[go: up one dir, main page]

RU2456209C1 - Converter plane - Google Patents

Converter plane Download PDF

Info

Publication number
RU2456209C1
RU2456209C1 RU2011100342/11A RU2011100342A RU2456209C1 RU 2456209 C1 RU2456209 C1 RU 2456209C1 RU 2011100342/11 A RU2011100342/11 A RU 2011100342/11A RU 2011100342 A RU2011100342 A RU 2011100342A RU 2456209 C1 RU2456209 C1 RU 2456209C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wing
engines
pylons
keel
flight
Prior art date
Application number
RU2011100342/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Гайнутдинов (RU)
Владимир Григорьевич Гайнутдинов
Константин Георгиевич Крикун (RU)
Константин Георгиевич Крикун
Никита Викторович Левшонков (RU)
Никита Викторович Левшонков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ)
Priority to RU2011100342/11A priority Critical patent/RU2456209C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456209C1 publication Critical patent/RU2456209C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to VTOL aircraft. Converter plane comprises fuselage, wing, engines, empennage and undercarriage. Pylons are made on wing tips to rotate thereon. Two front engines are mounted on pylons. Rear engine is mounted on keel-pylon. Gears are aligned with wing pylons and keel.
EFFECT: well-balanced flight.
4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано для проектирования и производства беспилотной и транспортной авиации.The present invention relates to the field of aviation technology and can be used for the design and production of unmanned and transport aircraft.

Конвертопланы имеют неоспоримые преимущества в транспортировании, до конца не реализованные в технических решениях в настоящее время.Turntop planes have undeniable advantages in transportation, which are not fully implemented in technical solutions at the present time.

Из существующего уровня техники известны разнообразные схемы конвертопланов, например. Bell V-22 Osprey, Bell/Aguste BA609, Hiller XC-142A (конвертоплан Bell-Boeing V22-Osprey - URL http://atikot.my1.ru/news/2009-07-03-487. Bell/Agusta BA609 - URL http://ru.wikipedia.org/wiki/Bell/Agusta_BA609. Beating Gravity - Vought-Hiller-Ryan XC-142A - URL http://www.unrealaircraft.com/gravity/vhr_XC-142A.php), которые являются двухрежимными аппаратами, способными совершать полет как самолет, т.е. двигатели создают тягу, необходимую для движения вперед на заданной высоте с заданной скоростью; при движении крыло создает подъемную силу, за счет преобладания над весом которой аппарат совершает подъем, и как вертолет, у которого тяга двигателей, преодолевая вес, обеспечивает подъем аппарата, а движение вперед обеспечивается либо наклоном несущего винта, либо дополнительно обдуваемым оперением, и которым присущ переход от вертолетного режима к самолетному через поворот двигателей или крыла, с размещенными на нем двигателями.A variety of tiltrotor schemes are known in the art, for example. Bell V-22 Osprey, Bell / Aguste BA609, Hiller XC-142A (tiltrotor Bell-Boeing V22-Osprey - URL http://atikot.my1.ru/news/2009-07-03-487. Bell / Agusta BA609 - URL http://en.wikipedia.org/wiki/Bell/Agusta_BA609. Beating Gravity - Vought-Hiller-Ryan XC-142A - URL http://www.unrealaircraft.com/gravity/vhr_XC-142A.php), which are dual-mode devices capable of flying like an airplane, i.e. engines create traction necessary for moving forward at a given height at a given speed; during movement, the wing creates a lifting force, due to the prevalence over the weight of which the device makes a lift, and like a helicopter, in which the engine thrust, overcoming the weight, provides the lift of the device, and forward movement is provided either by the inclination of the rotor, or by an additionally blown tail unit, which are inherent transition from helicopter to airplane mode through the rotation of engines or wings, with engines placed on it.

Известными недостатками этих аппаратов является то, что конструктивно центры масс двигателей не установлены на одной оси с центром масс конвертоплана, что приводит к крайней продольной неустойчивости и плохой управляемости аппарата. Кроме того, в случае с поворотным крылом поворот крыла во время полета на угол 90° приводит к срыву потока на крыле и катастрофическому уменьшению подъемной силы. Следует отметить, что только один Bell V-22 Osprey находится в серийном производстве, что говорит о несовершенстве ранее предложенных конструктивных схем.Known disadvantages of these devices is that structurally the centers of mass of the engines are not installed on the same axis as the center of mass of the tiltrotor, which leads to extreme longitudinal instability and poor controllability of the device. In addition, in the case of a rotary wing, rotation of the wing during flight by an angle of 90 ° leads to a disruption of the flow on the wing and a catastrophic decrease in lift. It should be noted that only one Bell V-22 Osprey is in serial production, which indicates the imperfection of previously proposed design schemes.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является конвертоплан (патент US 6607161 В1, опубл. 19.08.2003, US C1. 244/7, МПК B64C 37/00, Convertible aircraft with tilting rotors), включающий фюзеляж, крыло, оперение, двигатели, установленные на концах крыла, шасси. В патенте также представлена схема управления. Переход от вертолетного режима к самолетному возможен поворотом двигателей.The closest to the claimed technical solution is the tiltrotor (patent US 6607161 B1, publ. 08/19/2003, US C1. 244/7, IPC B64C 37/00, Convertible aircraft with tilting rotors), including the fuselage, wing, tail, engines installed at the ends of the wing, landing gear. The patent also provides a control circuit. The transition from helicopter to airplane mode is possible by turning the engines.

Недостатками данного технического решения является то, что установлены вертолетные винты большого диаметра, имеющие большие ограничения по скорости полета в сравнении с самолетными малых диаметров, и вертолетные втулки с автоматами перекоса, необходимые для управления по тангажу на режиме висения, взлета и посадки, что значительно усложняет и утяжеляет конструкцию, так как в основной фазе полета - крейсерском режиме - эти втулки с автоматами перекоса являются «мертвым» грузом и сами по себе являются чрезвычайно сложными техническими элементами. При повороте мотогондолы, с размещенным в ней двигателем, крыло попадает в зону обдува пропеллера, что приводит к уменьшению его к.п.д. и является еще одним недостатком.The disadvantages of this technical solution is that helicopter propellers of large diameter are installed, which have great restrictions on flight speed in comparison with aircraft of small diameters, and helicopter hubs with swash plates that are necessary for pitch control during hovering, take-off and landing, which greatly complicates and makes the design heavier, since in the main phase of the flight - cruising mode - these bushings with swashplate are dead weight and in themselves are extremely complex technical items. When the engine nacelle is rotated, with the engine placed in it, the wing enters the propeller airflow zone, which reduces its efficiency and is another drawback.

Решаемой задачей является создание перспективного летательного аппарата для транспортирования, простой конструкции, сбалансированного на всех режимах полета, способного совершать горизонтальный полет, вертикальные взлет и посадку и зависать на одном месте. Полезность конвертоплана заключается в возможности взлета/посадки практически на любой подходящей по габаритам площадке и в сокращении времени транспортирования за счет возможности максимально близко доставить целевую нагрузку до пункта назначения.The problem to be solved is the creation of a promising aircraft for transportation, a simple design, balanced in all flight modes, capable of performing horizontal flight, vertical take-off and landing and hovering in one place. The usefulness of a tiltrotor lies in the possibility of take-off / landing at almost any suitable site in terms of size and in reducing transportation time due to the ability to deliver the target load to the destination as close as possible.

Технический результат направлен на повышение эффективности конвертоплана. Технический результат достигается тем, что в конвертоплан, содержащий фюзеляж, крыло, двигатели, оперение, шасси, введены пилоны, выполненные с возможностью вращения и расположенные на крыле, при этом на них установлена пара передних двигателей, а задний двигатель установлен на киле-пилоне, причем стойки шасси совмещены с пилонами крыла и килем соответственно.The technical result is aimed at increasing the efficiency of the convertiplane. The technical result is achieved by the fact that in the tiltrotor containing the fuselage, wing, engines, plumage, landing gear, pylons are introduced, made with the possibility of rotation and located on the wing, while they have a pair of front engines, and the rear engine is mounted on the keel pylon, moreover, the landing gear combined with the pylons of the wing and keel, respectively.

Преимуществом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является вынос двигателей на пилонах вперед от центра масс и ввод третьего двигателя в хвостовой части, которые позволяют эффективно управлять аппаратом по углу крена и тангажа на нулевых скоростях режимов взлета и посадки.The advantage provided by the given set of features is the removal of the engines on the pylons forward from the center of mass and the introduction of the third engine in the tail section, which allows you to effectively control the device by the angle of heel and pitch at zero speeds of take-off and landing.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - представлен вид конвертоплана на взлетном/посадочном режиме,figure 1 - presents a view of the tiltrotor on takeoff / landing mode,

на фиг.2 - представлен вид конвертоплана на крейсерском режиме,figure 2 - presents a view of the convertiplane at cruising mode,

на фиг.3 - представлен вид конвертоплана сверху,figure 3 is a top view of a tiltrotor,

на фиг.4 - представлен вид конвертоплана от носа,figure 4 - presents a view of the convertiplane from the nose,

где 1 - фюзеляж;where 1 is the fuselage;

2 - крыло;2 - wing;

3 - передние двигатели в мотогондолах;3 - front engines in nacelles;

4 - хвостовой двигатель в мотогондоле, жестко закрепленный на киле;4 - tail engine in a nacelle, rigidly fixed to the keel;

5 - поворотный киль;5 - rotary keel;

6 - стабилизатор;6 - stabilizer;

7 - передние колеса шасси;7 - front wheels of the chassis;

8 - заднее колесо шасси;8 - rear wheel of the chassis;

9 - поворотные пилоны;9 - rotary pylons;

10 - элероны;10 - ailerons;

11 - рули высоты;11 - elevators;

12 - руль направления.12 - rudder.

Предлагаемое изобретение содержит фюзеляж 1, который служит для размещения целевой нагрузки, элементов системы управления и других систем; крыло 2 с пилонами, с размещенными на нем двигателями служит для создания подъемной силы на крейсерском режиме; двигатели 3, расположенные на крыле и двигатель 4, расположенный на поворотном киле 5, которые служат для создания подъемной силы на режимах взлета/посадки и для создания тяги на крейсерском режиме.The present invention contains a fuselage 1, which serves to accommodate the target load, elements of the control system and other systems; wing 2 with pylons, with engines placed on it, serves to create lift in cruising mode; engines 3 located on the wing and engine 4 located on the rotary keel 5, which serve to create lift in take-off / landing modes and to create traction in cruise mode.

Данное изобретение имеет несколько особенностей. Особенностью оперения является поворотный киль 5 и неподвижный стабилизатор 6. Шасси выполнено по схеме трехопорного шасси с задней опорой. Передние колеса шасси 7 крепятся на пилонах 9 передних двигателей 3, а заднее колесо шасси 8 - на поворотном киле 5.This invention has several features. The plumage feature is a rotary keel 5 and a fixed stabilizer 6. The chassis is made according to the scheme of a three-leg chassis with a rear support. The front wheels of the chassis 7 are mounted on the pylons 9 of the front engines 3, and the rear wheel of the chassis 8 is mounted on the rotary keel 5.

Работает устройство следующим образом: на взлете/посадке двигатели 3, 4 занимают положение, показанное на Фиг.1. При этом расположение двигателей обеспечивает продольную, путевую и поперечную балансировку за счет расположения передних 3 и хвостового 4 двигателей относительно центра масс аппарата (ЦМ). При достижении высоты крейсерского полета аппарат зависает и двигатели 3, 4 поворотом пилонов 9 и поворотного киля 5 соответственно занимают положение, показанное на Фиг.2.The device operates as follows: on takeoff / landing, engines 3, 4 occupy the position shown in FIG. 1. Moreover, the location of the engines provides longitudinal, track and lateral balancing due to the location of the front 3 and tail 4 engines relative to the center of mass of the apparatus (CM). Upon reaching the cruise flight altitude, the apparatus freezes and the engines 3, 4 by turning the pylons 9 and the rotary keel 5 respectively occupy the position shown in FIG. 2.

В процессе поворота двигателей 3, 4 происходит увеличение горизонтальной составляющей скорости. Крыло 2 при этом создает подъемную силу, компенсирующую уменьшение вертикальной составляющей тяги винтов.In the process of turning engines 3, 4, an increase in the horizontal component of speed occurs. The wing 2 thus creates a lifting force that compensates for the decrease in the vertical component of the thrust of the screws.

По мере увеличения горизонтальной составляющей скорости полета и уменьшения вертикальной составляющей тяги винтов управление летательным аппаратом передается самолетным органам управления: рулям высоты 11 и элеронам 10. Поворотный киль 5 и руль направления 12 на всех режимах осуществляют управление аппаратом по рысканью.As the horizontal component of the flight speed increases and the vertical component of the thrust of the propellers decreases, aircraft control is transferred to the aircraft controls: elevators 11 and ailerons 10. Rotary keel 5 and rudder 12 in all modes control the apparatus along the yaw line.

Далее после поворота двигателей полет аппарата не отличается от полета самолета.Further, after turning the engines, the flight of the device does not differ from the flight of the aircraft.

Для обеспечения устойчивости на переходном режиме от висения к горизонтальному полету управление движителями осуществляется с использованием САУ (системы автоматического управления).To ensure stability in transition from hovering to horizontal flight, propulsion is controlled using self-propelled guns (automatic control systems).

По сравнению с известными аналогами заявляемое техническое решение имеет ряд технико-экономических преимуществ, а именно за счет изменения расстояния от двигателей до крыла, равного длине пилонов, на меньшую величину снизилось к.п.д. винтов передних двигателей на переходном режиме из-за попадания крыла в зону обдува пропеллера, и снижение веса аппарата на 7-12% за счет исключения вертолетных втулок с автоматами перекоса. К примеру, вес автоматов перекоса сверхлегкого вертолета общей массой 450 кг составляет 34 кг или 7,6%.Compared with the known analogues, the claimed technical solution has a number of technical and economic advantages, namely, by changing the distance from the engines to the wing equal to the length of the pylons, the efficiency has decreased by a smaller amount. propellers of the front engines in transition due to the wing entering the propeller airflow zone, and the apparatus weight is reduced by 7-12% due to the exclusion of helicopter hubs with swashplate. For example, the weight of the swashplate of an ultralight helicopter with a total mass of 450 kg is 34 kg or 7.6%.

Claims (1)

Конвертоплан, содержащий фюзеляж, крыло, двигатели, оперение, шасси, отличающийся тем, что в него введены пилоны, выполненные с возможностью вращения и расположенные на крыле, при этом на них установлена пара передних двигателей, а задний двигатель установлен на киле-пилоне, причем стойки шасси совмещены с пилонами крыла и килем соответственно. A tiltrotor comprising a fuselage, wing, engines, plumage, landing gear, characterized in that pylons are introduced, rotatably mounted and located on the wing, while a pair of front engines are mounted on them, and the rear engine is mounted on a keel pylon, landing gear combined with wing pylons and keel, respectively.
RU2011100342/11A 2011-01-11 2011-01-11 Converter plane RU2456209C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011100342/11A RU2456209C1 (en) 2011-01-11 2011-01-11 Converter plane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011100342/11A RU2456209C1 (en) 2011-01-11 2011-01-11 Converter plane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2456209C1 true RU2456209C1 (en) 2012-07-20

Family

ID=46847354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011100342/11A RU2456209C1 (en) 2011-01-11 2011-01-11 Converter plane

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2456209C1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547155C1 (en) * 2014-01-17 2015-04-10 Дмитрий Сергеевич Дуров Multi-rotor unmanned electroconvertible aircraft
RU2548304C1 (en) * 2014-03-05 2015-04-20 Дмитрий Сергеевич Дуров Multirotor convertible high-speed helicopter
RU2550909C1 (en) * 2014-03-26 2015-05-20 Дмитрий Сергеевич Дуров Multirotor convertible pilotless helicopter
RU2568517C1 (en) * 2014-11-11 2015-11-20 Дмитрий Сергеевич Дуров Multirotor convertible high-speed helicopter (mcsh)
RU2635431C1 (en) * 2016-08-29 2017-11-13 Эллина Владимировна Зименская Convertible aircraft
RU2656957C1 (en) * 2017-05-22 2018-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" Triple-screw convertiplane
RU2666503C1 (en) * 2017-07-24 2018-09-07 Александр Поликарпович Лялин Convertoplane-1
WO2019103661A1 (en) * 2017-11-23 2019-05-31 Общество с ограниченной ответственностью "Техноветер" Convertiplane
WO2019172804A1 (en) * 2018-03-05 2019-09-12 Общество с ограниченной ответственностью "Техноветер" Convertiplane
DE112019006169T5 (en) 2018-12-14 2021-10-14 Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "Aircraft Company "Technoveter" VERTICAL STARTING AND LANDING AIRCRAFT

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB757279A (en) * 1954-08-30 1956-09-19 Ministerio Da Aeronautica Dire Improvements in combined airplane-helicopter flying machines
EP1057724A2 (en) * 1999-06-02 2000-12-06 Agusta S.p.A. Tilt-rotor aircraft
US6607161B1 (en) * 1999-09-14 2003-08-19 Eurocopter Convertible aircraft with tilting rotors
RU2351506C2 (en) * 2007-04-23 2009-04-10 Дмитрий Сергеевич Дуров Multipurpose hydroconvertipropeller plane

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB757279A (en) * 1954-08-30 1956-09-19 Ministerio Da Aeronautica Dire Improvements in combined airplane-helicopter flying machines
EP1057724A2 (en) * 1999-06-02 2000-12-06 Agusta S.p.A. Tilt-rotor aircraft
US6607161B1 (en) * 1999-09-14 2003-08-19 Eurocopter Convertible aircraft with tilting rotors
RU2351506C2 (en) * 2007-04-23 2009-04-10 Дмитрий Сергеевич Дуров Multipurpose hydroconvertipropeller plane

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547155C1 (en) * 2014-01-17 2015-04-10 Дмитрий Сергеевич Дуров Multi-rotor unmanned electroconvertible aircraft
RU2548304C1 (en) * 2014-03-05 2015-04-20 Дмитрий Сергеевич Дуров Multirotor convertible high-speed helicopter
RU2550909C1 (en) * 2014-03-26 2015-05-20 Дмитрий Сергеевич Дуров Multirotor convertible pilotless helicopter
RU2568517C1 (en) * 2014-11-11 2015-11-20 Дмитрий Сергеевич Дуров Multirotor convertible high-speed helicopter (mcsh)
RU2635431C1 (en) * 2016-08-29 2017-11-13 Эллина Владимировна Зименская Convertible aircraft
RU2656957C1 (en) * 2017-05-22 2018-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" Triple-screw convertiplane
RU2666503C1 (en) * 2017-07-24 2018-09-07 Александр Поликарпович Лялин Convertoplane-1
WO2019103661A1 (en) * 2017-11-23 2019-05-31 Общество с ограниченной ответственностью "Техноветер" Convertiplane
WO2019172804A1 (en) * 2018-03-05 2019-09-12 Общество с ограниченной ответственностью "Техноветер" Convertiplane
DE112019006169T5 (en) 2018-12-14 2021-10-14 Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "Aircraft Company "Technoveter" VERTICAL STARTING AND LANDING AIRCRAFT
DE112019006169B4 (en) 2018-12-14 2023-02-09 Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "Aircraft Company "Technoveter" VERTICAL TAKE OFF AND LANDING AIRCRAFT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2456209C1 (en) Converter plane
US9187174B2 (en) Aircraft with wings and movable propellers
US9499266B1 (en) Five-wing aircraft to permit smooth transitions between vertical and horizontal flight
US20140312177A1 (en) Coaxial rotor/wing aircraft
RU2448869C1 (en) Multipurpose multi-tiltrotor helicopter-aircraft
RU2661277C1 (en) Unmanned carrier-based convertible rotorcraft
CN102001446B (en) Structure of vertical take-off and landing rotor aircraft
RU2629475C1 (en) High-speed turbofan combined helicopter
CN103129737A (en) Inclined fixed wing unmanned plane
CN204998771U (en) Aircraft of VTOL
CN102514712A (en) Vertical take-off and landing aircraft
RU2608122C1 (en) Heavy high-speed rotary-wing aircraft
RU2749709C1 (en) Swashplate of multi-rotor aircraft with rigid attachment of blades and method for its operation
CN203332392U (en) Tiltable-rotation type fixed-wing unmanned aerial vehicle
CN105775117A (en) Helicopter taking off and landing vertically and flying horizontally and application thereof
CN111196346A (en) Distributed electric propulsion tilt rotor unmanned aerial vehicle
CN106915459A (en) A kind of hybrid tilting rotor wing unmanned aerial vehicle
CN112937849A (en) Vertical take-off and landing aircraft with combined layout of tilting type propeller and fixed propeller
CN108128448A (en) The coaxial tilting rotor wing unmanned aerial vehicle of double shoe formulas and its control method
RU2547155C1 (en) Multi-rotor unmanned electroconvertible aircraft
RU2641952C1 (en) Vertical take-off and landing aircraft
RU2532672C1 (en) Heavy convertible electric drone
RU2609856C1 (en) Fast-speed convertible compound helicopter
CA2776121A1 (en) Coaxial rotor/wing aircraft
CN218463872U (en) Vertical take-off and landing aircraft with combined layout of tilting type propeller and fixed propeller

Legal Events

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

Effective date: 20150112