящий через них воздух направляется вдоль парашюта. Возможно круговое расположение щелей, при котором прохо- ляшп й через них воздух при парашютировании направляется от кромок парашюта к центру либо наоборот , от центра парашюта к его кромкам.

Возможен вариант ЛА в котором подкосы выполнены с возможно- стыо смииания, а нижняя часть корпуса и еет заложенную зону деформа- дии, для поглощения энергии возможного удара в случае аварийной по садки Возможен вариант ЛА, в котором парашют имеет аэродинамический профиль крыла, имеет хорду и удлинение. Аэродинамический профиль позволяет на марше использовать парашют в качестве крыла, увеличивая дальность полета.

Возможен ЛА в котором центр тяжести ЛА находится ниже азроди- н омического фокуса летательного аппарата не менее чем на 0,5 хорды па- раопота. Расположение центра тяжести ЛА ниже чем на 0,5 хорды пара- шюта добавляет устойчивости на марше и при парашютировании, снижая раскачку и вероятность переворачивания

Так же возможен вариант ЛА, в котором удельная нагрузка на пара- плот не более 12 кг/мч Снижение удельной нагрузки уменьшает скорость I mpai и ютироваиия ЛА, уменьшая риск для людей и объектов внизу.

Возможен вариант ЛА в котором зазор между корпусом и парадво- том не менее 0,9 высоты корпуса. Это уменьшает положительную интер- ференшно воздуха и улучшает обдув парашюта.

Возможен вариант Л А, в котором управляющие плоскости располо- жены над парашютом (в тени парашюта при парашютировании). Это мак- сим ал ьно снижает влияние управляющих плоскостей при аварийном па- рапво тпрозании ЛА.

Возможен вариант Л А, в котором крыло имеет V или W-образный профиль. Описанное повышает устойчивость, позволяет’ стабилизировать как полег так и аварийное снижение ЛА.

Возможен вариан т ЛА, в котором парашют имеет выпуклую вверх форму.

Возможен вариант ЛА, в котором имеется минимум один маршевый двигатель с вектором т яги направленным вдоль хорды крыла +/~ 12°. Та- кой угол обеспечивает возможность полета в самолетном режиме с ком- некеацпей возможных шжирующих/кзбрирующих момен тов. Два марше- вых двигателя, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль попе- речной оси парашюта, обеспечивают горизонтальную курсовую устойчи- пость лета гельного аппарата из-за управления разностью тяги.

Возможен: вариант Л А, в котором силовая установка имеет не менее двух моторов с пропеллерами вертикального взлета и посадки с резуяъти- руюшим вектором тяги, направленным вдоль вертикальной оси, проходя- щей через аэродинамический фокус и центр тяжести летательного аппа- рага.

Возможен вариант ЯЛ, в котором подкосы имеют сечение круге или

КУН : и .

Изобретение поясняется чер тежами.

На фиг. i представлен вид спереди ЛА ( щели условно не показаны), на фнг.2 вид сверху ЛА (шели условно не показаны), на фиг.З вариант движения потоков воздух и через щели, вид сбоку.

Л А состоит из силовой установки, расположенной в плоскости па~ рашгата 1, соединенного с корпусом 3 подкосами 5 (Фиг. ! ). В нижней чести корпуса 3 расположена зона деформации 4. Система управления расположена в корпусе (условно не показана) и управляет рулевыми по- веокноетями 8. ЦТ центр тяжести ЛА 6 расположен вертикально ниже аз~ родиаамического фокуса ЛА 7. Парашют 1 имеет щели 2 и рулевые по- верхноети 8 (Фиг. 2 к Силовая установка (или несколько) вращает пропел- леры вертикального взлета К). Возможен вариант исполнения Л А с мар- ; левыми двигателями 9.

Пример работы ЛА в аварийных ситуациях:

При отказе электроники ЛА и отключении силовой установки, про- пеллеры останавливаются (не способны самостоятельно вращаться по инерции). ЛА переходит в режим парашютирования. В случае, если пме- дась горизонтальная скорость - корпус 3 о клоняется вперед, угол атаки парашюта ; сильно узел и писается (аэродинамический фокус 7 в проекшш на горизонтальную ось естественным образом занимает положение позади ценя pa тяжести, происходит быс трый сброс горизонтальной скорос ти). По мере снижения горизонтальной скорости Л А ное те пенно переходит в вер·· тихалы й режим снижения. Если горизонтальная составляющая скорости отсутствовала, ЛА сразу переходит в режим вертикального парашютиро- ваиия. Отличительной особенностью парашютирования с предложенным крылом является разворачивание воздушного потока I I вдоль верхней по- верх кости парашюта 1 благодаря щелям 2 (Фиг. 3). В результате возникает более высокое давление воздуха у нижней кромки (сжатие набегающего по тока и низкая скорост ь у нижней кромки) и очень низкое у верхней кромки, ведь воздух под большим давлением и с разгоном устремляется вдол ь верхней поверхности парашют а 1 , Это создает разность давлений существенно выше, чем у обычного парашюта, а как следствие - снижает скорос ь падения.

Таким образом, обеспечивается автоматический переход в режим пассивного парашютирования без использования системы управления. При аварии Л А вертика ьно планирует. Щели 2 обеспечивают пркемле- мые скорости парашютирования при минимальной площади парашюта 1.

Созданы рабочие модели ЛА, работающие по данной схеме. Йены- танин доказали что данная конструкция ЛА вертикально снижае тся при отключении силовой установки даже при боковом ветре.

Изобретение может быть реализовано на извест ном промышленном оборудовании.

Источники информации, принятые во внимание:

1 . Заявка RU 2014 ! 05932 А.

2. Заявка RU 2014109543 А.

Д Патент CN 107585303— прото пит.