ВЕРТОЛЕТ ПОВЫШЕННОЙ СКОРОСТИ ПОЛЕТА Российский патент 2018 года по МПК B64C27/22 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к одновинтовым вертолетам, и может быть использовано для вертолета повышенной скорости полета.

Уровень техники и предпосылки создания изобретения.

В настоящее время в авиастроении широко применяется компоновка вертолетов, содержащая фюзеляж, подъемный винт, хвостовую балку с рулевым винтом изменяемого шага, двигатели и силовую передачу с валами и промежуточными редукторами [1].

Известными аналогами вертолетов такого типа являются вертолеты, описанные в книге [2] или в патенте РФ на изобретение [3]. Таковы, например, серийно выпускаемые вертолеты Ми-24, Ми-35, Ми-28, АЛ-64 «Апач» (и их модификации).

В настоящее время в России и за рубежом ведутся работы по созданию вертолетов повышенной скорости полета. К таким машинам можно отнести вертолеты, поддерживающие крейсерскую скорость полета 350 км/ч и выше.

Из открытых источников известно [4], что в России проходят испытания Летной лаборатории перспективного скоростного вертолета (ЛЛ ПСВ), которая представляет собой экспериментальный летательный аппарат, созданный на базе вертолета Ми-24 и обладающий улучшенными аэродинамическими характеристиками. Силовая установка вертолета состоит из двух турбовальных двигателей. Шасси убирается в полете.

Некоторые элементы фюзеляжа летающей лаборатории доработаны, что «значительно снижает сопротивление воздуха и улучшает аэродинамику вертолета на больших скоростях полета» [4].

Одной из основных задач при реализации ЛЛ ПСВ является получение экспериментальных данных по использованию на вертолетах новых цельнокомпозитных лопастей несущего винта, созданных на заводе им. М.Л. Миля [4]. Данные лопасти имеют улучшенные аэродинамические характеристики и созданы с использованием новейших разработок в области аэродинамики, прочности, композитного материаловедения.

Описанный выше отечественный аппарат ЛЛ ПСВ можно рассматривать в качестве аналога изобретения.

К недостаткам такой схемы можно отнести сложность устройства и необходимость отбора мощности для привода рулевого винта.

Кроме того, скорость полета такого вертолета ограничена допустимой скоростью обтекания лопастей.

Одной из проблем, препятствующих достижению повышенной скорости полета, является наличие рулевого винта, который создает дополнительные вибрации, требует наличия сложной трансмиссии, отбирает часть мощности и создает ряд других проблем. Для вертолетов повышенной скорости полета весьма желательным является отказ от использования рулевого винта.

Общей технической задачей, решаемой патентуемым изобретением, является обеспечение повышенной скорости полета вертолета

Раскрытие изобретения.

Предлагаемый вертолет содержит подъемный винт, двигатели, хвостовую балку, руль направления и отличается тем, что хвостовая балка имеет профиль крыла, расположенного в потоке воздуха от подъемного винта и снабжена поворачиваемым элероном, двигатели имеют поворотные выхлопные устройства с возможностью изменения тяги с бокового противоположно направленного на направление противоположное направлению полета, а изменение направления тяги производится синхронно.

Предлагаемый вертолет позволяет выполнять горизонтальный полет на скорости превышающей скорости полета серийных вертолетов, при этом взлет и посадка могут выполняться вертикально. Кроме того, наличие хвостовой балки в виде крыла, расположенного в потоке воздуха от подъемного винта, позволяет компенсировать реакцию от вращения винта и обойтись без рулевого винта (и создаваемых им проблем при повышенной скорости полета), а также сэкономить мощность силовой установки.

Предлагаемый вертолет имеет два режима функционирования, которые будут подробно рассмотрены далее:

- режим горизонтального полета с повышенной скоростью;

- режим вертикального взлета или посадки.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 показан предлагаемый вертолет в горизонтальном полете с повышенной скоростью.

На фиг. 2 вертолет показан в режиме вертикального взлета или посадки.

Осуществление изобретения.

Вертолет повышенной скорости полета состоит из подъемного винта 1, реактивных двигателей 2, хвостовой балки 3, руля направления 4, крыльев 5, поворотных сопел 6, и элерона 7.

Рассмотрим режим горизонтального полета с повышенной скоростью на предлагаемом вертолете, при этом частота вращения подъемного винта 1 снижается до допустимой скорости обтекания лопастей, а путевое управление и компенсация реакции от вращения винта обеспечиваются рулем направления самолетного типа 4. Разгон поддержание скорости вертолета осуществляются за счет реактивной струи двигателей 2, направленной противоположно направлению полета с помощью поворотных сопел 6. При этом потеря подъемной силы компенсируется подъемной силой крыльев 5.

Рассмотрим режим вертикального взлета и посадки. При этом частота вращения подъемного винта 1 повышается, а путевое управление и компенсация реакции от вращения винта обеспечиваются за счет хвостовой балки 3 в виде крыла, расположенного в потоке воздуха от подъемного винта 1, с управляемым элероном 7. Аэродинамическая сила хвостовой балки 3 в виде крыла компенсирует реакцию от подъемного винта 1. При этом управление осуществляется за счет поворота элерона 7. Реактивные струи двигателей 1 за счет поворотных сопел 6 направляются вбок противоположно, как у обычного вертолета, и компенсируют друг друга.

Переход с одного режима на другой осуществляется плавно синхронным поворотом сопел реактивных двигателей 6 и изменением частоты вращения подъемного винта 1.

К дополнительным достоинствам предлагаемого вертолета можно отнести травмобезопасность системы управления.

Библиографические данные источников информации.

1. Схемы вертолетов [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Схемы_вертолетов (дата обращения: 01.03.2017);

2. Современные боевые вертолеты: Справ. пособие / Авт.-сост. В.И. Королев. - Мн.: Элайда, 1998. - 208 с.: ил. - (В мире техники). ISBN 985-6163-19-6.

3. Пчентлешев В.Т. Винтокрылый летательный аппарат // Патент РФ, RU 2600966 С1, опубликовано 27.10.2016 г.

4. Российский скоростной вертолет-лаборатория впервые поднялся в воздух [Электронный ресурс]. URL: https://ria.ru/defense_safety/20160119/1361791736.html (дата публ.: 19.01.2016).

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям одновинтовых высокоскоростных вертолетов. Вертолет содержит подъемный винт, двигатели, хвостовую балку, руль направления. Хвостовая балка имеет профиль крыла, расположенного в потоке воздуха от подъемного винта, и снабжена поворачиваемой аэродинамической поверхностью. Двигатели имеют поворотные выхлопные устройства с возможностью изменения тяги с бокового противоположно направленного на направление, противоположное направлению полета, при этом изменение направления тяги производится синхронно. Обеспечивается повышение скорости полета вертолета. 2 ил.

Вертолет, содержащий подъемный винт, двигатели, хвостовую балку, руль направления, отличающийся тем, что хвостовая балка имеет профиль крыла, расположенного в потоке воздуха от подъемного винта, и снабжена поворачиваемым элероном, двигатели имеют поворотные выхлопные устройства с возможностью изменения тяги с бокового противоположно направленного на направление, противоположное направлению полета, а изменение направления тяги производится синхронно.