RU2181682C2

RU2181682C2 - Device for creating lift force in vertical takeoff and landing flying vehicles

Info

Publication number: RU2181682C2
Application number: RU2000102627A
Authority: RU
Original assignee: Ульдяров Владимир Борисович
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2002-04-27

Abstract

FIELD: vertical takeoff and landing flying vehicles. SUBSTANCE: proposed device includes centrifugal blower and aerodynamic surfaces of wing profile which are made in form of taper spirals ensuring simultaneously positive angle of attack in direction of lift. Resultant angle of attack on aerodynamic surface is defined by amount of angle of spiral and iconicity in plane of vector of absolute velocity of air flow. EFFECT: simplified construction; enhanced economical efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки, а также может быть использовано в качестве движителя различных транспортных средств. The invention relates to aircraft, in particular to aircraft of vertical take-off and landing, and can also be used as a propulsion device for various vehicles.

Известны летательные аппараты (см., например, патент SU 1833332 A3, В 64 С 29/00 от 07.08.93. Бюл. 29), содержащие сверху и снизу дискообразного корпуса кольцевые крылья, ориентированные в воздушном потоке, создаваемом вентиляторами, расположенными в центральном проеме корпуса. Aircraft are known (see, for example, patent SU 1833332 A3, B 64 C 29/00 of 08/07/93. Bull. 29) containing ring wings oriented above and below the disk-shaped body, oriented in the air flow created by fans located in the central body opening.

При этом эффективное обтекание верхней рабочей плоскости корпуса проблематично, а кольцевые крылья используют только радиальную составляющую потока. At the same time, effective flow around the upper working plane of the hull is problematic, and annular wings use only the radial component of the flow.

Известен летательный аппарат (см., например, патент RU 2061627 C1, В 64 С 29/00 от 10.06.96. Бюл. 16), в котором между нижней и верхней частями круглого корпуса, охватывающими горизонтально расположенные вентиляторы, в зоне кольцевой полости закреплено плосковыпуклое замкнутое крыло. A known aircraft (see, for example, patent RU 2061627 C1, B 64 C 29/00 dated 10.06.96. Bull. 16), in which between the lower and upper parts of the round casing, covering horizontally located fans, in the area of the annular cavity is fixed flat convex closed wing.

Плохо сформированный кольцевой полостью и закрученный от осевых вентиляторов поток воздуха не создает подъемной силы от круговой его составляющей при взаимодействии с кольцевым крылом. A poorly formed annular cavity and swirling from axial fans, the air flow does not create lift from its circular component when interacting with the annular wing.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство (см., например, патент RU 2005660 C1, В 64 С 29/00 от 15.01.94. Бюл. 1) для создания подъемной силы в летательных аппаратах вертикального взлета и посадки, выполненное в виде кольцевого щелевого крыла, опоясывающего центробежный нагнетатель, а между ними установлен направляющий аппарат, создающий радиально расходящийся поток воздуха, отделяемый от атмосферы кольцевым экраном, установленным под аэродинамическими поверхностями. The closest analogue of the invention is a device (see, for example, patent RU 2005660 C1, B 64 C 29/00 of 01/15/94. Bull. 1) to create lift in aircraft vertical take-off and landing, made in the form of an annular slotted wing encircling a centrifugal supercharger, and between them a guide apparatus is installed that creates a radially diverging air flow, which is separated from the atmosphere by an annular screen mounted under aerodynamic surfaces.

Использование в устройстве направляющего аппарата усложняет конструкцию, приводит к потерям энергии потока, возрастающим при изменении режимов работы от расчетных. The use of a guide apparatus in the device complicates the design, leads to loss of flow energy, increasing with changing operating modes from the calculated ones.

Во всех перечисленных устройствах составляющая кинетической энергии, возникшая от закрутки воздуха, полностью теряется в атмосфере. In all of these devices, the kinetic energy component resulting from air swirling is completely lost in the atmosphere.

Цель настоящего изобретения состояла в эффективном использовании энергии тангенциальной (круговой) составляющей потока воздуха, создаваемого центробежным нагнетателем. The purpose of the present invention was the efficient use of the energy of the tangential (circular) component of the air flow generated by a centrifugal supercharger.

Это достигается тем, что охватывающие центробежный нагнетатель аэродинамические поверхности выполнены так, чтобы обеспечить положительный в направлении вертикального взлета угол атаки как в радиальном, так и в тангенциальном направлениях по отношению соответственно радиальной и круговой составляющих абсолютной скорости потока воздуха от упомянутого нагнетателя. This is achieved by the fact that the aerodynamic surfaces surrounding the centrifugal supercharger are designed to provide a positive angle of attack in the direction of vertical take-off both in the radial and tangential directions with respect to the radial and circular components, respectively, of the absolute air velocity from the supercharger.

Для реализации поставленной задачи и нового признака устройства аэродинамические поверхности выполнены винтовыми (в отличие от кольцевых). To achieve this goal and a new feature of the device, aerodynamic surfaces are made helical (in contrast to annular).

Изобретение поясняется прилагаемым схематичным чертежом устройства. The invention is illustrated by the attached schematic drawing of the device.

Предлагаемое устройство содержит аэродинамические поверхности 1 крыловидного профиля, выполненные винтовыми и с углом атаки по отношению к радиальной составляющей потока воздуха, создаваемого центробежным нагнетателем 2, опоясываемым ими по кольцу, привод 3 и коллектор 4, размещенный на выходе в центробежный нагнетатель 2. The proposed device contains aerodynamic surfaces 1 of a pterygoid profile, made helical and with an angle of attack with respect to the radial component of the air flow generated by the centrifugal supercharger 2, encircled by them in a ring, a drive 3 and a manifold 4 located at the outlet of the centrifugal supercharger 2.

Устройство работает следующим образом. Центробежный нагнетатель 2, получая вращение от привода 3, захватывает воздух из атмосферы через коллектор 4 и, сообщив ему энергию в виде скорости, разбрасывает его в радильно-круговом направлении на винтовые аэродинамические поверхности 1. The device operates as follows. The centrifugal supercharger 2, receiving rotation from the actuator 3, captures air from the atmosphere through the collector 4 and, giving it energy in the form of speed, scatters it in a radial-circular direction on helical aerodynamic surfaces 1.

Подъемная сила создается одновременным воздействием под положительными углами атаки тангенциальной (круговой) составляющей потока воздуха, определяемым подъемом витка и от соударения радиальной составляющей потока с аэродинамическими поверхностями 1, зависящими от угла выполнения их образующей соответственно в радиальной плоскости, а также силой от обтекания их профилей. The lifting force is created by the simultaneous influence of the tangential (circular) component of the air flow at positive angles of attack, which is determined by the rise of the coil and from the impact of the radial component of the stream with the aerodynamic surfaces 1, which depend on the angle of execution of their generatrix, respectively, in the radial plane, and also on the force flowing around their profiles.

Результирующий угол атаки на аэродинамическую поверхность 1 определяется углом подъема витка и углом атаки на профиль в радиальной плоскости. The resulting angle of attack on the aerodynamic surface 1 is determined by the angle of the coil and the angle of attack on the profile in the radial plane.

Однонаправленность подъемных сил в направлении стрелки "F" обеспечивается совпадающим при показанном двухзаходном правом витке аэродинамической поверхности 1 направлением вращения центробежного нагнетателя 2 по стрелке "n", т.е. правым, по часовой стрелке, глядя сверху. The unidirectionality of the lifting forces in the direction of the arrow "F" is ensured by the direction of rotation of the centrifugal supercharger 2 along the arrow "n", which is shown for the two-way right turn of the aerodynamic surface 1, i.e. right, clockwise, looking from above.

Предложенное устройство для создания подъемной силы в летательных аппаратах конструктивно просто, эффективно использует большую часть кинетической энергии потока воздуха. The proposed device for creating lift in aircraft is structurally simple, efficiently uses most of the kinetic energy of the air flow.

Claims

A device for generating lifting force in an aircraft of vertical take-off and landing, comprising a collector for air intake, a centrifugal air blower, aerodynamic surfaces having a wing profile and encircling said supercharger in a ring, wherein said surfaces are designed to provide positive direction vertical take-off angle of attack in both radial and tangential directions with respect to the radial and circular components of the absolute, respectively scab airflow from said blower.