Самолет вертикального и ультракороткого взлета и посадки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9/00 51)5 В Н К ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) Московский авиационный институт им. Серго ОрдЖоникидзе(56) 1, Хафер К, Техника вертикального взлета. М.: Мир, 1985, с.32.2; Техническая информация ЦАГИ Ь 18;1978, с.9.3, Павленко В.ф. Силовые установки с поворотом вектора тяги в полете. М.; Машиностроение, 1987, с.14.(54) САМОЛЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО УЛЬТРАКОРОТКОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ Я 2, 1766781 А 1(57) Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при разработке самолетов вертикального и ультразвукового взлета и посадки. Целью изобретения является повышение объемно-весовой эффективности самолета. Самолет вертикального и ультракороткого взлета и посадки содержит носовую, центральную и хвостовую части фюзеляжа, крыло, вертикальное и горизонтальное оперения, шасси, силовую установку, включающую двигатели, подъемный вентилятор и подъемно-маршевЫе вентиляторы, установленные в кольцевых каналах с устройством поворота вектора тяги, грузовой трап. МЯ у1766781 10 20 30 35 Для достижения поставленной цели хвостовая часть фюзеляжа выполнена в виде пространственной ферментной конструкции, включающей переднюю 13, заднюю 14 и нижнюю 20 поперечные балки. На передней балке 13 по краям расположены узлы навески 15 консолей крыла, а между ними передние узлы . навески 16 двигателей, На задней балке 14 расположены соответственно задние узлы навески консолей"крыла 17 идвигателей 18. На нижней поперечной балке 20 по краям расположены узлы навески 21 шасси, а между ними - узлы навески 22 грузового трапа. Передние 15 и задние 17 узлы навески консолей крыла, а также передние 16 и задние 18 узлы навески двигателей соединены между собой:-РМ. -.с.МИзобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при . разработке самолетов вертикального ультракороткого взлета и посадки (СВ/УВП).Известен СВВП ХУА фирмы Райан 1.Самолет ХУА содержит. фюзеляж,"крыло, силовую установку, состоящую из трех подъемных вентиляторов с трубопроводом : от газов ТРД, горизонтального и вертикального оперения и шасси.Известен также противолодочныйСВВП Боинг 1041-133-1 2. Самолет Боинг 1041-133-1 содержит фюзеляж, крыло, силовую установку, состоящую из двух поворотных подъемно-маршевых вентиляторов и одного подъемного вентилятора с механическим приводом, горизонтального и вертикального оперения и шасси.Характерными признаками самолетовэтого типа являются большие объемно-весовые затраты на силовую установку.В качестве прототипа выбран самолетвертикального и ультракороткого взлета и посадки Макдоннел-Дуглас; содержащий фюзеляж, крыло, силовую установку, состоящую иэ двигателей, двух подъемно-маршевых турбовентиляторовс поворотными соплами, включающих привод, поворотные лопатки, лопатки вентилятора, кольцевой канал, и переднего подъемного турбовентилятора, установленного в носовой части самолета, вертикальное и горизонтальное оперения, шасси, грузовой трап 3., Недостатком подобной компоновочнойсхемы являются большие затраты обьемов и массы конструкции на увязку агрегатов четырьмя продольными балками 19, Узлы навески 21 шасси и передние узлы навески 15 консолей крыла, а также узлы навески 22 грузового.трапа и передние узлы навески 16 двигателей соответственно соединены между собой четырьмя вертикальными стойками 23. Узлы навески 21 шасси и задние узлы навески 17 консолей крыла, а также узлы навески грузового трапа 22 и задние узлы навески 18 двигателей соединены между собой подкасами 25. Задние узлы навески 17 консолей крыла связаны с передними узлами навески 16 двигателей раскосами, а задние узлы навески 18 двигателей совмещены в один узел с замками убранного положения грузового трапа. 5 ил. силовой установки, что приводит к снижению полезной нагрузки,Целью изобретения является повышение объемно-весовой эффективности самолета. Это достигается тем, что у известного самолета вертикального и ультракороткого взлета и посадки, содержащего носовую,центральную и хвостовую части фюзеляжа, крыло, вертикальное и горизонтальное оперения, шасси, силовую установку, включающую двигатели, подъемный вентилятор, установленный в носовой части фюзеляжа и подъемно-маршевые вентиляторы в кольцевых каналах с устройством поворота тяги,грузовой трап, хвостовая часть фюзеляжа выполнена в виде пространственной ферменной конструкции, включающей переднюю, заднюю и нижнюю поперечные балки, на передней балке по краям расположены узлы навески консолей крыла, а между ними - передние узлы навески двигателей. на задней балке расположены соответственно задние узлы навески консолей крыла и двигателей, на нижней поперечной балке по краям расположены узлы навески шасси,а между ними - узлы навески грузового трапа, при этом передние и задние узлы навески консолей крыла, а также передние и задние узлы навески двигателей соединены между собой четырьмя продольными балками, узлы навески шасси и передние узлы навески консолей крыла, а также узлы навески грузового трапа и передние узлы крепления двигателей соответственно соединены между собой четырьмя вертикальными стойками, при этом каркас кольцевого канала подъемно-маршевоговентилятора образован крайними и внутренними вертикальными стойками и передней и нижней поперечными балками, е стыковой шпангоут хвостовой и центральной частей фюзеляжа образован внутрейними вертикальными стойками и передней и нижней поперечной балками, узлы йэвески шасси и йереднйе узлы йавески двигателей соединены между собой подкосами, йа каж-дом иэ которых установлены подъейнО+ершевъе вентилятбры, узлы навески,шасси и эадйие узлы йавески консолей крыла, э также узлы навески грузового трапа и задка узлы навески двигателей соедийейы йежду .собой подкосами, нэ которых закреплено устройство поворота вектора тящ, задние узлы навески консолей крыла саяэайй сМ- редйими узлами нэвески двигателей раМьсами, а задние узлы навески двйгатьлей совмещены в один узел с замкамй убранно.го положения грузового трапа.. Иэ анализа патентной и технической литературы известно использование указанной совокупности отличительнйк признаков,характеризующей достижение положительного эффекта за счет выполнения отсека подъемно-маршевых вентиляторов в виде конструктивно-силового модуля, позволяющего провести навеску основных стоек шасси, консолей крыла, двигателей на ферму, образованную продольным и попе- речным наборами центроплана крыла, кольцевых каналов, кожуха привода вентилятора и подкосов крепления. поворотных лопаток, что позволяет уменьшить вес конструкции, занимаемый обьем. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство самолета отличается тем, что отсек подъемно-маршевых вентиляторов выполнен в виде модуля, силовые элементы которого имеют узлы навески шасси, консолей крыла; двигателей,Такимобразом, заявленное устройство самолета соответствует критерию изобретения "новизна".Из сравнения заявленного технического решейия не только с прототйпом, но и с другими техническими решениями, не выявлено признаков, которые отличают заявленное решение от прототипа, что позволило сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".На фиг, 1 представлен самолет, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг,3 - ферменная конструкция отсека подъемно- маршевых вентиляторов; нэ фиг. 4- подъемно-маршевый вентилятор. вид сбоку.СВ/УВП, выполненный по схеме "утка", содержит крыло 1, вертикальное 2 и горизонтальное 3 оперения, шасси 4, фюзеляжке 14 анэлиично расйЪлбжейы задние уЗлЫ нввески 17 консолей крала и задние узлынавеоки 16 двигателей, Передние й и за-;дййа 17 узлы йэвесМЯ Кбнсолей крьйа, этакже передйие 18 и задние 18 узлы навески 20 двигателей соединены между собой четырьмя продолъйййи балками 19, являющймися силовыми йервюрайй цвйтрбплана. На нижйай поперечной балке 20 по краям рЖНоложены узлы навески 21 шасси, а между ними- узлы йавески 22 грузового трапа, Передние узлы нааески 15 консолей крыла и узлы навесики 21 шасси, а также передние узлы йавески 16 двигателей и узлы йавески 22 грузового трапа связайы между собой че 30 тырьмя вертикальными стойками 23, Внутренние вертикальные стойки 23 и передняя 13 и нижняя 20 поперечные балки образуют стыковой шпангоут с центральной частью фюзеляжа 5. Узлы навески 21 шасси и пвредние узлы навески 16 двигателей связаны между собой подкосами 24, на сереДинахкоторых закреплены подъемно-маршевыевентиляторы 8. Вдоль них же прохбдйт привод 10 подъемно-маршевых ввнтилМдров. 40 Узлы навески 21 шасси и зэдйие узлы навески 17 консолайкрыла, а также узлы навески 22 грузового трапа и задние.узлы навески 18 двигателей соответственно связаны между собой подкосами 25; На этих подкосах закреплены парэллелограммные механизмы 26 поворота вектора тяги. Задние узлы навески 17 консолей крыла связаны с передними узлами навески 16двигателей раскосами 27 50. Задние углы навески 18 двигателей конструктивно совмещенЫ с замками 28 убранного положения грузового трапа в один узел. Силовую конструкцию кольцевого канала в поперечном сечении образуют крайняя и внутренняя вертикальные стойки 23, соединенные с крайними участками передней поперечной балки 13, верхнюю панель образуют крайняя и средняя продольные балки 19 с крайними элементами поперечных балок 13 и 14, и раскос 27, а боковые 5, грузовой трап 6, силовую устэйоаху, состоящую из двигателей 7, подъемйомаршевых вентиляторов 8 (ПМВ) и подъемного вентилятора 9, ПМВ включае 1 привод 10(не 5 показан.:), поворотные лопатки 11, лопатки12 вентилятора, Отсек ПМВ выполнен в виде фефАЬййой конструкцйи и содержйт силовые алемейгы. Две поперечные белки 13 и 14 являются лонжеронами центроплайа.10 На передней йопе 3 Я%йбй балке 13 по краямрасположены переДййв узлы нэйвски 15 консолей крыла, а между ними расположе- нЫ 1 таредйие узлй йавеСки 16 двигателей.Соответствеййо на зЩЫй поперечной бал10 том, что за счет уменьшения веса и объемов,дальность полета. 15 ку, включающую двигатели, подъемный20 вентилятор, установленный в носовой части фюзеляжа, подъемно-маршевые вентиля 1 о"25 30 35 40 45 50 стенки образуют расположенные соответственно подкосы 25. Йа силовую конструкциюканала крепится обечайка 29 и кожух канала30,В конструкции модуля силовая фермавоспринимает нагрузки от основных стоекшасси 4 (на взлете и посадке) от ПМВ 8,консолей крыла 1 и двигателей 7 (на переходных режимах и в полете).На переходных режимах и в полете усилие на ПВМ 8 йоступаетпо"мехаййческрму, приводу 10, это усилие также используетсядля открытия и управления параллелограммных механизмом 26 поворота вектора тягии для выпуска и уборки шасси 4.Параллелограммные механизмы 26 выполняют роль силовых элементов и позволяет повысить подъемную силу эа счетобтекания лопаток 11 в крейсерском полете,а на режиме взлета и посадки повернутьвектор тяги.Трап 6 после уборки через замки 28убранного положения включается в работусиловой конструкции совместнд с силовымиэлементами фермы (внутренними подкосами 25 и продольными балками 19), он образует хвостовой. отсек фюзеляжа, которыйимеет стыковой шпангоут, образованныйпередней 13 и нижней 20 поперечными балками и внутренними вертикалЬными стойками 23,Устройство работает следующим образом.На взлете шасси 4 находится в выпущенном положении; поворотные створки ижалюзи подьемного вентилятора 9 открыты,а у ПМВ 8 поворотные лопатки 11 отклоненыпараллелограммным механизмом 26 в положение, обеспечивающее поворот векторатяги 6 в вертикальное положение, На переходном режиме самолет за Счет тяги подьемно-маршевых 8 и подъемных 9вентиляторов взлетает, при этом происходит уборка шасси 4 и поворот лопаток 11 вгоризонтальное положение. В крейсерскомполете подъемный вентилятор 9 не" работает, поворотные лопатки закрывают его нишуснизу, а жалюзи сверху фюзеляжа. ПВМ 8работает в режиме крейсерского полета,причем поворотные лопатки 11 выполняютфункции решетчатого крыла, создавая подьемную силу. При посадочном переходномрежиме в работу включается подъемныйвентилятор 9, причем поворотные створкиПМВ 8 отклоняют вектор тяги. После выпуска шасси 4 самолет совершает посадку.По сравнению с прототипом выполнение отсека ПМВ в виде конструктивно-силового модуля, позволяющего провестинавеску:. основных стоек шасси, консолей крыла, ПВМ, двигателей на взаимосвязанную ферменную конструкцию позволяет уменьшить вес конструкции и занимаемый объем за счет интеграции силовых элементов в единые силовые узлы, этому способствует также интеграция функций силовой конструкции планера и функциональных элементов силовой установки. Положительный эффект заключается в увеличивается масса полезной нагрузки или Формула изобретенияСамолет вертикального и ультракороткого взлета и посадки, содержащий носовую, центральную и хвостовую части фюзеляжа, крыло, вертикальное и горизонтальное оперения, шасси, силовую установры в кольцевых каналах С устройством пово. рота вектора тяги, грузовой трап, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения объемно-весовой эффективности самолета, хвостовая часть фюзеляжа выполнена в виде пространственной ферменной конструкции, включающей переднюю, заднюю и нижнюю поперечные балки, на передней балке по краям расположены узлы навески консолей крыла, а между ними - передние узлы навески двигателей, на задней балке расположены соответственно задние узлы навески консолей крыла и двигателей, на нижней поперечной балке по краям расположены узлы навески шасси,а между ними - узлы навески грузового трапа, при этом передние и задние узлы навески консолей крыла, а также передние и задние узлы навески двигателей соединены между собой четырьмя продольными балками, узлы навески шасси и передние узлы навески консолей крыла, а также узлы навеСки грузового трапа и передние узлы крепления двигателей соответственно соединены между собой четырьмя вертикальными стойками, при этом каркас кольцевого канала подъемно-маршевого вентилятора образован крайними и внутренними вертикальными стойками и передней и нижней поперечными балками, а стыковой шпангоут хвостовой и центральной частей фюзеляжа образован внутренними вертикальными стойками и передней и нижней поперечными балками, узлы навески шасси и передние узлы навески двигателей соединены между собой подкосами,нэ каждом из которых установлены подъемно-маршевые вентиляторы, узлы навески шасси и задние узлы навески консолей кры1766781 10 7 ла, а такмсе узлы навески грузового трапа и задние узлы нэвески двигателей соединены между собой подкосами, на которых закреплено устройство поворота вектора тяги, задние узлы навески консо 3 лей крыласвязаны с передними узлами навески двигателей рэскосами, а задние узлы навески двигателей совмещены в один узел с замками убранного положения грузового 5 трала.1766781 ставитель И.Орестовхред М,Моргентал Корректор Л, ДФ 4 актор А.Орестов Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 каз 3513 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5