ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2003 года по МПК B64C31/24 B64C29/00 B64C27/22 

Изобретение относится к области авиации, а именно к летательным аппаратам, обладающим одновременно качествами самолета, вертолета и планера.

В настоящее время известно большое количество самых разнообразных летательных аппаратов, сочетающих в себе возможности вертолета и самолета (см. патенты США 3185408, 3529793, 3592412, заявку Германии 3729149, заявку РСТ/JP 95/ 02095) или планера и самолета (см. патент США 2076398, патенты и заявку Германии 688793, 698201, 19504361, патент Швейцарии 676350).

Так, летательный аппарат по патенту США 3185408 от 25.05.1965 г., содержит стационарный воздушный винт для работы в режиме самолета и поворотный воздушный винт, используемый для работы в вертолетном режиме и имеющий возможность перевода в другое положение при работе в другом режиме.

Недостатком известного летательного аппарата является сложность конструкции, т.к. предусматривается использование нескольких воздушных винтов или тяговых установок для обеспечения необходимых режимов работы.

Наиболее близким к предлагаемому летательному аппарату является летательный аппарат по патенту Бельгии 387194 от 17.03.1932 г., содержащий фюзеляж, крыло, стабилизатор, шасси и воздушный винт, имеющий возможность перемещения в вертикальной продольной плоскости для его использования в вертолетном и самолетном режимах полета.

Недостатком известного летательного аппарата являются его низкие характеристики в режиме планера в связи с низким аэродинамическим качеством.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в создании летательного аппарата, высокоэффективного на всех режимах полета.

В режиме планера двигатель убран в фюзеляж и за счет высокого аэродинамического качества (более 40) аппарат может пролетать многие сотни километров.

В режиме самолета двигатель внутреннего сгорания мощностью 50 л.с. выпускается из фюзеляжа и фиксируется в положении с тянущим винтом, что позволяет выполнять полет в диапазоне скоростей 50-350 км/ч.

В режиме вертолета движитель - винт переводится в положение с вертикальным направлением тяги, что позволяет уменьшить скорость полета до 30 км/ч, обеспечивая уникальные взлетные характеристики и возможность специфического применения на малых высотах и скоростях.

Посадка аппарата может производиться и в режиме планера, что более предпочтительно, когда двигатель убран в фюзеляж. Это обеспечивает сравнительно небольшую посадочную дистанцию, отсутствие шума, экономию бензина, экологическую чистоту.

Указанный технический результат достигается тем, что в летательном аппарате, содержащем фюзеляж, крыло, стабилизатор, шасси и воздушный винт, имеющий возможность перемещения в вертикальной продольной плоскости для его использования в вертолетном и самолетном режимах полета, согласно изобретению, воздушный винт установлен на фюзеляже с возможностью расположения внутри фюзеляжа в режиме планера и над фюзеляжем для создания горизонтальной и вертикальной тяги соответственно в самолетном и вертолетном режимах.

Для перевода воздушного винта в соответствующие положения летательный аппарат может быть снабжен поворотной стойкой, несущей воздушный винт и приводящий его двигатель внутреннего сгорания и состоящей из главной стойки и стойки переноса двигателя, связанного с установленным на поворотной стойке приводом для изменения взаимного положения винта и двигателя его привода.

Поворотная стойка может соединяться с зубчатым элементом (червячное колесо, сектор), зацепленным с червяком, соединенным с винтом винтовой пары, другой элемент которой связан с системой управления. Указанный элемент может представлять из себя каретку, перемещающуюся вдоль винта с возможностью взаимодействия с конечными выключателями системы управления и выполненную с возможностью фиксации в определенных положениях.

Для повышения аэродинамических качеств фюзеляж может быть выполнен со створками, имеющими приспособление для их открытия-закрытия.

Перемещение стойки в вертолетный режим ограничено верхней частью фюзеляжа.

На фиг. 1 показан предлагаемый летательный аппарат, вид сбоку.

На фиг. 2 - летательный аппарат, вид сверху.

На фиг. 3 - принципиальная схема механизма поворота стойки.

На фиг. 4 - вид А на фиг. 1.

Предлагаемый летательный аппарат содержит фюзеляж 1 с передним 2, средним 3 и задним 4 фонарями в носовой части и килем 5, снабженным рулем 6 направления и стабилизатором 7 в хвостовой части, крыло 8, шасси 9 и двигатель 10 внутреннего сгорания с воздушным винтом 11, расположенными при использовании летательного аппарата в качестве планера в хвостовой части фюзеляжа 1. Главной особенностью данного летательного аппарата является возможность убирать и ставить двигатель 10 в полете и на земле в желаемые положения: "I - планерное", "II - самолетное", "III - вертолетное".

Работает летательный аппарат следующим образом.

В исходном положении "I - планерное" двигатель 10 вместе с воздушным винтом 11 находится в хвостовой части фюзеляжа 1. Большие 12 и малые 13 створки выпуска двигателя 10 закрыты. Двигатель 10 заблокирован фиксатором 14 и замком 15, а поворотная стойка, несущая воздушный винт 11 и приводящий его двигатель 10 и состоящая из главной стойки 16 и стойки 17 переноса двигателя 10, занимает положение О₁А₁А₂А₃. Для выпуска двигателя 10 и перевода его в самолетное положение замок 18 зажигания переводится в положение "II - самолетное", снимается блокировка фиксатора 14 и за счет перемещения каретки 19 по винтовому валу 20 замыкается контакт 21 (конечный выключатель) реле выпуска створок 12, 13 и последние открываются за счет использования электродвигателя 22. При дальнейшем движении каретки 19 по винтовому валу 20 происходит преобразование поступательного движения во вращательное, за счет промежуточного вала 23 вращение передается через червяк 24 червячному сектору 25 и далее на плечо 26 главной стойки 16, которая поворачивается против часовой стрелки примерно на 90^o. При прохождении гнезд замка 27 они автоматически срабатывают, утопая в пазах 28 оси, находящейся в положении Б₃. При этом поворотная стойка из положения О₁А₁А₂А₃ перемещается в положение О₁Б₁Б₂Б₃, створки 12, 13 закрываются и двигатель 10 готов к запуску. После запуска двигателя 10 осуществляется взлет летательного аппарата и его работа в режиме самолета.

Для перемещения двигателя 10 из самолетного положения в вертолетное включается система остановки двигателя 10. Замок 18 зажигания переводится в положение "III-вертолетное", снимается блокировка фиксатора 14. Срабатывает реле запуска электродвигателя 29, который втягивает стойку 17 переноса двигателя 10 до замыкания прерывателя 30. Электродвигатель 29 останавливается, и лопасти винта 11 становятся в вертолетное положение. Далее перемещают каретку 19 по валу 20, замыкается контакт 21 реле выпуска створок 12, 13 и последние открываются. Кроме того, открывается замок 27. При перемещении каретки 19 вращение через промежуточный вал 23 передается червяку 24 и далее червячному сектору 25, который поворачивает против часовой стрелки поворотную стойку из положения О₁Б₁Б₂Б₃ в положение О₁В₁В₂В₃ и при касании усиленной стойки заднего фонаря 4 производится срабатывание замка 15 двигателя 10. Створки 12, 13 закрываются, двигатель 10 готов к запуску в вертолетном положении, а летательный аппарат к работе в режиме вертолета.

Из вертолетного положения двигатель 10 можно перевести как в самолетное положение, так и в исходное, минуя самолетное, в зависимости от установки замка 18 зажигания. При этом поворотная стойка снова занимает положение О₁А₁А₂А₃ с обратной блокировкой замка 15. Створки 12 и 13 закрываются, аппарат переходит в режим работы планера.

Управление летательным аппаратом обеспечивается предкрылками 32, щелевыми закрылками 33, элеронами 34, веерными предкрылками 35 и закрылками 36, рулем 6 направления, стабилизатором 7 и рулем 37 глубины. В кабине пилота помимо обычной ручки 38 управления с кнопкой 39 запуска двигателя 10 и рулевых педалей 40 имеется рукоятка 41 управления переносом двигателя 10 с использованием механической системы 19, 20, 23, 24, 25 управления выпуском и уборкой двигателя 10 с возможностью его фиксации в самолетное, вертолетное и планерное положения. При переходе двигателя из одного положения в другое и третье устойчивость летательного аппарата и управляемость последним не нарушается.

Уникальные летно-технические параметры летательного аппарата дают возможность его многоцелевого применения. Это может быть сельскохозяйственное, спортивное направление. Аппарат удобен для целей патрулирования (лесов, газо- и нефтепроводов), для целей аэрофотосъемки. Предлагаемый летательный аппарат может быть использован в следующих вариантах как:
- спортивный: соревнования по авиационному спорту;
- санитарный: внеаэродромного базирования;
- учебный: базовый аппарат для создания лицензированных летно-технических центров по подготовке пилотов, авиатехников, операторов;
- геологоразведочный: оснащается малогабаритной много спектральной аппаратурой дистанционного зондирования, определяющей запасы полезных ископаемых на глубину до 5000 м (вес собственных металлических частей ЛА - 20 кг, магнитные поля отсутствуют);
- геодезический: картография, привязка объектов к рельефу местности;
- связной: доставка корреспонденции в удаленные и малодоступные населенные пункты;
- сельскохозяйственный: подкормка растений, опыление гербицидами, борьба с вредителями;
- патрульный: патрулирование нефтяных и газовых проводов, обнаружение браконьеров, выявление лесных пожаров и пр.;
- аппарат частного использования: спортивный, деловой, туристический.

Изобретение относится к авиации, а именно к летательным аппаратам, и может быть использовано для создания преобразуемых летательных аппаратов, обладающих свойствами самолета, вертолета и планера. Летательный аппарат содержит фюзеляж, крыло, стабилизатор, шасси и воздушный винт. Винтомоторная установка имеет возможность перемещения и изменения взаимного положения винта и двигателя в вертикальной продольной плоскости с помощью поворотной стойки, несущий воздушный винт и приводящий его двигатель внутреннего сгорания. В вертолетном режиме винт создает вертикальную тягу, в самолетном режиме винт создает горизонтальную тягу, в режиме планера винтомоторная установка может быть убрана в фюзеляж и закрыта створками. Технический результат заключается в создании преобразуемого летательного аппарата, высокоэффективного на всех режимах полета. 8 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Летательный аппарат, содержащий фюзеляж, крыло, стабилизатор, шасси и воздушный винт, имеющий возможность перемещения в вертикальной продольной плоскости для его использования в вертолетном и самолетном режиме, отличающийся тем, что воздушный винт установлен на фюзеляже с возможностью расположения внутри фюзеляжа в режиме планера и над фюзеляжем для создания горизонтальной и вертикальной тяги соответственно в самолетном и вертолетном режимах.2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что снабжен поворотной стойкой, несущей воздушный винт и приводящий его двигатель внутреннего сгорания и состоящий из главной стойки и стойки переноса двигателя, связанного с установленным на поворотной стойке приводом для изменения взаимного положения винта и двигателя его привода.3. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что поворотная стойка соединена с зубчатым элементом, зацепленным с червяком, соединенным с винтом винтовой пары, другой элемент которой связан с системой управления.4. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что зубчатый элемент выполнен в виде сектора.5. Аппарат по п.3 или 4, отличающийся тем, что другой элемент винтовой пары выполнен в виде каретки, перемещающейся вдоль винта с возможностью взаимодействия с конечными выключателями системы управления.6. Аппарат по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что другой элемент выполнен с возможностью фиксации его положения.7. Аппарат по любому из пп.2-6, отличающийся тем, что поворотная стойка выполнена с возможностью ее фиксации в соответствующих положениях.8. Аппарат по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что фюзеляж выполнен со створками, имеющими приспособление для их открытия-закрытия.9. Аппарат по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что перемещение стойки в вертолетный режим ограничено верхней частью фюзеляжа.