[go: up one dir, main page]

RU2371354C2 - Способ полета в расширенном диапазоне скоростей на винтах с управлением вектором силы - Google Patents

Способ полета в расширенном диапазоне скоростей на винтах с управлением вектором силы Download PDF

Info

Publication number
RU2371354C2
RU2371354C2 RU2007148793/11A RU2007148793A RU2371354C2 RU 2371354 C2 RU2371354 C2 RU 2371354C2 RU 2007148793/11 A RU2007148793/11 A RU 2007148793/11A RU 2007148793 A RU2007148793 A RU 2007148793A RU 2371354 C2 RU2371354 C2 RU 2371354C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
angles
installation
blades
revolution
rotation
Prior art date
Application number
RU2007148793/11A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Сергеевич Хмель (RU)
Дмитрий Сергеевич Хмель
Original Assignee
Зубков Сергей Геннадьевич
Резниченко Вячеслав Иванович
Дмитрий Сергеевич Хмель
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зубков Сергей Геннадьевич, Резниченко Вячеслав Иванович, Дмитрий Сергеевич Хмель filed Critical Зубков Сергей Геннадьевич
Priority to RU2007148793/11A priority Critical patent/RU2371354C2/ru
Priority to PCT/RU2008/000004 priority patent/WO2009084977A1/ru
Priority to EP08767003.0A priority patent/EP2253536A4/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2371354C2 publication Critical patent/RU2371354C2/ru
Priority to US12/824,514 priority patent/US8337156B2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/306—Blade pitch-changing mechanisms specially adapted for contrarotating propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00—Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20—Rotors; Rotor supports
    • B64U30/21—Rotary wings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/18—Thrust vectoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/20—Vertical take-off and landing [VTOL] aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к авиационной технике, конкретно к способам осуществления полета при создании сил на воздушных винтах, а именно с использованием изменения направления и величины силы, создаваемой воздушными винтами противоположного вращения. При полете на винтах оси устанавливают вдоль направления полета и при движении воздушного винта в потоке получают силу, перпендикулярную осям воздушных винтов. Увеличивают величину подъемной силы по мере увеличения скорости полета и угла оси воздушного винта по отношению к направлению набегающего потока. При достижении скорости полета, не меньшей 50 м/с, замедляют вращение и устанавливают относительную скорость винта в пределах: Vотн=Vоcи/U=1,2÷3, где Voтн - относительная скорость винта; Vоси - скорость набегающего по оси винта невозмущенного потока; U - окружная скорость концов лопасти воздушного винта. Увеличивают углы общего шага по мере увеличения Vотн, с возможностью увеличения силы, перпендикулярной осям воздушных винтов, по мере уменьшения U, причем оси обоих воздушных винтов противоположного вращения устанавливают в одном направлении под углами к потоку в диапазоне: αоси=0°÷45°, с возможностью циклического изменения углов установки лопастей, с созданием максимальной разницы углов установки лопастей воздушного винта на первой половине оборота в секторе между 60° и 120° по отношению к углам установки на секторе между 240° и 300° во второй половине оборота на каждом винте в отчете по вращению, с возможностью обеспечения отсутствия срывов потока с лопастей и управления направлением и величиной силы, создаваемой воздушными винтами, в том числе для создания подъемной си

Description

Текст описания приведен в факсимильном виде.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
Figure 00000034
Figure 00000035
Figure 00000036
Figure 00000037
Figure 00000038
Figure 00000039
Figure 00000040
Figure 00000041
Figure 00000042
Figure 00000043
Figure 00000044
Figure 00000045
Figure 00000046
Figure 00000047
Figure 00000048
Figure 00000049
Figure 00000050
Figure 00000051
Figure 00000052
Figure 00000053
Figure 00000054
Figure 00000055
Figure 00000056
Figure 00000057
Figure 00000058
Figure 00000059
Figure 00000060
Figure 00000061
Figure 00000062
Figure 00000063
Figure 00000064
Figure 00000065
Figure 00000066
Figure 00000067
Figure 00000068
Figure 00000069
Figure 00000070
Figure 00000071
Figure 00000072
Figure 00000073
Figure 00000074
Figure 00000075
Figure 00000076
Figure 00000077
Figure 00000078
Figure 00000079
Figure 00000080
Figure 00000081
Figure 00000082
Figure 00000083
Figure 00000084
Figure 00000085
Figure 00000086
Figure 00000087
Figure 00000088
Figure 00000089
Figure 00000090
Figure 00000091
Figure 00000092
Figure 00000093
Figure 00000094
Figure 00000095
Figure 00000096
Figure 00000097
Figure 00000098
Figure 00000099

Claims (38)

1. Способ полета в расширенном диапазоне скоростей на винтах с управлением вектором силы, заключающийся в том, что, по меньшей мере, у двух воздушных винтов противоположного вращения с изменяемыми углами установки лопастей оси устанавливают вдоль направления полета и при движении воздушного винта в потоке, набегающем вдоль оси винта, увеличивают φош,
где φош - угол общего шага, для создания на лопастях винта углов атаки αл0,
где αл0 - угол атаки сечения лопасти винта при осевом обтекании винта в полете,
обеспечивающих создание тяги, обеспечивающей поддержание и увеличение скорости полета, отклоняют оси воздушных винтов от направления набегающего потока на угол αоси,
где αоси - угол установки оси воздушного винта по отношению к направлению набегающего потока,
получают силу, перпендикулярную осям воздушных винтов в направлении отклонения передних концов осей воздушных винтов, увеличивают ее величину по мере увеличения скорости полета и угла оси воздушного винта по отношению к направлению набегающего потока, достигают скорости, при которой величина этой силы близка к весу летательного аппарата, и обеспечивают отклонение передних концов осей воздушных винтов вверх для создания необходимой для осуществления полета подъемной силы,
отличающийся тем, что
при достижении скорости полета, не меньшей 50 м/с, замедляют вращение и устанавливают относительную скорость винта в пределах:
Figure 00000100
,
где Vотн - относительная скорость винта;
Vоси - скорость набегающего по оси винта невозмущенного потока;
U - окружная скорость концов лопасти воздушного винта, увеличивают углы φош по мере увеличения относительной скорости винта, обеспечивая углы атаки лопастей, не приводящие к возникновению срывов потока, с возможностью увеличения силы, перпендикулярной осям воздушных винтов, по мере уменьшения окружных скоростей воздушных винтов, причем оси обоих воздушных винтов противоположного вращения устанавливают в одном направлении под углами к потоку в диапазоне:
αоси=0÷45°,
с возможностью циклического изменения углов установки лопастей с созданием максимальной разницы углов установки лопастей воздушного винта на первой половине оборота в секторе между 60 и 120° по отношению к углам установки на секторе между 240 и 300° во второй половине оборота на каждом винте в отсчете по вращению от азимутальных положений, направленных от центра по радиусу в одном заданном направлении, причем при αоси>2° наклон осей воздушных винтов производят в заданном направлении, при этом создают наибольшие углы установки в течение оборота лопасти на одном воздушном винте в противоположной части по отношению к сектору, на котором создают наибольшие углы установки на воздушном винте противоположного вращения, и наименьшие углы установки в течение оборота лопасти на одном воздушном винте в противоположной части по отношению к сектору, на котором создают наименьшие углы установки на воздушном винте противоположного вращения, с возможностью обеспечения отсутствия срывов потока с лопастей, уравновешения моментов от воздушных винтов противоположного вращения, создания сил, перпендикулярных осям воздушных винтов в заданном направлении, и управления их величинами, изменением разницы между наибольшими и наименьшими углами установки в течение оборота на каждом воздушном винте, управления направлением и величиной силы, создаваемой воздушными винтами, в том числе для создания подъемной силы и силы тяги или же силы торможения с возможностью осуществления установившегося полета и полета с маневрированием.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при установке осей воздушных винтов под углом к потоку в диапазоне 0÷2° циклически изменяют углы установки лопастей с достижением наибольших в течение оборота углов установки лопастей на секторе вращения в первой половине оборота, лежащем в между 60 и 120° в отсчете от заданного направления, с созданием, кроме силы тяги, силы, перпендикулярной осям воздушных винтов в заданном направлении, и увеличением ее величины при увеличении наибольших в течение оборота углов установки лопастей не более величины углов, при которых возникают срывы потока, а при установке осей воздушных винтов под углом к потоку в заданном направлении в диапазоне 2÷8° создают силу, перпендикулярную осям воздушных винтов в заданном направлении, с возможностью получения увеличения ее величины при использовании циклического изменения углов установки лопастей для создания наибольших в течение оборота углов установки, не превышающих углов, при которых возникают срывы потока, на секторе вращения, лежащем между 60 и 120° в отсчете от заданного направления, а при установке осей воздушных винтов под углом к потоку в заданном направлении в диапазоне 8÷45° циклически изменяют углы установки лопастей и достигают наименьших в течение оборота углов установки на секторе, лежащем между 60 и 120° в отсчете от заданного направления, обеспечивают уменьшение углов атаки лопастей до значений, при которых отсутствует срыв потока, с возможностью создания, кроме силы тяги, и силы, перпендикулярной осям винтов в заданном направлении, и увеличением ее величины при увеличении величины наименьших в течение оборота углов установки лопастей.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают лопасти винтов под углы установки φош, равные углам, которые при осевом обтекании винта обеспечивают создание на лопасти углов атаки αл0, причем обеспечивают выполнение неравенства:
Figure 00000101

где αкрит - величина угла атаки сечения лопасти, при которой возникают срывы потока при циклическом изменении углов атаки;
Δφ1 - величина, на которую углы установки лопасти на первой половине оборота максимально изменены по отношению к углам установки общего шага в случае использования циклического изменения углов установки лопастей,
с возможностью циклического изменения углов установки лопастей относительно углов установки общего шага в первой половине оборота в соответствии с
Figure 00000102
,
где φуст - текущий угол установки лопасти;
Δφ(ϕ) - величина, на которую изменены углы установки лопасти по отношению к углам установки общего шага при вращении в азимутальном положении лопасти под углом ф;
где ϕ - текущий азимутальный угол в плоскости вращения, образуемый, если смотреть по вращению винта между лопастью и заданным направлением,
с созданием максимального изменения углов установки на величину Δφ1 в первой половине оборота при вращении на секторе вращения, лежащем между 60 и 120° в отсчете от заданного направления, с возможностью создания углов атаки, не приводящих к образованию срывов потока при обеспечении неравенства:
Figure 00000103

при этом при углах α оси, удовлетворяющих неравенству:
Figure 00000104

величина Δφ1>0, причем достигают наибольших углов установки в первой половине оборота при вращении лопасти на секторе вращения, лежащем между 60 и 120° в отсчете от заданного направления, добиваясь изменения φуст по отношению к φош на величину Δφ1=φуст-φош, а при углах αоси, удовлетворяющих неравенству:
Figure 00000105

величина Δφ1<0, при этом циклически изменяют углы установки лопастей для уменьшения углов установки лопастей с созданием в первой половине оборота на секторе вращения, лежащем между 60 и 120° в отсчете от заданного направления, наименьших углов установки лопастей, с возможностью создания углов установки, обеспечивающих отсутствие срывов потока.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что устанавливают оси воздушных винтов к потоку в диапазоне:
Figure 00000106

циклически изменяют углы установки относительно углов общего шага в первой половине оборота, достигают наибольших углов установки в первой половине оборота при вращении на секторе вращения, лежащем между 60 и 120° в отсчете от заданного направления, достигая увеличения φуст по отношению к φош не более чем на Δφ1, где Δφ1>0, причем устанавливают φош; равным углам, которые при осевом обтекании винта обеспечивают создание на лопасти углов атаки αл0, причем соблюдают условие:
Figure 00000107

получают возможность при создании углов атаки, не приводящих к образованию срывов потока в первой половине оборота, увеличения силы, перпендикулярной осям воздушных винтов в заданном направлении, по мере увеличения величины Δφ1.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что устанавливают оси воздушных винтов под углом к потоку в диапазоне:
Figure 00000108

отклоняют передние концы осей воздушных винтов в заданном направлении и при вращении лопасти в отсчете от заданного направления на первой половине оборота достигают равенства:
Figure 00000109

причем устанавливают φош, равным углам, которые при осевом обтекании винта обеспечивают создание на лопасти углов атаки αл0, при этом соблюдая условие:
Figure 00000110

и получают возможностью увеличения силы, перпендикулярной оси винта в заданном направлении, при увеличении α оси при установке углов φош в диапазоне углов, обеспечивающих отсутствие срывов потока с лопастей.
6. Способ по п.3, отличающийся тем, что устанавливают оси воздушных винтов под углами к потоку в диапазоне:
αоси=2÷8°
в заданном направлении и циклически изменяют углы установки лопастей винта в первой половине оборота, достигая в первой половине оборота при вращении на секторе вращения, лежащем между 60 и 120° в отсчете от заданного направления, максимального увеличения φуст по отношению к φош не более чем на Δφ1, где Δφ1>0, устанавливают φош, равным углам, которые при осевом обтекании винта обеспечивают создание на лопасти углов атаки αл0 и соблюдают условие:
Figure 00000111

с возможностью увеличения углов атаки, возникающих на лопастях в первой половине оборота в диапазоне углов, не приводящих к образованию срывов потока и увеличения силы, перпендикулярной оси винта в заданном направлении, при увеличении величины αоси+Δφ1.
7. Способ по п.3, отличающийся тем, что устанавливают оси воздушных винтов к потоку в диапазоне:
αоси=8÷45°
в заданном направлении и циклически изменяют углы установки лопастей винта, достигая в первой половине оборота при вращении на секторе вращения, лежащем между 60 и 120° в отсчете от заданного направления наименьших углов установки, равных:
Figure 00000112
, при
Figure 00000113

устанавливают φош, равным углам, которые при осевом обтекании винта обеспечивают создание на лопасти углов атаки αл0 при соблюдении условия:
Figure 00000114

с возможностью увеличения углов атаки, возникающих на лопастях в первой половине оборота в диапазоне углов, не приводящих к образованию срывов потока и увеличения силы, перпендикулярной оси винта в заданном направлении при увеличении величины αоси+Δφ1.
8. Способ по п.4, отличающийся тем, что циклически изменяют углы установки во второй половине оборота, достигают максимального уменьшения углов установки во второй половине оборота по отношению к углам общего шага при вращении на секторе вращения, лежащем между 240 и 300°, до величины, равной
Figure 00000115
, при
Figure 00000116

где Δφ2 - величина, на которую максимально изменены углы установки лопасти на второй половине оборота по отношению к углам установки общего шага,
причем соблюдают неравенство:
Figure 00000117

с возможностью создания во второй половине оборота углов атаки неотрицательной величины и получения силы тяги на винте при увеличении силы, перпендикулярной осям в заданном направлении, по мере уменьшения наименьших углов установки во второй половине оборота.
9. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что при вращении лопасти в отсчете от заданного направления на второй половине оборота достигают равенства:
φуст=φош,
при этом устанавливают φош, равным углам, которые при осевом обтекании винта обеспечивают создание на лопасти углов атаки αл0, причем соблюдают неравенство:
Figure 00000118

увеличивая углы установки лопастей общего шага φош для обеспечения неотрицательных углов атаки во второй половине оборота при вращении на секторе вращения, лежащем между 240 и 300°, с возможностью создания силы, перпендикулярной оси винта в заданном направлении, и силы тяги.
10. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что устанавливают φош, равным углам, которые при осевом обтекании винта обеспечивают создание на лопасти углов атаки φл0, причем соблюдают неравенство:
Figure 00000119
,
циклически изменяют углы установки лопастей винта и достигают при вращении на секторе вращения, лежащем между 240 и 300° в отсчете от заданного направления, максимального во второй половине оборота изменения φуст по отношению к φош на величину:
Figure 00000120

при этом при углах φоси, удовлетворяющих неравенству:
Figure 00000121

производят уменьшение углов установки лопастей максимально на величину Δφ2<0 с созданием наименьших углов установки во второй половине оборота при вращении на секторе, лежащем между 240 и 300°, с возможностью при создании силы тяги увеличения силы, перпендикулярной осям винтов в заданном направлении, по мере уменьшения углов установки во второй половине оборота лопасти в диапазоне углов установки, обеспечивающих обтекание лопастей под неотрицательными углами атаки, а при углах αоси, удовлетворяющих неравенству:
Figure 00000122

производят увеличение углов установки лопастей во второй половине оборота при вращении на секторе вращения, лежащем между 240 и 300°, на Δφ2>0, получают возможность создания неотрицательных углов атаки лопастей во второй половине оборота с возможностью уменьшения углов атаки лопастей в диапазоне неотрицательных значений, по мере уменьшения наибольших углов установки во второй половине оборота и увеличение силы, перпендикулярной оси винта в заданном направлении при создании тяги на винте, при увеличении величины (αоси-Δφ2).
11. Способ по п.4, отличающийся тем, что циклически изменяют углы установки во второй половине оборота по отношению к углам общего шага, достигают максимального уменьшения углов установки φуст во второй половине оборота по отношению к φош при вращении на секторе, лежащем между 240 и 300°, до величины, равной:
Figure 00000123
, при
Figure 00000124

причем соблюдают неравенство:
Figure 00000125

с возможностью создания во второй половине оборота наименьших углов установки лопастей, приводящих к возникновению углов атаки отрицательной величины, и при уменьшении углов установки во второй половине оборота и росте углов атаки отрицательной величины с возможностью увеличения силы в заданном направлении и уменьшения величины тяги вплоть до создания силы торможения, в том числе с созданием воздушным винтом крутящего момента в направлении вращения винта и с авторотированием винта при обеспечении неравенства:
Figure 00000126

с созданием на секторе вращения, лежащем между 60 и 120°, углов атаки, по абсолютной величине меньших отрицательных углов атаки, создаваемых при вращении на секторе, лежащем между 240 и 300°.
12. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что при вращении лопасти в отсчете от заданного направления на второй половине оборота достигают равенства:
Figure 00000127
,
устанавливают φош, равным углам, которые при осевом обтекании винта обеспечивают углы атаки, равные αл0, причем соблюдают неравенство:
Figure 00000128

с возможностью создания во второй половине оборота углов атаки отрицательной величины при углах установки лопастей, обеспечивающих возникновение отрицательных углов атаки на лопастях во второй половине оборота при вращении на секторе вращения, лежащем между 240 и 300°, и при увеличении величины (αоси-αл0) и при росте углов атаки отрицательной величины во второй половине оборота получают увеличение силы, перпендикулярной оси винта в заданном направлении, при одновременном падении тяги винта вплоть до создания силы торможения, в том числе при уменьшении φош до получения авторотирования воздушного винта и создания крутящего момента в направлении вращения при создании на секторе вращения, лежащем между 60 и 120°, углов атаки, по абсолютной величине меньших отрицательных углов атаки, создаваемых при вращении на секторе, лежащем между 240 и 300°.
13. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что устанавливают φош, равным углам, которые при осевом обтекании винта обеспечивают углы атаки, равные αл0, причем соблюдают неравенство:
Figure 00000129

при этом циклически изменяют углы установки лопастей во второй половине оборота в отсчете по вращению от заданного направления максимально на Δφ2 при соблюдении неравенства:
Figure 00000130

с возможностью создания во второй половине оборота на лопастях углов атаки отрицательной величины, причем при углах αоси, удовлетворяющих неравенству:
Figure 00000131

величина Δφ2<0, а при углах αоси, удовлетворяющих неравенству:
Figure 00000132

величина Δφ2 может принимать как положительные, так и отрицательные значения в диапазоне, обеспечивающем создание отрицательных углов атаки во второй половине оборота, и при увеличении величины (φоси-Δφ2) получают рост отрицательных углов атаки преимущественно на секторе, лежащем между 240 и 300°, и увеличение силы, перпендикулярной оси в заданном направлении, при падении тяги вплоть до создания силы торможения, в том числе с созданием воздушным винтом крутящего момента в направлении вращения винта и с авторотированием винта при обеспечении неравенства:
Figure 00000133

с созданием на секторе вращения, лежащем между 60 и 120°, углов атаки, по абсолютной величине меньших отрицательных углов атаки, создаваемых при вращении на секторе, лежащем в пределах от 240 до 300°.
14. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что циклически изменяют углы установки лопастей в первой половине оборота в отсчете по вращению от заданного направления в соответствии с равенством:
Figure 00000134
.
15. Способ по п.8 или 11, отличающийся тем, что циклически изменяют углы установки лопастей в первой половине оборота в отсчете по вращению от заданного направления в соответствии с равенством:
Figure 00000135

и во второй половине оборота в отсчете по вращению от заданного направления в соответствии с равенством:
Figure 00000136
.
16. Способ по п.10, отличающийся тем, что циклически изменяют углы установки лопастей в первой половине оборота в отсчете по вращению от заданного направления в соответствии с равенством:
Figure 00000137

и во второй половине оборота в отсчете по вращению от заданного направления в соответствии с равенством:
Figure 00000138
.
17. Способ по п.13, отличающийся тем, что циклически изменяют углы установки лопастей в первой половине оборота в отсчете по вращению от заданного направления в соответствии с равенством:
Figure 00000139

и во второй половине оборота в отсчете по вращению от заданного направления в соответствии с равенством:
Figure 00000140
.
18. Способ по п.8, отличающийся тем, что при вращении лопасти на секторах, лежащих между 0 и 45° и между 135 и 360° в отсчете по вращению от заданного направления, устанавливают
Figure 00000141
,
причем обеспечивают выполнение неравенства:
Figure 00000142

где φуст ф - угол установки, при котором обеспечивается флюгирование винта при осевом обтекании его потоком с возможностью обеспечения наименьших углов атаки лопастей.
19. Способ по п.11, отличающийся тем, что при вращении лопасти на секторах, лежащих между 0 и 45° и между 135 и 225°, а также между 315 и 360° в отсчете по вращению от заданного направления устанавливают φуст=φош, причем обеспечивают выполнение неравенства:
Figure 00000143

с возможностью обеспечения наименьших углов атаки лопастей.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что во второй половине оборота на секторе вращения, лежащем между 180 и 245°, в отсчете от заданного направления, уменьшают углы установки, достигают наименьших на второй половине оборота углов установки и не допускают увеличения углов больше чем на 2° на секторе, начинающемся между 240 и 255° и заканчивающемся между 285 и 300°.
21. Способ по любому из пп.6, 8, 18, 20, отличающийся тем, что в первой половине оборота на секторе вращения, лежащем между 0 и 75° в отсчете по вращению от заданного направления, увеличивают углы установки, достигают наибольших на первой половине оборота углов установки и не допускают уменьшения углов больше чем на 2° на секторе, начинающемся между 60 и 75° и заканчивающемся между 95 и 120°.
22. Способ по п.10, отличающийся тем, что устанавливают величину
Figure 00000144

с возможностью обеспечения на лопасти минимальных углов атаки αл0, при этом при вращении лопасти на секторах, лежащих между 0 и 10°, между 170 и 190° и между 350 и 360° в отсчете по вращению от заданного направления, обеспечивают углы установки, удовлетворяющие неравенству:
Figure 00000145

причем устанавливают величину
Δφ2=αоси
и при вращении лопасти на секторах, лежащих между 0 и 45° и между 135 и 360° в отсчете по вращению от заданного направления, изменяют углы установки, обеспечивая лопасти углы флюгирования в каждом азимутальном положении при вращении лопасти.
23. Способ по п.10, отличающийся тем, что устанавливают углы:
Figure 00000144

и при вращении лопасти на секторах, лежащих между 0 и 45° и между 135 и 360° в отсчете по вращению от заданного направления, циклически изменяют углы установки по отношению к углам общего шага в соответствии с равенством:
Figure 00000146

причем устанавливают величину
Figure 00000147

с возможностью изменения углов установки для обеспечения на лопасти углов флюгирования в различных азимутальных положениях при вращении лопасти в пределах указанных секторов.
24. Способ по п.10, отличающийся тем, что устанавливают углы
Figure 00000144

и при вращении лопасти на секторах, лежащих между 0 и 45° и между 135 и 360° в отсчете по вращению от заданного направления, циклически изменяют углы установки по отношению к углам общего шага в соответствии с равенством:
Figure 00000148

достигая при вращении во второй половине оборота Δφ2=-αоси с возможностью установки лопасти под углы, обеспечивающие флюгирование лопасти в различных азимутальных положениях при вращении лопасти на указанных секторах, а при вращении лопасти в первой половине оборота на секторе, начинающемся между 60 и 85° и заканчивающемся между 95 и 120° в отсчете от заданного направления, обеспечивают углы установки в соответствии с равенством:
Figure 00000149
,
где Δφ1a - величина, на которую на секторе, начинающемся между 60 и 85° и заканчивающемся между 95 и 120°, углы установки максимально увеличены по отношению к углам установки, обеспечивающим флюгерное положение лопасти,
при этом в первой половине оборота достигают максимального изменения углов установки относительно углов установки общего шага Δφ1, устанавливая
Δφ1а=Δφ1+αоси,
с возможностью получения наибольших в течение оборота углов атаки лопасти при вращении на секторе, начинающемся между 60 и 85° и заканчивающемся между 95 и 120°, в отсчете по вращению от заданного направления.
25. Способ по п.13, отличающийся тем, что при вращении лопасти на секторах, лежащих между 0 и 10°, между 170 и 190° и между 350 и 360° в отсчете по вращению от заданного направления, обеспечивают углы установки, удовлетворяющие неравенству:
Figure 00000150

а при вращении лопасти на секторах, лежащих между 0 и 45°, между 135 и 235° и между 315 и 360° в отсчете по вращению от заданного направления, изменяют углы установки, обеспечивая лопасти углы флюгирования в каждом азимутальном положении при вращении лопасти.
26. Способ по п.13, отличающийся тем, что устанавливают углы
Figure 00000144

и при вращении лопасти на секторах, лежащих между 0 и 45°, между 135 и 235° и между 315 и 360° в отсчете по вращению от заданного направления, циклически изменяют углы установки по отношению к углам общего шага в соответствии с равенством:
Figure 00000151

с возможностью изменения углов установки, обеспечивая на лопасти углы флюгирования в каждом азимутальном положении при вращении лопасти на указанных секторах.
27. Способ по п.13, отличающийся тем, что устанавливают углы
Figure 00000144

и при вращении лопасти в первой половине оборота на секторах, лежащих между 0 и 45°, между 135 и 235° и между 315 и 360° в отсчете по вращению от заданного направления, циклически изменяют углы установки по отношению к углам общего шага в соответствии с равенством:
Figure 00000152

с возможностью обеспечения лопасти углов флюгирования в различных азимутальных положениях при вращении лопасти на указанных секторах, а при вращении лопасти в первой половине оборота на секторе, начинающемся между 60 и 85° и заканчивающемся между 95 и 120° в отсчете от заданного направления, обеспечивают углы установки в соответствии с равенством:
Figure 00000153
,
при этом в первой половине оборота достигают максимального изменения углов установки относительно углов установки общего шага Δφ1, устанавливая
Figure 00000154
,
с возможностью получения наибольших в течение оборота углов атаки лопасти при вращении на секторе, начинающемся между 60 и 85° и заканчивающемся между 95 и 120°, в отсчете по вращению от заданного направления, а при вращении лопасти во второй половине оборота на секторе, начинающемся между 240 и 265° и заканчивающемся между 275 и 300° в отсчете от заданного направления, обеспечивают углы установки в соответствии с равенством:
Figure 00000155
,
где Δφ2а - величина, на которую углы установки максимально уменьшены по отношению к углам установки, обеспечивающим флюгерное положение лопасти при вращении,
и при вращении во второй половине оборота достигают Δφ2, устанавливая
Figure 00000156
,
с возможностью обеспечения наименьших углов атаки отрицательной величины на лопасти при вращении во второй половине оборота на секторе, начинающемся между 240 и 265° и заканчивающемся между 275 и 300° в отсчете от заданного направления.
28. Способ по п.1, отличающийся тем, что максимально циклически изменяют углы установки лопастей в первой половине оборота на секторе между 90 и 120° в отсчете по вращению от заданного направления, а при использовании изменения углов установки во второй половине оборота максимально циклически изменяют углы установки лопастей на секторе между 240 и 270° в отсчете по вращению от заданного направления и создают наибольшие углы атаки в секторе вращения, лежащие в половине обороте от 90 до 270° в отсчете от заданного направления с возможностью создания момента, стремящегося повернуть оси воздушных винтов передними концами в заданном направлении, например в горизонтальном полете, с возможностью создания момента на кабрирование.
29. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно изменяют углы установки лопастей в течение оборота, уменьшая максимально углы установки, достигнутые на каждом винте на азимутах, лежащих в одном направлении на каждом винте, и увеличивают максимально на противолежащих азимутах с возможностью создания момента, перпендикулярного осям винтов.
30. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют хвостовое оперение для стабилизации положения летательного аппарата, отклоняют аэродинамические рули вверх или вниз для создания моментов и управления угловым положением по тангажу, отклоняют аэродинамические рули вправо или влево для создания моментов и управления угловым положением в путевом направлении, отклоняют аэродинамические рули, находящиеся соответственно слева и справа в противоположные стороны для создания моментов и управления угловым положением по крену.
31. Способ по любому из пп.28-30, отличающийся тем, что в горизонтальном полете за счет того, что положение воздушных винтов смещено относительно центра тяжести назад, подъемная сила воздушных винтов создает момент относительно центра тяжести летательного аппарата на пикирование, при этом на воздушных винтах и на оперении создают момент на кабрирование с возможностью уравновешения моментов и осуществления установившегося полета.
32. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют крыло и ориентируют его к набегающему потоку под углом атаки от 0 до 10° для увеличения по мере увеличения угла атаки крыла дополнительной поддерживающей в полете подъемной силы, причем для управления положением летательного аппарата в полете по крену могут использовать отклонения элеронов крыла.
33. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанную относительную скорость винта достигают уменьшением окружной скорости воздушного винта за счет изменения радиуса воздушных винтов, с возможностью увеличения отношения силы, перпендикулярной оси винта, к силе тяги по мере уменьшения радиуса винтов.
34. Способ по п.11, отличающийся тем, что используют, по крайней мере, один дополнительный движитель для создания тяги.
35. Способ по п.13, отличающийся тем, что используют, по крайней мере, один дополнительный движитель для создания тяги.
36. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что лопасти винтов на втулке закрепляют шарнирно или же шарнирно с упругостью в заделке с возможностью использования возникающих в результате изменения аэродинамических нагрузок в течение оборота колебаний лопасти вокруг шарнира в заделке для получения изменения углов атаки лопасти с целью недопущения возникновения углов атаки, приводящих к срывам потока, а также для изменения окружных скоростей концов лопастей в течение оборота.
37. Способ по п.36, отличающийся тем, что применяют механизм компенсатора взмаха лопасти, вызывающий уменьшение углов атаки лопасти при маховом движении лопасти в сторону создаваемых сил по мере увеличения величины взмаха лопасти за счет уменьшения углов установки лопасти, с возможностью недопущения возникновения на лопастях углов атаки, приводящих к возникновению срывов потока, а также для ограничения величины колебаний лопасти.
38. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют циклическое изменение формы профиля или циклическое отклонение аэродинамических поверхностей, установленных на лопасти, или циклический выдув струй воздуха на секторе вращения в первой половине оборота, лежащем между 60 и 120° в отсчете от заданного направления, с возможностью увеличения несущих свойств лопасти при вращении на указанном секторе и увеличения силы, перпендикулярной осям воздушных винтов в заданном направлении.
RU2007148793/11A 2007-12-28 2007-12-28 Способ полета в расширенном диапазоне скоростей на винтах с управлением вектором силы RU2371354C2 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007148793/11A RU2371354C2 (ru) 2007-12-28 2007-12-28 Способ полета в расширенном диапазоне скоростей на винтах с управлением вектором силы
PCT/RU2008/000004 WO2009084977A1 (fr) 2007-12-28 2008-01-09 Procédé de vol dans une gamme élargie de vitesses, avec régulation du vecteur de force
EP08767003.0A EP2253536A4 (en) 2007-12-28 2008-01-09 FLIGHT METHOD IN AN ENLARGED RANGE OF SPEEDS WITH FORCE VECTOR REGULATION
US12/824,514 US8337156B2 (en) 2007-12-28 2010-06-28 Method of flight in an expanded speed range using thrust vectoring propellers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007148793/11A RU2371354C2 (ru) 2007-12-28 2007-12-28 Способ полета в расширенном диапазоне скоростей на винтах с управлением вектором силы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2371354C2 true RU2371354C2 (ru) 2009-10-27

Family

ID=40824538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007148793/11A RU2371354C2 (ru) 2007-12-28 2007-12-28 Способ полета в расширенном диапазоне скоростей на винтах с управлением вектором силы

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8337156B2 (ru)
EP (1) EP2253536A4 (ru)
RU (1) RU2371354C2 (ru)
WO (1) WO2009084977A1 (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120134820A1 (en) * 2010-11-28 2012-05-31 Robert Clifton Vance Fluid Turbine Having Optimized Blade Pitch Profiles
US9604729B2 (en) * 2013-10-16 2017-03-28 Hamilton Sundstrand Corporation Aircraft control system and method
US9422918B2 (en) * 2013-12-27 2016-08-23 Google Inc. Methods and systems for managing power generation and temperature control of an aerial vehicle operating in crosswind-flight mode
US9567075B2 (en) * 2014-02-10 2017-02-14 Northrop Grumman Systems Corporation Tilt wing aerial vehicle
EP3140188B1 (en) * 2014-05-08 2018-12-19 Northrop Grumman Systems Corporation Vertical takeoff and landing (vtol) unmanned aerial vehicle (uav)
IL257811B (en) 2015-09-02 2022-08-01 Jetoptera Inc Pleoidal propulsion system
US11001378B2 (en) 2016-08-08 2021-05-11 Jetoptera, Inc. Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles
US10464668B2 (en) 2015-09-02 2019-11-05 Jetoptera, Inc. Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles
US10287013B2 (en) * 2015-09-11 2019-05-14 Northrop Grumman Systems Corporation Vertical takeoff and landing (VTOL) unmanned aerial vehicle (UAV)
US10843790B2 (en) 2016-08-01 2020-11-24 Kitty Hawk Corporation Bistable pitch propeller system with bidirectional propeller rotation
US10569861B2 (en) * 2016-08-01 2020-02-25 Kitty Hawk Corporation Bistable pitch propeller system with unidirectional propeller rotation
US10392094B2 (en) * 2017-06-06 2019-08-27 The Boeing Company Transmissions for rotating coaxial drive shafts in opposite directions
CA3068569A1 (en) 2017-06-27 2019-01-03 Jetoptera, Inc. Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles
US10773817B1 (en) 2018-03-08 2020-09-15 Northrop Grumman Systems Corporation Bi-directional flow ram air system for an aircraft
CN111061281B (zh) * 2018-10-16 2023-08-15 海鹰航空通用装备有限责任公司 飞行器飞行方案生成方法、生成系统及具有其的飞行器
KR102187063B1 (ko) * 2020-07-13 2020-12-04 김인헌 서브 로터가 구비되는 드론
CN111976972B (zh) * 2020-08-27 2023-09-08 安徽科技学院 一种基于5g网络的防疫无人机
CN113295882B (zh) * 2021-04-13 2022-09-16 四川腾盾科技有限公司 一种直升机空速确定方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB597246A (en) * 1945-05-23 1948-01-21 Bell Aircraft Corp Improvements in aircraft
US2738148A (en) * 1952-09-29 1956-03-13 Curtiss Wright Corp Method of developing lift from the propeller blades of an airplane
RU2113378C1 (ru) * 1992-06-22 1998-06-20 Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн Объединенный опорный подузел узла несущих винтов беспилотного воздушного летательного аппарата
RU2297949C2 (ru) * 2004-07-19 2007-04-27 Леонид Валентинович Привалов Способ реализации режима сверхзвукового обтекания на лопасти воздушного несущего винта и авиационно-космическая система с основанным на этом способе соосным несущим винтом изменяемого диаметра со сверхзвуковым обтеканием лопастей
RU2303559C2 (ru) * 2001-09-28 2007-07-27 Жан СУЛЕ-ЛАРИВЬЕР Летательный аппарат тяжелее воздуха с вертикальным взлетом и посадкой с винтонесущими гондолами, имеющими возможность свободного поворота на 90° под управлением демпфирующих устройств
RU2312795C2 (ru) * 2005-09-15 2007-12-20 Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева Летательный аппарат-конвертоплан-амфибия (варианты)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2328786A (en) 1941-03-29 1943-09-07 Wiley K Crowder Aircraft
US2444781A (en) 1943-12-08 1948-07-06 Lloyd H Leonard Axial flow helicopter
US3106369A (en) 1960-02-23 1963-10-08 Curtiss Wright Corp Aircraft and method of operating same
US3181810A (en) 1961-02-27 1965-05-04 Curtiss Wright Corp Attitude control system for vtol aircraft
US4123018A (en) 1976-01-12 1978-10-31 Tassin De Montaigu Rene C A Helicopters with coaxial rotors, of convertible type in particular
CA1151130A (en) * 1981-05-20 1983-08-02 John P. Kerr Unmanned remotely piloted aircraft
SU1824346A1 (ru) * 1988-11-24 1993-06-30 Sergej A Ovechkin Колонка соосных несущих винтов

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB597246A (en) * 1945-05-23 1948-01-21 Bell Aircraft Corp Improvements in aircraft
US2738148A (en) * 1952-09-29 1956-03-13 Curtiss Wright Corp Method of developing lift from the propeller blades of an airplane
RU2113378C1 (ru) * 1992-06-22 1998-06-20 Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн Объединенный опорный подузел узла несущих винтов беспилотного воздушного летательного аппарата
RU2303559C2 (ru) * 2001-09-28 2007-07-27 Жан СУЛЕ-ЛАРИВЬЕР Летательный аппарат тяжелее воздуха с вертикальным взлетом и посадкой с винтонесущими гондолами, имеющими возможность свободного поворота на 90° под управлением демпфирующих устройств
RU2297949C2 (ru) * 2004-07-19 2007-04-27 Леонид Валентинович Привалов Способ реализации режима сверхзвукового обтекания на лопасти воздушного несущего винта и авиационно-космическая система с основанным на этом способе соосным несущим винтом изменяемого диаметра со сверхзвуковым обтеканием лопастей
RU2312795C2 (ru) * 2005-09-15 2007-12-20 Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева Летательный аппарат-конвертоплан-амфибия (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
US20110052392A1 (en) 2011-03-03
EP2253536A1 (en) 2010-11-24
US8337156B2 (en) 2012-12-25
WO2009084977A1 (fr) 2009-07-09
EP2253536A4 (en) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2371354C2 (ru) Способ полета в расширенном диапазоне скоростей на винтах с управлением вектором силы
CN102481975B (zh) 用于优化同向旋转的层叠旋翼性能的差动桨距控制
CN205707301U (zh) 一种变桨距机构
US9409643B2 (en) Helicopter with cross-flow fan
CN101863306B (zh) 一种全向矢量推力摆线螺旋桨
CN105620728B (zh) 一种能够变桨径桨距的螺旋桨
JP2019500269A (ja) 航空機
CA3060758C (en) Aircraft with rotating ducted fan
US20160017728A1 (en) Variable-pitch vane
CN105377695B (zh) 球冠形状的空气螺旋桨叶片枢轴
CN109515704B (zh) 基于摆线桨技术的涵道卷流旋翼飞行器
RU2716470C1 (ru) Способ усовершенствования лопасти с целью увеличения ее отрицательного критического угла атаки
CN109071004A (zh) 螺旋桨、动力套装及无人飞行器
US11203413B2 (en) Advanced propeller assemblies
CN201712785U (zh) 摆线螺旋桨
US11242142B1 (en) Vertical takeoff and landing aircraft
CN205633018U (zh) 一种螺旋桨
RU2703443C1 (ru) Способ определения первоначальной окружности передней кромки аэродинамических профилей и усовершенствования лопасти с целью увеличения ее отрицательного критического угла атаки
US12098696B2 (en) Systems and methods for interleaved synchronous propeller system
CN209581870U (zh) 基于摆线桨技术的涵道卷流旋翼飞行器
US10988236B2 (en) Pipe props rotary wing
CN101844617A (zh) 一种新构型的双横梁双螺桨直升机
CN107826245A (zh) 一种横流式风扇翼装置
CN209274896U (zh) 一种倾转摆线风扇翼装置、倾转摆线风扇翼飞行器
US3006418A (en) Helicopter rotor control devices

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131229

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150310