СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ САМОЛЕТА ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ Российский патент 2015 года по МПК B64C29/00 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к винтокрылым летательным аппаратам, и может быть использовано при создании самолетов вертикального взлета и посадки для существенного увеличения скорости, а также уменьшения расхода топлива и увеличения дальности полета.

Известны самолеты вертикального взлета и посадки (Ружицкий Е.И. Американские самолеты вертикального взлета. - М.: Астрель, ACT, 2000 - 192 с. [1]), наиболее известным представителем которых является V-22 «Osprey», имеющий ограничение по скорости до 550 км/ч из-за использования одних и тех же винтов в качестве и несущих, и тянущих, малую грузоподъемность и большой расход топлива, определяющий дальность полета.

Прототипом предлагаемого изобретения может быть вертолет-самолет фирмы Райан (США) «Дискротор» (Обзоры. Переводы. Рефераты. №296 / Ред. Е.И. Ружицкий. ЦАГИ. Бюро научно-технической информации, 1969 г. - с.44), имеющий дискообразный обтекатель втулки несущего винта, в который убираются лопасти при полете с большой скоростью, превращая диск в дополнительное крыло.

Недостатком такого самолета является расположение диска-крыла, имеющего низкое аэродинамическое качество в потоке воздуха в крейсерском полете. Это вызывает большое аэродинамическое сопротивление самолета, снижение его скорости, увеличение расхода топлива и уменьшение дальности полета.

Предлагаемое изобретение решает задачу снижения лобового сопротивления самолета вертикального взлета и посадки, сведения к нулю доли сопротивления диска в сопротивлении самолета в целом, задачу увеличения скорости самолета, вплоть до сверхзвуковой, при меньшей тяге двигателя, уменьшения расхода топлива и увеличения дальности полета.

Поставленная задача достигается тем, что диск располагают в центроплане крыла практически традиционного самолета высокоплана. При этом аэродинамические обводы верхней части диска и центроплана крыла самолета выполняют совпадающими, удовлетворяющими лишь осевой симметрии диска и минимальному повышению лобового сопротивления самолета. Диск разрезают параллельно диаметральной плоскости, оставляя возможность совместного вращения верхней части диска, в которой размещают лопасти и которую на взлете и посадке выдвигают из центроплана в поток, а также нижней части, которую вращают от двигателя самолета. Нижняя часть диска служит вращающейся опорой при выдвижении верхней части в поток, в ней располагают систему уборки и выпуска лопастей и систему их управления.

На режимах взлета и посадки верхнюю часть диска выдвигают из центроплана крыла в поток, прикладывая усилия со стороны нижней части диска, раскручивают диск, выпускают лопасти, превращая диск в несущий винт. Вращение диска выполняют через редуктор или реактивными силами от маршевых двигателей самолета. Выпуск лопастей начинают с появлением соответствующих сил инерции при вращении диска, уборка лопастей осуществляется за счет кинетической энергии вращения диска.

Для пояснения технической сущности рассмотрим чертежи:

фиг.1 - вид самолета в плане с убранным в центроплан крыла диском,

фиг.2 - вид самолета с выдвинутым из центроплана диском, где:

1 - диск (верхняя часть);

2 - центроплан крыла;

3 - крыло;

4 - нижняя часть диска;

5 - механизмы выдвижения верхней части диска, управления и уборки лопастей;

6 - лопасть несущего винта;

7 - двигатель;

8 - фюзеляж.

Реализация предлагаемого способа.

Перед взлетом самолета вертикального взлета и посадки с диском, у которого диск убран из потока и помещен в центроплан 2 крыла 3 (фиг.1), выдвигают верхнюю часть диска 1 из центроплана 2 (фиг.2), воздействуя на нее со стороны нижней части диска 4, раскручивают верхнюю часть диска 1, вращение которой передается от нижней части 4 синхронно. С появлением соответствующих центробежных сил выдвигают из верхней части диска 1 лопасти 6 и за счет образовавшегося из лопастей 6 несущего винта начинают вертикальный взлет.

С набором необходимой высоты, или сразу после отрыва от взлетно-посадочной поверхности, постепенно переводят часть мощности двигателей 7 на горизонтальную тягу и после набора скорости полета, позволяющей лететь на крыле 3, втягивают лопасти 6 в верхнюю вращающуюся часть диска 1, используя кинетическую энергию вращения, останавливают вращение верхней части диска 1 и убирают ее в центроплан 2, прикладывая усилия со стороны нижней части диска 4. Набирают скорость в соответствии с возможностями самолета и двигателей 7. При этом диск не создает аэродинамического сопротивления полету.

Перед посадкой снижают скорость полета, выдвигают верхнюю часть диска 1, раскручивают ее, передавая вращение от нижней части 4, выдвигают лопасти 6, производят вертикальную посадку на несущем винте, втягивают лопасти 6 в верхнюю часть диска 1, останавливают ее вращение и убирают в центроплан 2 крыла 3. Полет закончен.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям и способам преобразования комбинированных винтокрылых летательных аппаратов. Способ преобразования самолета вертикального взлета и посадки, имеющего крыло (3) и несущий винт, состоящий из диска (1), из которого на взлете и посадке выпускают лопасти несущего винта (6), заключается в том, что крыло самолета (3) устанавливают по схеме высокоплан, в его центроплан (2) помещают диск (1), верхнюю часть которого на взлете или посадке выдвигают из центроплана (2) в воздушный поток, раскручивают диск (1) и превращают в несущий винт, выпуская из него лопасти (6). В крейсерском полете лопасти (6) убирают в диск (1), вращение диска (1) останавливают и убирают его верхнюю часть в центроплан (2), который составляет с ним общую, хорошо обтекаемую поверхность. Достигается увеличение скорости, дальности полета и уменьшение расхода топлива. 2 ил.

Способ преобразования самолета вертикального взлета и посадки, имеющего крыло, фюзеляж, двигатели и диск, имеющий возможность вращаться, из которого на взлете и посадке выдвигаются лопасти несущего винта, отличающийся тем, что самолет выполняют по схеме высокоплан, в его центроплан помещают диск, разрезанный горизонтальной плоскостью, с целью выдвижения в поток верхней части диска, в которой располагают лопасти несущего винта и которая вращается вместе с нижней частью диска от двигателей самолета, аэродинамические обводы центроплана и верхней части диска выполняют для лучшего обтекания совпадающими, удовлетворяющими лишь осевой симметрии диска и минимальному изменению аэродинамики центроплана в такой компоновке, на режимах взлета и посадки верхнюю часть диска выдвигают из центроплана в воздушный поток, раскручивают диск и выпускают лопасти, а после завершения взлета или посадки убирают лопасти в диск, используя его собственную кинетическую энергию вращения, затем вращение диска останавливают и убирают его верхнюю часть в центроплан.