Винтокрылый летательный аппарат, содержащий горизонтальное хвостовое оперение и два киля, расположенные на горизонтальном хвостовом оперении Российский патент 2019 года по МПК B64C27/10 B64C27/26 B64C5/02 

Проект, который привел к составлению данной патентной заявки, получил финансирование программы исследований и инноваций Горизонт 2020 Европейского союза в рамках соглашения о субсидиях CleanSky 2 N° ʺGAM-FRC-2014-001 Issue Eʺ и ITD AMENDMENT N° ʺGrant Agreement CSJU-CS2-GAM-AIR-2014-15-01 Annex 1 - Issue B04 - Date: 02/10/2015».

Настоящее изобретение относится к области винтокрылых летательных аппаратов гибридного типа. Такие винтокрылые летательные аппараты содержат несущий винт, обеспечивающий подъемную силу и даже тягу винтокрылого летательного аппарата, и два воздушных винта для обеспечения тяги в дополнение к тяге, производимой несущим винтом.

Заявитель описал такой винтокрылый летательный аппарат гибридного типа в документе FR 2 916 418. Действительно, в этом документе раскрыт гибридный вертолет, тягу которого обеспечивают два воздушных винта, вращаемые двумя газотурбинными двигателями, при этом воздушный винт расположен на каждом наружном конце крыла и образует тяговый элемент для обеспечения всей или части тяги винтокрылого летательного аппарата.

Кроме того, в этом документе описаны находящиеся вблизи заднего конца фюзеляжа стабилизирующие и рулевые поверхности, а именно для управления по высоте, горизонтальное хвостовое оперение с двумя рулями высоты, подвижными относительно передней части, и двумя направляющими килями, при этом каждый из килей расположен с одной стороны горизонтального хвостового оперения. В данном случае горизонтальное хвостовое оперение и кили образуют перевернутое вниз U.

Согласно этому же документу FR 2 916 418, такие кили могут быть расположены вертикально или с наклоном относительно вертикали.

Однако, когда эти кили расположены наклонно относительно вертикали, свободный конец килей отходит от средней передне-задней плоскости винтокрылого летательного аппарата, тогда как другой конец неподвижно соединен с горизонтальным хвостовым оперением. Такая форма в виде перевернутого U может быть источником вибрационных проблем, связанных с взаимодействиями аэродинамических потоков, проходящих от несущего винта, от фюзеляжа, в частности, с горизонтальным хвостовым оперением и с килями, и в дальнейшем эти взаимодействия будут называться «связями».

Кроме того, как известно из поданного на имя заявителя документа ЕР 2 733 066, винтокрылый летательный аппарат гибридного типа может быть оснащен горизонтальным хвостовым оперением, на котором выполнены две вертикальных киля, левый/правый, каждый из которых соответственно содержит нижнее перо киля, расположенное вертикально под горизонтальным хвостовым оперением, и верхнее перо киля, расположенное вертикально над горизонтальным хвостовым оперением.

Однако, если этот тип хвостового оперения в виде Н действительно позволяет удалить кили от средней передне-задней плоскости винтокрылого летательного аппарата, на которую сильно влияет спутный след от фюзеляжа, капотов двигателей и головки несущего винта, это вынуждает предусмотреть большой размах для горизонтального хвостового оперения. Кроме того, такой размах может оказаться бесполезным для обеспечения стабилизации и даже может стать источником проблем поведения и создавать взаимодействие на низкой скорости, стремящееся поднять нос винтокрылого летательного аппарата за пределы поля обзора пилота в результате действия аэродинамического потока от несущего винта на хвостовое оперение. Этот тип взаимодействия на низкой скорости обычно называют «горкой положения».

Кроме того, из документа US 2 940 693 известны также винтокрылые летательные аппараты, содержащие хвостовые оперения в виде Н, имеющие нижние перья киля или альтернативно верхние перья киля, подвижные с возможностью поворота относительно горизонтального хвостового оперения.

В этом случае такая подвижная конструкция верхних перьев киля сочетается с неподвижной конструкцией нижних перьев киля. Кроме того, эта неподвижная конструкция нижних перьев киля расположена параллельно относительно средней передне-задней плоскости симметрии винтокрылого летательного аппарата.

Кроме того, подвижная конструкция верхних перьев киля обеспечивает верхнее расположение горизонтального хвостового оперения над хвостовой балкой и позволяет избежать любого риска столкновения между лопастями несущего винта и свободными концами верхних перьев киля.

В противоположном варианте подвижная конструкция нижних перьев киля сочетается с неподвижной конструкцией верхних перьев киля. Кроме того, эта неподвижная конструкция верхних перьев киля тоже расположена параллельно относительно средней передне-задней плоскости симметрии винтокрылого летательного аппарата.

Согласно этому другому варианту, подвижная конструкция нижних перьев киля обеспечивает нижнее расположение горизонтального хвостового оперения под хвостовой балкой и позволяет избежать любого риска столкновения между землей и свободными концами нижних перьев киля.

Однако, как было указано выше для хвостовых оперений в виде Н, такая конструкция предполагает большой размах для горизонтального хвостового оперения. Такой размах может стать источником проблем поведения и создавать взаимодействие на низкой скорости, стремящееся поднять нос винтокрылого летательного аппарата за пределы поля обзора пилота. Следовательно, такая подвижная конструкция верхних (или нижних) перьев не позволяет найти решение, чтобы избегать нарушения горизонтальным хвостовым оперением аэродинамического потока, создаваемого несущим винтом.

В связи с вышеизложенным, настоящее изобретение призвано предложить винтокрылый летательный аппарат, позволяющий уйти от вышеупомянутых ограничений. Кроме того, винтокрылый летательный аппарат в соответствии с изобретением позволяет сократить и даже устранить вышеупомянутые вибрационные проблемы, характерные для хвостовых оперений в виде перевернутого U, которые потенциально могут стать источником срыва аэродинамического потока на соединении между килями и горизонтальным хвостовым оперением.

Еще одной задачей изобретения является ограничение размаха горизонтального хвостового оперения для оптимальной стабилизации винтокрылого летательного аппарата без создания взаимодействия на низкой скорости типа горки положения.

Таким образом, объектом изобретения является винтокрылый летательный аппарат гибридного типа, содержащий:

- несущий винт, обеспечивающий всю или часть подъемной силы винтокрылого летательного аппарата,

- по меньшей мере два тяговых элемента, обеспечивающих всю или часть тяги винтокрылого летательного аппарата, при этом оба тяговых элемента установлены, каждый, на полукрыле, при этом полукрылья расположены симметрично с двух сторон от средней передне-задней плоскости XOZ симметрии всей или части винтокрылого летательного аппарата, при этом средняя передне-задняя плоскость XOZ проходит между передней зоной и задней зоной винтокрылого летательного аппарата в продольном направлении Х и между нижней зоной и верхней зоной винтокрылого летательного аппарата в направлении возвышения Z,

- горизонтальное хвостовое оперение, расположенное в задней зоне винтокрылого летательного аппарата с двух сторон от средней передне-задней плоскости XOZ, и

- два киля, расположенные соответственно с двух сторон от средней передне-задней плоскости XOZ, при этом оба киля представляют собой левый киль, расположенный на уровне левой дистальной зоны горизонтального хвостового оперения, и правый киль, расположенный на уровне правой дистальной зоны горизонтального хвостового оперения, при этом каждый из двух левого/правого килей содержит нижнее левое/правое перо киля, расположенное под горизонтальным хвостовым оперением, и верхнее левое/правое перо киля, расположенное над горизонтальным хвостовым оперением, при этом оба левых нижних/верхних пера киля и оба правых нижних/верхних пера киля жестко соединены с горизонтальным хвостовым оперением.

Согласно изобретению, такой винтокрылый летательный аппарат отличается тем, что нижнее левое перо киля приближается к верхнему левому перу киля от их соответствующих соединений с горизонтальным хвостовым оперением, и нижнее правое перо киля приближается к верхнему правому перу киля от их соответствующих соединений с горизонтальным хвостовым оперением, при этом оба левых пера киля, нижнее/верхнее, отходят полностью или по меньшей мере частично на уровне их свободных концов от средней передне-задней плоскости XOZ, и оба правых пера киля, нижнее/верхнее, отходят полностью или по меньшей мере частично на уровне их свободных концов от средней передне-задней плоскости XOZ.

Иначе говоря, для каждого левого/правого киля верхнее и нижнее перья киля расположены не параллельно относительно средней передне-задней плоскости XOZ. Эти два пера киля, верхнее и нижнее, отходят от средней передне-задней плоскости XOZ и позволяют, таким образом, ограничить размах горизонтального хвостового оперения.

Кроме того, такая конструкция позволяет сократить и даже устранить проблемы срыва аэродинамических потоков на уровне соединений между двумя килями и горизонтальным хвостовым оперением, обеспечивает уменьшение аэродинамического лобового сопротивления винтокрылого летательного аппарата и позволяет реализовать оптимизацию всего заднего стабилизационного узла с точки зрения площади и массы.

Предпочтительно в поперечной плоскости YOZ, перпендикулярной к средней передне-задней плоскости XOZ и секущей оба киля, каждое из четырех нижнего/верхнего и левого/правого перьев киля может содержать первый конец, неподвижно соединенный с горизонтальным хвостовым оперением, и свободный конец, при этом свободные концы двух левых нижнего/верхнего перьев киля образуют с первыми концами двух левых нижнего/верхнего перьев киля двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов, и свободные концы двух правых нижнего/верхнего перьев киля образуют с первыми концами двух правых нижнего/верхнего перьев киля двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов.

Иначе говоря, для каждого левого/правого киля два пера киля, нижнее/верхнее, приближаются друг к другу, образуя угол от 90 градусов до 175 градусов в поперечной плоскости YOZ.

На практике свободный конец нижнего левого/правого пера киля может отходить соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через первый конец нижнего левого/правого пера киля, образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов.

Действительно, такой угол наклона нижнего левого/правого пера киля позволяет ограничить размах горизонтального хвостового оперения и сократить и даже устранить проблемы связей.

Точно так же, свободный конец верхнего левого/правого пера киля может отходить соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через первый конец верхнего левого/правого пера киля, образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов.

Такой угол наклона верхнего левого/правого пера киля тоже позволяет ограничить размах горизонтального хвостового оперения и сократить и даже устранить проблемы связей.

Согласно предпочтительному примеру выполнения изобретения, нижнее левое/правое перо киля может отличаться соответственно от верхнего левого/правого пера киля.

Кроме того, нижнее левое/правое перо киля может соответственно иметь наклон относительно плоскости Р/Р', длину или закрутку, которые отличаются соответственно от наклона относительно плоскости Р/Р', длины или закрутки верхнего левого/правого пера киля. Кроме того, нижнее левое/правое перо киля и верхнее левое/правое перо киля могут быть также выполнены в виде двух разных деталей, не образуя монолитного узла.

Предпочтительно ортогональная проекция каждого из двух килей соответственно на плоскость Р/Р', параллельную относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящую через один из первых концов четырех нижнего/верхнего и левого/правого перьев киля, может иметь стреловидную форму, заостренная вершина которой ориентирована в сторону передней зоны винтокрылого летательного аппарата.

Действительно, такая стреловидная форма ортогональных проекций двух килей соответственно на плоскости Р/Р' позволяет увеличить плечо рычага относительно центра тяжести винтокрылого летательного аппарата и улучшить таким образом управляемость при рыскании этого винтокрылого летательного аппарата.

На практике заостренная вершина каждой ортогональной проекции может взаимодействовать соответственно с дистальной левой/правой зоной горизонтального хвостового оперения.

Иначе говоря, каждую заостренную вершину стреловидных форм ортогональных проекций двух килей соответственно на плоскость Р/Р' можно расположить в направлении возвышения Z на уровне горизонтального хвостового оперения, и каждое верхнее/нижнее и левое/правое перо киля может проходить в сторону задней зоны винтокрылого летательного аппарата в продольном направлении Х.

Согласно предпочтительному примеру выполнения изобретения, горизонтальное хвостовое оперение может быть расположено симметрично относительно средней передне-задней плоскости XOZ.

Действительно, такую симметрию горизонтального хвостового оперения можно адаптировать для некоторых вариантов винтокрылых летательных аппаратов гибридного типа и, в частности, для винтокрылых летательных аппаратов, способных достигать высоких крейсерских скоростей, которые могут доходить до 200 узлов и даже более.

Согласно другому примеру выполнения изобретения, горизонтальное хвостовое оперение может быть расположено несимметрично относительно средней передне-задней плоскости XOZ.

Следовательно, горизонтальное хвостовое оперение может иметь размеры по длине в направлении (OY), по толщине в направлении (OZ) и по ширине в направлении (ОХ), которые соответственно отличаются друг от друга с одной и с другой стороны от средней передне-задней плоскости XOZ.

Точно так же, согласно первому варианту изобретения, два киля могут быть расположены симметрично относительно средней передне-задней плоскости XOZ.

Вместе с тем, согласно второму варианту изобретения, два киля могут быть расположены также несимметрично относительно средней передне-задней плоскости XOZ.

В этом случае, например, размеры, форма и угловая ориентация левого киля могут отличаться от размеров, формы и ориентации правого киля.

Изобретение и его преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания вариантов его осуществления, представленных в качестве иллюстрации и не являющихся ограничительными, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает вид сбоку заявленного винтокрылого летательного аппарата согласно первому варианту выполнения.

Фиг. 2 - вид спереди заявленного винтокрылого летательного аппарата согласно первому варианту выполнения.

Фиг. 3 - вид спереди заявленного винтокрылого летательного аппарата согласно второму варианту выполнения.

Фиг. 4 - вид спереди заявленного винтокрылого летательного аппарата согласно третьему варианту выполнения.

Фиг. 5 - вид спереди заявленного винтокрылого летательного аппарата согласно четвертому варианту выполнения.

Элементы на разных фигурах имеют одинаковое обозначение, и, разумеется, изобретение не ограничивается только примерами, представленными схематично в качестве иллюстраций с угловыми значениями, которые могут быть не ограничительно показаны на чертежах. Действительно, для наклона или ориентации различных килей рассматриваемые угловые значения, а также диапазоны угловых значений соответствуют значениям и диапазонам значений, представленным в нижеследующем описании.

Следует отметить, что на фиг. 1-5 показаны три ортогональных друг к другу направления Х, Y и Z.

Направление Х называется продольным, поскольку оно проходит вдоль продольного размера в сторону задней зоны фюзеляжа заявленного винтокрылого летательного аппарата.

Другое направление Y называется поперечным и проходит перпендикулярно к оси Х по существу в поперечном направлении в левую сторону от фюзеляжа заявленного винтокрылого летательного аппарата.

Наконец, третье направление Z называется направлением возвышения и соответствует размерам по высоте фюзеляжа заявленного винтокрылого летательного аппарата.

Как было указано выше, изобретение относится к винтокрылому летательному аппарату гибридного типа.

Как показано на фиг. 1-5, такой винтокрылый летательный аппарат 10-50 содержит несущий винт 1, обеспечивающий всю или по меньшей мере часть подъемной силы и даже, возможно, частичную тягу винтокрылого летательного аппарата 10-50, и два тяговых элемента 2, 2', установленные на двух полукрыльях 3, 3', причем эти два тяговых элемента 2, 2' обеспечивают дополнительную тягу винтокрылого летательного аппарата 10-50. Предпочтительно два полукрыла 3,3' могут быть расположены симметрично с двух сторон от средней передне-задней плоскости XOZ симметрии винтокрылого летательного аппарата 10-50 и на фиг. 2-5 частично скрыты, чтобы не перегружать вид спереди при наблюдении различных вариантов винтокрылого летательного аппарата 10-50.

Кроме того, такая средняя передне-задняя плоскость XOZ проходит между передней зоной 4 и задней зоной 5 винтокрылого летательного аппарата 10-50 в продольном направлении Х и между нижней зоной 6 и верхней зоной 7 винтокрылого летательного аппарата 10-50 в направлении возвышения Z.

Винтокрылый летательный аппарат 10-50 содержит также горизонтальное хвостовое оперение 8, 28, расположенное на уровне задней зоны 5 винтокрылого летательного аппарата 10-50 с двух сторон от средней передне-задней плоскости XOZ. Предпочтительно такое горизонтальное хвостовое оперение 8 может быть симметричным относительно средней передне-задней плоскости XOZ.

Как показано на фигурах, с двух сторон от средней передне-задней плоскости XOZ расположены также два киля 11-51, 11'-51', и предпочтительно такие кили 11-41, 11'-41' могут быть симметричными относительно средней передне-задней плоскости XOZ.

Так, левый киль 11-51 расположен на уровне левой дистальной зоны 9 горизонтального хвостового оперения 8, 28, и правый киль 11'-51' расположен на уровне правой дистальной зоны 9' горизонтального хвостового оперения 8, 28.

Каждый из левого/правого килей 11-51, 11'-51' содержит нижнее левое/правое перо киля 12-52, 12'-52', расположенное под горизонтальным хвостовым оперением 8, 28, и верхнее левое/правое перо киля 13-53, 13'53', расположенное над горизонтальным хвостовым оперением 8, 28.

Кроме того, как показано на фиг. 1, ортогональная проекция киля 11 на плоскость Р, параллельную относительно средней передне-задней плоскости XOZ, может иметь стреловидную форму, заостренная вершина 18 которой, ориентированная в сторону передней зоны винтокрылого летательного аппарата, взаимодействует с дистальной зоной горизонтального хвостового оперения 8.

Как показано на фиг. 2, винтокрылый летательный аппарат 20 согласно первому варианту содержит левый киль 21 и правый киль 21', имеющие, каждый, соответственно верхнее левое/правое перо киля 23, 23', полностью отстоящее от плоскостей Р/Р', удаляясь от средней передне-задней плоскости XOZ.

Кроме того, в поперечной плоскости YOZ, перпендикулярной к средней передне-задней плоскости XOZ и секущей оба киля 21 и 21', первый конец 25, 25' двух верхних левого/правого перьев киля 23, 23' неподвижно соединен с левой/правой дистальной зоной 9, 9', через которую проходит соответственно плоскость Р/Р'. Свободный конец 27 верхнего левого пера киля 23 отходит влево от плоскости Р, а свободный конец 27' верхнего левого пера киля 23' отходит вправо от плоскости P'.

Согласно этому же первому варианту винтокрылого летательного аппарата 20, два нижних пера киля, левое/правое 22, 22', полностью отстоят соответственно от плоскостей Р/Р', удаляясь от средней передне-задней плоскости XOZ. Первый конец 24, 24' двух нижних левого/правого перьев киля 22, 22' неподвижно соединен с дистальной левой/правой зоной 9, 9', через которую проходит соответственно плоскость Р/Р'. Свободный конец 26 нижнего левого пера киля 22 отходит влево от плоскости Р, а свободный конец 26' нижнего правого пера киля 22' отходит вправо от плоскости /Р'.

Таким образом, свободные концы 26, 27 двух левых нижнего/верхнего перьев киля 22, 23 могут образовать с первыми концами 24, 25 двух левых нижнего/верхнего перьев киля 22, 23 двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов. Точно так же, свободные концы 26', 27' двух правых нижнего/верхнего перьев киля 22', 23' могут образовать с первыми концами 24', 25' двух правых нижнего/верхнего перьев киля 22', 23' двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов.

Кроме того, свободный конец 27, 27' верхнего левого/правого пера киля 23, 23' может отходить соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через первый конец 25, 25' верхнего левого/правого пера киля 23, 23', образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов. Как показано, например, на фиг. 2, этот угол наклона составляет около 20 градусов и ориентирован противоположно к средней передне-задней плоскости XOZ.

Точно так же, свободный конец 26, 26' нижнего левого/правого пера киля 22, 22' может отходить соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через первый конец 24, 24' нижнего левого/правого пера киля 22, 22', образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов. Как показано, например, на фиг. 2, этот угол наклона тоже составляет около 20 градусов.

Показанный на фиг. 3 второй вариант выполнения винтокрылого летательного аппарата 30 примечателен тем, что винтокрылый летательный аппарат 30 содержит левый киль 31 и правый киль 31', соответственно имеющие, каждый, верхнее левое/правое перо киля 33, 33', частично отстоящее от плоскости Р/Р', удаляясь от средней передне-задней плоскости XOZ.

Следовательно, в поперечной плоскости YOZ, перпендикулярной к средней передне-задней плоскости XOZ и секущей оба киля 31 и 31', первый конец 35, 35' двух верхних левого/правого перьев киля 33, 33' неподвижно соединен с дистальной левой/правой зоной 9, 9', через которую соответственно проходит плоскость Р/Р'. Свободный конец 37 верхнего левого пера киля 33 отходит влево от плоскости Р, а свободный конец 37' верхнего правого пера киля 33' отходит вправо от плоскости P'.

Согласно этому второму варианту винтокрылого летательного аппарата 30, каждый киль 31, 31' содержит также нижнее левое/правое перо киля 32, 32', частично отстоящее соответственно от плоскостей Р/Р', удаляясь от средней передне-задней плоскости XOZ. Первый конец 34, 34' двух нижних левого/правого перьев киля 32, 32' неподвижно соединен с дистальной левой/правой зоной 9, 9', через которую соответственно проходит плоскость Р/Р'. Свободный конец 36 нижнего левого пера киля 32 отходит влево от плоскости Р, а свободный конец 36' нижнего правого пера киля 32' отходит вправо от плоскости P'.

Кроме того, свободные концы 36, 37 двух левых нижнего/верхнего перьев киля 32, 33 могут образовать с первыми концами 34, 35 двух левых нижнего/верхнего перьев киля 32, 33 двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов. Точно так же, свободные концы 36', 37' двух правых нижнего/верхнего перьев киля 32', 33' могут образовать с первыми концами 34', 35' двух правых нижнего/верхнего перьев киля 32', 33' двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов.

Кроме того, свободный конец 37, 37' верхнего левого/правого пера киля 33, 33' может отходить соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через первый конец 35, 35' верхнего левого/правого пера киля 33, 33', образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов. Как показано в качестве примера на фиг. 3, этот угол составляет около 20 градусов и ориентирован противоположно к средней передне-задней плоскости XOZ.

Точно так же, свободный конец 36, 36' нижнего левого/правого пера киля 32, 32' может отходить соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через первый конец 34, 34' нижнего левого/правого пера киля 32, 32', образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов. Как показано в качестве примера на фиг. 3, этот угол тоже составляет около 20 градусов и ориентирован противоположно к средней передне-задней плоскости XOZ.

Показанный на фиг. 4 третий вариант винтокрылого летательного аппарата 40 примечателен тем, что винтокрылый летательный аппарат 40 содержит левый киль 41 и правый киль 41', соответственно имеющие, каждый, верхнее левое/правое перо киля 43, 43', полностью отстоящее от плоскости Р/Р', удаляясь от средней передне-задней плоскости XOZ.

Кроме того, в поперечной плоскости YOZ, перпендикулярной к средней передне-задней плоскости XOZ и секущей оба киля 41 и 41', первый конец 45, 45' двух верхних левого/правого перьев киля 43, 43' неподвижно соединен с дистальной левой/правой зоной 9, 9', через которую соответственно проходит плоскость Р/Р'. Свободный конец 47 верхнего левого пера киля 43 отходит влево от плоскости Р, а свободный конец 47' верхнего правого пера киля 43' отходит вправо от плоскости P'.

Точно так же, винтокрылый летательный аппарат 40 содержит левый киль 41 и правый киль 41', имеющие, каждый, соответственно нижнее левое/правое перо киля 42, 42', отходящее соответственно от средней передне-задней плоскости XOZ. Первый конец 44, 44' двух нижних левого/правого перьев киля 42, 42' неподвижно соединен с дистальной левой/правой зоной 9, 9', через которую соответственно проходит плоскость Р/Р'. Свободный конец 46 нижнего левого пера киля 42 отходит влево от плоскости Р, а свободный конец 46' нижнего правого пера киля 42' отходит вправо от плоскости P'.

Следовательно, свободные концы 46, 47 двух левых нижнего/верхнего перьев киля 42, 43 могут образовать с первыми концами 44, 45 двух левых нижнего/верхнего перьев киля 42, 43 двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов. Точно так же, свободные концы 46', 47' двух правых нижнего/верхнего перьев киля 42', 43' могут образовать с первыми концами 44', 45' двух правых нижнего/верхнего перьев киля 42', 43' двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов.

Кроме того, свободный конец 47, 47' верхнего левого/правого пера киля 43, 43' может отходить соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через первый конец 45, 45' верхнего левого/правого пера киля 43, 43', образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов. Как показано в качестве примера на фиг. 4, этот угол составляет около 25 градусов и ориентирован противоположно к средней передне-задней плоскости XOZ.

Точно так же, свободный конец 46, 46' нижнего левого/правого пера киля 42, 42' может отходить соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через первый конец 44, 44' нижнего левого/правого пера киля 42, 42', образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов. Как показано в качестве примера на фиг. 4, этот угол составляет около 15 градусов и ориентирован противоположно к средней передне-задней плоскости XOZ.

Показанный на фиг. 5 винтокрылый летательный аппарат 50 согласно четвертому варианту выполнения содержит левый киль 51 и правый киль 51', имеющие соответственно отличающиеся друг от друга формы, размеры и угловую ориентацию. Верхнее левое перо киля 53, нижнее левое перо киля 52, правое верхнее перо киля 53' и нижнее правое перо киля 52' полностью отстоят от плоскостей Р/Р', удаляясь от средней передне-задней плоскости XOZ.

Кроме того, в поперечной плоскости YOZ, перпендикулярной к средней передне-задней плоскости XOZ и секущей оба киля 51 и 51', первый конец 55 верхнего левого пера киля 53 и первый конец 54' нижнего правого пера киля 52' неподвижно соединены соответственно с дистальной левой/правой зоной 9, 9', через которую соответственно проходит плоскость Р/Р'. Точно так же, первый конец 54 нижнего левого пера киля 52 и первый конец 55' верхнего правого пера киля 53' неподвижно соединены соответственно с дистальной левой/правой зоной 9, 9', через которую соответственно проходит плоскость Р/Р'.

Кроме того, свободный конец 57 верхнего левого пера киля 53 и свободный конец 56 нижнего левого пера киля 52 отходят влево от плоскости Р. Точно так же, свободный конец 56' нижнего правого пера киля 52' и свободный конец 57' верхнего правого пера киля 53' отходят вправо от плоскости P'.

Таким образом, свободные концы 56, 57 двух левых нижнего/верхнего перьев киля 52, 53 могут образовать с первыми концами 54, 55 двух левых нижнего/верхнего перьев киля 52, 53 двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов. Точно так же, свободные концы 56', 57' двух правых нижнего/верхнего перьев киля 52', 53' могут образовать с первыми концами 54', 55' двух правых нижнего/верхнего перьев киля 52', 53' двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов.

Кроме того, свободный конец 57 верхнего левого пера киля 53 и свободный конец 56' нижнего правого пера киля 52' могут отходить соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через первый конец 55 верхнего левого пера киля 53 и соответственно через первый конец 54' нижнего правого пера киля 52', образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов. Как показано в качестве примера на фиг. 5, этот угол составляет около 10 градусов для верхнего левого пера киля 52 и для нижнего левого пера киля 52 и около 25 градусов для нижнего правого пера киля 52' и для верхнего правого пера киля 53', и они ориентированы противоположно к средней передне-задней плоскости XOZ.

Согласно этому же четвертому варианту винтокрылого летательного аппарата 50, горизонтальное хвостовое оперение 28 может быть несимметричным относительно средней передне-задней плоскости XOZ. Как показано на фигурах, хвостовое оперение 28 может иметь в направлении (OY) размер по длине слева, меньший размера по длине справа.

Естественно, в настоящее изобретение можно вносить самые разные изменения, что касается его осуществления. Несмотря на несколько описанных вариантов выполнения, понятно, что все возможные варианты невозможно идентифицировать избыточно. Разумеется, можно предусмотреть замену одного описанного средства на эквивалентное средство, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Винтокрылый летательный аппарат (20) гибридного типа содержит несущий винт (1), по меньшей мере два тяговых элемента (2,2'), соответственно установленных, каждый, на полукрыльях (3,3'), расположенных симметрично с двух сторон от средней передне-задней плоскости XOZ, горизонтальное хвостовое оперение (8), расположенное в задней зоне упомянутого винтокрылого летательного аппарата (20) с двух сторон от упомянутой средней передне-задней плоскости XOZ, и два киля (21,21'), расположенные соответственно с двух сторон от упомянутой средней передне-задней плоскости XOZ. При этом каждый из упомянутых двух килей (21,21') содержит нижнее левое/правое перо киля (22,22'), расположенное под упомянутым горизонтальным хвостовым оперением (8), и верхнее левое/правое перо киля (23,23'), расположенное над упомянутым горизонтальным хвостовым оперением (8). Обеспечивается возможность сократить и даже устранить вибрационные проблемы, характерные для хвостовых оперений в виде перевернутого U. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Винтокрылый летательный аппарат (10-50) гибридного типа, содержащий:

- несущий винт (1), обеспечивающий всю или часть подъемной силы упомянутого винтокрылого летательного аппарата (10-50),

- по меньшей мере два тяговых элемента (2,2'), обеспечивающих всю или часть тяги упомянутого винтокрылого летательного аппарата (10-50), при этом оба упомянутых тяговых элемента (2,2') установлены, каждый, на полукрыле (3,3'), при этом упомянутые полукрылья (3,3') расположены симметрично с двух сторон от средней передне-задней плоскости XOZ симметрии всей или части упомянутого винтокрылого летательного аппарата (10-50), при этом средняя передне-задняя плоскость XOZ проходит между передней зоной (4) и задней зоной (5) упомянутого винтокрылого летательного аппарата (10-50) в продольном направлении Х и между нижней зоной (6) и верхней зоной (7) упомянутого винтокрылого летательного аппарата (10-50) в направлении возвышения Z,

- горизонтальное хвостовое оперение (8,28), расположенное в упомянутой задней зоне (5) упомянутого винтокрылого летательного аппарата (10-50) с двух сторон от средней передне-задней плоскости XOZ, и

- два киля (11-51, 11'-51'), расположенные соответственно с двух сторон от упомянутой средней передне-задней плоскости XOZ, при этом оба упомянутых киля (11-51, 11'-51') представляют собой левый киль (11-51), расположенный на уровне левой дистальной зоны (9) упомянутого горизонтального хвостового оперения (8,28), и правый киль (11'-51'), расположенный на уровне правой дистальной зоны (9') упомянутого горизонтального хвостового оперения (8,28), при этом каждый из упомянутых двух левого/правого килей (11-51, 11'-51') содержит нижнее левое/правое перо киля (12-52, 12'-52'), расположенное под упомянутым горизонтальным хвостовым оперением (8,28), и верхнее левое/правое перо киля (13-53, 13'-53'), расположенное над упомянутым горизонтальным хвостовым оперением (8,28), при этом оба упомянутых левых нижних/верхних пера киля (12-52, 13-53) и оба упомянутых правых нижних/верхних пера киля (12'-52', 13'-53') жестко соединены с упомянутым горизонтальным хвостовым оперением (8,28),

отличающийся тем, что упомянутое нижнее левое перо киля (12-52) приближается к упомянутому верхнему левому перу киля (13-53) от их соответствующих соединений с упомянутым горизонтальным хвостовым оперением (8,28), и упомянутое нижнее правое перо киля (12'-52') приближается к упомянутому верхнему правому перу киля (13'-53') от их соответствующих соединений с упомянутым горизонтальным хвостовым оперением (2,28), при этом оба упомянутых левых, нижнее/верхнее, пера киля (12-52, 13-53) отходят полностью или по меньшей мере частично на уровне их свободных концов (16-56, 17-57) от упомянутой средней передне-задней плоскости XOZ, и оба упомянутых правых, нижнее/верхнее, пера киля (12'-52', 13'-53') отходят полностью или по меньшей мере частично на уровне их свободных концов (16'56', 17'-57') от упомянутой средней передне-задней плоскости XOZ,

причем упомянутые два киля (51,51') расположены несимметрично относительно упомянутой средней передне-задней плоскости XOZ.

2. Винтокрылый летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в поперечной плоскости YOZ, перпендикулярной к средней передне-задней плоскости XOZ и секущей оба упомянутых киля (11-51) и (11'-51'), каждое из упомянутых четырех нижнего/верхнего и левого/правого перьев киля (12-52, 13-53, 12'-52', 13'-53') содержит первый конец (14-54, 14'-54', 15-55, 15'-55'), неподвижно соединенный с упомянутым горизонтальным хвостовым оперением (8,28), и свободный конец (16-56, 16'-56', 17-57, 17'-57'), при этом упомянутые свободные концы (16-56, 17-57) упомянутых двух левых нижнего/верхнего перьев киля (12-52, 13-53) образуют с упомянутыми первыми концами (14-54, 15-55) упомянутых двух левых нижнего/верхнего перьев киля (12-52, 13-53) двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов, и упомянутые свободные концы (16'-56', 17'-57') упомянутых двух правых нижнего/верхнего перьев киля (12'-52', 13'-53') образуют с упомянутыми первыми концами (14'-54', 15'-55') упомянутых двух правых нижнего/верхнего перьев киля (12'-52', 13'-53') двугранный угол, составляющий от 90 градусов до 175 градусов.

3. Винтокрылый летательный аппарат по п. 2, отличающийся тем, что упомянутый свободный конец (16-56, 16'-56') упомянутого нижнего левого/правого пера киля (12-52, 12'-52') отходит соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через упомянутый первый конец (14-54, 14'-54') упомянутого нижнего левого/правого пера киля (12-52, 12'-52'), образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов.

4. Винтокрылый летательный аппарат по любому из пп. 2, 3, отличающийся тем, что упомянутый свободный конец (17-57, 17'-57') упомянутого верхнего левого/правого пера киля (13-53, 13'-53') отходит соответственно от плоскости Р/Р', параллельной относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящей через упомянутый первый конец (15-55, 15'-55') упомянутого верхнего левого/правого пера киля (13-53, 13'-53'), образуя угол наклона, составляющий от 5 градусов до 45 градусов.

5. Винтокрылый летательный аппарат по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что упомянутое нижнее левое/правое перо киля (12-52, 12'-52') отличается соответственно от упомянутого верхнего левого/правого пера киля (13-53, 13'-53').

6. Винтокрылый летательный аппарат по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что ортогональная проекция каждого из упомянутых двух килей (11,11') соответственно на плоскость Р/Р', параллельную относительно средней передне-задней плоскости XOZ и проходящую через один из упомянутых первых концов (14,14',15,15') упомянутых четырех нижнего/верхнего и левого/правого перьев киля (12,13,12',13'), имеет стреловидную форму, заостренная вершина (18) которой ориентирована в сторону упомянутой передней зоны (4) упомянутого винтокрылого летательного аппарата (10).

7. Винтокрылый летательный аппарат по п. 6, отличающийся тем, что упомянутая заостренная вершина (18) каждой ортогональной проекции взаимодействует соответственно с дистальной левой/правой зоной (9,9') упомянутого горизонтального хвостового оперения (8).

8. Винтокрылый летательный аппарат по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что упомянутое горизонтальное хвостовое оперение (8) расположено симметрично относительно упомянутой средней передне-задней плоскости XOZ.

9. Винтокрылый летательный аппарат по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что упомянутое горизонтальное хвостовое оперение (28) расположено несимметрично относительно упомянутой средней передне-задней плоскости XOZ.

10. Винтокрылый летательный аппарат по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что упомянутые два киля (11-41, 11'-41') расположены симметрично относительно упомянутой средней передне-задней плоскости XOZ.