RU2534112C1 - Vertical take-off and landing aircraft - Google Patents
Vertical take-off and landing aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534112C1 RU2534112C1 RU2013121747/11A RU2013121747A RU2534112C1 RU 2534112 C1 RU2534112 C1 RU 2534112C1 RU 2013121747/11 A RU2013121747/11 A RU 2013121747/11A RU 2013121747 A RU2013121747 A RU 2013121747A RU 2534112 C1 RU2534112 C1 RU 2534112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuselage
- landing
- vertical take
- wing
- lifting device
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 208000037062 Polyps Diseases 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиации, а именно к устройствам, предназначенным для обеспечения вертикального взлета и посадки, перемещения в горизонтальной плоскости, перемещения по твердым поверхностям.The invention relates to aviation, and in particular to devices designed to provide vertical take-off and landing, moving in the horizontal plane, moving on hard surfaces.
Из предшествующего уровня техники известен самолет вертикального взлета и посадки - СВВП, у которого реактивные двигатели вынесены за переднюю кромку крыла и имеет поворотный сопловый насадок щелевого типа, а также снабжен он сопловым направляющим аппаратом, направленным на обдув крыла (см. патент РФ №2406652, В64С 29/00, 10.09.2009).From the prior art, a vertical take-off and landing aircraft is known as VTOL, in which jet engines are extended beyond the front edge of the wing and have a rotary nozzle nozzle of a slotted type, and is also equipped with a nozzle guide device aimed at blowing the wing (see RF patent No. 2406652, B64C 29/00, 09/10/2009).
Недостатком подобного типа аппаратов является низкая величина создаваемой подъемной силы, так как большая часть реактивной струи рассеивается в пространстве вокруг единственного крыла ввиду удаленности источника высокоскоростной струи и при этом обдувается только малая его часть. Двигатели располагаются горизонтально, и сила тяги от двигателей не участвует в создании вертикальной силы.A disadvantage of this type of apparatus is the low magnitude of the generated lifting force, since most of the jet stream is scattered in the space around a single wing due to the distance of the source of the high-speed jet and only a small part of it is blown. Engines are positioned horizontally, and traction from engines is not involved in creating vertical force.
Также известен аппарат, имеющий на реактивном двигателе щелевой воздухосборник, в полости которого расположено внутреннее крыло (см. патент РФ №2389653, В64С 29/00, 20.05.2010).Also known apparatus having a jet engine slotted air collector, in the cavity of which is located the inner wing (see RF patent No. 2389653, B64C 29/00, 05/20/2010).
Этот признак аналога при возможных скоростях движения воздушного потока относительно единственного крыла не может реализовать вертикальный взлет и посадку, а может служить только средством создания дополнительной подъемной силы аппарата. Двигатели участвуют только в создании горизонтальной силы тяги. Входное устройство в двигатель принципиально предназначено для направления и выравнивания потока на входе в двигатель. Любые дополнительные возмущения и неравномерность потока приведут к неустойчивой работе газотурбинного двигателя.This feature of the analogue at the possible speeds of the air flow relative to a single wing cannot realize vertical take-off and landing, but can only serve as a means of creating additional lifting force of the device. Engines are only involved in creating horizontal traction. The input device to the engine is basically designed to direct and equalize the flow at the engine inlet. Any additional disturbances and uneven flow will lead to unstable operation of the gas turbine engine.
Также известен летательный аппарат, в котором принудительно обдуваемые, аэродинамические поверхности размещены в воздухозаборных каналах, расположенных по периметру корпуса и радиально сходящихся в открытую вниз корытообразную полость (см. патент №2172705, В64С 29/00, 27.08.2001, Бюл. №24).Also known is an aircraft in which forcedly blown, aerodynamic surfaces are placed in air intake channels located along the perimeter of the hull and radially converging into a trough-shaped cavity open downward (see Patent No. 2172705, B64C 29/00, 08/27/2001, Bull. No. 24) .
Недостатком прототипа является большая относительная масса конструкции при создании предлагаемого дискообразного корпуса. Силы тяги от винтов не участвуют в создании вертикальной подъемной силы и компенсируют друг друга. Сложная винтомоторная установка.The disadvantage of the prototype is the large relative mass of the structure when creating the proposed disk-shaped body. Traction forces from the screws do not participate in the creation of vertical lifting force and cancel each other out. Complex propeller installation.
Также известен летательный аппарат с решетчатым крылом, сконструированным по аэродинамической схеме лопаточной решетки рабочего колеса компрессора в относительном движении. Крыло представляет собой две килевые стойки, смонтированные с возможностью поворота в вертикальной плоскости и между которыми расположены поворотные профильные элементы с отрицательным выносом. При подъеме крыла полиплан преобразуется в летательный аппарат, а при его опускании - в наземное транспортное средство (см. патент РФ №2025295, B60F 5/02, 30.12.1994).Also known is an aircraft with a lattice wing designed according to the aerodynamic design of the blade lattice of the compressor impeller in relative motion. The wing consists of two keel posts mounted with the possibility of rotation in a vertical plane and between which rotary profile elements with a negative offset are located. When the wing is raised, the polyplane is converted into an aircraft, and when it is lowered, into a land vehicle (see RF patent No. 2025295, B60F 5/02, 12/30/1994).
Показан один из вариантов метода расчета геометрии решетчатого крыла. Полет летательного аппарата возможен только при определенной поступательной скорости, вертикальный взлет с места невозможен.One of the variants of the method for calculating the geometry of the trellised wing is shown. Flight of the aircraft is possible only at a certain translational speed, vertical take-off from a place is impossible.
Также известен самолет вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит генератор воздушного потока в виде встречно вращающихся вентиляторов, аэродинамические поверхности, кабину, силовую установку, системы управления и стабилизации. Аэродинамические поверхности представляют собой решетки многопланового крыла, установленные под положительным углом атаки относительно принудительно созданного воздушного потока. Прямоугольные части воздуховода соединены раструбами с кольцом, в котором расположены вентиляторы. В прямоугольной части воздуховода установлено не менее двух решеток многопланового крыла (см. патент РФ №2459746, В64С 29/00, 21.08.2012).Also known aircraft vertical takeoff and landing. The aircraft contains an air flow generator in the form of counter-rotating fans, aerodynamic surfaces, a cabin, a power plant, control and stabilization systems. Aerodynamic surfaces are gratings of a multifaceted wing installed at a positive angle of attack relative to the forced air flow. The rectangular parts of the duct are connected with sockets to the ring in which the fans are located. At least two gratings of a multifaceted wing are installed in the rectangular part of the duct (see RF patent No. 2459746, B64C 29/00, 08/21/2012).
Недостатками прототипа являются большая относительная масса конструкции, режим висения на месте невозможен. Изменение направления потока после многоплановых крыльев, воздействие потока на воздуховод приводит к появлению центробежных сил, направленных против подъемной силы крыльев, что может сделать взлет невозможным, вентиляторы не участвуют в создании вертикальной подъемной силы, что требует значительного увеличения мощности двигательной установки.The disadvantages of the prototype are the large relative mass of the structure, the mode of hovering in place is impossible. Changing the direction of flow after multifaceted wings, the effect of flow on the air duct leads to the appearance of centrifugal forces directed against the lifting force of the wings, which can make take-off impossible, fans do not participate in creating vertical lifting force, which requires a significant increase in the power of the propulsion system.
Целью данного изобретения является создание компактного, простого и надежного транспортного средства для передвижения в любых направлениях как в урбанизированной среде, так и на территориях с отсутствием какой-либо инфраструктуры.The aim of this invention is to provide a compact, simple and reliable vehicle for movement in any direction, both in an urbanized environment and in areas with no infrastructure.
Данная задача решается за счет того, что заявленный аппарат вертикального взлета и посадки содержит подъемное устройство (ПУ), фюзеляж, парашютно-спасательную систему, выносные консоли, выносные балки с расположенными на них рулем высоты, рулями направления и задними опорами шасси, соединяющие фюзеляж с подъемным устройством, а подъемное устройство состоит из гондолы, находящейся сверху фюзеляжа, с установленными в ней винтом, расположенным до решетчатого крыла (полиплана) или после решетчатого крыла (полиплана), решетчатым крылом (полипланом), с отрицательным выносом профильных элементов, изменяющим угол атаки вокруг поперечной оси и поворачивающимся вокруг продольной оси, создающим подъемную силу, по величине большую или соизмеримую с силой тяги винта, силовой установкой, кинематически связанной с винтом и дополнительным генератором, в то же время гондола изменяет свое положение путем вращения вокруг поперечной оси, при этом весь высокоскоростной поток от винта проходит через решетчатое крыло (полиплан) и все элементы решетчатого крыла (полиплана) находятся под действием высокоскоростного потока от винта, а фюзеляж представляет собой обтекаемое тело, где размещаются полезная нагрузка и необходимые системы аппарата, а парашютно-спасательная система, предназначенная для спасения аппарата и полезной нагрузки в случае отказа двигателя, располагается в верхней части гондолы, а выносные консоли, расположенные в передней части фюзеляжа, имеют на концах передние опоры шасси.This problem is solved due to the fact that the claimed vertical take-off and landing apparatus contains a lifting device (PU), a fuselage, a parachute rescue system, remote consoles, remote beams with an elevator, rudders and rear landing gears located on them, connecting the fuselage to a lifting device, and the lifting device consists of a gondola located on top of the fuselage, with a screw installed in it, located before the trellised wing (polyplane) or after the trellised wing (polyplane), trellised wing (polyp anom), with a negative extension of the profile elements, changing the angle of attack around the transverse axis and rotating around the longitudinal axis, creating a lifting force that is larger in magnitude or commensurate with the propeller thrust, a power plant kinematically connected with the propeller and an additional generator, at the same time the gondola changes its position by rotation around the transverse axis, while the entire high-speed flow from the propeller passes through the trellised wing (polyplane) and all elements of the trellised wing (polyplane) are under high-speed flow from the propeller, and the fuselage is a streamlined body where the payload and necessary systems of the device are located, and the parachute-rescue system, designed to save the device and payload in case of engine failure, is located in the upper part of the nacelle, and the remote consoles, located in front of the fuselage, have front landing gear legs at the ends.
Винт представляет собой винтовентилятор.The screw is a fan heater.
Линия действия результирующей аэродинамической силы на решетчатом крыле, линия действия силы тяги от винта, поперечная ось вращения гондолы пересекаются в одной точке.The line of action of the resulting aerodynamic force on the trellised wing, the line of action of the thrust force from the propeller, and the transverse axis of rotation of the nacelle intersect at one point.
На опорах шасси установлены колеса, закрытые обтекателями, имеющие тормозную систему и выполненные на выносных консолях поворотными.On the chassis supports, wheels are installed, closed by fairings, having a braking system and rotary mounted on remote consoles.
Колеса на выносных консолях имеют встроенные электромоторы.The wheels on the remote consoles have built-in electric motors.
Имеется возможность разрывать кинематическую связь силовой установки с винтом.It is possible to break the kinematic connection of the power plant with the screw.
Имеется возможность подключения и отключения дополнительного генератора к силовой установке.It is possible to connect and disconnect an additional generator to the power plant.
Коэффициент подъемной силы решетчатого по углу атаки крыла (полиплана) равен 2.0 и выше.The lifting coefficient of the lattice in the angle of attack of the wing (polyplane) is 2.0 and higher.
Выносные консоли выполнены в виде аэродинамических поверхностей и обеспечивают дополнительную подъемную силу и балансировку аппарата в горизонтальном полете.Remote consoles are made in the form of aerodynamic surfaces and provide additional lifting force and balancing of the device in horizontal flight.
Подъемное устройство имеет возможность перемещаться относительно фюзеляжа в продольном и поперечном направлениях.The lifting device has the ability to move relative to the fuselage in the longitudinal and transverse directions.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является аппарата вертикального взлета и посадки, свойства которого позволяют перемещаться с полезной нагрузкой в воздушной среде вперед, назад, вбок, вверх, вниз без изменения и с изменением продольной оси аппарата, перемещаться по твердой поверхности земли, взлетать и садиться на неподготовленные поверхности.The technical result provided by the given set of features is a vertical take-off and landing apparatus, the properties of which allow moving forward, backward, sideways, upward, downward with a payload in the air without changing and with a change in the longitudinal axis of the apparatus, moving along a solid surface of the earth, taking off and sit on unprepared surfaces.
Сущность изобретения поясняется схематическими чертежами аппарата вертикального взлета и посадки:The invention is illustrated by schematic drawings of an apparatus for vertical take-off and landing:
на фиг.1 - Общий вид аппарата вертикального взлета и посадки;figure 1 - General view of the apparatus of vertical take-off and landing;
на фиг.2 - Продольный разрез (компоновка Вариант 1);figure 2 is a longitudinal section (layout Option 1);
на фиг.3 - Продольный разрез (компоновка Вариант 2);figure 3 is a longitudinal section (layout Option 2);
на фиг.4 - Схема действия сил в горизонтальном полете;figure 4 - Diagram of the action of forces in horizontal flight;
на фиг.5 - Схема действия сил на режимах вертикального взлета, висения и посадки.figure 5 - Scheme of action of forces in the modes of vertical take-off, hovering and landing.
Аппарат вертикального взлета и посадки содержит подъемное устройство (ПУ) 1, фюзеляж 2, парашютно-спасательную систему 3, выносные консоли 4, выносные балки 5 с расположенными на них рулем высоты 7 и рулями направления 8. Подъемное устройство состоит из гондолы с установленными в ней винтом 9, решетчатым крылом (полипланом) 6, силовой установкой 10.The vertical take-off and landing apparatus comprises a lifting device (PU) 1, a
Работает аппарат вертикального взлета и посадки следующим образом.The apparatus of vertical take-off and landing as follows.
Вращение винта создает силу тяги. Весь высокоскоростной поток от винта направляется на решетчатое крыло (полиплан). В результате взаимодействия с потоком получаем подъемную силу на крыле. Решетчатое крыло (полиплан) имеет возможность изменять положение (угол атаки) относительно набегающего потока воздуха от винта в вертикальной плоскости, возможность вращаться относительно продольной оси гондолы. Изменение положения крыла позволяет изменять величину подъемной силы, получать поперечную силу для изменения направления движения аппарата без изменения положения продольной оси аппарата. Данная особенность конструкции позволяет иметь широкие маневренные возможности как на этапах взлета и посадки, так и на этапе горизонтального полета.The rotation of the screw creates traction. The entire high-speed flow from the screw is directed to the trellised wing (polyplane). As a result of interaction with the flow, we obtain lift on the wing. The lattice wing (polyplane) has the ability to change position (angle of attack) relative to the incoming air flow from the propeller in a vertical plane, the ability to rotate relative to the longitudinal axis of the nacelle. Changing the position of the wing allows you to change the magnitude of the lifting force, to obtain a transverse force to change the direction of movement of the apparatus without changing the position of the longitudinal axis of the apparatus. This design feature allows you to have wide maneuvering capabilities both at the take-off and landing stages, and at the horizontal flight stage.
Особенность работы подъемного устройства в составе аппарата - совместная работа винта и крыла для создания суммарных усилий. Поворот подъемного устройства в вертикальной плоскости позволяет задать необходимый режим движения летательного аппарата от горизонтального полета вперед с созданием горизонтальной тяги от винта и подъемной силы от крыла до вертикального движения или движения назад или в бок при совместном создании вертикального и горизонтального усилия от винта и крыла. Точка приложения равнодействующей силы от подъемного устройства не изменяет своего положения. Центр тяжести аппарата находится ниже точки приложения равнодействующей силы от подъемного устройства. Таким образом, получается аэродинамически устойчивая схема, вне зависимости от возмущений, система будет стремиться в исходное положение (принцип маятника). Подобная схема значительно упрощает пилотирование аппарата.A feature of the operation of the lifting device as part of the apparatus is the joint operation of the screw and wing to create total effort. Rotating the lifting device in a vertical plane allows you to set the desired mode of movement of the aircraft from horizontal flight forward with the creation of horizontal traction from the propeller and lifting force from the wing to vertical movement or movement back or sideways while creating vertical and horizontal forces from the screw and wing. The point of application of the resultant force from the lifting device does not change its position. The center of gravity of the apparatus is below the point of application of the resultant force from the lifting device. Thus, an aerodynamically stable scheme is obtained, regardless of disturbances, the system will tend to its original position (pendulum principle). Such a scheme greatly simplifies the piloting of the device.
Перед взлетом пилот производит поворот подъемного устройства на необходимый угол (взлетное положение). Увеличивая обороты двигателя, пилот производит отрыв аппарата от поверхности. Изменяя положение подъемного устройства и положение крыла, пилот парирует воздействие порывов ветра на аппарат. При уменьшении угла установки подъемного устройства происходит разгон аппарата. При установке подъемного устройства на угол, больший, чем взлетный, происходит торможение аппарата.Before takeoff, the pilot rotates the lifting device to the required angle (take-off position). Increasing engine speed, the pilot detaches the apparatus from the surface. By changing the position of the lifting device and the position of the wing, the pilot fights off the effects of gusts of wind on the device. With a decrease in the installation angle of the lifting device, the apparatus accelerates. When installing the lifting device at an angle greater than the take-off, the device brakes.
Взлет и посадка аппарата производятся при отклонении всего подъемного устройства в вертикальной плоскости на угол, определяемый аэродинамическим совершенством решетчатого крыла. Для движения по земле пилот производит отключение винта и подключение дополнительного генератора. Электромоторы в колесах предают мощность на колеса. Управление аппаратом при движении по земле ничем не отличается от управления автомобилем.Take-off and landing of the device are made when the entire lifting device is deflected in a vertical plane by an angle determined by the aerodynamic perfection of the trellised wing. To move on the ground, the pilot turns off the screw and connect an additional generator. Electric motors in the wheels betray power to the wheels. The control of the device when moving on the ground is no different from driving.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013121747/11A RU2534112C1 (en) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | Vertical take-off and landing aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013121747/11A RU2534112C1 (en) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | Vertical take-off and landing aircraft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2534112C1 true RU2534112C1 (en) | 2014-11-27 |
Family
ID=53382932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013121747/11A RU2534112C1 (en) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | Vertical take-off and landing aircraft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2534112C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003066429A2 (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Moller International, Inc. | Improved vertical take-off and landing vehicles |
| RU2212358C1 (en) * | 2002-12-18 | 2003-09-20 | Макаров Игорь Альбертович | Flying vehicle |
| RU2348568C1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-03-10 | Юрий Сергеевич Воронков | Light multimode aircraft |
-
2013
- 2013-05-14 RU RU2013121747/11A patent/RU2534112C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003066429A2 (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Moller International, Inc. | Improved vertical take-off and landing vehicles |
| RU2212358C1 (en) * | 2002-12-18 | 2003-09-20 | Макаров Игорь Альбертович | Flying vehicle |
| RU2348568C1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-03-10 | Юрий Сергеевич Воронков | Light multimode aircraft |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11912404B2 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
| US9862486B2 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
| CN103079955B (en) | private plane | |
| EP2738091B1 (en) | Vertical take-off and landing (VTOL) aerial vehicle and method of operating such a VTOL aerial vehicle | |
| KR20090057504A (en) | Vertical takeoff and landing gear with variable rotorcraft | |
| IL280432B1 (en) | Air vehicle configuration | |
| US9994312B2 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
| RU2641952C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
| RU2518143C2 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
| EP2508401A1 (en) | Combined aircraft | |
| RU139040U1 (en) | AIRCRAFT "LANNER" | |
| US20240174353A1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft based on variable rotor-wing technology and dual rotor-wing layout | |
| RU2212358C1 (en) | Flying vehicle | |
| RU192967U1 (en) | SHORT TAKEOFF AND LANDING PLANE | |
| GB2610065A (en) | Lifting, stabilising, propulsive arrangement for vertical take-off and landing aircraft | |
| CN102785777A (en) | Hang glider device with cross-flow fan | |
| RU127364U1 (en) | SPEED COMBINED HELICOPTER | |
| RU2534112C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
| RU2613629C2 (en) | Drone aircraft (versions) | |
| RU2605466C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
| RU2244661C2 (en) | Vertical takeoff and landing flying vehicle | |
| RU2412869C1 (en) | Universal "push-pull" aircraft | |
| RU2612036C1 (en) | Aircraft module pulling lifting force | |
| RU2209746C1 (en) | Flying vehicle | |
| RU135986U1 (en) | SCREEN PLAN |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190515 |