ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ "ТУРБОЛЕТ ГОРДИЕНКО Н.Н." Российский патент 2008 года по МПК B64C29/00 B64C39/00 

Изобретение относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха и может быть использовано в авиайионной технике.

Известны летательные аппараты-вертолеты, содержащие фюзеляж, двигатель для привода движителя, выполненный в виде несущего винта с лопостями, хвостовой винт и рули управления (например, Б.Н.Юрьев "Аэродинамический расчет вертолетов". М., 1956 г.) (1).

Недостатком таких аппаратов является низкий КПД винтового движителя, его недостаточная надежность, а также малые возможности маневрирования из-за больших размеров лопастей движителя и размещения рулей управления сзади, т.е. в зоне основного воздушного потока

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий фюзеляж, двигатель, движитель вертикальной тяги в виде вращающегося в горизонтальной плоскости колеса, размещенного над фюзеляжем, движители горизонтальной тяги в виде винтов, размещенных по бокам фюзеляжа, рули управления, смонтированные в хвосте фюзеляжа (пат. РФ №2198113, В64С 27/20, 2003 г.) (2).

Недостатком этого решения является сложность конструкции и низкая надежность в управлении, что делает его неприемлемым для большой авиации.

Кроме того, во всех известных аппаратах типа "Вертолет" (как (1), так и (2)), маневренность обеспечивается за счет изменения направления и величины составляющих вектора подъемной силы и наклона аппарата в продольной или поперечной плоскости, что в некоторых случаях недопустимо, например при перевозке тяжелобольных.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции аппарата и повышение его надежности и маневренности, а также снижение, вплоть до полного исключения, продольной и поперечной качки.

Поставленная задача решается тем, что в летательном аппарате, содержащем фюзеляж, движитель вертикальной тяги, двигатель и рули управления, в нем в фюзеляже выполнено не менее двух сквозных вертикальных каналов, над которыми установлены движители, при этом движитель выполнен в виде закрепленного на валу двигателя диска с воздухозаборными лопатками, а также в фюзеляже выполнены сквозные горизонтальные каналы в продольном и поперечном направлении, сообщенные с вертикальным каналом с одной стороны и атмосферой - с другой, при этом рули управления выполнены в виде управляемых заслонок, установленных в этих каналах.

Новая совокупность признаков обеспечивает, во-первых, упрощение конструкции, т.к. аппарат содержит только движители вертикальной тяги, в горизонтальная тяга создается в горизонтальных каналах посредством управляемых заслонок. Кроме того, упрощается и повышается надежность управления аппаратом.

Вертикальный канал является аэродинамической трубой, в которой создается мощный воздушный поток от движителя. Горизонтальные каналы сообщены с вертикальным для отбора мощности ее воздушного потока и с атмосферой для создания реактивной силы, при этом величина и направление этой силы регулируются посредством управляемых заслонок, что исключает наклоны аппарата при маневрировании.

Новым является также то, что диски движителей кинематически связаны между собой, что обеспечивает синхронное изменение давления в их аэродинамических полостях, т.е.более стабильное управление аппаратом. Кроме того, это повышает надежность аппарата за счет обеспечения синхронной работы всех движителей при аварийном или техническом отключении одного из них.

Новым является также то, что летательный аппарат дополнительно снабжен платформой, смонтированной над движителями, при этом свободные концы валов этих движителей закреплены, с возможностью вращения, в этой платформе. Это, во-первых, повышает надежность работы привода, во-вторых, защищает движители от возможных повреждений, в-третьих, расширяет технологические возможности аппарата и увеличивает его грузовместимость за счет возможности крепления на платформе дополнительного оборудования или груза.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где:

на фиг.1 схематично показан предлагаемый аппарат, продольный разрез,

на фиг.2 - то же, вид сверху.

Летательный аппарат "Турболет" содержит фюзеляж 1, в котором выполнено не менее двух сквозных вертикальных каналов 2, являющихся по сути аэродинамической трубой. В каждом канале 2 на раме 3 установлен двигатель 4, а над каналом - движитель 5, выполненный в виде диска 6 с воздухозаборными лопатками 7, закрепленного на выходном валу 8 двигателя. В фюзеляже 1 выполнены также сквозные горизонтальные каналы, продольные 9 и поперечные 10, сообщенные с каналом 2, с одной стороны, и атмосферой, с другой стороны, через управляемые заслонки-рули 11, смонтированные в этих каналах. Для повышения маневренности аппарата в канале 2 могут быть установлены дополнительные рули управления 12.

Диски 6 могут быть кинематически связаны между собой, например, посредством зубчатой передачи (не показано).

Над движителями 5 смонтирована платформа 13, в которой закреплены свободные концы валов 8, через подшипники 14.

Летательный аппарат работает следующим образом.

Для вертикального взлета запускают двигатели 4, приводящие во вращение движители 5, лопатки 7 нагнетают атмосферный воздух в канал 2 - аэродинамическую трубу, в которой создается воздушный поток высокого давления, в результате чего образуется реактивная тяга, направленная вертикально вверх. Движители 5 вращаются в противоположных направлениях.

Для спуска сбрасывают обороты двигателя 4, соответственно движителя 5, в результате снижается (до нуля) интенсивность воздушного потока и соответственно реактивная тяга.

Для горизонтального перемещения аппарата открывают заслонки 11 на одном из продольных горизонтальных каналов 9, заднем при движении вперед, или переднем, при движении назад, в результате чего в этот канал поступает поток воздуха из аэродинамической трубы 2, обеспечивается истечение этого потока в атмосферу и реактивная тяга в заданном направлении.

Для маневрирования аппарата заслонки 11, установленные в каналах 9 и 10, а также при необходимости рули 12, поворачивают на заданный угол (например через компьютер), изменяя силу потока и вектор тяги.

Изобретение относится к летательным аппаратам. Летательный аппарат содержит движители (5) вертикальной тяги, двигатель (4) и рули управления. В фюзеляже (1) выполнено не менее двух сквозных вертикальных каналов (2), над которыми установлены движители (5). Движитель (5) выполнен в виде закрепленного на валу (8) двигателя (4) диска (6) с воздухозаборными лопатками (7). В фюзеляже выполнены сквозные горизонтальные каналы в продольном (9) и поперечном (10) направлении, сообщенные с вертикальным каналом с одной стороны и атмосферой - с другой. Рули управления выполнены в виде управляемых заслонок, установленных в этих каналах. Изобретение упрощает конструкцию и повышает надежность. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Летательный аппарат, содержащий фюзеляж, движитель вертикальной тяги, двигатель и рули управления, отличающийся тем, что в фюзеляже выполнено не менее двух сквозных вертикальных каналов, над которыми установлены движители, при этом движитель выполнен в виде закрепленного на валу двигателя диска с воздухозаборными лопатками, а также в фюзеляже выполнены сквозные горизонтальные каналы в продольном и поперечном направлении, сообщенные с вертикальным каналом с одной стороны и атмосферой - с другой, при этом рули управления выполнены в виде управляемых заслонок, установленных в этих каналах.2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что диски движителей кинематически связаны между собой.3. Аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен платформой, смонтированной над движителями, при этом свободные концы упомянутых валов закреплены, с возможностью вращения, в этой платформе.