САМОЛЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ Российский патент 2017 года по МПК B64C29/00 B64C21/02 B64C15/02 

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов вертикального взлета и посадки (далее - СВВП).

Известен самолет вертикального взлета и посадки (Патент №2149124, МПК В64С 29/00, В64С 39/00), содержащий фюзеляж, руль высоты и центробежные компрессоры, которые установлены в поверхности крыла.

Недостатком данной конструкции самолета вертикального взлета и посадки является невысокое аэродинамическое качество в горизонтальном полете.

Известен самолет вертикального взлета и посадки (Патент №2524318, МПК В64С 29/00), состоящий из фюзеляжа, крыла стабилизатора, компрессора и двигателя, ресивера, связанного воздухопроводом с передней и задней кромками крыла, и передней кромки стабилизатора, которые оснащены соплами щелевого типа.

Недостатком данной конструкции являются ограниченные возможности управляемости в режиме взлета и посадки.

Задачей изобретения является обеспечение управляемости и маневренности самолета на режимах взлета и посадки не хуже, чем у вертолета, и обеспечение аэродинамических качеств в горизонтальном полете, как у самолета.

Поставленная задача решается тем, что у СВВП, состоящих из фюзеляжа, высоко расположенных крыльев, между левым и правым крыльями размещена газораспределительная камера, над которой устанавливаются один или более двухконтурных турбореактивных двигателей (далее - двигатель, двигатели), которые на выходе отработавших газов и воздушного потока имеют выхлопные каналы, внутри которых установлены заслонки, позволяющие перенаправлять поток газовоздушной смеси, создаваемый двигателями либо для создания маршевой тяги СВВП, либо для закачки в распределительную камеру, а на верхней поверхности крыльев выполнены щелевые сопла, к которым по газовоздушным каналам, расположенным внутри крыла, из газораспределительной камеры подается газовоздушная смесь от работающих двигателей, из щелевых сопел производится обдув верхней поверхности крыла, что приводит к созданию над поверхностью крыла разряжения, вследствие чего создается подъемная сила, действующая на СВВП, а на задней кромке крыла устанавливается закрылок, имеющий возможность подниматься и опускаться, под закрылком установлены жалюзи, которые при опущенном закрылке занимают горизонтальное положение, а при поднятом положении закрылка - вертикальное, кроме того, створки жалюзи, находясь в вертикальном положении, имеют возможность отклоняться в пределах нескольких градусов, при этом на режиме взлета и посадки закрылок находится в поднятом положении, и поток газовоздушной смеси, обтекающий верхнюю поверхность крыла, отражается от закрылка и направляется вертикально вниз, чем создается дополнительная подъемная сила СВВП, а жалюзи имеют возможность отклонять поток газовоздушной смеси от вертикали вперед или назад на несколько градусов, тем самым отклоняется вектор тяги, создаваемый этим потоком, также из газораспределительной камеры газовоздушная смесь по каналу подается к рулю продольной устойчивости, расположенному за хвостовым оперением, из которого поток газовоздушной смеси, поступающий из газораспределительной камеры, направляется вертикально вверх и вниз, создавая разнонаправленные векторы тяги, а установленная внутри руля заслонка перераспределяет поток газовоздушной смеси вверх или вниз и, изменяя суммарный вектор тяги, позволяет на режиме взлета и посадки обеспечивать продольную устойчивость и управляемость, при этом разворот самолета вокруг вертикальной оси осуществляется разнонаправленным отклонением векторов тяги на левом и правом крыле с помощь изменения угла наклона створок жалюзи, а поперечная устойчивость и управляемость осуществляются перераспределением газовоздушной смеси из газораспределительной камеры соответственно на левое или правое крыло с помощью заслонок, при этом переход от вертикального взлета к горизонтальному полету происходит следующим образом: после подъема самолета закрылки опускаются и газовоздушная смесь, обдувающая верхнюю поверхность крыльев, создает горизонтальный вектор тяги СВВП, разгоняя его до скорости начала устойчивой работы аэродинамических органов управления, после этого заслонки, расположенные в выхлопных каналах двигателей, опускаются и двигатели создают маршевую тягу, обеспечивая полет в обычном самолетном режиме, а переход от горизонтального полета к вертикальной посадке происходит в обратном порядке, горизонтальная скорость снижается, поднимаются закрылки, а заслонки, расположенные в выхлопных каналах двигателей, перекрывают эти каналы, обеспечивая закачку газовоздушной смеси в газораспределительную камеру, обеспечивая создание вертикальной тяги и управляемость на низких скоростях полета.

Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 фиг. 6 фиг. 7.

На фиг. 1 и фиг. 2 поясняется обдув верхней поверхности крыла на режиме взлета и посадки.

На фиг. 3 и фиг. 4 поясняется перераспределение газовоздушного потока из газораспределительной камеры в правое и левое крыло.

На фиг. 5 и фиг. 6 поясняется переключение заслонки с режима взлета и посадки на режим горизонтального полета и подача газовоздушной смеси из газораспределительной камеры к рулю продольной устойчивости

На фиг. 7 поясняется действие управляющих сил на режиме взлета и посадки.

Самолет вертикального взлета и посадки состоит из: фюзеляжа 1, высоко расположенных крыльев 2 с щелевыми соплами 7, расположенными на верхней поверхности крыльев, и каналами 8 для подачи газовоздушной смеси из газораспределительной камеры 3, двухконтурных турбореактивных двигателей 4, выхлопных каналов 5, заслонок 6, позволяющих перенаправлять поток газовоздушной смеси от двигателей либо для создания маршевой тяги, либо для закачки в распределительную камеру 3, закрылок 9 и жалюзи 10, канала 11 для подачи газовоздушной смеси из газораспределительной камеры 3 к рулю продольной устойчивости, руля продольной устойчивости 12, заслонки 13 и заслонок 14 для перераспределения газовоздушной смеси из газораспределительной камеры в правое и левое крыло.

Работа СВВП происходит следующим образом: при взлете заслонка 6 находится в положении, при котором газовоздушная смесь от работающих двигателей 4 закачивается в газораспределительную камеру 3, расположенную между левым и правым крыльями 2. Из газораспределительной камеры 3 газовоздушная смесь направляется по каналам 8, расположенным в крыльях, к щелевым соплам 7, расположенным на верхней поверхности крыльев. Из щелевых сопел производится обдув верхней поверхности крыла, что приводит к созданию над поверхностью крыла разряжения, вследствие чего создается подъемная сила СВВП, а на задней кромке крыла устанавливается закрылок 9, имеющий возможность подниматься и опускаться. Под закрылком 9 установлены жалюзи 10, которые при закрытом закрылке 9 занимают горизонтальное положение, а при открытом - вертикальное, кроме того, створки жалюзи 10, находясь в вертикальном положении, имеют возможность отклоняться в пределах нескольких градусов. На режиме взлета и посадки закрылок 9 находится в поднятом положении и газовоздушная смесь, обтекающая верхнюю поверхность крыла, отражается от закрылка 9 и направляется вертикально вниз, чем создается дополнительная подъемная сила, а жалюзи 10 имеют возможность отклонять газовоздушный поток от вертикали вперед или назад на несколько градусов, тем самым отклоняется вектор тяги, создаваемый этим потоком, также из газораспределительной камеры 3 газовоздушная смесь по каналу 11 подается к рулю продольной устойчивости 12, расположенному за хвостовым оперением, из которого газовоздушная смесь, поступающая из газораспределительной камеры, направляется вертикально вверх и вниз, создавая разнонаправленные векторы тяги, а установленная внутри руля 12 заслонка 13 перераспределяет поток газовоздушной смеси, изменяя суммарный вектор тяги, что позволяет на режиме взлета и посадки обеспечивать продольную устойчивость и управляемость, при этом разворот самолета вокруг вертикальной оси осуществляется разнонаправленным отклонением векторов тяги на левом и правом крыле 2 с помощь изменения угла наклона створок жалюзи 10, а поперечная устойчивость и управляемость осуществляется перераспределением газовоздушной смеси из газораспределительной камеры 3 соответственно на левое или правое крыло с помощью заслонок 14.

Переход от вертикального взлета к горизонтальному полету происходит следующим образом: после подъема самолета закрылки 9 опускаются и газовоздушная смесь, обдувающая верхнюю поверхность крыльев, создает горизонтальный вектор тяги, разгоняя самолет до скорости начала устойчивой работы аэродинамических органов управления, после этого заслонки, расположенные в выхлопных каналах 5 двигателей, опускаются и двигатели создают маршевую тягу, обеспечивая полет в обычном самолетном режиме.

Переход от горизонтального полета к вертикальной посадке происходит в обратном порядке, горизонтальная скорость снижается, поднимаются закрылки 9, а заслонки 6, расположенные в выхлопных каналах двигателей, перекрывают эти каналы, обеспечивая закачку газовоздушной смеси в газораспределительную камеру 3, обеспечивая создание вертикальной тяги и управляемость на низких скоростях полета.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП). СВВП содержит фюзеляж, высокорасположенное крыло. Между левой и правой консолями крыла размещена газораспределительная камера. Над камерой установлены двухконтурные турбореактивные двигатели, на выходе имеющие выхлопные каналы. Внутри каналов установлены заслонки, позволяющие перенаправлять поток газовоздушной смеси от двигателей либо для создания маршевой тяги СВВП, либо для закачки в распределительную камеру. На верхней поверхности крыльев выполнены щелевые сопла, к которым подается газовоздушная смесь от работающих двигателей. На задней кромке крыла устанавливается закрылок, который имеет возможность подниматься и опускаться. Под закрылком установлены жалюзи, которые при опущенном закрылке занимают горизонтальное положение, а при поднятом положении закрылка вертикальное. Жалюзи, находясь в вертикальном положении, имеют возможность отклоняться в пределах нескольких градусов. Из газораспределительной камеры газвоздушная смесь по каналу также подается к рулю продольной устойчивости. Достигается улучшение управляемости и маневренности на режимах взлета и посадки, аэродинамических качеств в режиме горизонтального полета. 3 н.п. ф-лы, 7 ил.

1. Самолет вертикального взлета и посадки (далее - СВВП), содержащий: фюзеляж, газораспределительную камеру, высоко расположенные крылья с щелевыми соплами, расположенными на верхней поверхности крыльев, и каналами для подачи газовоздушной смеси из газораспределительной камеры к щелевым соплам, двухконтурные турбореактивные двигатели (один или более), подающие газовоздушную смесь как в газораспределительную камеру, так и в газовоздушный канал, для подачи газовоздушной смеси к рулю продольной устойчивости, руль продольной устойчивости, заслонки, перераспределяющие поток газовоздушной смеси из газораспределительной камеры в правое и левое крыло, отличающийся тем, что на выходе двухконтурных турбореактивных двигателей установлены выхлопные каналы, внутри которых расположена заслонка, позволяющая направлять поток газовоздушной смеси от работающих двигателей либо для создания маршевой тяги СВВП, либо для закачки в газораспределительную камеру.

2. Крылья со щелевыми соплами, расположенными на их верхней поверхности, отличающиеся тем, что на задней кромке крыльев устанавливаются закрылки, имеющие возможность подниматься и опускаться для того, чтобы в поднятом положении направлять поток газовоздушной смеси, обтекающий верхнюю поверхность крыла вертикально вниз, а под закрылком устанавливаются жалюзи, которые при опущенном закрылке располагаются горизонтально, а при поднятом закрылке вертикально, при этом створки жалюзи, находясь в вертикальном положении, имеют возможность отклонятся на несколько градусов для изменения направления вектора тяги от набегающего потока газовоздушной смеси для того, чтобы обеспечивать разворот самолета вокруг вертикальной оси на режимах взлета, посадки и зависания.

3. СВВП, отличающийся тем, что между левым и правым крыльями расположена газораспределительная камера, в которую закачивается газовоздушная смесь от работающих двигателей и затем газовоздушная смесь перераспределяется к щелевым соплам, расположенным на верхней поверхности левого и правого крыльев для создания подъемной силы СВВП и по каналу к рулю продольной устойчивости.