ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2017 года по МПК B64C29/00 B64C27/22 B64C39/06 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области летательных аппаратов (ЛА) и может служить альтернативой вертолетному парку.

Уровень техники

Известны летательные аппараты, раскрытые, например, в патентах RU 2495795, опубликован 10.04.2005 и RU 2348567, опубликован 10.03.2009, корпуса которых выполнены в виде тел вращения. Причем внутри корпуса размещены кабина пилотов, системы управления, системы посадки.

Известные ЛА обладают рядом существенных недостатков, а именно имеют ненадежную и сложную конструкцию.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание летательного аппарата, в котором обеспечивается щадящий режим работы лопаток вентиляторного колеса (ВК) в отличие от лопастей вертолета, так как не применяется автомат перекоса и большее количество лопаток вентиляторного колеса (ВК) уменьшают напряжения в лопатках.

Технический результат заключается в повышении надежности при эксплуатации летательного аппарата, а также его безопасности, маневренности.

Указанный технический результат достигается тем, что летательный аппарат содержит корпус, выполненный в виде дискообразного тела вращения, в котором в качестве соединенных с корпусом движителей используются кольцевое вентиляторное колесо, создающее главную подъемную силу, и воздушно-реактивный двигатель (ВРД) противоположного вращения, причем кольцевое вентиляторное колесо (ВК) имеет управляемые лопатки-лопасти, при этом летательный аппарат также содержит первый лопаточный аппарат, направляющий воздушный поток на лопатки-лопасти ВК, и второй лопаточный аппарат, обеспечивающий выпрямление воздушного потока, отбрасываемого ВК, причем чечевицеобразный корпус имеет возможность размещения кабины пилотов, системы управления, системы посадки и привода вентиляторного колеса, воздушно-реактивный двигатель выполнен с возможностью обеспечения двух функций, включающих генерирование электроэнергии для привода вентиляторного колеса, систем управления и потребителей электроэнергии, установленных на борту летательного аппарата, а также выполнен с возможностью обеспечения дополнительной подъемной тяги на стартовом режиме или режиме висения при помощи поворотного сопла с обеспечением в дальнейшем тяги маршевого режима.

В заявленном изобретении для обеспечения режима курсовой устойчивости используется принцип равенства импульса момента силы вентиляторного колеса и воздушно-реактивного двигателя, контролируемого бортовым компьютером при соосной схеме расположения движителей (например, как в вертолете). Управление полетом дополнительно осуществляются окнами управления тангажом и креном, посредством перепуска воздуха из надфюзеляжной области в подфюзеляжную.

В одном из вариантов выполнения заявленного изобретения привод вентиляторного колеса осуществляется посредством трех приводов, установленных каждый на трехконечной звездообразной силовой балке в корпусе летательного аппарата.

В другом из вариантов при потребности разместить большее количество приводов их установка осуществляется или на силовом кольце, или, например, 4 привода - на Х-образной балке.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан общий вид летательного аппарата.

Осуществление изобретения

Предлагаемый ЛА имеет облик «летающей тарелки». Аппарат имеет круглый дискообразный корпус, в котором в качестве движителя используются кольцевое вентиляторное колесо 2 с управляемыми лопатками-лопастями, расположенными между внутренним и внешним ободами ВК, создающее главную подъемную силу, и воздушно-реактивный двигатель (ВРД) противоположного вращения 4 - соосная схема, направляющий лопаточный аппарат 1, улучшающий параметры воздушного потока, поступающего на ВК, второй спрямляющий лопаточный аппарат 3, организующий воздушный поток после ВК, круглый чечевидный фюзеляж (на фигуре представлен как плоский), в котором расположены кабина пилотов 7 (на фигуре указаны 2 пилота), системы управления, системы посадки 8 (телескопические стойки), привод вентиляторного колеса (ПВК) 6.

ВРД 4 имеет две функции: генерирование электроэнергии для ПВК и для систем управления, а также других потребителей электроэнергии и создание дополнительной подъемной тяги на стартовом режиме или режиме висения и при помощи поворотного сопла, создающего тягу маршевого режима. Для обеспечения режима курсовой устойчивости используется принцип равенства импульса момента силы ВК и ВРД, контролируемого бортовым компьютером. Управляемое рассогласование вращения позволяет выбирать курс полета. Другие функции управления полетом осуществляются окнами управления 6 тангажом и креном перепуском воздуха из надфюзеляжной области в подфюзеляжную или иными специальными способами управления.

Предполагаемый полет ЛА осуществляется следующим образом: 1) первоначально ЛА находится на земле при помощи выдвижных стоек-шасси 8, 2) запускается ВРД 4 с поворотным соплом 5 с выставленным вертикально вектором тяги, 3) при получении необходимой электрической мощности ПВК, которые могут быть как шестеренчатого, так и гидравлического типа (на фигуре их количество - 3 шт.), производят раскрутку вентиляторного колеса 2, при этом вращения ВРД 4 и ВК 2, осуществляемые в противоположные стороны, контролируются системой управления, обеспечивая равенство моментов вращения. Воздушный поток, проходя через направляющий лопаточный аппарат 1, засасывается вентиляторным колесом 2 с установленными регулируемыми лопатками, подобными укороченным лопастям несущего винта вертолета (количество лопаток-лопастей определяется экспериментально) в режиме «подъем» и, проходя через спрямляющие воздушный поток лопатки второго лопаточного аппарата 3, создает подъемную силу ЛА совместно с ВРД 4, 4) при наборе высоты убираются стойки-шасси 8 и устанавливается отрицательный тангаж ЛА для начала маршевого движения, 5) для выбора необходимого маршевого режима осуществляется поворот сопла 5 до 90° к оси ЛА, 6) маневрирование ЛА осуществляется: по курсу - рассогласованием вращательного момента вращения ВРД, по тангажу - открытием-закрытием передних окон управления 9 и поворотом сопла 5, по крену - открытием-закрытием левой или правой пары окон 9 летательного аппарата.

Причем согласно фиг. 1 вращение вентиляторного колеса происходит вокруг конструктива кабины пилотов, т.е. кабина пилотов расположена в центральной части ЛА.

Использование данного изобретения обеспечивает более щадящий режим работы лопаток ВК в отличие от лопастей вертолета, так как не применяется автомат перекоса и большее количество лопаток ВК уменьшают напряжения в лопатках. При этом лопатки-лопасти находятся внутри обода вентиляторного колеса и корпуса летательного аппарата и не могут разрушиться при соприкосновении ЛА с деревьями, домами, линиями электропередач и пр. Кроме того, в случае аварийной ситуации в полете проще организовать эвакуацию летного состава (нет секущих лопастей вертолета), а сам аппарат способен парашютировать, обеспечивая нежесткую посадку, при этом управляемые лопатки ВК 2 могут быть установлены в поперечном воздушному потоку положении. Устройство предлагаемого аппарата позволяет устанавливать стандартные парашюты спасения. Обтекаемая форма «летающей тарелки» и поворотное сопло позволяют получить скорости более существенные, чем у вертолетов.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит корпус, выполненный в виде дискообразного тела вращения, в котором в качестве движителя используются кольцевое вентиляторное колесо, создающее главную подъемную силу, и воздушно-реактивный двигатель (ВРД) противоположного вращения. Кольцевое вентиляторное колесо имеет управляемые лопатки-лопасти. Летательный аппарат содержит первый лопаточный аппарат, направляющий воздушный поток, и второй лопаточный аппарат, обеспечивающий выпрямление воздушного потока, отбрасываемого вентиляторным колесом. Корпус имеет возможность размещения кабины пилотов, системы управления, системы посадки и привода вентиляторного колеса. Воздушно-реактивный двигатель выполнен с возможностью обеспечения двух функций, включающих генерирование электроэнергии для привода вентиляторного колеса, систем управления и потребителей электроэнергии, установленных на борту летательного аппарата, а также выполнен с возможностью обеспечения дополнительной подъемной тяги на стартовом режиме или режиме висения при помощи поворотного сопла. Достигается повышение безопасности, маневренности и надежности при эксплуатации летательного аппарата. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Летательный аппарат, содержащий корпус, выполненный в виде дискообразного тела вращения, и движители, соединенные с корпусом, отличающийся тем, что в качестве движителей используются кольцевое вентиляторное колесо, создающее главную подъемную силу, и воздушно-реактивный двигатель (ВРД) противоположного вращения, причем кольцевое вентиляторное колесо (ВК) имеет управляемые лопатки-лопасти, при этом летательный аппарат также содержит первый лопаточный аппарат, направляющий воздушный поток на лопатки-лопасти ВК, и второй лопаточный аппарат, обеспечивающий выпрямление воздушного потока, отбрасываемого ВК, причем корпус имеет возможность размещения кабины пилотов, системы управления, системы посадки и привода вентиляторного колеса, воздушно-реактивный двигатель выполнен с возможностью обеспечения двух функций, включающих генерирование электроэнергии для привода вентиляторного колеса, систем управления и потребителей электроэнергии, установленных на борту летательного аппарата, а также выполнен с возможностью обеспечения дополнительной подъемной тяги на стартовом режиме или режиме висения при помощи поворотного сопла с обеспечением тяги на маршевом режиме.

2. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что применена соосная схема расположения движителей, при которой движители отличаются по величине тяги и разнесены друг от друга.

3. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения режима курсовой устойчивости используется принцип равенства импульса момента силы вентиляторного колеса и воздушно-реактивного двигателя, контролируемого бортовым компьютером.

4. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что управление полетом также осуществляется окнами управления, которые установлены на корпусе летательного аппарата в его надфюзеляжной и подфюзеляжной областях, причем управление осуществляют перепуском воздуха из надфюзеляжной области в подфюзеляжную.