Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
AIRCRAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/093923
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to aviation engineering. The inventive aircraft comprises a fuselage and the main wings which are attached thereto and each of which is a transformable wing. The air craft is a monoplane, wherein the central plane is rigidly connected to the fuselage and is used as a bearing structural member, the upper and lower planes are interconnected by means of tie rods one end of each of which is pivotally connected to the upper plane and the opposite end is pivotally connected to the lower plane. Each tie rod in the middle portion thereof is pivotally connected to the central plane. The axes of rotation of the tie rods in plane are arranged at an angle to the leading edge of the central plane in such a way that, when the tie rods turn about the axes of rotation, it makes it possible to transform the main wings from the folded position into an unfolded position, to transform the aircraft from a monoplane into a triplane aircraft and simultaneously to modify the extend of the main wings. The invention makes it possible to improve the aerodynamic quality of an air craft.

Inventors:
AFANASYEV SERGEY NIKOLAEVICH (RU)
Application Number:
PCT/RU2008/000021
Publication Date:
July 30, 2009
Filing Date:
January 21, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
AFANASYEV SERGEY NIKOLAEVICH (RU)
International Classes:
B64C3/38
Foreign References:
GB109335A1917-09-13
GB652911A1951-05-02
RU2148526C12000-05-10
Download PDF:
Claims:

формула изобретения

1. летательный аппарат, включающий фюзеляж и соединенные с ним основные крылья, причем каждое основное крыло является трансформируемым и содержит три плоскости, образующие три слоя крыла в его сложенном состоянии, при котором летательный аппарат представляет собой моноплан, при этом средняя плоскость жестко соединена с фюзеляжем летательного аппарата и является несущим силовым элементом, а верхняя и нижняя плоскости соединены друг с другом посредством силовых тяг, причем один конец каждой силовой тяги шарнирно соединен с верхней плоскостью, а противоположный конец силовой тяги шарнирно соединен с нижней плоскостью, при этом каждая силовая тяга в своей средней части посредством оси шарнирно соединена со средней плоскостью и оси вращения всех силовых тяг в плане расположены под углом относительно носовой кромки средней плоскости с возможностью трансформации основных крыльев при повороте всех силовых тяг относительно осей вращения из сложенного состояния в разложенное состояние при трансформации летательного аппарата из моноплана в триплан, с возможностью изменения при этом размаха основных крыльев.

2. летательный аппарат по п.l, отличающееся тем, что оси вращения всех силовых тяг расположены под прямым углом относительно носовой кромки средней плоскости.

3. летательный аппарат по п.l, отличающееся тем, что оси вращения всех силовых тяг расположены под тупым углом относительно носовой кромки средней плоскости.

4. летательный аппарат по п. I 5 отличающееся тем, что оси вращения всех силовых тяг расположены под острым углом относительно носовой кромки средней плоскости.

5. летательный аппарат по п.l, отличающееся тем, что каждая силовая тяга имеет н-образную форму, причем одна пара концов н-образной силовой тяги шарнирно соединена с верхней плоскостью, а противоположная пара концов силовой тяги шарнирно соединена с нижней плоскостью, при этом перекладина является осью вращения н-образной силовой тяги, образующей ее шарнирное соединение со средней плоскостью крыла.

6. летательный аппарат по п.l, отличающееся тем, что одна из силовых тяг механически связана с основной стойкой шасси для использования системы уборки-выпуска шасси в качестве привода трансформации крыла.

7. летательный аппарат по п.l, отличающееся тем, что все шарнирные соединения силовых тяг выполнены с возможностью поворота силовых тяг на угол 180+20° для обеспечения максимального размаха основного крыла в крейсерской конфигурации.

8. летательный аппарат по п.l, отличающееся тем, что на нижней плоскости закреплен дополнительный топливный бак, или емкость для химикатов, или емкость для воды, или подвесное вооружение. 9. летательный аппарат по п.l, отличающееся тем, что при фиксации силовых тяг на промежуточных углах поворота все три плоскости выполняют функцию интерцепторов.

Description:

летательный аппарат

область техники

изобретение относится к авиастроению и может быть использовано при создании летательных аппаратов (ла) различной грузоподъемности и различного назначения.

уровень техники

по типу крыла ла подразделяются на монопланы, бипланы и трипланы, которые обладают и преимуществами и недостатками.

моноплан отличается высокой крейсерской скоростью и обладает хорошими экономическими показателями. для обеспечения безопасности при выполнении взлета и посадки скорость ла не должна быть очень высокой. для снижения скорости на этих этапах полета предназначена механизация крыла, включающая в себя предкрылки и закрылки, представляющие собой достаточно сложные узлы, имеющие немалый вес и достаточно непростое управление. применение в конструкции ла предкрылков и закрылков позволяет значительно снижать скорость при взлете и посадке, однако скорость все равно остается достаточно высокой. для самолетов средней и большой грузоподъемности она составляет около 220-270 км/ч и нештатные ситуации, возникающие во время взлета и посадки на таких скоростях, иногда приводят к серьезным поломкам ла, а иногда и к катастрофам. для обеспечения безопасности при выполнении взлета и посадки на таких скоростях требуемая длина взлетно- посадочной полосы (впп) составляет около 3000 м. современный аэродром имеет, как правило, более одной впп. строительство и эксплуатация таких аэродромов обходится очень дорого.

в состав конструкции биплана могут входить предкрылки и закрылки. конструкция триплана наиболее проста и, как правило, не имеет ни предкрылков, ни закрылков. большая площадь крыла бипланов и в еще большей степени - трипланов, позволяет выполнять взлеты и посадки на малых скоростях, поэтому требуемая длина впп для таких JIA значительно меньше, чем требуемая длина впп для монопланов. однако конструкции бипланов и трипланов имеют достаточно большой коэффициент лобового сопротивления, что не позволяет выполнять крейсерский полет на высоких скоростях, поэтому в современных условиях данные схемы не нашли массового применения.

раскрытие изобретения

целью изобретения является создание конструкции JIA, сочетающей в себе свойства моноплана и триплана. сущность изобретения заключается в том, что основные крылья JIA являются трансформируемыми и каждое основное крыло содержит три плоскости. в сложенном состоянии три плоскости каждого основного крыла образуют три слоя крыла (фиг 1), при котором JIA представляет собой моноплан. средняя плоскость 1 (фиг. 1) является несущим силовым элементом и жестко соединена с фюзеляжем JIA. верхняя плоскость 2 и нижняя плоскость 3 (фиг. 1) соединены друг с другом посредством нескольких силовых тяг, причем один конец каждой силовой тяги шарнирно соединен с верхней плоскостью, а противоположный конец силовой тяги шарнирно соединен с нижней плоскостью. каждая силовая тяга в своей средней части посредством оси шарнирно соединена со средней плоскостью. на средней плоскости имеются специальные пазы, предназначенные для размещения силовых тяг при

сложенном состоянии основного крыла. при повороте всех силовых тяг относительно осей вращения происходит трансформация основных крыльев из сложенного состояния в разложенное состояние (фиг. 2) и происходит трансформация JlA из моноплана в триплан. оси вращения всех силовых тяг на одном основном крыле в плане параллельны друг другу и расположены под определенным углом γ относительно носовой кромки средней плоскости. условно будем считать прямой линией носовую кромку средней плоскости в плане. условимся, что угол γ в плане образуется следующим образом: ось вращения силовой тяги продлевается до пересечения с носовой кромкой средней плоскости и угол γ замеряется между линией носовой кромки средней плоскости, исходящей от точки пересечения в направлении фюзеляжа JIA, и линией, являющейся продолжением оси вращения силовой тяги. угол γ может быть прямым, тупым или острым и в значительной мере разновидность и величина угла γ будет зависеть от угла стреловидности крыла. при прямом крыле угол γ, вероятнее всего, будет прямым, при прямой стреловидности крыла - тупым или прямым, при обратной стреловидности крыла - острым или прямым. каждая силовая тяга может иметь н-образную форму (фиг. 3). при такой конструкции силовой тяги количество силовых тяг на одном основном крыле должно составлять, по меньшей мере, две. одна пара концов H- образной силовой тяги посредством шарниров 4 соединена с верхней плоскостью, а противоположная пара концов силовой тяги посредством шарниров 5 соединена с нижней плоскостью. перекладина 6 является осью вращения н-образной силовой тяги, образующей ее шарнирное соединение со средней плоскостью

крыла. вал 7 силовой тяги является продолжением перекладины 6

(фиг. 3). редуктор привода трансформации крыла, предназначенный для поворота силовой тяги, расположен в зоне утолщения среднего крыла и посредством вращения вала 7 обеспечивает поворот силовой тяги относительно ее оси вращения. при повороте всех силовых тяг происходит трансформация основных крыльев с изменением их размаха. в сложенном состоянии все три плоскости могут быть зафиксированы между собой замками сложенного состояния основного крыла. существует несколько схем ла, конструкция которых включает основные трансформируемые крылья. рассмотрим подробнее их кинематические схемы и особенности каждой из них.

CXEMA JNOI конфигурация на стоянке: фигура 4. взлетно-посадочная конфигурация: фигура 5. крейсерская конфигурация: фигура 4. особенности схемы JVbI : данная схема является единственной из рассматриваемых ниже схем, где возможно расположение двух турбовинтовых двигателей на основных крыльях ла.

схема Jfo.2

конфигурация на стоянке: фигура 6. взлетно-посадочная конфигурация: фигура 7. крейсерская конфигурация: фигура 6. особенности схемы JN°2: данная схема является единственной из рассматриваемых схем, где возможно расположение двух или четырех турбореактивных двигателей на основных крыльях ла.

схема J\°3.

конфигурация на стоянке: фигура 8. взлетно-посадочная конфигурация: фигура 8. крейсерская конфигурация: фигура 9. особенности схемы Nзз : в данной схеме на каждом основном крыле JIA одна из силовых тяг механически связана с основной стойкой шасси для использования системы уборки-выпуска шасси в качестве привода трансмиссии крыла. в данной схеме процесс уборки и выпуска левой и правой основных стоек шасси JIA должен быть синхронизирован. верхняя полочка ниши 8 может быть использована в качестве столика буфета-кухни, где 9 - уровень пола (фиг. 9). данная схема является простой, надежной и дешевой.

схема N24 конфигурация на стоянке: фигура 10. взлетно-посадочная конфигурация: фигура 11. крейсерская конфигурация: фигура 10. особенности схемы N°4: данная схема отличается тем, что верхняя и нижняя плоскости имеют максимально возможную площадь и во взлетно-посадочной конфигурации происходит практически тройное увеличение площади основного крыла, что позволяет очень значительно снизить скорости взлета и посадки в сравнении с классическим JIA, имеющим крыло равного размаха.

схема JV°5 конфигурация на стоянке: фигура 12. взлетно-посадочная конфигурация: фигура 13. крейсерская конфигурация: фигура 14. особенности схемы JVs5: основным достоинством данной схемы является то, что в конфигурации на стоянке данный JIA

имеет компактный размах основных крыльев. такой JIA занимает меньше места на стоянке, для него нужен ангар меньшего размера. позиции 10, расположенные на консолях нижних плоскостей (фиг. 12), могут быть использованы в качестве: 1. дополнительных топливных баков.

2. емкостей для химикатов.

3. емкостей для воды.

4. подвесного вооружения.

для обеспечения максимального размаха основного крыла при трансформации JlA из конфигурации на стоянке (фиг. 12) в крейсерскую конфигурацию (фиг. 14) все шарнирные соединения силовых тяг выполнены с возможностью поворота силовых тяг на угол 180+20°, что обеспечивает снятие дополнительных нагрузок с шарнирных соединений при крайних положениях силовых тяг. данная схема JIA удобна для наземного обслуживания позиций 10. в крейсерской конфигурации происходит смещение позиций 10 ближе к фюзеляжу JIA (фиг. 14), что улучшает устойчивость JIA по крену. при фиксации силовых тяг на промежуточных углах поворота все три плоскости выполняют функцию интерцепторов (фиг. 15). данная схема является самой оптимальной из рассмотренных выше схем для применения в палубной авиации.

вывод

конструкция JIA, включающая основные трансформируемые крылья, позволяет выполнять взлет и посадку на скоростях триплана, а крейсерский полет - на скоростях моноплана. такой JIA обладает хорошими экономическими показателями и, имея большой взлетный вес, может эксплуатироваться с коротких Bl JIl. низкие скорости взлета и посадки JIA самым положительным

образом влияют на безопасность полетов и снижают динамические нагрузки на вгш. при выполнении взлетов и посадок на малых скоростях значительно увеличивается срок службы покрышек и тормозных устройств JIA. один простой механизм трансформации основного крыла заменяет сразу три достаточно сложных механизма моноплана - предкрылки, закрылки и интерцепторы. при такой конструкции JIA можно отказаться от достаточно сложных систем реверсирования тяги двигателей или использовать их только в случае крайней необходимости. механизм трансформации крыла предельно прост и надежен. в данной конструкции JIA отсутствуют дорогие детали. современные композитные материалы без проблем позволят создать тонкие и прочные плоскости трансформируемого крыла.