Летательный аппарат

. ЬЬ 32 АТ к авиационной льным эппара- противоположв для созданияЦель - улучшектеристик, Леит корпус 1, в ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АП(57 Изобретение относится те нике, в частности к летат там с парой вращающихся в ны стороны несущих винт по ъемной и движущей силлетно-технических харельный аппарат содерж ни та(21 (22 (46 (31 (32 (33 (73 (75 (56 ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНО МСТВО СССРПАТЕНТ СССР) 4743795 19.04.90 30.08.93 1492/89 19.04.89 СН СКИ Дис Франц Б Патент С, Холдинг СА (СН)хер (СН)ШД Ф 2953320, кл, 244-12, 1960 Ы 1838180 А котором расположена пара несущих винтов 2 и 3, Корпус выполнен дискообразным. Кольцевая внешняя часть 4 корпуса образована наружной оболочкой 5 с воздухозаборниками. Каждый из несущих винтов 2 и 3 имеет внутреннее приводное кольцо и направляющую, между которыми простираются лопасти несущих винтов 2 и 3, С приводными кольцами обоих несущих винтов входит в зацепление общий привод 8, В корпусе ниже плоскости несущих винтов 2 и 3 в секторах расположены в виде жалюзи тангенциально проходящие регулируемые ламели 15. В центре летательного аппарата, в зоне центра тяжести расположена кабина 6, радиально образованная центральным отверстием двенадцатиугольной цилиндрической несущей части 7, 7 з.п,ф-лы, 10 ил., ул,Гагарина, 101 Заказ 2894 ВНИИПИ Тираж арственного комитета и 113035, Москва, Ж Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб., 4/5Изобретение относится к авиационной технике, в частности к летательным аппаратам с парой вращающихся в противоположном направлении несущих винтов для создания подъемной и движущей сил.Целью изобретения является улучшение летно-технических характеристик.На фиг,1 изображен вид радиального разреза летательного аппарата в соответствии с первым примером выполнения; на фиг,2- частичный вид в соответствии с фиг.1 в увеличенном масштабе; на фиг.З - то же, план; на фиг.4 - то же, вид снизу; на фиг.5 - детальное изображение. ламелей, а также несущего винта и его узла крепления; на фиг.6 - вид радиального разреза второго примера выполнения летательного аппарата в соответствии с изобретением с турбореактивным приводом; на фиг,7 - вид сверху летательного аппарата в соответствии с фиг,б с частично опущенной крышкой; на фиг,8 - схематический вид третьего примера выполнения летательного аппарата с измененными воздухопроводами; на фиг,9 - форма ламелей для секторов движущей силы в открытом состоянии;на фиг,10- форма ламелей для секторов движущей силы в , закрытом состоянии,Летательный аппарат содержит корпус1, в котором расположена пара несущих винтов 2 и 3, вращающихся в противоположные стороны Корпус выполнен дискообразным. Кольцевая внешняя часть 4 корпуса образована наружной оболочкой 5 с воздухозаборниками, которые, например, могут быть выполнены в аиде расположенных по секторам ячеистых решеток. В центре летательного аппарата, в зоне центра тяжести расположена кабина 6, радиально образованная центральным отверстием двенадцатиугольной цилиндрической несущей части 7. В нижней части кабины размещен общий для обоих винтов приводной агрегат 8, В кабину имеется доступ сверху и место 9 для , двух человек,На кольцевой внешней части 4 предусмотрены неподвижные направляющие 10, по которым движутся внешние ролики 11, которые расположены снаружи на лопастях несущих винтов 2 и 3, Направляющие 10, а также рабочие поверхности опорных роликов 11 оснащены поглощающим шумы эластомерным материалом, например устойчивым каучуком, как, например, неопрен, От направляющих 10 лопастей несущего винта можно отказаться, если последние выполнены достаточно жесткими, так, что их отклонение под нагрузкой остается в пределах заданных конструкцией допусков. На несущей части 7 предусмотреныопорные ролики 12, на которых своими внутренними приводными кольцами 13 установлены несущие винты 2 и 3. С целью5 восприятия осевых усилий эти ролики 12установлены наклонно относительно плоскости несущих винтов. Предпочтительноприводные кольца 13 могут непосредственно образовывать части самой опоры. Приводные кольца 13 находятся в зацеплении сзубчатыми, колесами 14.В корпусе 1 ниже плоскости несущихвинтов 2 и 3 в секторах расположены выполненные в виде жалюзи, тангенциально про 15 ходящие регулируемые ламели 15, Впредставленном примере выполнения сектора имеют угол ЗОО, так что в целом получается 12 таких секторов, В секторах размещаютсервоприводы 16. Несущая часть 7 соедине 20 на с кольцевой внешней частью 4 корпуса 1пОсредством силовых балок 17 треугольногопрофиля,В представленной конструкции можноразличать сектора, которые предназначены25 только для создания подьемной силы в режиме записания и сектора, которыми можноуправлять дополнительно с целью созданиядвижущей силы, К первой группе относятсясектора а, Ь, б, е, 9, й, К 1. Ламели 15 в этих30 секторах с помощью тяг 18, 19 могут перемещаться парами соосно относительноструи От несущего винта,Тяги 18, 19 с целью перемещения ламелей соответственно соединены с сервопри 35 водом 16 каждого сектора, Упомянутаясоосная установка парами способствует тому, что упомянутые сектора первой группыне создают компонентов движущей силы, ав каждом положении создают лишь опреде 40 ленную подъемную силу. Чтобы в режимезависания управлять положением летательного аппарата относительно горизонтальнойплоскости, ламели 15 отдельных секторов могут открываться больше или меньше, так что45 подъемная сила в соответствующем секторевозрастает или убывает. Так, например,крен, т.е, наклон вокруг продольной оси 20(фиг.4) осуществляется путем соответствующего управления секторными группами Ь, д50 и Ь, к. Движение тангажа в режиме зависания, т,е. наклон вокруг поперечной оси, осуществляется путем управления секторнымигруппами а, и б, е,В целом подъемная сила, которая выэы 55 вает вертикальный подъем или опусканиелетательного аппарата, создается коллективным открыванием или закрыванием упомянутых групп ламелей.Для создания вращения вокруг вертикальной оси в режиме висения в секторах Сины ос Ст нав ла уп по та ко 23 бы ва хо на В ре ка редусмотрены специальные лвмельгруппы 21, ламели которых проходят в овном в радиальном направлении. лками 22 обозначены выборочно устаиваемые движущие силы в соответству х секторах. Нейтральным положением елей (т.е, положением при отсутствии авляющего сигнала) в этих секторах ежиме висения является открытое ожение, из которого они отклоняются 10 ответствии с желаемыми движениями е тельного аппарата.Для стабилизации планирующего поле- могут выдвигаться расположенные в ьцевой внешней части 4 стабилизаторы 15 . Во внешней части 4, кроме того. могут ь расположены топливные баки, складыщиеся шасси 24, а также в случае необимости маршевые агрегаты 25, ример два турбореактивных двигателя. 20 оне выхода соответственно предусмотщиток 26 для отклонения струи в вертиьном направлении в режиме висения. П и этом созданная маршевыми агрегатами 5 тяга может составить лишь небольшую 25 а ть стартового веса, равную примерно 1 кгс, так как в режиме висения подъемная и ы создается преимущественно несущими и тами 2, 3. В режиме же горизонтальноголета турбореактивные двигатели берут на 30 е я создание значительной части гориэонэ ьной тяги. Вместо этого сверху на внешй части 4 могут быть установлен также здушный винт, который для режима горинтального полета может быть сочленен с 35 и иводным агрегатом.Управление осуществляется следующ м образом. Для управления в принципе н обходимо различать режим зависания иризонтальный полет. В режиме зависания 40 и дъемная сила, э также горизонтальная тясоздаются несущими винтами, в то время к к при планирующем полете существенн ю часть подъемной силы берет на себя с ответственно профилированный корпус 1 45 и внешняя часть 4, а также часть горизонт льной тяги берут на себя маршевые агрег ты 25. В соответствии с. этими двумя р зличными ситуациями полета управление т кже осуществляется соответственно дру г м способом кэк уже было подчеркнуто,В целом для обоих видов полета получае ся соответственно шесть возможностей у равления, на которые в данном примере ыполнения можно воздействовать с по ощью двух органов управления, С этой елью органы управления подключены к лектронному блоку управления, который в оответствии с программой управления риводит в действие соответствующие сер.В частности, в режиме зависсамым возможны следующие проц у равления;подъем и опускание в результате воздействия положения ламелей в секторах а, Ь, д, е, 9, й, К . В нулевом положении поддерживается режим зависания, причемс помощью датчиков положения, которые соединены со схемой управления. с помощью перемещения ламелей автоматически поддерживается горизонтальное положение,движение вперед и назад путем соответствующего отклонения ламельных групп гп и 1 из вертикального положения с помощью первого органа управления,движение влево или вправо путем соответствующего отклонения ламельных групп с ииз вертикального положения с помощью первого органа управления,вращение вокруг вертикальной оси путем соответствующего отклонения ламельных групп 21 из их вертикального положения, чтобы создать крутящий момент вокруг вертикальной оси, с помощью второго органа управления,наклон вокруг поперечной оси путем большего или меньшего закрывания ламельных групп е и 9 илии а с помощью второго срганэ управления,наклон вокруг продольной оси путем большего или меньшего закрывания лаания тем ессы ивоприводы 16 ламельных секторов. Переключение между режимом зависания и горизонтальным полетом осуществляется автоматически в зависимости от скорости горизонтального полета, как только скорость набегающего потока на профиле корпуса обеспечит соответствующую подьемную силу. Принцип действия органов управления этим не затрагивается, так что управление для обоих режимов может приводиться в действие одинаковым образом. Стабильность направления и горизонтальное положение летательного аппарата при незадействованных органах управления поддерживается известным образом с помощью автоматического управления ламелями в зависимости от датчиков положения, на которые накладываются сигналы органов управления. Первый иэ двух органов управления в форме ручки управления воздействует на горизонтальные перемещения в режиме зависания, в то время как второй орган управления, также в форме ручки управления, управляет наклонами вокруг горизонтальной и поперечной осей в режиме зависания или в режиме горизонтального полета.5 10 20 2530 35 45 50 55 мельных групп и и 1 или Ь и О с помощью второго органа управления,Соответствующие процессы управления предусмотрены в режиме горизонтального полета, причем. однако, ламели, как пояснено, занимают другие положения, При этом управление осуществляется только с помощью второго органа управления, в то время, как первый орган управления отключается. В режиме горизонтального полета вперед в описанном примере выполнения все ламели вплоть до ламелей секторов гл и 1, а также ламельные группы 21 закрыты.Они имеют остаточное открытие, вследствие чего струя от несущего винта в этих секторах отклоняется относительно направления полета вниз, Управление полетом на криволинейной траектории осуществляется изменением положения ламельных групп 21. Для наклона вокруг поперечной оси в режиме горизонтального полета соответственно больше открываются ламельные группы гп или 1; что увеличивает подьемную силу в соответствующей зоне,Профиль ламелей в этих секторах с целью лучшего отклонения струи от несущего винта может быть изогнутым таким образом, что отклонение струи осуществляется на 70 О, как показано на фиг.9 при открытом в сторону положении ламелей и на фиг.10 при закрытом положении ламелей, Тем самым могут снижаться потери в результате отклонения струи,Как следует из приведенных пояснений для соответствующих процессов управления соответственно используются в режиме зависания и в режиме горизонтального полета те же самые группы 21 ламелей, первый . раэ из открытого основного положения и в другой раз из в основном закрытого основного положения, При этом второй орган управления предусмотрен для вращения вокруг трех осей, что способствует необходимым процессам управления в режиме го. ризонтального полета,Переход от режима зависания к режимугоризонтального полета и обратно осуществляется не резко. Более того, подъемная сила из-за струи и от несущего винта постепенно снижается в то же мере путем закрывания Секторов Ь, с, б и Ь,1, К как возрастает динамическая подьемная сила в результате увеличения скорости и наоборот. При этом, в частности, при процессе перехода от режима зависания в режим горизонтального полета ламели в секторахи Ь, а также е и 9 могут устанавливаться соосно не парами, а соосно для создания соответствующей горизонтальной тяг, С помощью этих секторов, аналогично как в режиме зависания,так и при переходе к режиму горизонтального полета, можно влиять на угол наклона летательного аппарата относительно горизонтальной плоскости в направлении полета,Во втором примере выполнения летательного аппарата в соответствии с изобретением согласно фиг,б и 7 предусмотрена турбина 27, которая расположена в кабине б между сидениями, предназначена как для создания подаемной силы несущих винтов, так и для создания горизонтальной тяги. Турбина с помощью редуктора 28 (схематично) приводит в действие несущие винты, как уже было описано выше, Кроме того, отработавшие турбинные газы действуют как реактивный двигатель, причем с помощью щитков 29 струи может отклоняться в вертикальном и горизонтальном направлениях. Отверстие 30 для всасывания воздуха расположено на нижней стороне кабины. В режиме зависания щитки 29 отклоняют турбинные отработанные газы в вертикальном направлении и тем самым вносят свой вклад в создание подьемной силы (фиг,б). В режиме горизонтального полета струи отработавшего газа входит и выходит в основном горизонтально,Третий пример выполнения летательного аппарата в соответствии с изобретением с измененным расположением ламелей изображен на фиг,8, При этом сектора с идополнительно к секторам т и 1 предназначены для создания горизонтальной тяги путем отклонения струи от несущего винта, Ламели 31 в этих секторах проходят поперек направления полета и предпочтительно имеют профиль в соответствии с фиг.9 и 10, который снижает потери при отклонении 40 струи от несущего винта, Так как с помощью такого расположения в режиме горизонтального полета соответственно четыре сектора, равномерно распределенные по периметру струи от несущего винта, открыты, в корпусе несущих винтов устанавливается равномерное расп ределение давления, В остальном касательно отдельных процессов управления можно сослаться на описанные выше примеры выполнения,Выполненный описанным образом летательный аппарат может быть разработан в виде беспилотного летательного аппарата или в виде пилотируемого самолета. Данный летательный аппарат объединяет в себе преимущества вертолета с преимуществами крылатого летательного аппарата. При этом, в частности, летательный аппарат может выполнять все маневры вертолета, не создавая опасности соприкосновения с несущим винтом и не вызывая маятниковогодв ко мо ны в об ве по ма ст ву ле уд же бо по с ре 20 см но ра ст го ет ву ос ру н да с н ру в ся 30 35 40 д д щ в е у у с уг о у с з о н 45 50 55 жения относительно вертикальной оси, орое исключается с помощью управляео воздухопровода. Тем самым летатель-.аппарат, например, при использовании пасательных целях, может подлететь к 5 ектам с непосредственным соприкосноием с ними, В режиме горизонтального ета в основном могут выполняться все евры традиционного самолета. В частно- , могут осуществляться посадки на руле дорожку. При выходе из строя двигателя ательный аппарат благодаря небольшой льной нагрузке несущих плоскостей мосовершать вынужденную посадку с неьшой высоты в режиме планирующего 15 ета. Для режима планирующего полета елью управления на корпусе предусмот-. ы стабилизаторы 23.Описанный летательный аппарат, нетря на его разносторонность, экономичможет использоваться на более длинные стояния, что обеспечивается благодаря окому коэффициенту работоспособно- после перехода в режим планирующего изонтального полета. Управление являя очень простым. так как оно соответстт естественной реакции человека и ществляется исключительно с помощью , так что, в частности. отпадает надобть в приведении в действие ножных пеей, Кроме того, вследствие, в основном, метричной конструкции вращающихся ущих частей летательный аппарат консттивно прост по сравнению с традиционм самолетом, так как отдельные сектора начительной степени могут изготовлять- унифицированными.Ф о р мул а изо бр ете н и я 1, Летательный аппарат, содержащий соосных вращающихся от одного привов противоположном направлении несух винта, расположенных концентрично утри корпуса, имеющего внешнюю фор, выполненную в виде создающего подьную силу кольцевого крыла, корпус имеет равляемые воздухопроводы с ламелями, ановленными в зоне выхода струи от неих винтов с возможностью изменения а установки, и складывающееся шасси, л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью учшения летно-технических характерик, кабина размещена в центре корпуса в не его центра масс, привод установлен в секе кабины, несущие винты расположепо внешнюю сторону кабины до кольцевой внешней части в зоне воэдухопровода, разделенных на секторы посредством проходящих радиально силовых балок, соединяющих корпус с кольцевой внешней частью, при этом ламели установлены на силовых балках, эона воздуховодов разделена по крайней мере на двенадцать секторов:а, Ь, с, б, е, 1, О, Ь, 1, К 1, е, каждый из которых охватывает около ЗОО. ламели установлены в секторах (от а, Ь, б до и, ., 1, е) с возможностью попарного поворота в противоположном направлении, а по крайней мере в секторах, расположенных по продольной оси (а, 1) аппарата, и по крайней мере в некоторой части секторов О, с), расположенных поперек продольной оси, ламели установлены перпендикулярно к йродольной оси летательного аппарата с воэможностью отклонения в одном направлении, причем летательный аппарат снабжен двухрежимной электронной системой управления для горизонтального полета и режима висения.2. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в системе управления предусмотре- ны серводвигатели управления ламелями, связанные с электродистанционным пультом ручного управления в кабине пилотов,3. Аппарат по п.1,отл ича ю щи йс я тем, что система управления снабжена датчиками определения горизонтального положения аппарата и автоматического управления углом установки ламелей.4. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что каждый из несущих винтов снабжен внутренним приводным кольцом, взаимодействующим с корпусом посредством опорных роликов и связанным с приводом.5,Аппаратпоп,1,отличающийся тем, что корпус выполнен в виде правильно.го многоугольника, углы которого силовые балки связывают с кольцевой внешней частью,б. Аппарат по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что силовые балки имеют треугольный профиль,7. Аппарат по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен по крайней мере одним силовым приводом для горизонтального полета.8. Аппарат по п,1, от л и ч а ю щи й с я тем, что ламели в секторах, служащих для горизонтальной тяги, имеют криволинейный. профиль, в то время как ламели других секторов выполнены с прямолинейным профилем.