[go: up one dir, main page]

WO2017010909A1 - Vertical take-off and landing aircraft - Google Patents

Vertical take-off and landing aircraft Download PDF

Info

Publication number
WO2017010909A1
WO2017010909A1 PCT/RU2016/000348 RU2016000348W WO2017010909A1 WO 2017010909 A1 WO2017010909 A1 WO 2017010909A1 RU 2016000348 W RU2016000348 W RU 2016000348W WO 2017010909 A1 WO2017010909 A1 WO 2017010909A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fans
aircraft
vertical
flight
horizontal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2016/000348
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Игорь Игнатьевич ТАРАНУХА
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2017010909A1 publication Critical patent/WO2017010909A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/22Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft

Definitions

  • the invention relates to aircraft with vertical take-off and landing.
  • Each additional propeller with its electric motor is installed in an annular body and is located in a through hole made in the wing console, and is also mounted with the possibility of rotation to set the axis of the propeller vertically or "in flight", in accordance with the selected flight mode, while wing consoles are made with rotary end parts mounted with the possibility of lowering and lifting to its original position.
  • the drive for turning each additional propeller and turning the corresponding end part of the wing console includes an electric motor installed in the cavity of the console, a gearbox, the output shaft of which is rigidly connected to the annular housing of the additional propeller, an intermediate gearbox, the input shaft of which is rigidly connected to the ring body of the additional propeller, and the output shaft, through the clutch-disengagement clutch, is connected with the rotation mechanism of the end part of the wing console.
  • the rear and front, relative to the aircraft aerodynamic wing lift-bearing turbofan planes associated with a single gas main are equipped with control valves for pipelines of its rear and front parts.
  • Niches or external fairings are fixedly mounted on the housing.
  • Rotary rotary mechanisms with power dynamic connection of lifting-bearing turbofan planes with fuselage are made with the possibility of longitudinal placement of lifting and bearing turbofan planes in the niches of the fuselage or outer fairings in airplane mode and transverse in helicopter mode with the removal of turbofan beyond the side surfaces of the fuselage and create vertical traction during their operation.
  • the lifting-bearing turbofan planes are made one-piece without separation into half-planes and contain in the center gas pipeline tubular axes of rotation connected to the longitudinal pipeline of a single gas main, and lifting turbofan fans connected to the tubular gas axes through branch pipelines on the longitudinal-end parts.
  • EFFECT increased payload and control stability when flying in vertical and transient modes, reduced aerodynamic resistance to horizontal flight, fuel consumption for vertical and horizontal flight.
  • the aircraft with vertical take-off and landing containing the fuselage, pressurized cabin, lift fans, propulsion system for marching and drive lift fans, control wheels, differs in that it further comprises nozzles located at the exit of lifting fans in the form of curved profiled channels formed by the lower and additional surfaces, having horizontal and vertical shields for control at the exit nnoy flight and in transition mode.
  • the usual reactive lifting force acts and, in addition, on the inner surfaces of the nozzles, taking into account the Coande effect, a pressure difference and forces directed radially appear, the nozzles are arranged so that the horizontal components of the forces are mutually compensated, the vertical components become the lifting force, those. the “bent nozzle” effect appears.
  • the nozzles also allow the Coande effect to be applied without power limitations, as they provide an uninterrupted flow from the fans, prevent it from being blown by the free stream with increasing horizontal speed of the aircraft, a smooth, unstressed transition from vertical to horizontal flight and vice versa, with a smooth redistribution of power.
  • the presence of essential features distinctive from the prototype allows us to recognize the claimed technical solution as new.
  • FIG. 2. View of the aircraft with vertical take-off and landing from above;
  • FIG. 3. The cross section of the aircraft with vertical take-off and landing 1-1;
  • FIG. 4. The cross section of the aircraft with vertical take-off and landing 2-2;
  • FIG. 5 The cross section of the aircraft with vertical take-off and landing 3-3.
  • the aircraft with vertical take-off and landing contains an engine 1 1, connected by means of a power shaft 18 with a differential 10 and by means of a fan shaft 12 and a mechanical gear 5 with fans 3, by a screw shaft 7 with a propeller 6. Curved in the upper part of the fuselage 17 specially profiled nozzles formed by the lower surface 13 and additional surface 14. In the front of the fuselage 17 there is a sealed cabin 2. At the entrance to the fans there are shields 4 for adjustment air supply in transition mode, at the exit from the nozzles for control in vertical flight and in transition mode there are control panels: vertical 15 and horizontal 16. For control in horizontal flight in the front of the fuselage 17 are the front wheels 1, in the rear there are two keels 8 and elevator 9.
  • airplane wings with any layout can be used (not shown in the drawing).
  • other options for supplying power to the fans are possible: by means of an electric drive, air supply by an additional compressor or exhaust gases from the main engine to the fan turbo drive (not shown in the drawing).
  • Flight aircraft with vertical take-off and landing is performed as follows.
  • the pilot and passengers are in a sealed cabin 2 of the inventive aircraft, located in front of the fuselage 17.
  • the differential mechanism 10 is transferred to the power transfer position only to the fans 3 through the shafts of the fans 12 and mechanical gears 5, the propeller 6 are fixed in a fixed position, the vertical control panels 15 at the exit of the nozzles are moved to the vertical position, the horizontal control panels 16 are fully open.
  • the shafts of the fans 12 and the mechanical gear 5 transmit the torque to the fans 3, which supply air to the curved profiled nozzles formed by the lower surface 13 and the additional upper surface 14.
  • the roll adjustment is carried out using horizontal control panels 16, while closing or opening the panels is performed simultaneously simultaneously on one side.
  • fans 3 Due to the fact that fans 3, curved profiled nozzles, including its output parts, i.e. Since all the points of application of vertical forces are located above the center of gravity of the claimed aircraft, the ability to self-adjust is provided - self-healing position, both in the transverse and in the longitudinal directions.
  • This task is often assigned to automatic computer control. Turn or turn is carried out using a slight deviation of the thrust vector by vertical control shields 15 on one side of the inventive aircraft or on both sides, but in the opposite direction.
  • the vertical control shields 15 When the vertical control shields 15 are deflected in one direction from two sides, they provide for exact movement of the claimed aircraft in the forward-backward direction, and the start of speed gain for horizontal flight.
  • the differential 10 and the shaft of the screw 7 After the rise at any desired height from 0.1 meters and above, through the power shaft 18, the differential 10 and the shaft of the screw 7, power is supplied to the propeller 6 to set the horizontal speed.
  • the demand for power for fans 3 decreases for two reasons: 1. the weight load gradually transfers to the bearing surfaces (in our case, the fuselage);
  • the back pressure is controlled by the opening size of the shields 4 at the fan inlet, the flow coming out of the flat horizontal nozzle will be carried away by the incoming air therefore, the pressure at the exit of the nozzle decreases, the dynamic pressure of the incoming air flow increases the pressure at the inlet to the fans 3, and at the exit of the nozzles and, accordingly, the fans, etstvenno, the required power is also reduced.
  • Using the claimed invention will increase the payload and control stability when flying in vertical and transient modes, reduce aerodynamic resistance to horizontal flight, fuel consumption in vertical and horizontal flight.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of aviation, and more particularly to designs for vertical take-off and landing aircraft. The present aircraft comprises an engine (11), which is connected by means of an output shaft (18) to a differential gear and fans (3), and by means of a shaft (7) to a cruise propeller (6). The aircraft additionally comprises nozzles, situated at the outlet from the lifting fans, said fans being in the form of bent profiled ducts. The ducts are formed by a bottom surface (13) and an additional surface (14) and have at their outlet horizontal flaps (16) and vertical flaps (15) for control during vertical flight and in transition mode. The result is an increase in useful load, an increase in control stability during vertical flight and in transition modes, and a reduction in aerodynamic drag and fuel consumption.

Description

Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой.  Aircraft with vertical take-off and landing.

Изобретение относится к летательным аппаратам с вертикальным взлетом и посадкой.  The invention relates to aircraft with vertical take-off and landing.

Известен аналог скоростной винтокрыл в описании изобретения к патенту

Figure imgf000003_0001
МПК В64С27/22; по заявке Л 2013151276/1 1, от 19.11.2013, опубл. 20.01.2015, содержащий фюзеляж с крылом и хвостовой балкой, несущий и рулевой винты с силовой установкой и два дополнительных воздушных винта, установленные на консолях крыла и снабженные каждый своим двигателем. Каждый дополнительный воздушный винт со своим электрическим двигателем установлен в кольцевом корпусе и расположен в сквозном отверстии, выполненном в консоли крыла, а также установлен с возможностью поворота для установки оси воздушного винта вертикально или «по полету», в соответствии с выбранным режимом полета, при этом консоли крыла выполнены с поворотными концевыми частями, установленными с возможностью опускания и подъема в исходное положение. Known analogue high-speed rotorcraft in the description of the invention to the patent
Figure imgf000003_0001
IPC B64C27 / 22; by application L 2013151276/1 1, dated 11/19/2013, publ. 01/20/2015, comprising a fuselage with a wing and a tail boom, a carrier and tail rotors with a power unit and two additional propellers mounted on the wing consoles and each equipped with its own engine. Each additional propeller with its electric motor is installed in an annular body and is located in a through hole made in the wing console, and is also mounted with the possibility of rotation to set the axis of the propeller vertically or "in flight", in accordance with the selected flight mode, while wing consoles are made with rotary end parts mounted with the possibility of lowering and lifting to its original position.

Привод поворота каждого дополнительного воздушного винта и поворота соответствующей концевой части консоли крыла включает установленные в полости консоли электрический двигатель, редуктор, выходной вал которого жестко связан с кольцевым корпусом дополнительного воздушного винта, промежуточный редуктор, входной вал которого жестко связан с кольцевым корпусом дополнительного воздушного винта, а выходной вал, через муфту сцепления-расцепления, связан с механизмом поворота концевой части консоли крыла.  The drive for turning each additional propeller and turning the corresponding end part of the wing console includes an electric motor installed in the cavity of the console, a gearbox, the output shaft of which is rigidly connected to the annular housing of the additional propeller, an intermediate gearbox, the input shaft of which is rigidly connected to the ring body of the additional propeller, and the output shaft, through the clutch-disengagement clutch, is connected with the rotation mechanism of the end part of the wing console.

Недостатки: большое аэродинамическое сопротивление горизонтальному полету, повышенный расход топлива при вертикальном и горизонтальном полете, недостаточно высокая полезная нагрузка и повышенная кинематическая сложность управления летательным аппаратом, После выполнения подъема в вертолетном режиме, несущий винт на скорости более 300 км/ч не эффективен и создает дополнительное сопротивление горизонтальному полету, сам фюзеляж, выполненный по вертолетной схеме, обладает большим сопротивлением при больших горизонтальных скоростях. Консоли крыла, наоборот, при полете в вертолетном режиме дают дополнительное сопротивление. Применение силовых электрогенераторов и электродвигателей утяжеляют винтокрыл из- за их значительной металлоемкости, тем самым снижая его полезную нагрузку. Одновременное управление несущим винтом, хвостовым винтом, поворотными концевыми частями консолей, двумя дополнительными винтами, установленными в консолях, поворотом их кольцевых корпусов «по полету» является сложной задачей. Disadvantages: high aerodynamic resistance to horizontal flight, increased fuel consumption in vertical and horizontal flight, insufficient payload and increased kinematic complexity of controlling the aircraft, After lifting in helicopter mode, the rotor at a speed of more than 300 km / h is not effective and creates additional resistance to horizontal flight, the fuselage itself, made according to the helicopter scheme, has great resistance at high horizontal speeds. Wing consoles, on the contrary, when flying in helicopter mode provide additional resistance. The use of power generators and electric motors makes rotorcraft heavier due to their considerable metal consumption, thereby reducing its payload. Simultaneous control of the rotor, tail rotor, rotary end parts of the consoles, two additional screws installed in the consoles, turning their ring bodies “in flight” is a difficult task.

Известен ближайший аналог (прототип) безаэродромный летательный аппарат с самолетным и вертолетным режимами полета, выполненный по схеме биплан в описании изобретения к патенту N°2354583, МПК В64С27/22; В64С29/00; F02K1/60; F02K3/04, по заявке J4«>2007133012/11 от 04.09.2007, опубл. 10.05.2009, - содержащий подъемные турбовентиляторы, встроенные в нижнюю подъемно-несущую плоскость, маршевые турбореактивные двигатели с управляемой функцией газогенераторов, трубопроводы газового привода турбовентиляторов с возможностью объединения в вертолетном режиме в единую газовую магистраль, газоструйную систему управления полетом в вертолетном режиме на основе турбореактивного двигателя с соплом, совмещенным с газоструйными рулями.  The closest analogue (prototype) to a non-aerodrome aircraft with airplane and helicopter flight modes is known, made according to the biplane scheme in the description of the invention to patent N ° 2354583, IPC В64С27 / 22; B64C29 / 00; F02K1 / 60; F02K3 / 04, according to the application J4 "> 2007133012/11 of 09/04/2007, publ. 05/10/2009, - containing turbofan hoists built into the lower lift-bearing plane, marching turbojet engines with a controlled function of gas generators, gas pipelines of a turbofan gas drive with the possibility of combining in a helicopter mode into a single gas main, a gas-jet helicopter flight control system based on a turbojet engine with a nozzle combined with gas-jet rudders.

Задние и передние относительно самолетного аэродинамического крыла подъемно-несущие турбовентиляторные плоскости, связанные с единой газовой магистралью, снабжены регулировочными клапанами трубопроводов ее задней и передней частей. Ниши или наружные обтекатели неподвижно установлены на корпусе. Карусельные поворотные механизмы с силовой динамической связью подъемно-несущих турбовентиляторных плоскостей с фюзеляжем выполнены с возможностью продольного размещения подъемно- несущих турбовентиляторных плоскостей в нишах фюзеляжа или наружных обтекателях в самолетном режиме и поперечного в вертолетном режиме с выведением при этом турбовентиляторов за пределы бортовых поверхностей фюзеляжа и создания вертикальной тяги при их функционировании. The rear and front, relative to the aircraft aerodynamic wing lift-bearing turbofan planes associated with a single gas main are equipped with control valves for pipelines of its rear and front parts. Niches or external fairings are fixedly mounted on the housing. Rotary rotary mechanisms with power dynamic connection of lifting-bearing turbofan planes with fuselage are made with the possibility of longitudinal placement of lifting and bearing turbofan planes in the niches of the fuselage or outer fairings in airplane mode and transverse in helicopter mode with the removal of turbofan beyond the side surfaces of the fuselage and create vertical traction during their operation.

Подъемно-несущие турбовентиляторные плоскости выполнены неразъемными без разделения на полуплоскости и содержат в центре связанные с продольным трубопроводом единой газовой магистрали газопроводные трубчатые оси вращения, а на продольно-концевых частях - подъемные турбовентиляторы, связанные с трубчатыми газопроводными осями через отводные трубопроводы. The lifting-bearing turbofan planes are made one-piece without separation into half-planes and contain in the center gas pipeline tubular axes of rotation connected to the longitudinal pipeline of a single gas main, and lifting turbofan fans connected to the tubular gas axes through branch pipelines on the longitudinal-end parts.

Технический результат: повышение полезной нагрузки и устойчивости управления при выполнении полета в вертикальном и переходном режимах, снижение аэродинамического сопротивления горизонтальному полету, расхода топлива при вертикальном и горизонтальном полете.  EFFECT: increased payload and control stability when flying in vertical and transient modes, reduced aerodynamic resistance to horizontal flight, fuel consumption for vertical and horizontal flight.

Технический результат достигается за счет того, что летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой, содержащий фюзеляж, герметичную кабину, подъемные вентиляторы, силовую установку для маршевого движения и привода подъемных вентиляторов, рули управления, отличается тем, что дополнительно содержит сопла, расположенные на выходе из подъемных вентиляторов в виде изогнутых спрофилированных каналов, образованных нижней и дополнительной поверхностью, имеющие на выходе горизонтальные и вертикальные щитки для управления при вертикальном полете и в переходном режиме.  The technical result is achieved due to the fact that the aircraft with vertical take-off and landing, containing the fuselage, pressurized cabin, lift fans, propulsion system for marching and drive lift fans, control wheels, differs in that it further comprises nozzles located at the exit of lifting fans in the form of curved profiled channels formed by the lower and additional surfaces, having horizontal and vertical shields for control at the exit nnoy flight and in transition mode.

Сопла, расположенные на выходе из подъемных вентиляторов в виде изогнутых спрофилированных каналов, образованных нижней и дополнительной поверхностью, имеющие на выходе горизонтальные и вертикальные щитки для управления при вертикальном полете и в переходном режиме обеспечивают повышение полезной нагрузки и устойчивости управления при выполнении полета в вертикальном и переходном режимах, снижение аэродинамического сопротивления горизонтальному полету, расхода топлива при вертикальном и горизонтальном полете. Nozzles located at the exit of the lifting fans in the form of curved profiled channels formed by the lower and additional surfaces, having horizontal and vertical shields for control during vertical flight and in transition, increase the payload and control stability when flying in vertical and transition modes, aerodynamic drag reduction horizontal flight, fuel consumption for vertical and horizontal flight.

На выходе из сопел действует обычное реактивное подъемное усилие и, кроме этого, на внутренних поверхностях сопел, с учетом эффекта Коандэ, появляется разность давлений и усилия, направленные радиально, сопла расположены так, что горизонтальные составляющие усилий взаимно компенсируся, вертикальные составляющие становятся подъемной силой, т.е. появляется эффект «изогнутого сопла». Сопла также позволяют примененить эффект Коандэ без ограничений мощности, так как обеспечивают безотрывное течение потока от вентиляторов, предотвращают его сдув набегающим потоком при возрастании горизонтальной скорости летательного аппарата, плавный, безударный переход с вертикального на горизонтальный полет и обратно, с плавным перераспределением мощности. Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.  At the exit from the nozzles, the usual reactive lifting force acts and, in addition, on the inner surfaces of the nozzles, taking into account the Coande effect, a pressure difference and forces directed radially appear, the nozzles are arranged so that the horizontal components of the forces are mutually compensated, the vertical components become the lifting force, those. the “bent nozzle” effect appears. The nozzles also allow the Coande effect to be applied without power limitations, as they provide an uninterrupted flow from the fans, prevent it from being blown by the free stream with increasing horizontal speed of the aircraft, a smooth, unstressed transition from vertical to horizontal flight and vice versa, with a smooth redistribution of power. The presence of essential features distinctive from the prototype allows us to recognize the claimed technical solution as new.

Из уровня техники не выявлены технические решения, содержащие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого устройства, поэтому заявляемое устройство отвечает критерию изобретательского уровня.  The prior art does not reveal technical solutions containing features that match the distinctive features of the claimed device, therefore, the claimed device meets the criteria of an inventive step.

Возможность осуществления заявляемого изобретения в промышленности позволяет признать его соответствующим критерию промышленной применимости.  The possibility of implementing the claimed invention in industry allows us to recognize it as meeting the criterion of industrial applicability.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых показано:  The essence of the invention is illustrated by drawings, which show:

Фиг.1. -Сечение по продольной вертикальной плоскости летательного аппарата;  Figure 1. -Section along the longitudinal vertical plane of the aircraft;

Фиг. 2.- Вид летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой сверху;  FIG. 2.- View of the aircraft with vertical take-off and landing from above;

Фиг. 3.- Поперечное сечение летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой 1-1 ; Фиг. 4.- Поперечное сечение летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой 2-2; FIG. 3.- The cross section of the aircraft with vertical take-off and landing 1-1; FIG. 4.- The cross section of the aircraft with vertical take-off and landing 2-2;

Фиг. 5. Поперечное сечение летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой 3-3.  FIG. 5. The cross section of the aircraft with vertical take-off and landing 3-3.

Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой содержит двигатель 1 1, связанный посредством силового вала 18 с дифференциалом 10 и посредством валов вентилятора 12 и механической шестеренной передачи 5 с вентиляторами 3, посредством вала винта 7 с маршевым винтом 6. В верхней части фюзеляжа 17 расположены изогнутые специально спрофилированные сопла, образованные нижней поверхностью 13 и дополнительной поверхностью 14. В передней части фюзеляжа 17 расположена герметичная кабина 2. На входе в вентиляторы расположены щитки 4 для регулировки подачи воздуха в переходном режиме, на выходе из сопел для управления при вертикальном полете и в переходном режиме расположены щитки управления: вертикальные 15 и горизонтальные 16. Для управления в горизонтальном полете в передней части фюзеляжа 17 расположены передние рули 1, в задней его части два киля 8 и руль высоты 9. В качестве несущих поверхностей, кроме фюзеляжа, могут быть применены самолетные крылья с любой схемой размещения (на чертеже не показано). Кроме механической трансмиссии возможны другие варианты подвода мощности на вентиляторы: посредством электропривода, подачи воздуха дополнительным компрессором или выходящих газов от маршевого двигателя на турбопривод вентиляторов (на чертеже не показано).  The aircraft with vertical take-off and landing contains an engine 1 1, connected by means of a power shaft 18 with a differential 10 and by means of a fan shaft 12 and a mechanical gear 5 with fans 3, by a screw shaft 7 with a propeller 6. Curved in the upper part of the fuselage 17 specially profiled nozzles formed by the lower surface 13 and additional surface 14. In the front of the fuselage 17 there is a sealed cabin 2. At the entrance to the fans there are shields 4 for adjustment air supply in transition mode, at the exit from the nozzles for control in vertical flight and in transition mode there are control panels: vertical 15 and horizontal 16. For control in horizontal flight in the front of the fuselage 17 are the front wheels 1, in the rear there are two keels 8 and elevator 9. As the bearing surfaces, in addition to the fuselage, airplane wings with any layout can be used (not shown in the drawing). In addition to a mechanical transmission, other options for supplying power to the fans are possible: by means of an electric drive, air supply by an additional compressor or exhaust gases from the main engine to the fan turbo drive (not shown in the drawing).

Полет летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой выполняется в следующем образом.  Flight aircraft with vertical take-off and landing is performed as follows.

Пилот и пассажиры находятся в герметичной кабине 2 заявляемого летательного аппарата, расположенной в передней части фюзеляжа 17. Перед запуском двигателя 11 щитки 4 на входе в вентиляторы 3 открывают полностью, механизм дифференциала 10 переводят в положение передачи мощности только на вентиляторы 3 через валы вентиляторов 12 и механические шестеренные передачи 5, маршевый винт 6 фиксируют в неподвижном положении, вертикальные щитки управления 15 на выходе из сопел переводят в вертикальное положение, горизонтальные щитки управления 16 полностью открывают. После запуска двигателя 11 посредством силового вала 18, дифференциала 10, валов вентиляторов 12 и механической шестеренной передачи 5 передают вращающий момент на вентиляторы 3, которые подают воздух в изогнутые спрофилированные сопла, образованные нижней поверхностью 13 и дополнительной верхней поверхностью 14. Происходит подъем самолета на необходимую высоту, регулировку тонгажа при этом осуществляют прикрытием или открытием параллельно, одновременно с обоих сторон горизонтальных щитков управления 16 на передней или задней частях летательного аппарата, т.е. без изменения вектора тяги производят незначительное уменьшение или увеличение самого вертикального усилия на передней или задней частях самолета. Регулировку крена осуществляют с помощью горизонтальных щитков управления 16, при этом закрытие или открытие щитков выполняют параллельно одновременно уже с одной стороны. Обычно эти два процесса совмещают. В связи с тем, что вентиляторы 3, изогнутые спрофилированные сопла, в том числе выходные его части, т.е. все точки приложения вертикальных усилий, находятся выше центра тяжести заявляемого летательного аппарата, то обеспечивается способность к саморегулировке - самовосстановлению положения, как в поперечном так и в продольном направлениях. Эту задачу часто поручают автоматическому компьютерному управлению. Поворот или разворот производят с помощью незначительного отклонения вектора тяги вертикальными щитками управления 15 с одной стороны заявляемого летательного аппарата или с двух сторон, но в противоположном направлении. При отклонении вертикальных щитков управления 15 в одном направлении с двух сторон обеспечивают точное перемещение заявляемого летательного аппарата в направлении вперед- назад, начало набора скорости для горизонтального полета. После подъема на любую необходимую высоту от 0,1 метра и выше, через силовой вал 18, дифференциал 10 и вал винта 7 подают мощность на маршевый винт 6 для набора горизонтальной скорости. По мере набора горизонтальной скорости потребность в мощности на вентиляторы 3 снижается по двум причинам: 1. весовая нагрузка постепенного переходит на несущие поверхности (в нашем случае фюзеляж); The pilot and passengers are in a sealed cabin 2 of the inventive aircraft, located in front of the fuselage 17. Before starting the engine 11, the shields 4 at the entrance to the fans 3 are fully open, the differential mechanism 10 is transferred to the power transfer position only to the fans 3 through the shafts of the fans 12 and mechanical gears 5, the propeller 6 are fixed in a fixed position, the vertical control panels 15 at the exit of the nozzles are moved to the vertical position, the horizontal control panels 16 are fully open. After starting the engine 11 through the power shaft 18, the differential 10, the shafts of the fans 12 and the mechanical gear 5 transmit the torque to the fans 3, which supply air to the curved profiled nozzles formed by the lower surface 13 and the additional upper surface 14. The aircraft rises to the required the height, the adjustment of the tonnage in this case is carried out by covering or opening in parallel, simultaneously on both sides of the horizontal control panels 16 on the front or rear of the fly nogo device, ie without changing the thrust vector, they produce a slight decrease or increase in the vertical force itself at the front or rear of the aircraft. The roll adjustment is carried out using horizontal control panels 16, while closing or opening the panels is performed simultaneously simultaneously on one side. Usually these two processes combine. Due to the fact that fans 3, curved profiled nozzles, including its output parts, i.e. Since all the points of application of vertical forces are located above the center of gravity of the claimed aircraft, the ability to self-adjust is provided - self-healing position, both in the transverse and in the longitudinal directions. This task is often assigned to automatic computer control. Turn or turn is carried out using a slight deviation of the thrust vector by vertical control shields 15 on one side of the inventive aircraft or on both sides, but in the opposite direction. When the vertical control shields 15 are deflected in one direction from two sides, they provide for exact movement of the claimed aircraft in the forward-backward direction, and the start of speed gain for horizontal flight. After the rise at any desired height from 0.1 meters and above, through the power shaft 18, the differential 10 and the shaft of the screw 7, power is supplied to the propeller 6 to set the horizontal speed. As horizontal speed increases, the demand for power for fans 3 decreases for two reasons: 1. the weight load gradually transfers to the bearing surfaces (in our case, the fuselage);

2. через открытые в необходимой мере щитки 4 на входе в вентиляторы, возникает возрастающий подпор набегающего воздуха, для устойчивой работы вентиляторов 3 величину подпора регулируют величиной открытия щитков 4 на входе в вентилятора, выходящий из плоского горизонтального сопла поток будет сносится набегающим потоком воздуха, в связи с чем давление на выходе из сопла понижается, динамический напор набегающего потока воздуха увеличивает давление на входе в вентиляторы 3, а на выходе из сопел и соответственно вентиляторов, уменьшает, соответственно, потребная мощность также уменьшается.  2. through the shields 4, which are open to the required extent, at the fan inlet, an increasing freezing air pressure arises, for stable operation of the fans 3, the back pressure is controlled by the opening size of the shields 4 at the fan inlet, the flow coming out of the flat horizontal nozzle will be carried away by the incoming air therefore, the pressure at the exit of the nozzle decreases, the dynamic pressure of the incoming air flow increases the pressure at the inlet to the fans 3, and at the exit of the nozzles and, accordingly, the fans, etstvenno, the required power is also reduced.

По мере возрастания скорости, соответственно, мощность перераспределяется с вентиляторов 3 на маршевый винт 6, щитки 4 на входе в вентиляторы и горизонтальные щитки управления 16 на выходе из сопел плавно прикрываются. Управление горизонтальным полетом выполняют посредством передних рулей 1, двух килей 8 и руля высоты 9. Полный прием нагрузки несущими поверхностями (в нашем случае фюзеляжем) возможен уже при скоростях 180-300 км/ч. Не критичным является полный прием нагрузки и при более высоких скоростях 300-400 км/ч. Набор скорости до крейсерской происходит в обычном самолетном режиме.  As the speed increases, accordingly, the power is redistributed from the fans 3 to the propeller 6, the shields 4 at the inlet of the fans and the horizontal control shields 16 at the exit of the nozzles smoothly cover themselves. Horizontal flight control is carried out by means of the front rudders 1, two keels 8 and elevator 9. Full load acceptance by the bearing surfaces (in our case, the fuselage) is already possible at speeds of 180-300 km / h. Not critical is the full load reception at higher speeds of 300-400 km / h. The speeding up to cruising occurs in the usual airplane mode.

Снижение скорости и переход с горизонтального полета на вертикальный, посадку летательного аппарата выполняют в обратной последовательности.  The speed reduction and the transition from horizontal to vertical flight, landing of the aircraft is performed in the reverse order.

Эти операции могут осуществляться в автоматическом режиме, под компьютерным управлением.  These operations can be carried out automatically, under computer control.

Технико-экономический эффект. Использование заявляемого изобретения позволит повысить полезную нагрузку и устойчивость управления при выполнении полета в вертикальном и переходном режимах, снизить аэродинамическое сопротивление горизонтальному полету, расход топлива при вертикальном и горизонтальном полете. Technical and economic effect. Using the claimed invention will increase the payload and control stability when flying in vertical and transient modes, reduce aerodynamic resistance to horizontal flight, fuel consumption in vertical and horizontal flight.

Claims

Формула изобретения. Claim. Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой, содержащий фюзеляж, герметичную кабину, подъемные вентиляторы, силовую установку для маршевого движения и привода подъемных вентиляторов, рули управления, отличающийся тем, что дополнительно содержит сопла, расположенные на выходе из подъемных вентиляторов в виде изогнутых спрофилированных каналов, образованных нижней и дополнительной поверхностью, имеющие на выходе горизонтальные и вертикальные щитки для управления при вертикальном полете и в переходном режиме.  Aircraft with vertical take-off and landing Aircraft with vertical take-off and landing, containing the fuselage, pressurized cabin, lift fans, propulsion system for marching and driving lift fans, control wheels, characterized in that it further comprises nozzles located at the exit of the lift fans in the form of curved profiled channels formed by the lower and additional surfaces, with horizontal and vertical shields for controlling ikalnom flight and in the transitional regime.
PCT/RU2016/000348 2015-07-15 2016-06-09 Vertical take-off and landing aircraft Ceased WO2017010909A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015128842A RU2015128842A (en) 2015-07-15 2015-07-15 Aircraft with vertical take-off and landing
RU2015128842 2015-07-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017010909A1 true WO2017010909A1 (en) 2017-01-19

Family

ID=57758323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000348 Ceased WO2017010909A1 (en) 2015-07-15 2016-06-09 Vertical take-off and landing aircraft

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2015128842A (en)
WO (1) WO2017010909A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3454238A (en) * 1967-10-25 1969-07-08 Kenneth W Goodson Lifting-jet-body aircraft configuration
RU36347U1 (en) * 2003-09-15 2004-03-10 Новодворский Евгений Валерьевич Aircraft "Tramp LA-01"
RU2244661C2 (en) * 2003-02-11 2005-01-20 Ким Алексей Юрьевич Vertical takeoff and landing flying vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3454238A (en) * 1967-10-25 1969-07-08 Kenneth W Goodson Lifting-jet-body aircraft configuration
RU2244661C2 (en) * 2003-02-11 2005-01-20 Ким Алексей Юрьевич Vertical takeoff and landing flying vehicle
RU36347U1 (en) * 2003-09-15 2004-03-10 Новодворский Евгений Валерьевич Aircraft "Tramp LA-01"

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015128842A (en) 2017-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210403155A1 (en) Vtol aircraft
KR102668106B1 (en) Ejector and airfoil structure
US8636241B2 (en) Hybrid jet/electric VTOL aircraft
US12110846B2 (en) Mechanically-distributed propulsion drivetrain and architecture
US11034430B2 (en) Fluid systems that include a co-flow jet
US12187443B2 (en) Excess thrust control for an aircraft
US20200331589A1 (en) Multi-function nacelles for an aircraft
US5149012A (en) Turbocraft
KR20150086398A (en) Convertible aircraft provided with two ducted rotors at the wing tips and with a horizontal fan in the fuselage
EP3040548B1 (en) Aircraft with counter-rotating turbofan engines
WO2016110756A1 (en) Vtol aircraft with tiltable propellers
GB2543942A (en) Aircraft
RU2652863C1 (en) High-speed hybrid helicopter-aircraft
RU2636826C1 (en) High-speed helicopter with crossed screws
US20100019079A1 (en) Thrust generator for a rotary wing aircraft
RU2657706C1 (en) Convertiplane
CN106628163A (en) Supersonic unmanned combat air vehicle capable of achieving large-resistance deceleration and vertical take-off and landing
RU2460672C2 (en) Integrated technology of operation and production of maksinio vehicles hybrid aircraft (versions), turboprop jet engine, wing (versions), method of generating lift and method of turboprop jet engine operation
EP2508401A1 (en) Combined aircraft
RU2627963C1 (en) Unmanned rotorcraft with cross-section propellers
RU127364U1 (en) SPEED COMBINED HELICOPTER
EP3743331B1 (en) A vertical take off and landing flying machine
RU2653953C1 (en) Unmanned high-speed helicopter-airplane
WO2021155385A1 (en) Vtol aircraft
WO2017010909A1 (en) Vertical take-off and landing aircraft

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16824776

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 07.06.2018)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16824776

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1