ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА-ПОСАДКИ С КОЛЬЦЕВЫМ КРЫЛОМ БЕЗ РЕАКТИВНОГО МОМЕНТА Российский патент 2013 года по МПК B64C39/00 

1. Область техники

Настоящее изобретение относится к областям техники летательных аппаратов и воздушного транспорта.

2. Уровень техники

По уровню техники описываемый летательный аппарат имеет аналогом (прототипом) летательные аппараты «Турболет», «Турболет-М» и «Турболет-М2», представленные патентами RU 2268845 C2 от 12.04.2004, RU 2307768 C1 от 14.02.2006 и RU 2380287 от 02.04.2008 соответственно.

3. Сущность изобретения

Настоящий летательный аппарат вертикального взлета-посадки (дальше по тексту «турболет») строится на динамической группе агрегатов, состоящей из двигателя, подвешенного в гироскопической подвеске с двумя степенями свободы и уравновешенного относительно его центра масс, трансмиссии, состоящей из разрезного вала с шестернями привода, и модуля кольцевого крыла большого заполнения, создающего при своем вращении подъемную силу. Реактивный момент от кольцевого крыла устраняется вращением двигателя относительно вертикальной оси подвеса внутреннего корпуса двигательного отсека. Эта динамическая группа агрегатов обеспечивает режимы вертикального взлета-посадки и висения турболета.

Для перевода летательного аппарата в режим поступательного движения или движения в боковом направлении используется 4 аэродинамических руля, установленных на раме модуля кольцевого крыла по внешнему его контуру на главных осях аппарата и вдвигаемых в воздушный поток, отбрасываемый кольцевым крылом, для создания управляющих моментов. В случае полета в поступательном направлении модуль кольцевого крыла поворачивается относительно главной поперечной оси неподвижного корпуса аппарата на угол в пределах ±90°, переводя избыток подъемной силы в силу тяги. При этом внутренний корпус двигательного отсека вместе с заключенным в нем двигателем, установленный шарнирно во внешнем корпусе двигательного отсека, также поворачивается, но уже относительно второй оси гироскопического подвеса, обеспечивая динамическое единство системы двигатель - кольцевое крыло.

Снабжение двигателя необходимыми ресурсами (топливом, охлаждающей жидкостью, электроэнергией, управляющими сигналами и пр.) осуществляется через 2 (или 1) колодца, выполняющих также роль распорных осей вертикального подвеса двигателя внутри внутреннего корпуса двигательного отсека.

Внешний корпус двигательного отсека двумя полыми балками жестко закреплен внутри корпуса турболета. Кресла пилотов, шасси и другие системы летательного аппарата размещаются в свободном пространстве между внешним корпусом двигательного отсека и корпусом турболета.

4. Краткое описание чертежа

Компоновка турболета представлена в двух видах: вид сзади (фиг.1) и вид сверху (фиг.2).

На виде сзади (фиг.1) изображены корпус (1) с кабиной пилотов (2), системой посадки (5) и двигательным отсеком, крыльевой модуль, состоящий из несущей рамы ферменной конструкции (3) с закрепленными на ней обечайками, между которыми вращается один плоский (или пакетный) воздушный винт с 32 лопатками (Фиг.2, п.15), распределенными по окружности. Крыльевой модуль соединен с корпусом двумя распорными балками (13), жестко установленными между корпусом аппарата и внешним корпусом двигательного отсека (8), вокруг которых он может поворачиваться на углы ±90°, обеспечивая движение летательного аппарата, отличное от вертикального. Импульсы для поворотов крыльевому модулю придают аэродинамические рули (4).

Привод на кольцевое крыло состоит из центрально расположенного двигателя (9), установленного в гироскопическом подвесе (первая ось) двигательного отсека (14), состоящего из внутреннего корпуса (7) и внешнего корпуса (8). Мощность от вала двигателя через шарнирное зубчатое кольцо (10) передается валу привода (11), на конце которого установлена ведущая шестерня (12), находящаяся в зацеплении с шарнирным зубчатым кольцом кольцевого крыла. Реактивный момент от вращения кольцевого крыла компенсируется через трансмиссию обратным вращением двигателя вокруг вертикальной оси подвеса двигателя внутри внутреннего корпуса двигательного отсека.

Повороты кольцевого крыла относительно поперечной оси летательного аппарата приводят к соответствующим поворотам внутреннего корпуса двигательного отсека относительно второй оси гироскопического подвеса через роликовые направляющие (6) внутри внешнего корпуса двигательного отсека (8).

Чертеж турболета с видом сверху (фиг.2) поясняет взаимное расположение элементов конструкции.

5. Осуществление изобретения

Предлагаемая конструкция имеет меньше составных элементов, лучше организована, проще в изготовлении и поэтому на современном уровне технологии представляется вполне достижимой.

Изобретение относится к области авиации, в частности к летательным аппаратам с кольцевым крылом. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки содержит двигатель, подвешенный в гироскопической подвеске с двумя степенями свободы и уравновешенный относительно его центра масс, трансмиссию и единственное кольцевое крыло большого заполнения. Крыло выполнено с возможностью поворачиваться под влиянием аэродинамических рулей относительно поперечной оси летательного аппарата на большие углы для преобразования избытка подъемной силы в силу тяги в направлении полета. Указанные элементы конструкции летательного аппарата образуют свободно взаимодействующую между собой динамическую группу, устраняющую реактивный момент кольцевого крыла. Достигается упрощение конструкции летательного аппарата. 2 ил.

Летательный аппарат вертикального взлета-посадки, отличающийся тем, что его двигатель, подвешенный в гироскопической подвеске с двумя степенями свободы и уравновешенный относительно его центра масс, трансмиссия и единственное кольцевое крыло большого заполнения, способное поворачиваться под влиянием аэродинамических рулей относительно поперечной оси аппарата на большие углы и переводящее избыток подъемной силы в силу тяги в направлении полета, представляют свободно взаимодействующую между собой динамическую группу, устраняющую реактивный момент кольцевого крыла.