Вертолет Российский патент 2020 года по МПК B64C27/04 B64D33/02 

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности, к конструкциям беспилотных, а также и пилотируемых вертолетов, преимущественно, с двигателями внутреннего сгорания, снабженными системой охлаждения.

Известен вертолет, содержащий фюзеляж, несущий винт (далее – НВ), хвостовую балку с рулевым винтом, двигатель, снабженный системой охлаждения, включающей радиатор/радиаторы с воздухозаборником/ воздухозаборниками, размещенные в носовой части БВ вблизи двигателя, и патрубки движения охлаждающего агента (см. патент РФ на изобретение № 2374136, МПК В 64С 27/04, публ. 27.11.2009). К недостаткам известного устройства можно отнести недостаточную эффективность системы охлаждения, что обусловлено небольшой интенсивностью воздействия на радиатор/радиаторы воздушного потока от лопастей НВ, особенно в режиме висения, нежелательным тепловым взаимодействием радиатора/радиаторов и двигателя с редуктором, а также невысокую ремонтопригодность из-за трудности доступа (препятствует радиатор) к наиболее важным узлам и агрегатам беспилотного вертолета и невысокие аэродинамические характеристики ввиду нежелательного влияния радиатора на аэродинамическую обстановку в передней части вертолета.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вертолет, содержащий фюзеляж, несущий винт (далее – НВ), хвостовую балку с рулевым винтом, двигатель, снабженный системой охлаждения, включающей радиатор/радиаторы с воздухозаборником/ воздухозаборниками, размещенные в носовой части вертолет вблизи двигателя, и патрубки движения охлаждающего агента (см. патент РФ на изобретение № 2636431, МПК B 64D 33/08, публ. 10.08.2016). К недостаткам известного устройства также можно отнести недостаточную эффективность системы охлаждения, что обусловлено небольшой интенсивностью воздействия на радиатор/радиаторы воздушного потока от лопастей НВ, особенно в режиме висения, нежелательным тепловым взаимодействием радиатора/радиаторов и двигателя с редуктором, а также невысокую ремонтопригодность из-за трудности доступа (препятствует радиатор) к наиболее важным узлам и агрегатам беспилотного вертолета и невысокие аэродинамические характеристики ввиду нежелательного влияния радиатора на аэродинамическую обстановку в передней части вертолета.

Предлагаемое изобретение направлено на решение технической проблемы и достижение технического результата, состоящего в повышении эффективности системы охлаждения и ремонтопригодности при обеспечении хороших аэродинамических характеристик вертолета.

Данный технический результат достигается тем, что в вертолете, содержащем фюзеляж, НВ, хвостовую балку, двигатель, снабженный системой охлаждения, включающей радиатор/радиаторы с воздухозаборником/ воздухозаборниками и патрубки движения охлаждающего агента, радиатор/радиаторы с воздухозаборником/ воздухозаборниками установлены в задней части вертолета в области начала хвостовой балки на расстоянии от вала несущего винта равном 0,2 – 0,8 от величины радиуса НВ и/или на боковой/боковых частях вертолета.

Установка радиатора/радиаторов с воздухозаборником/ воздухозаборниками в задней части вертолета в области начала хвостовой балки на расстоянии от вала несущего винта равном 0,2 – 0,8 от величины радиуса НВ и/или на боковой/боковых частях вертолета обеспечивает повышении эффективности системы охлаждения за счет того, что при таком расположении радиатора/радиаторов с воздухозаборником/ воздухозаборниками в области начала хвостовой балки и/или на боковой/боковых имеет место наибольшая интенсивность воздействия воздушного потока от НВ на радиатор/радиаторы. Выбор данного диапазона обусловлен тем, как показали наши экспериментальные исследования, при меньшем чем равном 0,2, от величины радиуса НВ расстоянии интенсивность воздушного потока резко уменьшается из-за наличия комлевой части НВ, а при большем чем 0,8, от величины радиуса НВ расстоянии интенсивность воздушного потока резко уменьшается ввиду существенного бокового отклонения воздушного потока. Кроме того, при этом уменьшается нежелательное тепловое взаимодействие радиатора/радиаторов и двигателя с редуктором из-за их удаленности друг от друга. Повышение ремонтопригодности достигается за счет выноса радиатора/радиаторов из зоны с двигателем и редуктором, что облегчает доступ к этим узлам вертолета. Хорошие аэродинамические характеристики вертолета обеспечиваются тем, что отсутствует нежелательное влияние радиатора/радиаторов с воздухозаборником/ воздухозаборниками на аэродинамическую обстановку в зоне передней части вертолета, так как эти узлы вынесены из этой зоны.

На фиг.1 схематично представлен общий вид вертолета с радиаторами с воздухозаборниками в задней части вертолета и на боковых частях вертолета (без изображения не относящихся к предмету изобретения узлов и агрегатов); на фиг.2 - с радиаторами с воздухозаборниками только на боковых частях вертолета; на фиг.3 - с радиаторами с воздухозаборниками только на задней части вертолета.

Вертолет содержит фюзеляж 1, НВ 2, хвостовую балку 3, двигатель 4, снабженный системой охлаждения (может охлаждать двигатель, редуктор и другие узлы и агрегаты вертолета), включающей патрубки 5 движения охлаждающего агента в системе охлаждения, радиатор/радиаторы 6 с воздухозаборником/воздухозаборниками (непосредственно снаружи примыкают к радиатору/радиаторам и не показаны), установленные в задней части вертолета в области начала хвостовой балки на расстоянии от вала НВ 2 равном 0,2 – 0,8 от величины радиуса НВ 2 и радиатор/радиаторы 7 с воздухозаборником/ воздухозаборниками на боковой/боковых частях вертолета. Как показывает практика, обычно размещение радиатор/радиаторов 7 с воздухозаборником/ воздухозаборниками на боковой/боковых частях вертолета также удовлетворяет указанному выше для радиатора/радиаторов 6 с воздухозаборником/воздухозаборниками соотношению размеров. Очевидно, что использование в системе охлаждения одного или нескольких радиаторов 7 с воздухозаборниками определяется для каждой области, в которой они установлены, на основе конкретных теплотехнических расчетов и не влияет на существо предлагаемого технического решения. Радиаторы 6 и 7 могут располагаться как внутри фюзеляжа 1, так и снаружи, а также на пилонах и других аэродинамических конструкциях, расположенных по бокам и в задней части фюзеляжа 1.

Предлагаемый вертолет функционирует следующим образом.

Все узлы и агрегаты БВ работают обычным образом для подобного типа устройств в штатных режимах движения или висения БВ. При этом в охлаждающей системе БВ по замкнутому контуру, например, охлаждающая рубашка двигателя - патрубки 5 движения охлаждающего агента – радиатор/радиаторы 6 и/или 7 - охлаждающая рубашка двигателя - патрубки 5 движения охлаждающего агента циркулирует охлаждающий агент. Охлаждающий воздух снаружи преимущественно под воздействием НВ через воздухозаборники поступает в радиаторы 6 и/или 7 и проходит через них. Отвод тепла осуществляется в радиаторе/радиаторах 6 и/или 7 в начале хвостовой балки вертолета и/или на боковой/боковых частях вертолета, где имеет место наибольшая интенсивность воздействия воздушного потока от НВ на радиатор/радиаторы.

Предлагаемый вертолет имеет высокоэффективную систему охлаждения, что позволяет улучшить его весовые и габаритные характеристики, обладает высокой ремонтопригодностью при обеспечении хороших аэродинамических характеристик.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности, к конструкциям беспилотных, а также и пилотируемых вертолетов, преимущественно, с двигателями внутреннего сгорания, снабженными системой охлаждения. Вертолет содержит фюзеляж, НВ, хвостовую балку, двигатель, снабженный системой охлаждения. Система охлаждения содержит радиатор/радиаторы с воздухозаборником/воздухозаборниками и патрубки движения охлаждающего агента. При этом радиатор/радиаторы с воздухозаборником/воздухозаборниками установлены в задней части вертолета в области начала хвостовой балки на расстоянии от вала несущего винта равном 0,2-0,8 от величины радиуса НВ и на боковой/боковых частях вертолета. Обеспечивается повышение эффективности системы охлаждения и ремонтопригодности при сохранении хороших аэродинамических характеристик вертолета. 3 ил.

Вертолет, содержащий фюзеляж, несущий винт, хвостовую балку, двигатель, снабженный системой охлаждения, включающей радиатор/радиаторы с воздухозаборником/воздухозаборниками и патрубки движения охлаждающего агента, отличающийся тем, что радиатор/радиаторы с воздухозаборником/воздухозаборниками установлены в задней части вертолета в области начала хвостовой балки на расстоянии от вала несущего винта равном 0,2-0,8 от величины радиуса несущего винта или в задней части вертолета в области начала хвостовой балки на расстоянии от вала несущего винта равном 0,2-0,8 от величины радиуса несущего винта и на боковой/боковых частях вертолета.