ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1997 года по МПК B64C29/00 B64C39/06 

Изобретение относится к самолетостроению и может быть использовано для создания сверхзвуковых пассажирских самолетов.

Известен летательный аппарат, содержащий фюзеляж, двигатели, шасси и аэродинамические поверхности управления [1, 2]
Известный летательный аппарат имеет низкие летно-технические характеристики и малую полезную площадь внутри корпуса.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная задача решается тем, что в летательном аппарате, содержащем фюзеляж с выпуклой верхней и плоской нижней частями, двигатели, шасси и аэродинамические поверхности управления, установленные на верхней и нижней частях фюзеляжа, согласно изобретению профилю фюзеляжа придана форма несущего крыла, двигатели размещены вдоль задней кромки нижней части фюзеляжа, а верхняя аэродинамическая поверхность установлена горизонтально с возможностью отклонения в вертикальной плоскости, при этом ее передняя часть соединена с фюзеляжем подвижным штоком.

Нижняя аэродинамическая поверхность выполнена в виде двух горизонтальных плоскостей, установленных с возможностью поворота на четырех вертикальных плоскостях, закрепленных на нижней части фюзеляжа.

На фиг. 1 изображен предлагаемый летательный аппарат, вид сбоку, разрез по центральной продольной оси; на фиг.2 то же, вид спереди; на фиг.3 то же, вид сверху; на фиг.4 то же, вид снизу; на фиг.5 план пассажирского салона.

Корпус 1 аппарата выполнен в форме геометрически правильного шарового сегмента с выпуклой верхней частью 2 и плоской нижней частью 3. Верхняя аэродинамическая поверхность состоит из пяти вертикальных плоскостей 4 и горизонтальной плоскости 5 треугольной формы. Передняя вершина плоскости 5 связана через шток с механизмом подъема 7. Нижняя аэродинамическая поверхность состоит из четырех вертикальных плоскостей 8, между которыми закреплены поворачивающиеся вокруг своей продольной оси горизонтальные плоскости 9. Внутреннее пространство корпуса 1 разделено на отсеки пассажирский 10 и технический 11. Передняя часть корпуса 1 отведена для кабины пилотов 2. Передняя часть купола 13 выполнена из прозрачного материала для освещения кабины пилотов и пассажирского салона. Этим же обеспечивается внешний обзор пилотам и пассажирам. Периферийная часть 14 отсека 10 может быть использована для размещения багажа, топливных баков и для технических помещений бортового персонала. В техническом отсеке 11 размещены шасси 15, силовые установки 16 с воздухозаборниками 17. Свободное пространство в техническом отсеке между перегородками 18 и 19 предусмотрено для размещения груза и топливных баков. Внутренние объемы плоскостей 4 и 5 также могут быть использованы в качестве топливных баков.

Профиль корпуса 1 подобен профилю крыла самолета. Поэтому корпус обладает свойством несущего крыла, подобно крылу самолета. Относительная длина крыла, являющегося одновременно и корпусом, определяется так:

где l относительная длина крыла;
l длина крыла;
S площадь крыла.

Относительная толщина профиля корпуса 1 выбрана в пределах c 8 12% Параметры и соответствуют параметрам сверхзвуковых самолетов.

Утонченный профиль корпуса 1 придает летательному аппарату ряд преимуществ перед самолетами традиционного вида. Во-первых, упрощается конструкция аппарата. Во-вторых, улучшаются летно-технические характеристики из-за уменьшения лобового сопротивления и увеличения подъемной силы. В-третьих, значительно расширяется площадь внутри корпуса для размещения пассажиров, груза и топлива. В-четвертых, появляется возможность разместить большее число двигателей пониженной мощности на корпусе летательного аппарата. Если сравнивать с известными самолетами, у летательного аппарата отсутствует пассивный (не обладающий подъемной силой) фюзеляж, что равносильно тому, что из общего веса самолета исключен собственный вес фюзеляжа. В силу этих преимуществ становится возможным более эффективно использовать мощность силовых установок летательных аппаратов подобного типа, уменьшив при этом общую силу тяги самолета, или увеличить скорость и дальность полета, добиться снижения себестоимости таких экономических показателей, как перевозимые "тонна" или "пассажиро-километр". Другим преимуществом является то, что у летательного аппарата отсутствуют боковые несущие крылья, на которых у известных самолетов размещены тяжелые силовые установки, и увеличивают этим массу крыльев, заполненным топливом. Этим исключается колоссальная напряженность в местах сочленения фюзеляжа и крыльев, и этим достигается более высокая надежность конструкции у круглого аппарата.

Для обеспечения сверхзвуковой скорости самолета на аппарате установлены увеличенное число двигателей пониженной мощности, суммарная тяга которых обеспечивает горизонтальный подъем и полет на предельно заданной скорости. Большое число двигателей и возможность их размещения в корпусе или под корпусом обеспечивают высокую безопасность полета. Так, например, при отказе в полете одного из двигателей необходимо исключить симметричный ему двигатель. При этом баланс тяги не нарушится и у пилотов не возникают трудности управления аварийным самолетом.

Изменение высоты полета осуществляют изменением угла атаки плоскости 5, противоположная ей сторона треугольника неподвижна относительно этой вершины. Изменение угла отклонения плоскости 5 осуществляют при помощи механизма подъема через шток 6. Этим достигается упрощение системы управления и самоуправления аппаратом. Управление направлением полета осуществляют поворотом одной из плоскостей 9, вокруг продольной оси. При этом возникает момент сил, который стремится вращать корпус вокруг его вертикальной оси. Для ускоренного поворота аппарата на аэродроме плоскости 9 могут поворачиваться до 90^o.

Изобретение дает возможность создания сверхзвуковых самолетов нового нетрадиционного вида внушительных размеров, вместимостью до 1000 и более посадочных мест. Простота, надежность и экономичность аппарата при использовании хорошо освоенных промышленностью авиационных двигателей предлагает реальную перспективу перехода гражданской авиации на новый тип сверхзвуковых самолетов.

Применение: авиация. Сущность: летательный аппарат содержит фюзеляж с выпуклой верхней и плоской нижней частями, двигатели, шасси и аэродинамические поверхности управления, установленные на верхней и нижней частях фюзеляжа, причем профилю фюзеляжа придана форма несущего крыла, двигатели размещены вдоль задней кромки нижней части фюзеляжа, а верхняя аэродинамическая поверхность установлена горизонтально с возможностью отклонения в вертикальной плоскости, при этом ее передняя часть соединена с фюзеляжем подвижным штоком. Нижняя аэродинамическая поверхность выполнена в виде двух горизонтальных плоскостей, установленных с возможностью поворота на четырех вертикальных плоскостях, закрепленных на нижней части фюзеляжа. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Летательный аппарат, содержащий фюзеляж с выпуклой верхней и плоской нижней частями, двигатели, шасси и аэродинамические поверхности управления, установленные на верхней и нижней частях фюзеляжа, отличающийся тем, что профилю фюзеляжа придана форма несущего крыла, двигатели размещены вдоль задней кромки нижней части фюзеляжа, а верхняя аэродинамическая поверхность установлена горизонтально с возможностью отклонения в вертикальной плоскости, при этом ее передняя часть соединена с фюзеляжем подвижным штоком. 2. Летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что нижняя аэродинамическая поверхность выполнена в виде двух горизонтальных плоскостей, установленных с возможностью поворота на четырех вертикальных плоскостях, закрепленных на нижней части фюзеляжа.