ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ПО СХЕМЕ "УТКА" С ФЛЮГИРУЮЩИМИ РУЛЯМИ С ПРИВОДОМ ЧЕРЕЗ ЗОНУ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ Российский патент 1997 года по МПК B64C13/28 B64C39/12 

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано при создании пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов, преимущественно для малоразмерных самолетов.

В качестве прототипа взято изобретение по патенту СССР N 1087067 кл. B 64 C 13/00, 1984 г. в котором описан летательный аппарат по схеме "утка" с флюгирующими рулями и приводами рулей через пружины.

Недостатком данного решения является то, что устройство для управления аэродинамическими поверхностями не может быть реализовано на малоразмерных аппаратах.

Техническим результатом изобретения является повышение статической устойчивости и управляемости малоразмерных аппаратов. Указанный технический результат достигается тем, что у летательного аппарата по схеме "утка", содержащего флюгирующие рули, приводы рулей через пружины: пружина привода соединена с качалкой муфты, муфта входит в зацепление с осью руля с люфтом от -30^o до +30^o, при этом плечо качалки муфты в 4-20 раз меньше плеча качалки привода. В пределах зоны нечувствительности на ручке управления отсутствует усилие, что также ослабляет запаздывание в передаче команды от ручки (привода) на руль.

На чертеже показана схема летательного аппарата по схеме "утка" с флюгирующими рулями с приводом через зону нечувствительности, где 1 - летательный аппарат, 2 флюгирующие рули, 3 рулевой привод, 4 качалка привода, 5 пружина, 6 качалка муфты, 7 муфта, 8 ось руля, 9 штифт.

Когда летательный аппарат находится в полете, на руль воздействует шарнирный момент от набегающего потока, который устанавливает руль по потоку (в случае отсутствия управляющего воздействия).

Действительно, зона нечувствительности между муфтой и штифтом не мешает рулю установиться по потоку. Статическая устойчивость при этом определяется только крылом и фюзеляжем и является в 2-3 раза выше, чем в случае жесткой связи руля и фюзеляжа через привод. Но и тогда, когда при управлении муфта выбрав люфт, будет соединена со штифтом, статическая устойчивость несколько снизится, но будет недостаточно высокой. Степень влияния руля на устойчивость будет определяться жесткостью пружины.

При малой жесткости пружины перемещение качалки муфты не вызывает заметного противодействия повороту руля. Иначе, на руле создается, практически, постоянный момент, не зависящий от поворота корпуса летательного аппарата, т.е. руль не определяет положения аэродинамического фокуса и летательный аппарат более устойчив и менее чувствителен к возмущающим воздействиям.

Эффективность предлагаемого технического решения будет реализована при создании малоразмерных пилотируемых и беспилотных аппаратов.

Для пилотируемого летательного аппарат очень важным является требование к квалификации летчика (чем ниже требования к квалификации, тем более массовым может быть летательный аппарат).

Высокая статическая устойчивость в предлагаемом летательном аппарате позволяет снизить требования к квалификации летчика. Более высокие динамические характеристики (собственная частота повышается в 1,5-1,7 раза) также снижают требования к навыку управления летательным аппаратом.

Получить эффект повышения безопасности полетов можно таким образом: увеличить устойчивость не в 2-3 раза, а только в 1,3-1,5 раза, но при этом угол атаки руля будет меньше; что исключает срыв потока на рулях при больших управляющих воздействиях.

Полет на таких аппаратах более безопасен.

Посадку можно производить на больших углах атаки крыла и небольших углах атаки руля (без срыва потока на рулях), что в свою очередь снижает посадочную скорость и повышает безопасность посадки на неподготовленную поверхность при вынужденной посадке.

Для беспилотных летательных аппаратов затруднительно применять сложный автопилот. Предлагаемое техническое решение существенно упрощает проектирование малоразмерных летательных аппаратов и делает возможным создание малоразмерных летательных аппаратов без автопилота. Свойства аппарат (статическая устойчивость, повышенная частота собственных колебаний) получается как бы с автопилотом и по своим аэродинамическим характеристикам не отличается от обычных летательных аппаратов с автопилотом.

Использование: изобретение относится к летательным аппаратам по схеме "утка", в частности к малогабаритным летательным аппаратам. Сущность: летательный аппарат содержит фюзеляж, флюгирующий руль 2 с приводом 3 рулей через пружины, пружина привода соединена с качалкой муфты, которая входит в зацепление с осью руля с люфтом от -30^o до +30^o. Плечо качалки муфты меньше плеча качалки привода в 4-20 раз. 1 ил.

Летательный аппарат по схеме "утка" с флюгирующими рулями, приводом рулей через пружины, отличающийся тем, что пружина привода соединена с качалкой муфты, муфта входит в зацепление с осью руля с люфтом от -30 до +30^o, при этом плечо качалки муфты в 4 20 раз меньше плеча качалки привода.