RU2267445C1

RU2267445C1 - Two-stage aerodynamic lifting-and-tractive propulsor and vertical takeoff and landing flying vehicle equipped with such propulsor

Info

Publication number: RU2267445C1
Application number: RU2004125538/11A
Authority: RU
Inventors: Андрей Игоревич Акаро (RU); Андрей Игоревич Акаро; Анатолий Михайлович Зелинский (RU); Анатолий Михайлович Зелинский; Михаил Михайлович Медведев (RU); Михаил Михайлович Медведев; Андрей Борисович Пепелин (RU); Андрей Борисович Пепелин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Мидера-К"
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2006-01-10
Also published as: WO2006025765A1

Abstract

FIELD: aeronautical engineering.

SUBSTANCE: propulsor 1 has two similar coaxial frames with mechanism for motion of these frames over circumference relative to axis of motion in opposite direction and two aerodynamic surfaces mounted on each frame and provided with mechanism for rotation of each aerodynamic surface relative to axis of rotation which is parallel to axis of motion in synchronism with motion over circumference towards side opposite to motion of respective frame; provision is made for devices for swinging of each aerodynamic surface in synchronism with rotation relative to two mutually perpendicular axes lying in two mutually perpendicular planes crossing in axis of rotation of aerodynamic surface. One plane passes through axis of motion over circumference and axis of rotation of aerodynamic surface. Flying vehicle has case 53 with two-stage propulsor 1 mounted on it; airscrew 54 is mounted on tail section of case 53; axis of rotation of airscrew passes horizontally in longitudinal axis of symmetry of case 53 below center of mass of flying vehicle.

EFFECT: increased lifting aerodynamic force and horizontal thrust due to use of screening effect.

3 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть применено в летательных аппаратах с вертикальным взлетом и посадкой, использующих аэродинамические подъемно-тянущие движители.The invention relates to the field of aviation technology and can be used in aircraft with vertical take-off and landing using aerodynamic lifting and propelling propulsors.

Известен аэродинамический подъемно-тянущий движитель, содержащий раму со средством движения рамы по окружности относительно оси движения и по крайней мере две аэродинамические поверхности, установленные на раме и имеющие средство для вращения каждой аэродинамической поверхности относительно оси вращения, параллельной оси движения, по окружности, и средство для колебаний каждой аэродинамической поверхности синхронно с вращением относительно двух взаимно перпендикулярных осей, находящихся соответственно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, пересекающихся по оси вращения аэродинамической поверхности, а одна из плоскостей проходит через ось движения по окружности и ось вращения аэродинамической поверхности (патент РФ №2227107, В 64 С 39/08, 2004, ближайший аналог).Known aerodynamic lifting and pulling propulsion device containing a frame with a means of moving the frame around the circumference relative to the axis of movement and at least two aerodynamic surfaces mounted on the frame and having means for rotating each aerodynamic surface relative to the axis of rotation parallel to the axis of movement around the circumference, and means for vibrations of each aerodynamic surface synchronously with rotation relative to two mutually perpendicular axes located respectively in two mutually perpendicular planes intersecting along the axis of rotation of the aerodynamic surface, and one of the planes passes through the axis of movement around the circle and the axis of rotation of the aerodynamic surface (RF patent No. 2227107, 64 C 39/08, 2004, the closest analogue).

Недостатком известного аэродинамического подъемно-тянущего движителя является его недостаточная эффективность при сохранении компактности.A disadvantage of the known aerodynamic lifting-pulling propulsion is its lack of effectiveness while maintaining compactness.

Известны вертолеты двухвинтовой соосной схемы, например вертолет Ка-26, содержащий корпус с расположенными на нем двумя соосными несущими винтами (Изаксон А.М. "Советское вертолетостроение", Москва, "Машиностроение", с.242-245).Two-screw coaxial helicopters are known, for example, a Ka-26 helicopter containing a body with two coaxial rotors located on it (Izakson A.M. "Soviet Helicopter Engineering", Moscow, "Mechanical Engineering", p.242-245).

Однако в известных вертолетах используются несущие винты, имеющие недостаточную эффективность создания подъемной силы, вследствие чего для получения приемлемых величин подъемной силы к ним необходимо подводить значительную мощность, что приводит к снижению дальности полета и высоты подъема вертолета.However, in the known helicopters, rotors are used that have insufficient lifting power, and therefore, to obtain acceptable values of the lifting force, significant power must be supplied to them, which reduces the flight range and the height of the helicopter.

В предложенном изобретении использован новый двухступенчатый аэродинамический подъемно-тянущий движитель, которым обеспечивается высокая эффективность создания как подъемной силы, так и горизонтальной тяги.In the proposed invention, a new two-stage aerodynamic lifting-pulling propulsion device is used, which ensures high efficiency of creating both lifting force and horizontal thrust.

В уровне техники не обнаружены аналоги - средства того же назначения, а именно летательные аппараты вертикального взлета и посадки с двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем.In the prior art, no analogues were found - the same purpose, namely aircraft of vertical take-off and landing with a two-stage aerodynamic lifting-pulling propulsion.

В основу изобретения поставлена задача создания двухступенчатого аэродинамического подъемно-тянущего движителя, в котором обеспечивается высокая эффективность при сохранении компактности за счет использования экранного эффекта, увеличивающего подъемную аэродинамическую силу и горизонтальную тягу движителя при взаимном поступательном движении аэродинамических поверхностей обеих ступеней.The basis of the invention is the task of creating a two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion device, which provides high efficiency while maintaining compactness due to the use of the screen effect that increases the lifting aerodynamic force and horizontal thrust of the propulsion device with the mutual translational movement of the aerodynamic surfaces of both stages.

Задача создания двухступенчатого аэродинамического подъемно-тянущего движителя решается тем, что двухступенчатый аэродинамический подъемно-тянущий движитель содержит две одинаковые соосные рамы со средством для движения рам по окружности относительно оси движения в противоположные стороны и по крайней мере две аэродинамические поверхности, установленные на каждой из рам и имеющие средства для вращения каждой аэродинамической поверхности относительно оси вращения, параллельной оси движения, синхронно с движением по окружности в сторону, противоположную движению соответствующей рамы, и средства для колебаний каждой аэродинамической поверхности синхронно с вращением относительно двух взаимно перпендикулярных осей, находящихся соответственно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, пересекающихся по оси вращения аэродинамической поверхности, а одна из плоскостей проходит через ось движения по окружности и ось вращения аэродинамической поверхности.The task of creating a two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion device is solved by the fact that the two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion device contains two identical coaxial frames with means for moving the frames around the circumference relative to the axis of movement in opposite directions and at least two aerodynamic surfaces mounted on each of the frames and having means for rotating each aerodynamic surface relative to the axis of rotation parallel to the axis of movement, synchronously with the movement in a circle in side opposite the movement of the corresponding frame, and means for oscillating each aerodynamic surface synchronously with rotation relative to two mutually perpendicular axes located respectively in two mutually perpendicular planes intersecting along the axis of rotation of the aerodynamic surface, and one of the planes passes through the axis of movement around the circle and the axis rotation of the aerodynamic surface.

Выполнение двухступенчатого аэродинамического подъемно-тянущего движителя, содержащего две одинаковые соосные рамы со средством для движения рам по окружности относительно оси движения в противоположные стороны и по крайней мере две аэродинамические поверхности, установленные на каждой из рам и имеющие средства для вращения каждой аэродинамической поверхности относительно оси вращения, параллельной оси движения, синхронно с движением по окружности в сторону, противоположную движению соответствующей рамы, и средства для колебаний каждой аэродинамической поверхности синхронно с вращением относительно двух взаимно перпендикулярных осей, находящихся соответственно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, пересекающихся по оси вращения аэродинамической поверхности, а одна из плоскостей проходит через ось движения по окружности и ось вращения аэродинамической поверхности, обеспечивает поступательное (без вращения) движение аэродинамических поверхностей относительно воздуха на каждой из рам и равномерное распределение аэродинамических сил по аэродинамической поверхности, приводящее к высокой эффективности подъемной силы. Совершение колебаний каждой аэродинамической поверхности обеспечивает одновременно с созданием подъемной силы создание горизонтальной тяги. Соосное расположение двух рам с аэродинамическими поверхностями обеспечивает компактность движителя и позволяет использовать экранный эффект, возникающий при движении аэродинамических поверхностей друг над другом, увеличивающий подъемную силу и горизонтальную тягу.The implementation of a two-stage aerodynamic lifting and pulling mover, containing two identical coaxial frames with means for moving the frames around the circle relative to the axis of movement in opposite directions and at least two aerodynamic surfaces mounted on each of the frames and having means for rotating each aerodynamic surface relative to the axis of rotation parallel to the axis of movement, synchronously with the movement in a circle in the direction opposite to the movement of the corresponding frame, and means for oscillations each aerodynamic surface synchronously with rotation relative to two mutually perpendicular axes located respectively in two mutually perpendicular planes intersecting along the axis of rotation of the aerodynamic surface, and one of the planes passes through the axis of movement along the circle and the axis of rotation of the aerodynamic surface, provides translational (without rotation) movement aerodynamic surfaces relative to air on each of the frames and the uniform distribution of aerodynamic forces in aerodynamic th surface, leading to high efficiency of lift. The oscillation of each aerodynamic surface provides simultaneously with the creation of lifting force the creation of horizontal thrust. The coaxial arrangement of two frames with aerodynamic surfaces ensures the compactness of the mover and allows you to use the screen effect that occurs when the aerodynamic surfaces move above each other, increasing lift and horizontal traction.

В основу изобретения поставлена задача создания впервые летательного аппарата вертикального взлета и посадки с двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем.The basis of the invention is the task of creating for the first time an aircraft of vertical take-off and landing with a two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion.

Задача создания летательного аппарата вертикального взлета и посадки с двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем решается тем, что летательный аппарат вертикального взлета и посадки с двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем содержит корпус с установленным на нем двухступенчатым движителем, установленный на хвостовой части корпуса винт, ось вращения которого проходит в продольной плоскости симметрии корпуса горизонтально и ниже центра масс летательного аппарата.The task of creating an aircraft of vertical take-off and landing with a two-stage aerodynamic lifting-pulling engine is solved by the fact that the aircraft of vertical take-off and landing with a two-stage aerodynamic lifting-pulling engine contains a body with a two-stage propulsion mounted on it, a screw mounted on the rear of the case, the axis of rotation which passes in the longitudinal plane of symmetry of the hull horizontally and below the center of mass of the aircraft.

Выполнение летательного аппарата вертикального взлета и посадки с двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем, содержащего корпус с установленным на нем двухступенчатым движителем, установленный на хвостовой части корпуса винт, ось вращения которого проходит в продольной плоскости симметрии корпуса горизонтально и ниже центра масс летательного аппарата, позволяет осуществлять полет летательного аппарата и при этом компенсировать момент на пикирование усилием, создаваемым винтом, проходящим ниже центра масс летательного аппарата.The implementation of the aircraft vertical takeoff and landing with a two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion device, comprising a body with a two-stage propulsion mounted on it, a screw mounted on the tail of the body, the axis of rotation of which runs in the longitudinal plane of symmetry of the body horizontally and below the center of mass of the aircraft, allows flight of the aircraft and at the same time compensate for the dive moment by the force created by the screw passing below the center of mass of the fly elennogo apparatus.

Выбор расстояния от центра масс до линии, проходящей через ось вращения винта, определяется из условия обеспечения равновесия сил, действующих на летательный аппарат.The choice of the distance from the center of mass to the line passing through the axis of rotation of the screw is determined from the condition of ensuring the balance of forces acting on the aircraft.

На фиг.1 изображен вид сверху на верхнюю раму двухступенчатого аэродинамического подъемно-тянущего движителя; на фиг.2 - вид сбоку на аэродинамический подъемно-тянущий движитель (без аэродинамических поверхностей); на фиг.3 - вид сбоку на часть двухступенчатого аэродинамического подъемно-тянущего движителя с аэродинамической поверхностью; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - вид сбоку на верхнюю половину центральной части двухступенчатого аэродинамического подъемно-тянущего движителя; на фиг.6 - вид Б на фиг.5; на фиг.7 - вид В на фиг.5; на фиг.8 - общий вид летательного аппарата вертикального взлета и посадки с двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем; на фиг.9 - схема аэродинамических сил, действующих на летательный аппарат в горизонтальном полете.Figure 1 shows a top view of the upper frame of a two-stage aerodynamic lifting-pulling propulsion device; figure 2 is a side view of the aerodynamic lifting and pulling propulsion (without aerodynamic surfaces); figure 3 is a side view of part of a two-stage aerodynamic lift-pull propulsion with an aerodynamic surface; figure 4 is a view of figure 3; figure 5 is a side view of the upper half of the Central part of the two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion; in Fig.6 is a view of B in Fig.5; in Fig.7 is a view In Fig.5; on Fig - General view of the aircraft vertical takeoff and landing with a two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion; figure 9 is a diagram of the aerodynamic forces acting on an aircraft in horizontal flight.

Двухступенчатый аэродинамический подъемно-тянущий движитель 1 содержит одинаковые соосные рамы 2 и 3 (нижняя и верхняя) со средством для движения рам по окружности относительно оси движения 4 в противоположные стороны друг относительно друга, выполненном, например, в виде выходного вала 7 (Фиг.2), соединенного с ним двигателя (на чертеже не показан), приводящего выходной вал 7 во вращение, и редуктора, одна коническая шестерня 8 которого закреплена на выходном валу 7, а две другие кинематически связанные с ней конические шестерни 9 и 10, закрепленные соответственно на трубчатом стержне 11, прикрепленном на раме 2 и на стержне 12, закрепленном на раме 3.The two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion device 1 contains the same coaxial frames 2 and 3 (lower and upper) with means for moving the frames around the circumference relative to the axis of movement 4 in opposite directions relative to each other, made, for example, in the form of an output shaft 7 (Figure 2 ), a motor connected to it (not shown in the drawing), driving the output shaft 7 into rotation, and a gearbox, one bevel gear 8 of which is fixed to the output shaft 7, and two other bevel gears kinematically connected with it 9 and 10, are fixed s, respectively on the tubular stem 11 attached to the frame 2 and on the rod 12, fixed to the frame 3.

Рамы 2 и 3 располагаются на минимальном расстоянии друг от друга, обеспечивающем свободное движение аэродинамических поверхностей 13 на каждой из ступеней движителя.Frames 2 and 3 are located at a minimum distance from each other, providing free movement of the aerodynamic surfaces 13 on each of the stages of the propulsion.

По крайней мере две аэродинамические поверхности 13 установлены на каждой из рам 2 и 3 и имеют средства для вращения каждой аэродинамической поверхности 13 относительно оси вращения 14 параллельной оси движения 4 синхронно с движением по окружности и средства для колебаний каждой аэродинамической поверхности 13 синхронно с вращением относительно двух взаимно перпендикулярных осей 15 и 16, находящихся соответственно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, пересекающихся по оси вращения 14 аэродинамической поверхности 13, а одна из плоскостей проходит через ось движения 4 по окружности и ось вращения 14 аэродинамической поверхности 13.At least two aerodynamic surfaces 13 are mounted on each of the frames 2 and 3 and have means for rotating each aerodynamic surface 13 relative to the axis of rotation 14 parallel to the axis of movement 4 in synchronism with circular motion and means for oscillating each aerodynamic surface 13 in synchronization with rotation with respect to two mutually perpendicular axes 15 and 16, respectively, located in two mutually perpendicular planes intersecting along the axis of rotation 14 of the aerodynamic surface 13, and one of the planes it passes through the axis of movement 4 around the circle and the axis of rotation 14 of the aerodynamic surface 13.

Средство для вращения каждой аэродинамической поверхности 13 может быть выполнено, например, в виде трубчатого стержня 17 (Фиг.2 и 3), закрепленного на корпусе 18 летательного аппарата, прикрепленных к трубчатому стержню 17 задающих шестерен 19 и 20, кинематически связанных с ними соответственно шестерен 21 и 22 закрепленных к соответствующим качающимся раздвижным валам 23 и 24, на концах которых закреплены конические ведущие шестерни 25. На каждой аэродинамической поверхности 13 на ее центральной части закреплена коническая ведомая шестерня 26, кинематически связанная с конической ведущей шестерней 25. Каждый качающийся раздвижной вал 23 и 24 прикреплен к соответствующей раме 2 и 3. Качающиеся раздвижные валы 23 и 24 могут быть выполнены с карданным шарниром.The means for rotating each aerodynamic surface 13 can be made, for example, in the form of a tubular rod 17 (FIGS. 2 and 3), mounted on the housing 18 of the aircraft, attached to the tubular rod 17 of the drive gears 19 and 20, kinematically associated with them respectively gears 21 and 22 fixed to the corresponding swinging sliding shafts 23 and 24, at the ends of which the bevel gears 25 are fixed. On each aerodynamic surface 13 on its central part, the bevel gear 26 is fixed, we throw connected to the bevel gear 25. Each swinging sliding shaft 23 and 24 is attached to the corresponding frame 2 and 3. The swinging sliding shafts 23 and 24 can be made with a cardan joint.

Средство для колебаний аэродинамической поверхности может быть выполнено, например в виде копира 27 (Фиг.3, 4, 5 и 6) отклонений в касательной плоскости и копира 28 отклонений в радиальной плоскости, выполненных в виде плоских колец и установленных соответственно на осях 29 и 30 отклонений копиров 27 и 28 с возможностью качения. Ось 29 отклонений копира 27 установлена на муфте 5, которая в свою очередь установлена на трубчатом стержне 17 с возможностью перемещения вдоль трубчатого стержня 17. Ось 30 отклонений копира 28 установлена на трубчатом стержне 17. По краю каждого из копиров 27 и 28 установлены соответственно толкатели 31 и 32 со смещением друг от друга на 90°. Толкатели 31 и 32 с помощью соответствующих рычажных передач соединены с аэродинамической поверхностью 13. Рычажные передачи могут быть выполнены в виде переводчиков направления 33 и 34, закрепленных на кожухе 35 прикрепленном к раме 3 и соответствующих наклонных тяг 36 и 37 и вторых переводчиков направления 38 и 39 в вертикальное направление, соединенных со вторыми толкателями 40 и 41, заканчивающихся шарнирами 42 и 43, размещенными в центральной части аэродинамической поверхности по ее краям со смещением друг от друга на 90°.The tool for oscillation of the aerodynamic surface can be performed, for example, in the form of a copier 27 (Figures 3, 4, 5 and 6) of deviations in the tangent plane and a copier 28 of deviations in the radial plane, made in the form of flat rings and mounted respectively on the axes 29 and 30 deviations of copiers 27 and 28 with the possibility of rolling. The axis 29 of the deviations of the copier 27 is mounted on the sleeve 5, which in turn is mounted on the tubular rod 17 to move along the tubular rod 17. The axis 30 of the deviations of the copier 28 is mounted on the tubular rod 17. The pushers 31 are respectively installed along the edge of each of the copiers 27 and 28 and 32 with a 90 ° offset from each other. Pushers 31 and 32 are connected to the aerodynamic surface 13 by means of corresponding linkage gears. Linkage gears can be made in the form of direction translators 33 and 34, mounted on a casing 35 attached to the frame 3 and corresponding inclined rods 36 and 37, and second translators of the direction 38 and 39 in the vertical direction, connected to the second pushers 40 and 41, ending with hinges 42 and 43 placed in the central part of the aerodynamic surface along its edges with a 90 ° offset from each other.

В центральной части аэродинамической поверхности 13 установлен шаровой подшипник 45, который с помощью опоры 46 прикреплен к раме 3.In the central part of the aerodynamic surface 13, a ball bearing 45 is mounted, which is attached to the frame 3 with the support 46.

Аэродинамическая поверхность 13 состоит из двух частей - центральной (неподвижной относительно рамы 3) и периферийной с закрепленной на ней конической ведомой шестерней 26, соединенных между собой подшипником 44 и установленной с возможностью вращения.The aerodynamic surface 13 consists of two parts - the Central (stationary relative to the frame 3) and peripheral with a conical driven gear 26 mounted on it, interconnected by a bearing 44 and mounted for rotation.

На копирах 27 и 28, а также муфте 5 установлены соответственно штоки 47, 48 49 приводов управления (на чертеже не показаны) или рычаги рычажного механизма управления, которые обеспечивают требуемые отклонения и колебания аэродинамической поверхности 13.On the copiers 27 and 28, as well as the coupling 5, the control rods 47, 48 49 of the control drives (not shown) or the levers of the lever control mechanism, which provide the required deviations and vibrations of the aerodynamic surface 13, are installed respectively.

Стрелками 50 на фиг.3, 5 показаны направления продольного перемещения наклонных тяг 36 и 37, стрелками 51 (на фиг.5) направления перемещения толкателей 31 и 32, а стрелками 52 направления поворотов копиров 27 и 28.Arrows 50 in FIGS. 3, 5 show the directions of longitudinal movement of the inclined rods 36 and 37, arrows 51 (in FIG. 5) the directions of movement of the pushers 31 and 32, and arrows 52 of the direction of rotation of the copiers 27 and 28.

Аналогично выполняется средство для колебания аэродинамической поверхности 13 на раме 2.Similarly, the means for oscillating the aerodynamic surface 13 on the frame 2 is performed.

Средства для движения по окружности каждой из рам 2 и 3, средства для вращения аэродинамической поверхности и средства для колебаний аэродинамической поверхности могут быть выполнены по другому, например так, как описано в патенте РФ №2227107, В 64 С 39/08, 2004 г.; в патенте РФ №2232105, В 64 С 39/08, 2004 г.; международной публикации WO 03/086857 от 23.10.2003, В 64 С 11/46, 27/08; международной публикации WO 03/086858 от 23.10.2003, В 64 С 11/46, 27/08. Возможны и другие варианты выполнения вышеназванных средств по широко известным схемам.Means for moving around the circumference of each of the frames 2 and 3, means for rotating the aerodynamic surface and means for oscillating the aerodynamic surface can be made differently, for example, as described in RF patent No. 2227107, 64 C 39/08, 2004 ; in the patent of the Russian Federation No. 2232105, B 64 C 39/08, 2004; international publication WO 03/086857 of 10.23.2003, B 64 C 11/46, 27/08; international publication WO 03/086858 of 10.23.2003, B 64 C 11/46, 27/08. There are other possible embodiments of the above funds according to well-known schemes.

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки с двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем 1 содержит корпус 53 (Фиг.8) с установленным на нем двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем 1, установленный на хвостовой части корпуса винт 54, ось вращения которого проходит в продольной плоскости симметрии корпуса 53 горизонтально и ниже центра масс 55 летательного аппарата.The vertical take-off and landing aircraft with a two-stage aerodynamic lifting-pulling propulsion device 1 comprises a housing 53 (Fig. 8) with a two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion device 1 mounted on it, a screw 54 mounted on the rear of the housing, the axis of rotation of which passes in the longitudinal plane of symmetry hull 53 horizontally and below the center of mass of 55 aircraft.

На режиме горизонтального полета летательного аппарата (Фиг.9) двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем 1 создается подъемная аэродинамическая сила 56 и горизонтальная тяга 57. Момент на пикирование 58 относительно оси Z создается от горизонтальной тяги 57, а компенсирующий момент 59 создается тягой 60 винта 54, расположенного ниже центра масс 55 летательного аппарата. Направление полета показано стрелкой 61.In the horizontal flight mode of the aircraft (Fig. 9), a two-stage aerodynamic lifting-pulling propulsion device 1 creates a lifting aerodynamic force 56 and horizontal thrust 57. The dive moment 58 relative to the Z axis is created from the horizontal thrust 57, and the compensating moment 59 is created by the thrust 60 of the screw 54 located below the center of mass of 55 aircraft. The direction of flight is indicated by arrow 61.

Двухступенчатый аэродинамический подъемно-тянущий движитель работает следующим образом.A two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion device operates as follows.

Рамы 2 и 3 вместе с аэродинамическими поверхностями 13 движутся относительно оси движения 4 по окружности в противоположные стороны друг относительно друга с помощью средства для движения рам по окружности, например так, как описано в материалах настоящего изобретения, где движение от выходного вала 7 через коническую шестерню 9, трубчатый стержень 11 передается на раму 2 и через коническую шестерню 10, стержень 12 передается на раму 3.The frames 2 and 3 together with the aerodynamic surfaces 13 move relative to the axis of movement 4 in opposite directions relative to each other using means for moving the frames around the circle, for example, as described in the materials of the present invention, where the movement from the output shaft 7 through the bevel gear 9, the tubular rod 11 is transmitted to the frame 2 and through the bevel gear 10, the rod 12 is transmitted to the frame 3.

Одновременно каждая аэродинамическая поверхность 13 вместе с движениями рам 2 и 3 по окружности относительно оси движения 4 синхронно с движением по окружности вращается в сторону, противоположную движению соответствующих рам 2 и 3 с помощью средства для вращения аэродинамической поверхности, например так, как описано в материалах настоящего изобретения, где движение по окружности рамы 3 и рамы 2 передается на шестерни 22 и 21 перекатывающиеся по закрепленным задающим шестерням 20 и 19 и через качающиеся раздвижные валы 24 и 23 на ведущие шестерни 25 передающие вращение на ведомые шестерни 26, закрепленные на аэродинамических поверхностях 13, и приводящие во вращение аэродинамические поверхности 13. Таким образом, создается поступательное движение аэродинамических поверхностей 13 относительно воздуха.At the same time, each aerodynamic surface 13 together with the movements of the frames 2 and 3 around the circumference relative to the axis of movement 4 synchronously with the movement around the circle rotates in the direction opposite to the movement of the respective frames 2 and 3 using means for rotating the aerodynamic surface, for example, as described in the materials of this inventions where the circumferential movement of the frame 3 and the frame 2 is transmitted to the gears 22 and 21 rolling along the fixed driving gears 20 and 19 and through the swinging sliding shafts 24 and 23 to the drive gears 25 transmitting rotation to the driven gears 26, mounted on the aerodynamic surfaces 13, and leading to the rotation of the aerodynamic surfaces 13. Thus, the translational movement of the aerodynamic surfaces 13 relative to air is created.

Каждая аэродинамическая поверхность 13 совершает синхронно с вращением колебания относительно двух взаимно перпендикулярных осей 15 и 16 с помощью средства для колебаний аэродинамической поверхности, например так, как описано в материалах настоящего изобретения, где при неподвижных копирах 27 и 28 соответственно толкатели 31 и 32, закрепленные через рычажную передачу на раме 3 и 2, скользят по краю копиров 27 и 28 вместе с движением по окружности рам 3 и 2. При отклонении копиров 27 и 28 от горизонтального положения толкатели 31 и 32 совершают синусоидальные перемещения вверх-вниз синхронно со скольжением толкателей 31 и 32 и, следовательно, с вращением рам 3 и 2. Через переводчики направления 33 и 34, тяги 36 и 37, вторые переводчики направления 38 и 39, вторые толкатели 40 и 41 с шарнирами 42 и 43 синусоидальные перемещения толкателей 31 и 32 переводятся в синусоидальное перемещение аэродинамической поверхности 13, то есть в ее колебания в двух взаимно перпендикулярных плоскостях - соответственно в касательной плоскости и в радиальной плоскости к аэродинамической поверхности 13, обеспечивая создание горизонтальной тяги с созданием подъемной силы. При перемещении муфты 5 вместе с копиром 27 в направлении перемещения толкателя 31 от штока 47 под действием приводов управления обеспечивается новое положение аэродинамической поверхности 13 относительно которого будут совершаться колебания, что расширяет возможные режимы работы движителя. Подъемные аэродинамические силы и горизонтальные тяги создаются на обеих ступенях движителя от обеих рам 2 и 3 с аэродинамическими поверхностями 13, где вследствие создания поступательного движения аэродинамических поверхностей 13 рам 2 и 3 и взаимного расположения аэродинамических поверхностей друг над другом возникает экранный эффект, увеличивающий подъемную силу и горизонтальную тягу.Each aerodynamic surface 13 performs synchronously with the rotation of the oscillations relative to two mutually perpendicular axes 15 and 16 using means for oscillating the aerodynamic surface, for example, as described in the materials of the present invention, where with stationary copiers 27 and 28, respectively, the pushers 31 and 32, fixed through the lever transmission on the frame 3 and 2, slide along the edge of the copiers 27 and 28 along with the movement around the circumference of the frames 3 and 2. When the copiers 27 and 28 deviate from the horizontal position, the pushers 31 and 32 make a sinusoid up and down movements synchronously with the sliding of the pushers 31 and 32 and, consequently, with the rotation of the frames 3 and 2. Through the direction translators 33 and 34, the rods 36 and 37, the second direction translators 38 and 39, the second pushers 40 and 41 with hinges 42 and 43, the sinusoidal movements of the pushers 31 and 32 are translated into the sinusoidal movement of the aerodynamic surface 13, that is, in its oscillations in two mutually perpendicular planes, respectively, in the tangent plane and in the radial plane to the aerodynamic surface 13, ensuring the creation of mountains zontally traction with the creation of the lift. When moving the clutch 5 together with the copier 27 in the direction of movement of the pusher 31 from the rod 47 under the action of the control actuators, a new position of the aerodynamic surface 13 is provided with respect to which oscillations will occur, which expands the possible operating modes of the propulsion device. Lifting aerodynamic forces and horizontal thrusts are created at both stages of the propulsion unit from both frames 2 and 3 with aerodynamic surfaces 13, where due to the creation of the translational movement of the aerodynamic surfaces 13 of frames 2 and 3 and the relative position of the aerodynamic surfaces above each other, a screen effect arises that increases the lifting force and horizontal traction.

Полет летательного аппарата вертикального взлета и посадки с двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем осуществляется следующим образом.The flight of the aircraft vertical takeoff and landing with a two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion is as follows.

Используется двухступенчатый аэродинамический подъемно-тянущий движитель 1 с тремя аэродинамическими поверхностями 13 на каждой из ступеней. Каждая аэродинамическая поверхность 13 на раме 3 движется по окружности вместе с рамой 3 в одну сторону, а на раме 2 движется по окружности вместе с рамой 2 в противоположную сторону и соответственно синхронно вращается в противоположную сторону движения по окружности относительно оси вращения 14 параллельной оси движения 4 с угловой скоростью равной угловой скорости движения по окружности. Создается поступательное движение аэродинамических поверхностей 13, обеспечивающее равномерное распределение аэродинамических сил по аэродинамическим поверхностям 13, приводящее к высокой эффективности создания подъемной силы. Каждая аэродинамическая поверхность 13 совершает колебания синхронно с вращением относительно двух взаимно перпендикулярных осей 15 и 16, находящихся соответственно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, пересекающихся по оси вращения 14 аэродинамической поверхности 13, причем одна из плоскостей проходит через ось движения 4 по окружности и ось вращения 14, при этом от каждой рамы 2 и 3 с аэродинамическими поверхностями 13 вместе с подъемной аэродинамической силой 56 создается и горизонтальная тяга 57, а распределение аэродинамических сил на аэродинамических поверхностях остается равномерным. При создании взаимно поступательного движения аэродинамических поверхностей 13 рам 2 и 3 возникает экранный эффект, увеличивающий подъемную аэродинамическую силу 56 и горизонтальную тягу 57.A two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion device 1 with three aerodynamic surfaces 13 on each of the stages is used. Each aerodynamic surface 13 on the frame 3 moves in a circle along with the frame 3 in one direction, and on the frame 2 moves in a circle together with the frame 2 in the opposite direction and, accordingly, synchronously rotates in the opposite direction of movement in a circle relative to the axis of rotation 14 parallel to the axis of movement 4 with an angular velocity equal to the angular velocity of a circular motion. A translational movement of the aerodynamic surfaces 13 is created, which provides a uniform distribution of aerodynamic forces over the aerodynamic surfaces 13, leading to high efficiency of creating a lifting force. Each aerodynamic surface 13 vibrates synchronously with rotation relative to two mutually perpendicular axes 15 and 16 located respectively in two mutually perpendicular planes intersecting along the axis of rotation 14 of the aerodynamic surface 13, and one of the planes passes through the axis of movement 4 around the circle and the axis of rotation 14 in this case, from each frame 2 and 3 with aerodynamic surfaces 13, together with a lifting aerodynamic force 56, a horizontal thrust 57 is created, and the distribution of aerodynamic forces on aerodynamic surfaces remains uniform. When creating a mutually translational movement of the aerodynamic surfaces 13 of the frames 2 and 3, a screen effect occurs that increases the lifting aerodynamic force 56 and the horizontal thrust 57.

При горизонтальном полете летательного аппарат действуют подъемная аэродинамическая сила 56 и горизонтальная тяга 57 двухступенчатого аэродинамического подъемно-тянущего движителя 1, создаваемые при его работе. От горизонтальной тяги 57 создается момент на пикирование 58, который уравновешивается компенсирующим моментом 59 создаваемым тягой 60 винта 54 расположенного ниже центра масс 55 аппарата.During horizontal flight of the aircraft, the aerodynamic lifting force 56 and the horizontal thrust 57 of the two-stage aerodynamic lifting-pulling propulsion device 1, created during its operation, operate. From the horizontal thrust 57, a dive moment 58 is created, which is balanced by a compensating moment 59 created by the thrust 60 of the screw 54 located below the center of mass 55 of the apparatus.

Предложенный летательный аппарат вертикального взлета и посадки с двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем позволяет осуществить полет летательного аппарата с высокой энергетической эффективностью.The proposed aircraft vertical takeoff and landing with a two-stage aerodynamic lift-pulling engine allows the flight of the aircraft with high energy efficiency.

Claims

1. A two-stage aerodynamic lifting and pulling propulsion device containing two identical coaxial frames with means for moving the frames in a circle around the axis of movement in opposite directions and at least two aerodynamic surfaces mounted on each of the frames and having means for rotating each aerodynamic surface about the axis rotation parallel to the axis of movement, synchronously with the movement around the circumference in the direction opposite to the movement of the corresponding frame, and means for oscillating each aerodynamic surface of the synchronous with the rotation relative to two mutually perpendicular axes located respectively in two mutually perpendicular planes intersecting along the axis of rotation of the aerodynamic surface, and one of the planes passes through the axis of movement around the circle and the axis of rotation of the aerodynamic surface.

2. Aircraft of vertical take-off and landing with a two-stage aerodynamic lifting-pulling propulsion device, comprising a body with a two-stage propulsion mounted on it, a screw mounted on the tail of the body, the axis of rotation of which passes in the longitudinal plane of symmetry of the body horizontally and below the center of mass of the aircraft.