ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ-1 Российский патент 2017 года по МПК B64D5/00 B64C39/08 

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для создания летательных аппаратов как пассажирских, так и транспортных, большой и сверхбольшой грузоподъемности, на базе уже существующих вертолетов.

Известен летательный аппарат, использующий для повышения грузоподъемности, гирлянду, состоящую из множества равномерно разрозненных по вертикали аэродинамических крыльев (патент RU №2595065), который, обеспечивая высокую грузоподъемность при низких скоростях полета, требует использования конструктивно сложных («роботизированных») крыльев, поскольку в полете крылья в верхней части гирлянды оказываются свободно плавающими в воздушном потоке.

Целью изобретения является создание летательного аппарата, который, обладая высокой грузоподъемностью при низкоскоростном полете, использовал бы конструктивно простые крылья.

Указанная цель достигается тем, что в летательном аппарате (далее ЛА), содержащем фюзеляж, подвешенный на нескольких стальных тросах к гирлянде, состоящей из множества крыльев, равномерно разрозненных по вертикали на расстояния, не меньшие длины хорды крыла, по изобретению, для приведения его в поступательное движение используется вертолет, присоединенный к верхней части гирлянды. При этом для подвешивания фюзеляжа к нижней части гирлянды и присоединения вертолета к верхней ее части используются поперечно расположенные траверсы. В фюзеляже располагается емкость с топливом и насос для перекачки этого топлива наверх, к вертолету. А на вертолете имеются лебедки, соединенные стальными тросами со всеми крыльями гирлянды и предназначенные для изменения угла их атаки. При этом каждая из лебедок соединена стальным тросом лишь с одним из крыльев гирлянды. На всех крыльях гирлянды имеется среднерасположенная поперечная балка с вертикальным килем на конце.

На фиг. 1 изображен ЛА во время полета. На фиг. 2 - разрез А-А. На фиг. 3 - узел Б.

ЛА содержит фюзеляж 1 с поперечной траверсой 2, присоединенной к гирлянде, состоящей из аэродинамических крыльев 3, поперечно соединенных стальными тросами 4. К тросам 4, в верхней части гирлянды, присоединена траверса 5, поперечно прикрепленная к вертолету 6. На вертолете 6 имеются лебедки 7 со стальными тросами 8, нижние концы которых присоединены к концам среднерасположенных балок 9 на всех крыльях 3. На концах балок 9 также установлен вертикальный киль 10 (вар. V - образный). В фюзеляже 1 также установлена емкость для топлива 11 с насосом для его перекачки 12. Фюзеляж 1 устанавливается на колесное шасси 13 либо шаровые колеса (см. патент №2585901). В задней части балок 9 установлены блоки шкивов 14, с которыми и взаимодействуют проходящие к нижерасположенным крыльям 3 тросы 8.

ЛА функционирует следующим образом. К траверсе 5 прикрепляются тросы 4, верхней части гирлянды разложенной на земле, а верхние концы тросов 8 присоединяются к лебедкам 7. Также производится присоединение топливных шлангов (не показаны) и вертолетом 6, все это поднимается в воздух. К этому моменту нижняя часть гирлянды с тросами 4 и 8 уже присоединена к траверсе 2, фюзеляжа 1, стоящего на земле. Далее производится синхронный разгон фюзеляжа 1 и вертолета 6. При этом фюзеляж 1 разгоняется по земле либо с помощью тяговой лебедки (вар. с использованием маховика) - не показаны, либо с использованием толкача/буксировщика (не показан). По мере разгона крылья 3 с помощью лебедок 7, а также тросов 8 постепенно переводятся с нулевого угла атаки на положительные, вплоть до необходимых для взлета. По мере набора скорости во время разгона вертолет 6 продольно наклоняется с перераспределением вертикальной составляющей силы, создаваемой несущим воздушным винтом, в пользу горизонтальной (т.е. возрастает тяговая сила за счет снижения подъемной). И это потребует переоборудования кабины пилотов (сохранения горизонтального положения пола при продольном наклоне машины). Для увеличения дальности полета основной запас топлива располагается в емкости 11 и постепенно перекачивается насосом 12 наверх, к вертолету 6, по шлангам (не показаны), прикрепленным к несущим тросам 4. Вероятно оптимальной будет скорость полета в диапазоне 120÷150 км/ч, с использованием уже существующих вертолетов (вар. Ми - 8, Ми - 26). Возможен и вар. использования для стартового разгона, открытого ж/д вагона повышенной грузоподъемности, с мото-толкачом // буксировщиком и тогда можно будет обойтись без использования шасси. Но с учетом того, что взлетно-посадочная скорость будет в диапазоне 70÷80 км/ч (при установке крыльев гирлянды на большие углы атаки) и при использовании шасси (много вар.), не потребуется специальная взлетно-посадочная полоса с твердым покрытием. При отсутствии необходимости в большегрузных транспортных или многоместных пассажирских перевозках вертолет может использоваться индивидуально, в обычном режиме.

Далее, в приложении (лист 5) приводятся сравнительные технические характеристики одиночного вертолета МИ - 8 (фактические) и летательного аппарата, использующего вертолет МИ - 8 в качестве буксировщика (расчетные).

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕРТОЛЕТА МИ - 8:

Полная взлетная масса - 11100 кг

Максимальная скорость - 250 км/ч (с нормальным грузом)

Дальность беспосадочного перелета - 465 км

Коммерческая нагрузка - 4000 кг (при запасе топлива - 1470 кг)

Удельный расход топлива - 0,6÷0,8 кг/т.км

РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ВЕРТОЛЕТОМ-БУКСИРОВЩИКОМ

Полная взлетная масса ~ 62000 кг (11100+45000+6000)

Где: 11100 кг - масса вертолета МИ - 8

45000 кг ~ масса фюзеляжа с перевозимым грузом и запасом топлива для вертолета

6000 кг ~ масса гирлянды (включая вес тросов, траверс и 10 крыльев, общей площадью ~ 1100÷1300 м)

Коммерческая нагрузка ~ 15000÷20000 кг (в фюзеляже летательного аппарата и зависит от дальности)

Крейсерская скорость полета ~ 140÷150 км/ч

Взлетно-посадочная скорость ~ 70÷80 км/ч

Дальность беспосадочного перелета ~ 1200÷2000 км (с запасом топлива в фюзеляже лет. аппарата ~ 6000÷10000 кг)

Удельный расход топлива ~ 0,2÷0,3 кг/т. км

Изобретение относится к авиации, а именно к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит фюзеляж, подвешенный с помощью нескольких стальных тросов к гирлянде, состоящей из множества аэродинамических крыльев, расположенных по вертикали на расстояниях не меньше длины хорды крыла, и приводимый в поступательное движение вертолетом, присоединенным к верхней части гирлянды. На вертолете имеются лебедки, присоединенные стальными тросами ко всем крыльям гирлянды и предназначенные для изменения угла их атаки. Изобретение направлено на повышение грузоподъемности, дальности и экономичности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Летательный аппарат, содержащий фюзеляж, подвешенный с помощью нескольких стальных тросов к гирлянде, состоящей из множества аэродинамических крыльев, расположенных по вертикали на расстояниях не меньше длины хорды крыла, и приводимый в поступательное движение вертолетом, присоединенным к верхней части гирлянды, отличающийся тем, что на вертолете имеются лебедки, присоединенные стальными тросами ко всем крыльям гирлянды и предназначенные для изменения угла их атаки.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что каждая из лебедок соединена лишь с одним крылом гирлянды.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для подвешивания фюзеляжа к нижней части гирлянды крыльев и присоединения вертолета к верхней части гирлянды используются поперечно расположенные траверсы.

4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в фюзеляже, подвешенном к гирлянде крыльев, расположены емкость с топливом и насос, предназначенные для подачи этого топлива наверх, к вертолету.

5. Аппарат по п. 4, отличающийся тем, что для подачи топлива к вертолету используются гибкие трубопроводы.