Управляемый летательный аппарат

 

Предложенное техническое решение относится к области авиации и позволит повысить качество управления летательным аппаратом. Управляемый летательный аппарат включает главный двигатель, по меньшей мере, один несущий винт с приводом от главного двигателя, а также, по меньшей мере, два винта стабилизации и управления, расположенных на консолях, с приводом от вспомогательных двигателей. 7 з.п., 3 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к области авиации.

Известны летательные аппараты вертикального взлета и посадки, включающие планер, силовую установку, средства контроля и управления, совокупность винтов, характеризующиеся тем, что винты, обеспечивающие управления летательным аппаратом, расположены на консолях. В качестве примера такого летательного аппарата - ближайшего аналога предлагаемого технического решения может быть выбран патент на изобретение RU 2267445, опубликованный 10.01.2006. Известное из RU 2267445 техническое решение обеспечивает оптимизацию аэродинамических свойств летательного аппарата, однако конструкция предложенного в RU 2267445 летательного аппарата не позволит обеспечить устойчивое управление его полетом и соответственно не обеспечит надежность его использования. В свою очередь предлагаемое техническое решение позволит устранить указанный недостаток и обеспечит надежное и устойчивое управление летательным аппаратом на всех стадиях его полета.

Указанный технический результат достигается при использовании управляемого летательного аппарат, включающего планер, силовую установку, средства контроля и управления, совокупность винтов, расположенных на консолях. В отличие от известного решения предложенный управляемый летательный аппарат включает главный двигатель, по меньшей мере, один несущий винт с приводом от главного двигателя, а также, по меньшей мере, два винта стабилизации и управления, расположенных на консолях, с приводом от вспомогательных двигателей. Винты стабилизации и управления могут быть расположены, как симметрично, так и ассиметрично относительно несущего винта. Может быть использован несущий винт с соосной схемой расположения лопастей, с перекрытием перекрещивающихся лопастей, или же несущий винт, характерный для одновинтовой схемы. Главный двигатель и вспомогательные двигатели могут быть выбраны из перечня, включающего электрический двигатель, двигатель внутреннего сгорания, двигатель внешнего сгорания, двигатель с инерционным и/или механическим приводом, двигатель с гидравлическим и/или пневматическим приводом.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами.

Фиг.1 - Поперечный разрез компоновки летательного аппарата.

Фиг.2 - Компоновка летательного аппарата с симметричным расположением винтов стабилизации и управления.

Фиг.3 - Компоновка летательного аппарата с асимметричным расположением винтов стабилизации и управления.

Предложенный летательный аппарат (фиг.1) включает: планер, силовую установку, средства контроля и управления, совокупность винтов, расположенных на консолях. Основой силовой установки является главный двигатель 8, обеспечивающий привод во вращение одного или нескольких несущих винтов с пропеллерами 6. В качестве главного двигателя 8 может быть использован: электрический двигатель, двигатель внутреннего сгорания, двигатель внешнего сгорания, двигатель с инерционным и/или механическим приводом, двигатель с гидравлическим и/или пневматическим приводом, с преимущественным использованием двигателей внешнего сгорания. Также могут быть использованы различные схемы расположения пропеллеров 6 несущего винта: несущий винт с соосной схемой расположения лопастей, с перекрытием перекрещивающихся лопастей, или же несущий винт, характерный для одновинтовой «классической» схемы.

Для обеспечения качества управления полетом летательного аппарата помимо главного двигателя 8 силовой установки летательный аппарат оборудован несколькими вспомогательными двигателями, которые обеспечивают привод соответствующих каждому вспомогательному двигателю 1 винтов стабилизации и управления 2, расположенных на консолях (штангах) 7. Может быть предусмотрено, как симметричное (фиг.2), так и асимметричное (фиг.3) расположение блоков двигателей 1 и винтов стабилизации управления 2 относительно несущего винта 6 (оси симметрии несущего винта 6). То есть, блоки двигателей 1 и винтов стабилизации управления 2 вынесены на некоторое расстояние относительно конструкции планера. В качестве вспомогательных двигателей 1 также могут быть использованы перечисленные выше типы двигателей, с преимущественным использованием электрических двигателей. Ассиметричную схему с минимальным количеством вспомогательных двигателей 1 и пропеллеров винтов 2 целесообразно использовать для смещения центра масс аппарата из-под несущего винта 6 для того, чтобы полезная нагрузка не находилась под потоком воздуха, тем самым уменьшая тягу аппарата. К тому же подобная конструкция уменьшает количество элементов конструкции летательного аппарата, что, в свою очередь, уменьшает его стоимость.

Более подробно конструкцию предложенного двигателя можно описать на примере летательного аппарата с соосной схемой вращения винтов. Вал главного двигателя 8 соединен с редуктором 10 через муфту 9. Редуктор 10 имеет три выходных вала, к одному из которых подсоединен электрический генератор 11, используемый для подзарядки аккумуляторов, обеспечивающих работу электроники и электродвигателей, а к двум другим - два соосно расположенных пропеллера 6 винта, вращающиеся в противоположные стороны для компенсации момента. Расположенные в условном «центре» соосно расположенные пропеллеры 6 несущего винта обеспечивают создание подъемной силы. В свою очередь, вспомогательные двигатели 1, приводя в движение расположенные на консолях (штангах) 7 пропеллеры винтов стабилизации и управления 2, обеспечивают стабилизацию аппарата и позволяют управлять им. Электронный блок управления 4 с совокупностью необходимых датчиков, обеспечивает прием и обработку управляющих сигналов, с выхода 5 блока управления 4 по проводам 3 передаются управляющие воздействия на двигатели 1 (очевидно, что в данном случае приведен пример использования электрических двигателей 1 для привода в движение пропеллеров винтов стабилизации и управления 2). Для управления вращением пропеллеров винтов стабилизации и управления 2 может быть использовано изменение скорости вращения этих винтов и/или изменение их шага. Аналогичным образом может быть организовано управление несущим винтом 6, например, используются пропеллеры с изменяемым шагом в электродвигателях и система изменения шага 12. Для движения по вертикальной оси необходимо изменить шаг несущего винта и/или увеличить его обороты. Для движения по горизонтальной оси требуется наклонить аппарат, то для этого изменяется тяга вспомогательного двигателя 1 путем изменения его частоты вращения и/или шага.

Конструкция предложенного летательного аппарата коренным образом отличается от «классического» вертолета отсутствием сложной системы перекоса для управления и стабилизации. От мультироторных платформ конструкция предложенного летательного аппарата отличается тем, что во-первых использует предложенную гибридную схему, то есть тем, что консольно расположенные блоки двигателей 1 и винтов стабилизации управления 2 не являются несущими, а используются для позиционирования летательного аппарата, что позволяет исключить сложные электромеханические схемы управления полетом.

Таким образом, предложен летательный аппарат надежный в управлении на всех стадиях полета.

1. Управляемый летательный аппарат, включающий планер, силовую установку, средства контроля и управления, совокупность винтов, расположенных на консолях, отличающийся тем, что включает главный двигатель, по меньшей мере, один несущий винт с приводом от главного двигателя, а также, по меньшей мере, два винта стабилизации и управления, расположенных на консолях, с приводом от вспомогательных двигателей.

2. Управляемый летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что винты стабилизации и управления расположены симметрично относительно несущего винта.

3. Управляемый летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что винты стабилизации и управления расположены асимметрично относительно несущего винта.

4. Управляемый летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что использован несущий винт с соосной схемой расположения лопастей.

5. Управляемый летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что использован несущий винт с перекрытием перекрещивающихся лопастей.

6. Управляемый летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что использован несущий винт, характерный для одновинтовой схемы.

7. Управляемый летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что главный двигатель выбран из перечня, включающего электрический двигатель, двигатель внутреннего сгорания, двигатель внешнего сгорания, двигатель с инерционным и/или механическим приводом, двигатель с гидравлическим и/или пневматическим приводом.

8. Управляемый летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что вспомогательный двигатель выбран из перечня, включающего электрический двигатель, двигатель внутреннего сгорания, двигатель внешнего сгорания, двигатель с инерционным и/или механическим приводом, двигатель с гидравлическим и/или пневматическим приводом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к стоматологии и предназначено для определения эффективности работы стоматологических боров, оценивать их износостойкость, получать образцы срезов зубов для изучения методами электронной микроскопии, профилометрии и др

Изобретение относится к авиации, в частности к вертолетостроению и самолетостроению
Наверх