Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING CRAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/158067
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to the field of aircraft engineering and, more specifically, to vertical take-off and landing aircraft. The aircraft comprises a body having a round or elliptical shape with a convex upper surface and a flat lower surface with a downward projecting central part in which a cockpit with a control system and a propulsion section are located. The body is provided with four vertical annular through openings, in which four airscrews are mounted horizontally such as to be capable of rotating from a horizontal plane into a vertical plane. Two airscrews are mounted vertically at the front and rear of the body such as to be capable of rotating from a vertical plane into a horizontal plane. All of the airscrews have a collective pitch which can be varied either jointly or separately, and are caused to rotate by two engines via a transmission. The aircraft is equipped with a hydraulic system, an autopilot, an emergency parachute, a surveillance system, and gunpowder emergency engines. An increase in the manoeuvrability of the aircraft is achieved as well as a greater degree of flight safety.

Inventors:
DUROV PETR IVANOVICH (RU)
Application Number:
PCT/RU2012/000379
Publication Date:
November 22, 2012
Filing Date:
May 15, 2012
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DUROV PETR IVANOVICH (RU)
International Classes:
B64C29/00
Domestic Patent References:
WO2005037644A12005-04-28
Foreign References:
RU2264951C12005-11-27
RU2305649C22007-09-10
RU2284284C22006-09-27
RU2248307C12005-03-20
RU2086471C11997-08-10
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

Летательный аппарат вертикального взлёта и посадки содержащий корпус, кабину с системой управления, силовой отсек, гидравлическую систему, воздушные винты, вертикальные кольцевые сквозные отверстия, отличающийся тем, что корпус выполнен круглой формы или в форме эллипса, с выпуклой верхней поверхностью и плоской нижней поверхностью с выступающей вниз его центральной частью, где расположены кабина с системой управления и силовой отсек с установленными в нём двумя двигателями, от которых вращение передаётся через трансмиссию на шесть воздушных винтов способных изменять общий шаг, как совместно так и раздельно, из которых четыре воздушных винта с смонтированными вокруг них аэродинамическими профилированными кольцами установлены внутри четырёх вертикальных кольцевых сквозных отверстий в корпусе, в горизонтальной плоскости и симметрично осям этих отверстий с возможностью каждого воздушного винта, раздельно от других поворачиваться из горизонтальной плоскости в вертикальную плоскость, причём два воздушных винта поворачиваются относительно продольной оси корпуса, а два других воздушных винта поворачиваются относительно поперечной оси корпуса, при этом четыре вертикальных кольцевых сквозных отверстия выполнены в корпусе между кабиной и краем корпуса симметрично относительно продольной и поперечной осям корпуса, а пятый и шестой воздушные винты установлены с лобовой и кормовой сторон корпуса в вертикальной плоскости симметрично продольной оси корпуса с возможностью каждого воздушного винта, раздельно от другого, поворачиваться из вертикальной плоскости к горизонтальной плоскости, кроме того на нижней поверхности выступающей центральной части корпуса выполнены четыре выдвижные шасси, а также летательный аппарат дополнительно снабжен не менее, чем одним аварийным парашютом с пиропатроном, закреплённым в центральной части на верхней поверхности корпуса и накрытым откидным обтекаемым прозрачным куполом, а также установленными на нижней поверхности корпуса четырьмя пороховыми аварийными двигателями и смонтированными под прозрачным обтекаемым куполом, на нижней поверхности выступающей центральной части корпуса и с задней стороны кабины видеокамерами системы обзора.

Description:
АППАРАТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЁТА И ПОСАДКИ

Изобретение относится к области авиастроения, а именно к летательным аппаратам вертикального взлёта и посадки различного назначения.

Известен летательный аппарат вертикального взлёта и посадки Curtiss Wright VZ-7 (США), состоящий из прямоугольного центрального планера, на котором размещены открытый пост управления и кресло пилота. В передней части планера справа и слева размещены угловые редукторы, на валах которых закреплены воздушные винты с возможностью их вращения. В хвостовой части планера также справа и слева размещены угловые редукторы с воздушными винтами имеющими возможность вращения. Воздушные винты посредством редукторов и валов связаны с силовой установкой размещённой внутри планера. Такая кинематическая схема обеспечивает синхронизацию оборотов всех четырёх винтов. Управление таким аппаратом обеспечивается путём дифференциального изменения тяги передних и задних винтов пропорционально их шагу, задаваемому командными органами управления, см. Всемирную сеть Internet file://E:/TMP/Curtiss- Wright VZ-7.htm/. Однако данная конструкция аппарата вертикального взлёта и посадки не даёт уверенной безопасности пилоту в случае неисправностей и отказа работы двигателя. Данный аппарат обладает низкой скоростью полёта при чрезвычайно малом потолке, который достигался им.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является выбранный в качестве прототипа самолёт с вертикальным взлётом и посадкой описанный в патенте WIPO NQWO2005037644, 2005. Самолёт содержит корпус в форме плоского диска, в центральной части на верхней поверхности в корпусе расположена кабина с системой управления, а на нижней поверхности в корпусе находится силовой отсек. В корпусе между кабиной и краем диска концентрически расположены пять вертикальных кольцевых сквозных отверстий, в которых расположены воздушные винты установленные на двигатели. Двигатели с винтами имеют возможность поворота с помощью гидравлической системы из горизонтальной в вертикальную плоскость, а передний двигатель, с винтом используемый ещё и в качестве руля, через червячную передачу может поворачиваться на 90 градусов вокруг вертикальной оси. Четыре двигателя связаны попарно двумя поперечными осями, а сами оси соединены тросом. Это обеспечивает их совместный поворот из горизонтальной в вертикальную плоскость. Все двигатели связаны с помощью гидравлической системы с системой управления. Недостатками такого самолёта является его низкая маневренность на различных режимах полёта, из-за жёстко связанных между собой всех двигателей с винтами, потеря управляемости самолёта в случае выхода из строя двигателя с винтом, используемым в качестве руля, а также большой вес самолёта ввиду большого количества двигателей и генератора.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание конструкции летательного аппарата вертикального взлёта и посадки с более высокими лётными характеристиками.

Технический результат обеспечиваемый изобретением заключается в повышении маневренности летательного аппарата вертикального взлёта и посадки и достижении более высокого уровня безопасности полёта.

Поставленная техническая задача достигается тем, что сконструированный летательный аппарат вертикального взлёта и посадки содержит корпус круглой формы или в форме эллипса, с выпуклой верхней поверхностью и плоской нижней поверхностью с выступающей вниз его центральной частью, где расположены кабина с системой управления и силовой отсек. В корпусе симметрично относительно продольной и поперечной осям, между кабиной и краем корпуса, выполнены четыре вертикальных кольцевых сквозных отверстия, внутри отверстий вдоль их диаметров расположенных вдоль продольной и поперечной осям корпуса проходят четыре оси из труб с площадками в центральной части, на которых закреплены четыре угловые редуктора, на выходных валах которых в горизонтальной плоскости закреплены четыре воздушные винта, симметрично осям этих отверстий, а концы осей из труб установлены в подшипниковых опорах, закреплённых на краях этих отверстий, что обеспечивает возможность поворота двух воздушных винтов вокруг продольной оси корпуса, а двух других воздушных винтов вокруг поперечной оси корпуса. Приводные валы угловых редукторов соединены с введёнными внутрь осей из труб трансмиссионными валами от главного редуктора. Такая конструкция позволяет каждому воздушному винту, раздельно от других воздушных винтов, с помощью своего механизма поворота смонтированного на выступающем за подшипниковую опору внутреннем конце оси из труб, на которой закреплён угловой редуктор с этим воздушным винтом, поворачиваться из горизонтальной плоскости в вертикальную плоскость. Края корпуса и кромки вертикальных кольцевых сквозных отверстий округлены. С лобовой и кормовой сторон корпуса вдоль продольной оси смонтированы лобовой и кормовой механизмы поворота на выходных валах которых установлены симметрично продольной оси в вертикальной плоскости два воздушных винта имеющие возможность каждый, раздельно от другого, с помощью своего механизма поворота поворачиваться из вертикальной плоскости к горизонтальной плоскости. Вращение всех шести воздушных винтов осуществляется от двух двигателей, один из которых основной рабочий и двигатель, используемый в качестве пускового и аварийного в случае отказа основного рабочего двигателя, через трансмиссию, а двигатели установлены в силовом отсеке летательного аппарата. Работа механизмов поворота воздушных винтов осуществляется с помощью гидропривода. Все воздушные винты способны изменять общий шаг, как совместно так и раздельно. Вокруг четырёх винтов находящихся внутри отверстий корпуса смонтированы аэродинамические профилированные кольца закреплённые на осях из труб и используемые также в качестве защитных. На выпуклой верхней поверхности в центральной части корпуса смонтирован откидной обтекаемый прозрачный купол, под которым закреплён не менее чем один аварийный парашют летательного аппарата с пиропатроном, а по периметру под куполом установлены видеокамеры системы обзора выведенные на монитор в кабину управления. На нижней поверхности силового отсека выполнены четыре выдвижных шасси летательного аппарата. На нижней поверхности по краю корпуса установлены четыре аварийных пороховых двигателя. Летательный аппарат снабжён автопилотом с функцией стабилизации горизонтального положения. Летательный аппарат вертикального взлёта и посадки изготавливается из материалов применяемых в авиации. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображён летательный аппарат, вид сбоку с частично снятой обшивкой боковой и верхней поверхностей корпуса; на фиг.2 изображён летательный аппарат, вид сверху с частично снятой обшивкой верхней поверхности корпуса; на фиг.З изображён летательный аппарат, вид спереди.

Летательный аппарат вертикального взлёта и посадки содержит корпус 1 круглой формы или в форме эллипса, с выпуклой верхней поверхностью и плоской нижней поверхностью, с выступающей вниз его центральной частью, в которой расположены кабина с системой управления 17 и силовой отсек 2. Внутри силового отсека 2 установлен основной рабочий двигатель 18 соединённый через первую муфту сцепления 19, проходной вал промежуточного углового редуктора 26 и вторую муфту сцепления 33 с двигателем 20, используемым в качестве пускового и аварийного, а выходной вал промежуточного углового редуктора 26 соединён с главным трансмиссионным валом 21 (фиг.1). В корпусе 1 выполнены четыре вертикальные кольцевые сквозные отверстия 3, в которых расположены воздушные винты 4,5,6,7. Воздушные винты 4,5 закреплены каждый на выходном валу своего одного из двух угловых редукторов 23, а воздушные винты 6,7 закреплены каждый на выходном валу своего одного из двух угловых редукторов 27, при этом четыре редуктора 23,27 закреплёны каждый на площадке своей поворотной оси из труб 24. Концы поворотных осей 24 установлены в подшипниковых опорах 25 и имеют выступающие за опоры подшипников 25 в сторону центра летательного аппарата концы, на которых смонтированы поворотные механизмы 11. Вокруг воздушных винтов 4,5,6,7 установлены профилированные кольца 16. С лобовой и кормовой сторон корпуса 1 смонтированы лобовой и кормовой механизмы поворота 10, на выходных валах которых установлены воздушные винты 8,9, один из которых 8, тянущий, а второй 9, толкающий. В центральной части корпуса 1, над кабиной 17, установлен главный редуктор 22, входной вал которого через главный шарнир равных угловых скоростей 31, соединен с выходным концом главного трансмиссионного вала 21, а четыре выходных вала главного редуктора 22, соединены каждый через свой шарнир равных угловых скоростей 28 со своим одним из четырёх трансмиссионных валов 29 выходные концы которых введены внутрь четырёх осей из труб 24 и соединены с приводными валами двух угловых редукторов 23 и двух угловых редукторов 27. Проходные валы двух угловых редукторов 27 каждый через свой трансмиссионный вал 30 соединены с приводными валами лобового и кормового механизмов поворота 10 (фиг.2). На верхней выпуклой поверхности корпуса 1 в центральной части установлен откидной обтекаемый прозрачный купол 32, под которым смонтированы не менее чем один аварийный парашют 12 с пиропатроном и видеокамеры 13 системы обзора (фиг.З). С нижней стороны по краю корпуса 1 установлены четыре пороховых аварийных двигателя 14. На нижней поверхности выступающей части корпуса 1 выполнены четыре выдвижных шасси 15 и смонтированы две видеокамеры 13 системы обзора. С задней стороны кабины 17 смонтированы две видеокамеры 13 системы обзора .

Летательный аппарат вертикального взлёта и посадки работает следующим образом. При стоянке летательный аппарат опирается на четыре колеса выдвижных шасси 15. Перед выполнением взлёта пилот производит запуск.пускового двигателя 20 от которого, через муфты сцепления 19,33 и промежуточный угловой редуктор 26, запускается основной рабочий двигатель 18, после запуска которого пусковой двигатель 20 отключается. При вертикальном взлёте практически вся потребная для взлёта мощность передаётся от основного рабочего двигателя 18 на воздушные винты 4,5,6,7, которые вращаются с взлётной частотой. Углы общего шага воздушных винтов 8,9 устанавливаются пилотом с помощью системы управления таким образом, чтобы эти винты не создавали силы тяги. Подъём летательного аппарата и его висение над поверхностью обеспечивается путём дифференциального изменения тяги воздушных винтов 4,5,6,7 пропорционально их шагу и устанавливается пилотом с помощью системы управления. После подъёма пилот убирает шасси 15 и начинает разгон летательного аппарата вперёд ,с режима висения, путём увеличения углов общего шага воздушных винтов 8,9 и после достижения летательным аппаратом скорости горизонтального полёта, при которой аэродинамическая подъёмная сила удерживает летательный аппарат в самолётном режиме полёта, увеличение его скорости производится поворотом воздушных винтов 4,5 из горизонтального в вертикальное положение с помощью системы управления. При этом практически вся мощность основного рабочего двигателя 18 передаётся на воздушные винты 8,9,4,5, а воздушные винты 6,7 используются для разворотов летательного аппарата по курсу. Разворот производится путём перевода воздушных винтов 6 или 7 из горизонтального в вертикальное положение. Разворот можно выполнить также с помощью изменения шага лопастей воздушных винтов 4 и 5 дифференциально, то есть с увеличением шага на одном из винтов и с соответствующим уменьшением шага на другом. Создаваемый таким образом путевой момент разворачивает летательный аппарат в нужную сторону. Для набора высоты или снижения пилот изменяет угол поворота воздушных винтов 8,9 или общий шаг воздушных винтов 6,7. Летательный аппарат может двигаться в обратном направлении без разворота, для чего воздушные винты 4,5,6,7 пилот переводит в горизонтальное положение, а для торможения летательного аппарата воздушные винты 8,9 переводит в реверсивный режим изменяя их общий шаг и после остановки летательный аппарат производит движение назад за счёт обратной тяги воздушных винтов 8,9 и поворота воздушных винтов 4,5 на обратное движение. Маневрирование летательного аппарата может производиться различными комбинациями установки воздушных винтов и изменением углов их общего шага. При посадке летательного аппарата пилот уменьшает скорость полёта и при снижении аэродинамической подъёмной силы переводит воздушные винты 4,5,6,7 в горизонтальное положение и по мере снижения горизонтальной скорости полёта летательный аппарат переводит в режим висения и после выпуска шасси 15 приземляет.




 
Previous Patent: AMMUNITION

Next Patent: AMMUNITION