Самолет вертикального взлета и посадки

( Э 1421 А 64 5 Э 5 ОБРЕ ститу И. 1979,ЗЛЕТ ционной ано при ого взлеявляется ективноосовую и нтальное6, сило,н изо сси ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Техническая информация ЦАЬ 21, с.8.Там же, с.7.(54) САМОЛЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГОИ ПОСАДКИ(67) Изобретение относится к авиатехнике и может быть использоразработке самолетов вертикальнта и посадки. Целью изобретенияповыцение объемно-весовой эффсти. Самолет содержит крыло 1хвостовую части фюзеляжа, гори вертикальное 5 оперения, ша вую установку. состоящую из полъемномаршевого двигателя с поворотным соплом 9 и выносной форсажной камеры (ВФК), состоящей из двух агрегатов. Поворотное сопло 9 содержит клин внешнего расширения 11, дефлектор 12 и нижнюю поворотную створку 13; Каждый агрегат ВФК расположен в гондоле на крыле 1 и состоит из передней камеры с поворотным соплом 16 и нижней створкой 17, закрепленной на поворотном сопле 16, а также задней камеры с поворотным соплом, Поворотное сопло содержит верхние и нижние панели сужающейся 20 и расширяющейся 21 части и верхние панели 22. Передняя и задняя камеры разделены распределительной заслонкой. Выносная форсажная каме соединена с подъемно-маршевым двига лем трубопроводом. 2 ил.Изобретение относится к авиационнойтехнике и может быть использовано приразработке самолетов вертикального взлета и посадки СВВП).Целью изобретения является повышение объемно-весовой эффективности самолета.На фиг,1 представлена общая схема самолета, вид сбоку; на фиг.2 - общая схемасамолета, вид сверху, 10СВВП содержит крыло 1, носовую 2 ихвостовую 3 части фюзеляжа, горизонтальное 4 и вертикальное 5 оперения, шасси 6,.силовую установку 7 состоящую из ПМД,с поворотным соплом 9, и выносной форсажной камеры 10 состоящей из двух агрегатов, Поворотное сопло 9 содержит клинвнешнего расширения 11, дефлектор 12 инижнюю поворотную створку 13, Каждыйагрегат ВФК расположен в гондоле 14 на 20крыле 1 и состоит из передней камеры 15 споворотным соплом 16 и нижней створкой17 закрепленной на поворотном сопле 16, атакже задней камеры 18 с поворотным соплом 19. Поворотное сопла 19 содержит 25верхние и нижние панели сужающейся части 20, расширяющиеся части 21 и внешниепанели 22,Передняя 15 и задняя 18 камеры разде 30лены распределительной заслонкой 23 ВФК 10 соединена с ПУДтрубопроводом 24.Положение поворотного сопла 16 выбирается иэ условия прохождения равнодействующей вектора тяги от сопел 9 и 16 через центр тяжести или заданный диапазон центровок; обеспечения достаточных управляющих усилий относительно осей ОХ; ОУ; ОЛ. Горизонтальное положение ВФК 10,позволяет реализовать потребные длины камеро15 и 18, Применяя крылья 1 отрицательной стреловидности можно сместить вперед точку приложения равнодействующей тяги, что благоприятно сказывается на согласование положения центра тяжести, фокуса, центра тяг, и шасси самолета.Расположение гондолы 14 и крыла 1 проведено из условия согласования их с другими агрегатами планера по "Правилу площадей". Смещение центра тяг вперед позволяет получить эпюру площадей соответствующую телу минимального сопротивления и снизить величину моментов инерции.Гондола 14 одновременно служит противофлатерным грузом для крыла 1 и располагается над центропланом крыла 1,Нижняя створка 17 выполняет функции органа управления струей из поворотного сопла 1 б и закрывает его в полете от набе 35 40 45 50 55 гающего потока, Поворотное сопло 16 такжевыполняет функции обтекателя гондолы 14,Нижняя створка 17 и поворотные сопла9, 16 и 19 снабжены системой охлаждениялибо выполнены из жаропрочных материалов.Поворотное сопло 16 отклоняет струюотносительно оси ОХ, а нижняя створка 17относительно оси 07,В качестве поворотного сопла 19 возможно применение как плоских поворотныхсопел, так и осесимметричных сопловых насадков, обеспечивающих поворот струи на+ 300.Положение и компоновка поворотныхсопел 19 выбраны иэ условия создания достаточных управляющих усилий в каналахкрена и курса, а также минимального влияния на балансировку по тангажу,Применение консолей крыла 1 с отрицательной стреловидностью позволяет сместить положение сопел 19 на одникоординаты с центром тяжести или близко кнему, а следовательно, снизить влияние отклонения тяги соплом 19 на управление потангажу, Тяга поворотного сопла 19 позволяет предотвратить срыв в корневой частикрыла 1 отрицательной стреловидности (настыке консоли и центроплана),Размещение гондолы 14 дальше от осисимметрии усиливает положительные эффекты.Устройство работает следующим образом,Взлет самолета осуществляется привертикальном положении фюзеляжа со специальной поворотной платформы, установленной либо на борту корабля, либо нааэродромной стартовой площадке, На взлете шасси 6 находится в убранном положении. Дефлектор 12 находится в открытомположении, Распределительная заслонка23 закрывает переднюю камеру 15, Рабочеетело от ПУДпо трубопроводу 24 попадаетв заднюю камеру 18 и после дожигания топлива через поворотные сопла 19 выходитнаружу создавая тягу, Поворотные сопла 9и 19 работают в режиме полного форсажа.Управление СВВП на вертикальных режимах осуществляется отклонением лово;ротных сопл 19 и 9 в пределах ч.Управление по тангажу осуществляется клином внешнего расширения 11 и нижней поворотной створкой 13 отклоняющих вектортяги сопла 9 относительно оси ОЕ, Управление по крену осуществляется поворотнымисоплами 19 отклонением вектора тяги в разные стороны, Управление по курсу осуществляется модуляцией тяги сопел 19, несбалансированные моменты по тангажу отДля управления в канале тангажа применяется модуляция тяги поворотных сопел 16 и 9, а также отклонение сопел и за счет 5 этого снижение вертикальной составляющей тяги (поворотные сопла 16 при поворо- тЕ СТРУИ ПОД СаМОЛЕт ИЛИ От СаМОЛЕта ПО направлению к консолям крыла 1). поворотных сопел 19 парирует поворотное сопла 9.В крейсерском полете шасси 6 находится в убранном положении, поворотное сопло 9 открыто, а поворотное сопло 16 находится в исходном положении и снизу закрыто нижней створкой 17, при этом выполняя функции обтекания гондолы 14. Распределительная заслонка 23 при этом закрывает переднюю камеру 15, а задняя камера 18 и плоское поворотное сопло 19 работает либо в режиме форсажа, либо в бесфорсажном режиме,Тяга поворотных сопел 9 и 19 используется при маневрировании (создание непосредственного управления боковой и подьемной силой), балансировке самолета и т.д., работая совместно с аэродинамическими поверхностями и органами управления,Интеграция элементов силовой установки и планера, повышение несущих свойств. снижение сопротивления самолета и т.д. позволяют реализовать сверхзвуковые режимы полета, крейсерскую сверхзвуковую скорость,На посадке шасси 6 находится в выпущенном положении, фюзеляж в горизонтальном положении, поворотные сопла 16 и 9 в положении поворота струи на 90 створка 17 открыта, распределительная заслонка 23 закрывает заднюю камеру ВФК, поворотйые сопла 9 и 16 создают тягу, превышающую взлетный вес самолета, балансировка и управление самолетом осуществляется за счет модуляции тяги или отклонения поворотных сопел. Для управления в канале крена управляющее усилие создается за счет прироста или снижения тяги на поворотных соплах 16; для . крена на левый бок надо снизить тягу левого поворотного сопла.36 и увеличить тягу правого поворотного сопла 16, при этом суммарнгя тяга остается той же. В случае применения поворота .тяги относительно оси ОХ для снижения вертикальной составляющей на поворотном сопле 16 возникает разворачивающий момент относительно оси ОУ, но в связи с тем, что величина,момента инерции относительно ОУ значительно больше чем относительно оси ОХ, этот режим упрзвлвния тоже допустим,С помощью данного режима появляетсявозможность управлять эффектом рециркуляции и Фантанным эффектом.Для управления в канале рыскания при 5 меняется поворот сопел 16 на обоих консолях в одном направлении, за счет чеговозникает разворачивающий момен г.Для усиления эффекта поворота струиможно применять нижнюю створку 17.10 ВФКиспользует рабочий газ отбирэемый от ПМДи подаваемый по трубопроводу 24 в переднюю камеру 15.Во время работы поворотных сопел 16горизонтальное оперение 4 на посадке раэ 15 ворачивается в положение, при котором оноэкранирует воздухозаборники ПМДот попадания горячих газов,В случае двухдвигательной схеглы самолета в каналы управления по курсу и рыска 20 нию включаются поворотные сопла 9.Взлет может быть реализован с горизонтальным положением фюзеляжа. Приэтом снижается масса полезной нагрузки засчет потерь на поворот вектора тяги, эффек 25 та рециркуляции и подсасывающих эффектов, больших потерь на управление.Порядок взлета аналогичен описанной выше посадке, только в обратном порядке.Использование вертикального взлета с30 вертикальным положением Фюзеляжа ивертикальной посадки с горизонтальнымположением фюзеляжа позволяет не применять поворотной носовой части фюзеляжа 2,а также реализовать большие тяги ПМД и35 ВФК на взлете за счет больших степенейфорсирования.Взлет и посадка могут быть реализованы также и в ультракоротком, коротком иобычном режиме с разбегом по взлетно-по 40 сэдочной полосе, Это достигается разнымиуглами отклонения поворотных сопл9,16,19, а также различными вариантами ихиспользования.Изменение взлетно-посадочных режимов позволяет варьировать полезной на 45 грузкой и запасом топлива. С увеличениемдлины разбега они увеличиваются.Воэможность применения различныхрежимов взлета и посадки позволяют повысить возможности базирования, мобиль 50 ность всего парка самолетов,По сравнению с прототипом выполнения силовой установки в виде ПМД снабженного поворотными сопламирасположенными в хвостовой части фюзе 5 ляжа и ВФК в виде двух агрегатов, расположенных на крыле и состоящих из двух камерс поворотными соплами позволяет сократить вес конструкции и занимаемый обьемэа счет совмещения функций струйной сис1821421О,Густи Составитель А.Аве Техред М,Мрргента Корр Редактор Заказ 2088 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-Зб, Рзуаская наб 4/б стввнно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Прои темы управления и силовой установки, освобождения полеэнога объема в носовой части фюзеляжа, сокращения длины фюзеляжа и моментов инерции самолета, снижения потерь на балансировку; уменьшения габв ритов и веса ПМД. снижения потерь в сопловых аппаратах ПМД, ВФК и системе управления на дозволютивных режимах, разгрузки крыла благодаря весу гондол, повышения несущих свойств планера (эффект 10 суперциркуляции); выполнения требований "Правила площадей". а следовательно, снижения волнового сопротивления самолета.Положительный эффект заключается в том, что за счет зкономии веса и сокраще ния объемов увеличивается масса полезной нагрузки или дальность полета,формула взобрвтения. Самолет вертикального взлета и посадки, содержащий крыло, вертикальное и го ризонтальное оперение, шасси, хвостовую и носовую части. фюзеляжа, силовую установку, состоящую иэ подъемно-маршевых двигателей, снабженных поворотными соплами. и выносной форсажной камеры, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения объемно-весовой эффективности самолета, подьемно-маршевые двигатели установлены в хвостовой части фюзеляжа, а выносная форсажная камера состоит из двух агрегатов, вынесенных в гондолы на крыле, причем каждый из агрегатов состоит из передней, и задней камер с поворотными соплами, между которыми установлена распределительная заслонка, при этом поворотное сопло передней камеры содержит нижнюю поворотную створку, закрепленную на нем; поворотное сопло задней камеры содержит верхние и нижние панели сужающейся и расширякицейся частей и внешние панели, а поворотное сопло подьемно-маршевого двигателя содержит клин внешнего расширения, дефлектор и нижнюю поворотную створку,