[go: up one dir, main page]

RU2788231C1 - Vtol aircraft - Google Patents

Vtol aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2788231C1
RU2788231C1 RU2022121486A RU2022121486A RU2788231C1 RU 2788231 C1 RU2788231 C1 RU 2788231C1 RU 2022121486 A RU2022121486 A RU 2022121486A RU 2022121486 A RU2022121486 A RU 2022121486A RU 2788231 C1 RU2788231 C1 RU 2788231C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuselage
wings
aircraft
way
flow
Prior art date
Application number
RU2022121486A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альберт Георгиевич Битуев
Original Assignee
Альберт Георгиевич Битуев
Filing date
Publication date
Application filed by Альберт Георгиевич Битуев filed Critical Альберт Георгиевич Битуев
Application granted granted Critical
Publication of RU2788231C1 publication Critical patent/RU2788231C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of aircraft engineering. The VTOL aircraft comprises a fuselage having a nose section, a tail section and a middle section located between them, at least one keel located in the tail section of the fuselage. A gas turbine engine with a drive shaft located in the rear fuselage, the drive shaft is kinematically connected to the fan axles through the main gearbox and gearboxes. Fans installed in the middle part of the fuselage in such a way that they are able to create a flow of fluid from the hole in the upper part of the fuselage in the direction from the fuselage to the sides. The wings are designed in such a way that the lifting force is created by the fluid flow in the direction from the fuselage to the sides, the wings are connected to the motor shafts. Motors made with the ability to rotate the wings relative to the axis of the shafts in such a way that in one of the positions the wings are tilted forward, and in the other of the positions they are tilted back. A screen-exhaust device designed to reduce the temperature of the exhaust gases by mixing with atmospheric air entering the mixing chamber by creating a low-pressure area in it by passing a high-speed compressed air flow flowing from the nozzle apparatus and mixing the mixed flow with the incoming air in the exhaust channel flow. Devices of on-board radio-electronic equipment, made with the possibility of extension vertically upwards. Module of the vertical launch device with cells of the transport-launch container of guided missile weapons, located in the middle part of the fuselage. Fairings with channels made in them with a slot in such a way that they are able to create a fluid flow in the direction up and down from the fairing. Nozzles, in fairings, in the nose and tail of the fuselage, made with the ability to control the pitch, yaw and roll in all flight modes.
EFFECT: improvement of tactical and technical characteristics, in particular stealth and increase in the combat effectiveness of the aircraft.
4 cl, 8 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Изобретение относится к авиационной технике, и может быть использовано в качестве самолета непосредственной поддержки сухопутных войск над полем боя.The invention relates to aviation technology, and can be used as a close support aircraft for ground forces over the battlefield.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Из уровня техники известен ударный вертолет непосредственной поддержки с воздуха Ми-28НМ (ru.wikipedia.org Ми-28). Ми-28НМ одновинтовой вертолет с рулевым винтом и тандемной кабиной экипажа из двух человек. Вертолет предназначен для поиска и уничтожения в условиях огневого противодействия танков и другой бронированной техники, живой силы противника, осуществления разведки и целеуказания. Комплекс бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) обеспечивает боевое применение вертолета круглосуточно и в сложных метеоусловиях, выполнение боевых задач на предельно малых высотах с огибанием рельефа местности. Вооружение вертолета включает в себя встроенное стрелково-пушечное, неуправляемое ракетное, управляемое ракетное, ракеты «воздух-воздух».The Mi-28NM direct air support attack helicopter (ru.wikipedia.org Mi-28) is known from the prior art. The Mi-28NM is a single-rotor helicopter with a tail rotor and a two-man tandem cockpit. The helicopter is designed to search and destroy tanks and other armored vehicles, enemy manpower, reconnaissance and target designation in the face of fire resistance. The complex of on-board radio-electronic equipment (avionics) ensures the combat use of the helicopter around the clock and in adverse weather conditions, the performance of combat missions at extremely low altitudes with enveloping the terrain. The armament of the helicopter includes built-in small arms, unguided rocket, guided missile, air-to-air missiles.

Защита членов экипажа обеспечивается применением высокостойкой брони и остекления выдерживающей прямые попадания бронебойных пуль калибром 7,62 мм, 12,7 мм, а также осколочно- фугасных снарядов калибра 20 мм. Для повышения живучести применяются конструктивные и компоновочные решения: разнесение двигателей, экранирование членов экипажа массивными деталями, экранирование важных узлов менее важными, протектирование топливных баков и т.д. Снижена заметность в инфракрасном диапазоне за счет установки экранно - выхлопных устройств (ЭВУ). Защиту от поражения управляемыми ракетами обеспечивает аппаратура для постановки помех радиолокационным станциям, и ИК -головкам самонаведения. Вместе с тем, элементы несущей системы включающей несущий и рулевой винты, трансмиссия, главный редуктор, органы управления (автомат перекоса), двигатели не защищены от поражения огнем стрелкового оружия, малокалиберной зенитной артиллерии, что исключает выполнение боевых задач непосредственно над полем боя, в населенных пунктах и городах.Protection of the crew members is ensured by the use of highly resistant armor and glazing that can withstand direct hits by armor-piercing bullets of 7.62 mm, 12.7 mm caliber, as well as high-explosive fragmentation shells of 20 mm caliber. To increase survivability, constructive and layout solutions are used: spacing engines, shielding crew members with massive parts, shielding important components with less important ones, protecting fuel tanks, etc. Reduced visibility in the infrared range due to the installation of screen-exhaust devices (EVU). Protection against destruction by guided missiles is provided by equipment for jamming radar stations and infrared homing heads. At the same time, the elements of the carrier system, including the main and tail rotors, transmission, main gearbox, controls (swashplate), engines are not protected from small arms fire, small-caliber anti-aircraft artillery, which excludes the performance of combat missions directly above the battlefield, in populated points and cities.

Недостатком вертолета является высокий уровень заметности для современных средств наблюдения. Основным демаскирующим фактором является несущая система и рулевой винт. Это достаточно сложный механизм с множеством подвижных деталей которые эффективно отражают радиосигнал и помогают РЛС решать ее задачи. Тепловая сигнатура вертолета создается нагревом работающего двигателя и редуктора, а также выбросом выхлопных газов высокой температуры, что позволяет обнаружить его при помощи инфракрасной аппаратуры. Работа двигателя и вращение винтов производят характерный шум на разных частотах позволяющий определить присутствие вертолета. Снижение инфракрасной сигнатуры с установкой экранно-выхлопных устройств (ЭВУ) не обеспечивают вертолету гарантированную безопасность от таких, в частности, средств поражения с тепловой головкой самонаведения, как переносной зенитный ракетный комплекс (ПЗРК).The disadvantage of the helicopter is the high level of visibility for modern surveillance equipment. The main unmasking factor is the carrier system and tail rotor. This is a rather complex mechanism with many moving parts that effectively reflect the radio signal and help the radar solve its problems. The thermal signature of a helicopter is created by the heating of the running engine and gearbox, as well as the release of high-temperature exhaust gases, which makes it possible to detect it using infrared equipment. The operation of the engine and the rotation of the propellers produce a characteristic noise at different frequencies, which makes it possible to determine the presence of a helicopter. Reducing the infrared signature with the installation of screen-exhaust devices (EVU) does not provide the helicopter with guaranteed safety from such, in particular, weapons with a thermal homing head, such as a man-portable air defense system (MANPADS).

Применение средств поражения с ИК головкой самонаведения вынуждает вертолеты применять управляемое и неуправляемое вооружение вне дальности стрельбы ПЗРК (5-6 км.) Увеличение дальности применения средств поражения для непосредственной поддержки с воздуха снижает боевую эффективность вертолета.The use of weapons with an infrared homing head forces helicopters to use guided and unguided weapons outside the firing range of MANPADS (5-6 km.) An increase in the range of weapons for direct air support reduces the combat effectiveness of the helicopter.

Применение на вертолете несущей системы с диаметром несущего винта (17 м), рулевого винта(3,85 м), длиной фюзеляжа (17 м) не позволяет применять его в уличных боях в населенных пунктах и городах для поддержки сухопутных сил. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является конструкция самолета вертикального взлета и посадки (патент RU 2752276, 2021, Битуев АГ). Известный самолет содержит фюзеляж, в носовой и хвостовой части которого расположена несущая система, а в средней части кабина экипажа и моторно-трансмиссионный отдел. Несущая система состоит из установленных передней кромкой друг к другу, параллельно и симметрично относительно продольной оси самолета крыльев, закрытых с концов обтекателями. Крылья обтекаются воздушным потоком вентиляторов в направлении от фюзеляжа в стороны. Посередине между вентиляторами в пространстве между стенками воздуховодов установлены моторы, валы которых соединены с крыльями. Моторы выполнены с возможностью поворачивать крылья относительно оси валов таким образом, что в одном из положений крылья наклонены вперед, а в другом из положений наклонены назад. При наклоне крыльев вперед или назад самолету сообщается горизонтальная скорость направленная вперед или назад. Управление самолетом на всех режимах полета осуществляется струйными рулями. Достоинством известного технического решения является большая грузоподъемность несущей системы. Повышенная управляемость и маневренность самолета, небольшие размеры дают возможность его применения с площадок ограниченных размеров в условиях плотной городской застройки.The use of a carrier system on a helicopter with a main rotor diameter (17 m), a tail rotor (3.85 m), a fuselage length (17 m) does not allow it to be used in street battles in settlements and cities to support ground forces. The closest to the proposed technical solution is the design of a vertical takeoff and landing aircraft (patent RU 2752276, 2021, Bituev AG). Known aircraft contains a fuselage, in the nose and tail of which is the carrier system, and in the middle part of the cockpit and engine-transmission department. The carrier system consists of wings installed with the leading edge to each other, parallel and symmetrical with respect to the longitudinal axis of the aircraft, closed with fairings at the ends. The wings are streamlined by the air flow of the fans in the direction from the fuselage to the sides. In the middle between the fans in the space between the walls of the air ducts, motors are installed, the shafts of which are connected to the wings. The motors are made with the ability to rotate the wings relative to the axis of the shafts in such a way that in one of the positions the wings are tilted forward, and in the other of the positions they are tilted back. When the wings are tilted forward or backward, the aircraft is given a horizontal speed directed forward or backward. Aircraft control in all flight modes is carried out by jet rudders. The advantage of the known technical solution is the large carrying capacity of the carrier system. Increased controllability and maneuverability of the aircraft, small dimensions make it possible to use it from sites of limited size in dense urban areas.

Применение самолета в военных целях ограничено отсутствием систем живучести.The use of the aircraft for military purposes is limited by the lack of survivability systems.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Технической задачей изобретения является улучшение тактико - технических характеристик (малозаметность) и повышение боевой эффективности самолета. Поставленная задача решена благодаря тому, что предлагаемый самолет вертикального взлета и посадки, содержит в себе:The technical objective of the invention is to improve the tactical - technical characteristics (stealth) and increase the combat effectiveness of the aircraft. The task was solved due to the fact that the proposed VTOL aircraft contains:

фюзеляж (1), имеющий носовую часть, хвостовую часть и среднюю часть, расположенную между ними,fuselage (1) having a nose, a tail and a middle part located between them,

по меньшей мере, один киль (5), расположенный в хвостовой части фюзеляжа (1),at least one keel (5) located in the rear fuselage (1),

по меньшей мере, один газотурбинный двигатель (11) с приводным валом (12) расположенный в хвостовой части фюзеляжа,at least one gas turbine engine (11) with a drive shaft (12) located in the rear fuselage,

вентиляторы (4), установленные в средней части фюзеляжа (1) таким образом, что имеют возможность создавать поток текучей среды из отверстия в верхней части фюзеляжа в направлении от фюзеляжа в стороны,fans (4) installed in the middle part of the fuselage (1) in such a way that they are able to create a fluid flow from the hole in the upper part of the fuselage in the direction from the fuselage to the sides,

приводной вал (12) кинематически соединенный с осями вентиляторов через главный редуктор (13) и, по меньшей мере, один редуктор (8),drive shaft (12) kinematically connected to the axes of the fans through the main gearbox (13) and at least one gearbox (8),

крылья (2) выполненные таким образом, что подъемная сила создается потоком текучей среды в направлении от фюзеляжа в стороны,wings (2) made in such a way that the lifting force is created by the fluid flow in the direction from the fuselage to the sides,

крылья (2) соединенные с валами (10) моторов (9),wings (2) connected to shafts (10) of motors (9),

моторы (9), выполненные с возможностью поворачивать крылья (2) относительно оси валов (10) таким образом, что в одном из положений крылья наклонены вперед, а в другом из положений наклонены назад,motors (9) made with the ability to rotate the wings (2) relative to the axis of the shafts (10) in such a way that in one of the positions the wings are tilted forward, and in the other of the positions they are tilted back,

экранно-выхлопное устройство выполненное с возможностью снижения температуры выхлопных газов смешением с атмосферным воздухом поступающим в смесительную камеру (17) за счет создания в ней области пониженного давления прохождением скоростного потока сжатого воздуха истекающего из сопловых аппаратов (16) и смешением в выхлопном канале (18) смешанного потока с набегающим воздушным потоком,a screen-exhaust device designed to reduce the temperature of the exhaust gases by mixing with atmospheric air entering the mixing chamber (17) by creating a low-pressure area in it by passing a high-speed flow of compressed air flowing out of the nozzle apparatus (16) and mixing in the exhaust channel (18) mixed flow with ram air flow,

устройства бортового радиоэлектронного оборудования 23, выполненные с возможностью выдвижения вертикально вверх,on-board electronic equipment devices 23, made with the possibility of extension vertically upwards,

по меньшей мере, один модуль устройства вертикального пуска 21 с ячейками транспортно-пускового контейнера управляемого ракетного оружия 22, расположенный в средней части фюзеляжа 1,at least one module of the vertical launch device 21 with cells of the transport and launch container of guided missile weapons 22, located in the middle part of the fuselage 1,

обтекатели (3), с выполненными в них каналами с щелью (15) таким образом, что имеют возможность создавать поток текучей среды в направлении вверх и вниз от обтекателя,fairings (3), with channels made in them with a slot (15) in such a way that they are able to create a fluid flow in the direction up and down from the fairing,

сопла, в обтекателях (3), в носовой и хвостовой части фюзеляжа(1), выполненные с возможностью управления по тангажу, рысканию и крену на всех режимах полета.nozzles, in fairings (3), in the nose and tail of the fuselage (1), made with the ability to control pitch, yaw and roll in all flight modes.

По сути, поставленная задача достигается следующим образом: самолет вертикального взлета и посадки, имеющий фюзеляж, крылья, вентиляторы, отличается тем, что в камере смешения экранно- выхлопного устройства выхлопные газы смешиваются с атмосферным воздухом и на выходе наружу смешиваются с набегающим воздушным потоком.In fact, the task is achieved as follows: a vertical take-off and landing aircraft with a fuselage, wings, fans, differs in that in the mixing chamber of the screen-exhaust device, the exhaust gases are mixed with atmospheric air and are mixed with the oncoming air flow at the outlet.

Как будет понятно специалисту, преимущества предлагаемого самолета по сравнению с выбранным прототипом достигаются в основном благодаря тому, что в экранно- выхлопном устройстве смешением выхлопных газов с атмосферным воздухом производится снижение температуры выхлопных газов.As it will be clear to a specialist, the advantages of the proposed aircraft in comparison with the selected prototype are achieved mainly due to the fact that in the screen-exhaust device, by mixing the exhaust gases with atmospheric air, the temperature of the exhaust gases is reduced.

В предпочтительных формах воплощения вышеописанного самолета:In preferred embodiments of the aircraft described above:

- двигатель (11) выполнен турбовальным.- the engine (11) is made of turboshaft.

- выхлопной канал (18) закрыт теплоизолирующим экраном (19), выполненным таким образом, что между ними образован воздушный зазор.- the exhaust channel (18) is closed with a heat-insulating screen (19) made in such a way that an air gap is formed between them.

- он снабжен двумя килями (5), расположенными вертикально на расстоянии друг от друга в хвостовой части фюзеляжа (1).- it is equipped with two keels (5) located vertically at a distance from each other in the rear fuselage (1).

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами.The present invention is illustrated in the drawings.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES OF THE DRAWINGS

На Фиг. 1 представлен общий вид самолета в трех проекциях.On FIG. 1 shows a general view of the aircraft in three projections.

На Фиг. 2 показано сечение А-А.On FIG. 2 shows section A-A.

На Фиг. 3 показано сечение Б-Б.On FIG. 3 shows the B-B section.

На Фиг. 4 изображена кинематическая схемаOn FIG. 4 shows the kinematic diagram

На Фиг. 5 показано создание воздушной завесы крыльев и горизонтальной тягиOn FIG. 5 shows the creation of an air curtain of wings and horizontal thrust

На Фиг. 6 показано экранно- выхлопное устройствоOn FIG. 6 shows a screen-exhaust device

На Фиг. 7 показано сечение В-В. НаOn FIG. 7 shows the section B-B. On

Фиг. 8 показано сечение Г-Г.Fig. 8 shows the G-G section.

Позициями 1-23 обозначены:Positions 1-23 are designated:

I - фюзеляж, 2- крылья,I - fuselage, 2 - wings,

3 - обтекатели крыльев,3 - wing fairings,

4 - вентиляторы,4 - fans,

5 - киль,5 - keel,

6 - шасси,6 - chassis,

7 - воздухозаборники,7 - air intakes,

8 - редуктор вентилятора,8 - fan gearbox,

9 - моторы,9 - motors,

10 - валы моторов,10 - motor shafts,

II - двигатель,II - engine,

12- приводной вал,12- drive shaft,

13 - главный редуктор,13 - main gearbox,

14 - валы трансмиссии,14 - transmission shafts,

15 - каналы с щелью,15 - slotted channels,

16 - сопловый аппарат эжектора,16 - nozzle apparatus of the ejector,

17 - смесительная камера,17 - mixing chamber,

18 - выхлопной канал,18 - exhaust channel,

19 - теплоизолирующий экран,19 - heat-insulating screen,

20 - подвижная стрелково-пушечная установка,20 - mobile gunnery mount,

21 - модуль устройства вертикального пуска,21 - vertical launch device module,

22 - ячейка транспортно-пускового контейнера управляемого ракетного оружия,22 - cell of the transport and launch container of guided missile weapons,

23 - выдвижное устройство бортового радиоэлектронного оборудования.23 - retractable avionics device.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

По компоновочной схеме самолет двух двигательный с боковыми воздухозаборниками. Вертикальное оперение двухкилевое. Шасси «обычное» трехстоечное, неубирающееся.According to the layout scheme, the aircraft is two-engine with side air intakes. The vertical plumage is two-keeled. Chassis "normal" three-post, non-retractable.

Как показано на Фиг. 1 самолет содержит:As shown in FIG. 1 plane contains:

фюзеляж 1,fuselage 1,

крылья 2,wings 2,

обтекатели крыльев 3,wing fairings 3,

вентиляторы 4,fans 4,

кили 5,keels 5,

шасси 6,chassis 6,

воздухозаборники 7,air intakes 7,

выхлопной канал 18,exhaust port 18,

подвижную стрелково-пушечную установку 20,mobile gunnery mount 20,

модуль устройства вертикального пуска 21,vertical launcher module 21,

выдвижное устройство бортового радиоэлектронного оборудования 23.retractable device of onboard radio-electronic equipment 23.

Как показано на Фиг. 1 и Фиг. 2 в средней фюзеляжа 1 передней кромкой друг к другу, параллельно и симметрично относительно продольной оси самолета установлены крылья 2 закрытые с концов обтекателями 3.As shown in FIG. 1 and FIG. 2 in the middle fuselage 1 with the leading edge to each other, parallel and symmetrical with respect to the longitudinal axis of the aircraft, wings 2 are installed, closed at the ends by fairings 3.

Как показано на Фиг. 3 посередине между вентиляторами 4 в пространстве между стенками воздуховодов установлены моторы (пневмо/гидро) 9, валы 10 которых соединены с крыльями 2.As shown in FIG. 3 in the middle between the fans 4 in the space between the walls of the air ducts, motors (pneumatic / hydro) 9 are installed, the shafts 10 of which are connected to the wings 2.

Как показано на Фиг. 4 в хвостовой части фюзеляжа расположен моторно-трансмиссионный отдел, в котором установлены два газотурбинных двигателя (ГТД) 11, которые приводными валами 12 соединены с главным редуктором 13. Главный редуктор 13 посредством редукторов вентиляторов 8 и валов трансмиссии 14 передает крутящий момент двухступенчатым вентиляторам с роторами противоположного вращения 4.As shown in FIG. 4 in the rear of the fuselage there is an engine-transmission department, in which two gas turbine engines (GTE) 11 are installed, which are connected by drive shafts 12 to the main gearbox 13. The main gearbox 13 transmits torque to two-stage fans with rotors by means of fan gearboxes 8 and transmission shafts 14 reverse rotation 4.

Как показано на Фиг. 5 в передних обтекателях 3 в верхней и нижней поверхностях выполнены каналы с щелями 15 из которых истекает скоростной плоский поток сжатого воздуха поступающий от компрессора двигателя.As shown in FIG. 5 in the front fairings 3 in the upper and lower surfaces there are channels with slots 15 from which the high-speed flat flow of compressed air coming from the engine compressor flows out.

Как показано на Фиг. 6, Фиг. 7 в моторно-трансмиссионном отделе расположено экранно-выхлопное устройство (ЭВУ) эжекторного типа состоящее из смесительной камеры 17, сопловых аппаратов 16, выхлопного канала 18 закрытого теплоизолирующим экраном 19.As shown in FIG. 6, FIG. 7 in the engine-transmission department there is a screen-exhaust device (EVU) of the ejector type, consisting of a mixing chamber 17, nozzle devices 16, an exhaust channel 18 closed with a heat-insulating screen 19.

Как показано на Фиг. 1, Фиг. 8 в средней части фюзеляжа между парами вентиляторов 4 расположены два модуля устройства вертикального пуска 21. Каждый модуль содержит некоторое количество ячеек 22 под транспортно- пусковые контейнеры управляемого ракетного оружия.As shown in FIG. 1, Fig. 8 in the middle part of the fuselage between pairs of fans 4 there are two modules of the vertical launch device 21. Each module contains a certain number of cells 22 for transport and launch containers of guided missile weapons.

Вертикальный взлет осуществляется следующим образом:Vertical takeoff is carried out as follows:

1) после запуска двигателя 11 приводной вал 12 передает крутящий момент главному редуктору 131) after starting the engine 11, the drive shaft 12 transmits torque to the main gearbox 13

2) крутящий момент от главного редуктора 13 посредством редукторов вентиляторов 8 и валов трансмиссии 14 доводится до вентиляторов 4. Воздушный поток вентиляторов обтекая крылья 2 создает подъемную силу (Fy) и силу лобового сопротивления (Fx) (Фиг. 2)2) the torque from the main gearbox 13 through the gearboxes of the fans 8 and the transmission shafts 14 is brought to the fans 4. The air flow of the fans flowing around the wings 2 creates lift (F y ) and drag force (F x ) (Fig. 2)

3) как только вертикальная тяга, как сумма подъемных сил крыльев (Fy), станет больше силы тяжести произойдет отрыв самолета от поверхности и начнется вертикальный взлет.3) as soon as the vertical thrust, as the sum of the lifting forces of the wings (F y ), becomes greater than the force of gravity, the aircraft will lift off the surface and vertical takeoff will begin.

4) после набора определенной высоты моторы 9 поворотом валов 10 синхронно наклоняют крылья 2 на одинаковый угол вперед (Фиг. 3, Фиг. 5). При наклоне крыльев вперед образуется горизонтальная составляющая (Fr) подъемной силы (Fy) которая и сообщает самолету горизонтальную скорость (Фиг. 5). Наклон крыльев уменьшает вертикальную составляющую (FB) подъемной силы (Fy), что может привести к потере высоты полета самолета. Чтобы этого не произошло на самолете используется система «угол-газ», которая одновременно с увеличением угла наклона крыльев подает команду в топливную автоматику на увеличение оборотов двигателя, тем самым исключая уменьшение вертикальной составляющей (Fв).4) after reaching a certain height, the motors 9, by turning the shafts 10, synchronously tilt the wings 2 at the same angle forward (Fig. 3, Fig. 5). When the wings tilt forward, a horizontal component (F r ) of lift (F y ) is formed, which tells the aircraft the horizontal speed (Fig. 5). The tilt of the wings reduces the vertical component (F B ) of the lift (F y ), which can lead to a loss of altitude of the aircraft. To prevent this from happening on the aircraft, the “angle-gas” system is used, which, simultaneously with an increase in the angle of inclination of the wings, sends a command to the fuel automatics to increase engine speed, thereby excluding a decrease in the vertical component (F in ).

5) На крейсерском режиме полета включается система воздушной завесы крыльев. Сжатый воздух от компрессора двигателя 11 подается в каналы с щелями 15 в верхней и нижних поверхностях передних обтекателей 3. Набегающий воздушный поток (V2) взаимодействуя со скоростной плоской струей сжатого воздуха (V1), истекающего из щелей канала 15, тормозится и отклоняется (V). Для повышения эффективности воздушной завесы возможна установка нескольких каналов с щелями. Кроме того, для более плавного (ламинарного) обтекания крыльев, возможно регулирование скорости и направления истечения (угла) сжатого воздуха в зависимости от скорости движения самолета. (Фиг. 5)5) In cruise mode, the wing air curtain system is activated. Compressed air from the engine compressor 11 is supplied to the channels with slots 15 in the upper and lower surfaces of the front fairings 3. The oncoming air flow (V2) interacting with a high-speed flat jet of compressed air (V 1 ) flowing from the slots of the channel 15 is decelerated and deflected (V ). To increase the efficiency of the air curtain, it is possible to install several channels with slots. In addition, for a smoother (laminar) flow around the wings, it is possible to control the speed and direction of the outflow (angle) of compressed air depending on the speed of the aircraft. (Fig. 5)

Вертикальная посадка осуществляется следующим образом:Vertical landing is carried out as follows:

1) При приближении к месту посадки моторы 9 поворотом валов 10 синхронно наклоняют крылья 2 на одинаковый угол назад. Образующаяся горизонтальная составляющая (Fr) подъемной силы (Fy) будет направлена в противоположную сторону движения самолета и следовательно снижать его скорость.1) When approaching the landing site, the motors 9 rotate the shafts 10 synchronously tilt the wings 2 at the same angle back. The resulting horizontal component (F r ) of the lifting force (F y ) will be directed in the opposite direction of the aircraft's movement and, consequently, reduce its speed.

Таким образом, будет происходить торможение самолета в воздухе до его полной остановки.Thus, the aircraft will decelerate in the air until it comes to a complete stop.

2) Плавное уменьшение оборотов двигателя позволяет осуществить вертикальную посадку.2) A smooth decrease in engine speed allows for a vertical landing.

Во время работы двигателей выхлопные газы из выхлопных патрубков направляются вверх по газоходам в смесительную камеру 17 в которую из сопловых аппаратов 16 истекает высокоскоростной поток сжатого воздуха поступающего от компрессора двигателя. При прохождении скоростного потока воздуха через смесительную камеру 17 в ней создается пониженное давление, что вызывает подсос атмосферного воздуха. Таким образом, в камере смешения выхлопные газы, атмосферный воздух и скоростной поток сжатого воздуха объединяются и формируют смешанный поток. В процессе теплообмена в смешанном потоке между высокотемпературными выхлопными газами с атмосферным воздухом и сжатым воздухом, температура которых во много раз ниже, происходит значительное снижение температуры выхлопных газов. Из смесительной камеры 17 поток расширяясь попадает в выхлопной канал 18 и удаляется наружу. При движении самолета в выхлопном канале 18 происходит охлаждение смешанного потока при смешении с набегающим воздушным потоком. Кроме того, охлаждение смешанного потока в выхлопном канале 18 осуществляется протекающим воздухом между стенками выхлопного канала и теплоизолирующего экрана 19. (Фиг. 6, Фиг. 7).During the operation of the engines, the exhaust gases from the exhaust pipes are directed upward through the gas ducts into the mixing chamber 17, into which a high-speed stream of compressed air coming from the engine compressor flows out of the nozzle devices 16. When a high-speed air flow passes through the mixing chamber 17, a reduced pressure is created in it, which causes atmospheric air leakage. Thus, in the mixing chamber, the exhaust gases, atmospheric air and high-speed compressed air flow are combined and form a mixed flow. In the process of heat exchange in a mixed flow between high-temperature exhaust gases with atmospheric air and compressed air, the temperature of which is many times lower, a significant decrease in the temperature of the exhaust gases occurs. From the mixing chamber 17, the expanding flow enters the exhaust channel 18 and is removed outside. When the aircraft moves in the exhaust channel 18, the mixed flow is cooled when mixed with the oncoming air flow. In addition, the cooling of the mixed flow in the exhaust channel 18 is carried out by the flowing air between the walls of the exhaust channel and the heat shield 19. (Fig. 6, Fig. 7).

На всех режимах полета используется система струйного (реактивного) управления. Сопловые аппараты системы струйного управления установлены в носовой, хвостовой части фюзеляжа и в обтекателях крыльев.In all flight modes, a jet (jet) control system is used. Nozzle devices of the jet control system are installed in the nose and tail sections of the fuselage and in the wing fairings.

Таким образом, при расположении в воздушном потоке вентиляторов крыльев, передней кромкой друг к другу, параллельно и симметрично относительно продольной оси самолета векторная сумма сил лобового сопротивления становится равной нулю.Thus, when the wing fans are located in the air flow, with the leading edge to each other, parallel and symmetrical with respect to the longitudinal axis of the aircraft, the vector sum of the drag forces becomes equal to zero.

Это дает возможность применять аэродинамические профили с наибольшим коэффициентом подъемной силы (Су) без учета их коэффициента лобового сопротивления (Сх). Кроме этого, повысить коэффициент подъемной силы можно применением системы управления пограничным слоем.This makes it possible to use airfoils with the highest lift coefficient (C y ) without taking into account their drag coefficient (C x ). In addition, the lift coefficient can be increased by using a boundary layer control system.

Реализация вышеперечисленных мероприятий, направленных на повышение коэффициента подъемной силы, позволяет значительно увеличить подъемную силу (при прочих равных условиях) при минимальных энергозатратах и, следовательно, повысить грузоподъемность самолета.The implementation of the above measures aimed at increasing the lift coefficient makes it possible to significantly increase the lift (ceteris paribus) with minimal energy consumption and, consequently, increase the aircraft's carrying capacity.

Расположение крыльев вдоль по бокам фюзеляжа значительно снижает лобовое сопротивление крыльев набегающему воздушному потоку при движении самолета, повышая тем самым его экономичность.The location of the wings along the sides of the fuselage significantly reduces the drag of the wings to the oncoming air flow when the aircraft is moving, thereby increasing its efficiency.

Установка крыльев в обтекатели и воздушной завесой скоростным плоским потоком сжатого воздуха, направленного вверх и вниз от обтекателя, значительно снижает снос воздушного потока вентиляторов встречным потоком без дополнительных энергозатрат, что повышает экономичность и грузоподъемность летательного аппарата.Installing the wings in fairings and an air curtain with a high-speed flat flow of compressed air directed up and down from the fairing significantly reduces the drift of the air flow of the fans by the oncoming flow without additional energy consumption, which increases the efficiency and carrying capacity of the aircraft.

Повышение грузоподъемности и экономичности самолета дает возможность значительного усиления бронирования фюзеляжа и остекления кабины экипажа до уровня выдерживающего прямые попадания бронебойных пуль стрелкового оружия, крупнокалиберного стрелкового оружия, снарядов малокалиберной зенитной артиллерии. Размещение основных элементов несущей системы, таких как, вентиляторы, редукторы, трансмиссия, двигатели в бронированном фюзеляже значительно повышает боевую живучесть самолета. Повышение живучести самолета позволяет выполнять боевые задачи на предельно малых высотах под огневым воздействием противника.An increase in the carrying capacity and efficiency of the aircraft makes it possible to significantly strengthen the fuselage armor and cockpit glazing to the level that can withstand direct hits from armor-piercing bullets of small arms, large-caliber small arms, and small-caliber anti-aircraft artillery shells. Placing the main elements of the carrier system, such as fans, gearboxes, transmission, engines in the armored fuselage, significantly increases the combat survivability of the aircraft. Increasing the survivability of the aircraft makes it possible to perform combat missions at extremely low altitudes under enemy fire.

Применение несущей системы, в которой подъемная сила создается обтеканием воздушным потоком вентиляторов, крыльев неподвижно установленных вдоль фюзеляжа многократно снижает радиолокационную заметность самолета.The use of a carrier system in which the lifting force is created by the air flow around the fans, the wings fixedly installed along the fuselage, reduces the radar visibility of the aircraft many times over.

Смешение выхлопных газов с атмосферным воздухом приводят к значительному снижению температуры выхлопных газов, что существенно уменьшает заметность самолета в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах излучения. Снижению тепловой сигнатуры самолета способствует размещение двигателей, главного редуктора, редукторов внутри фюзеляжа самолета.The mixture of exhaust gases with atmospheric air leads to a significant decrease in the temperature of the exhaust gases, which significantly reduces the visibility of the aircraft in the infrared and ultraviolet radiation ranges. The reduction of the thermal signature of the aircraft is facilitated by the placement of engines, the main gearbox, gearboxes inside the aircraft fuselage.

Применение несущей системы с неподвижными крыльями, вентиляторами установленными в каналах фюзеляжа, смешение выхлопных газов в ЭВУ, размещение двигателей и трансмиссии внутри фюзеляжа снижают производимый самолетом шум.The use of a carrier system with fixed wings, fans installed in the channels of the fuselage, mixing of exhaust gases in the EED, placement of engines and transmissions inside the fuselage reduce the noise produced by the aircraft.

Из вышеизложенного следует, что применяемая новая несущая система и комплекс мер направленных на снижение демаскирующих факторов значительно повышает уровень малозаметности самолета.From the foregoing, it follows that the new carrier system used and a set of measures aimed at reducing unmasking factors significantly increase the level of aircraft stealth.

Соединение крыльев с валами моторов выполненными с возможностью поворота крыльев относительно оси валов таким образом, что в одном из положений крылья наклонены вперед, а в другом положении назад, дают возможность самолету осуществлять вертикальный взлет и посадку, висение, движение вперед и назад, а также торможение до полной остановки.The connection of the wings with the motor shafts made with the possibility of turning the wings relative to the axis of the shafts in such a way that in one of the positions the wings are tilted forward, and in the other position back, enable the aircraft to perform vertical takeoff and landing, hover, move forward and backward, as well as braking to a complete stop.

Применении струйных рулей позволяют самолету перемещаться боком, выполнять вращения вокруг вертикальной оси, парировать внешние воздействия, а также управление по тангажу, рысканию и крену на всех режимах полета. Повышение управляемости и маневренности, небольшие размеры, дают возможность применения самолета, в том числе, в городских уличных боях.The use of jet rudders allows the aircraft to move sideways, perform rotations around a vertical axis, parry external influences, as well as control pitch, yaw and roll in all flight modes. Increased controllability and maneuverability, small size, make it possible to use the aircraft, including in urban street battles.

Комплекс системы управляемого ракетного оружия включающий некоторые устройства и системы бортового радиоэлектронного оборудования (РЛС, обзорно-прицельная станция обнаружения и распознавания объектов, захвата и автосопровождения и т.д.), выполненные с возможностью выдвижения вверх на необходимую высоту и устройство вертикального пуска обеспечивают обстрел цели (наземной, воздушной) по любым направлениям с места и на ходу, без изменения положения самолета в пространстве. Кроме того, возможен обстрел цели из-за препятствий (здание, неровность рельефа, деревья и т.д.) без выхода на линию огня. Живучесть, малозаметность, маневренность, всеракурсность применения оружия самолета позволяют выполнять боевые задачи на предельно малых высотах непосредственно над позициями противника и в глубине его обороны, что повышает боевую эффективность.The complex of the guided missile weapon system, including some devices and systems of on-board electronic equipment (radar, surveillance and sighting station for detecting and recognizing objects, capturing and auto-tracking, etc.), made with the possibility of moving up to the required height and a vertical launch device provide shelling of the target (ground, air) in any direction from a standstill and on the move, without changing the position of the aircraft in space. In addition, it is possible to shell a target due to obstacles (building, uneven terrain, trees, etc.) without entering the line of fire. Survivability, stealth, maneuverability, all-round use of aircraft weapons make it possible to perform combat missions at extremely low altitudes directly above enemy positions and in the depths of his defense, which increases combat effectiveness.

Claims (17)

1. Самолет вертикального взлета и посадки, содержащий в себе:1. A VTOL aircraft, containing: фюзеляж (1), имеющий носовую часть, хвостовую часть и среднюю часть, расположенную между ними,fuselage (1) having a nose, a tail and a middle part located between them, по меньшей мере, один киль (5), расположенный в хвостовой части фюзеляжа (1),at least one keel (5) located in the rear fuselage (1), по меньшей мере, один газотурбинный двигатель (11) с приводным валом (12), расположенный в хвостовой части фюзеляжа,at least one gas turbine engine (11) with a drive shaft (12) located in the rear fuselage, вентиляторы (4), установленные в средней части фюзеляжа (1) таким образом, что имеют возможность создавать поток текучей среды из отверстия в верхней части фюзеляжа в направлении от фюзеляжа в стороны,fans (4) installed in the middle part of the fuselage (1) in such a way that they are able to create a fluid flow from the hole in the upper part of the fuselage in the direction from the fuselage to the sides, приводной вал (12), кинематически соединенный с осями вентиляторов через главный редуктор (13), и, по меньшей мере, один редуктор (8),drive shaft (12), kinematically connected to the axes of the fans through the main gearbox (13), and at least one gearbox (8), крылья (2), выполненные таким образом, что подъемная сила создается потоком текучей среды в направлении от фюзеляжа в стороны,wings (2) made in such a way that the lifting force is created by the fluid flow in the direction from the fuselage to the sides, крылья (2), соединенные с валами (10) моторов (9),wings (2) connected to shafts (10) of motors (9), моторы (9), выполненные с возможностью поворачивать крылья (2) относительно оси валов (10) таким образом, что в одном из положений крылья наклонены вперед, а в другом из положений наклонены назад,motors (9) made with the ability to rotate the wings (2) relative to the axis of the shafts (10) in such a way that in one of the positions the wings are tilted forward, and in the other of the positions they are tilted back, экранно-выхлопное устройство, выполненное с возможностью снижения температуры выхлопных газов смешением с атмосферным воздухом, поступающим в смесительную камеру (17) за счет создания в ней области пониженного давления прохождением скоростного потока сжатого воздуха, истекающего из сопловых аппаратов (16), и смешением в выхлопном канале (18) смешанного потока с набегающим воздушным потоком,a screen-exhaust device designed to reduce the temperature of the exhaust gases by mixing with atmospheric air entering the mixing chamber (17) by creating a low-pressure area in it by passing a high-speed flow of compressed air flowing from the nozzle devices (16) and mixing in the exhaust channel (18) of mixed flow with oncoming air flow, устройства бортового радиоэлектронного оборудования 23, выполненные с возможностью выдвижения вертикально вверх,on-board electronic equipment devices 23, made with the possibility of extension vertically upwards, по меньшей мере, один модуль устройства вертикального пуска 21 с ячейками транспортно-пускового контейнера управляемого ракетного оружия 22, расположенный в средней части фюзеляжа 1,at least one module of the vertical launch device 21 with cells of the transport and launch container of guided missile weapons 22, located in the middle part of the fuselage 1, обтекатели (3), с выполненными в них каналами со щелью (15) таким образом, что имеют возможность создавать поток текучей среды в направлении вверх и вниз от обтекателя,fairings (3), with channels made in them with a slot (15) in such a way that they are able to create a fluid flow in the direction up and down from the fairing, сопла, в обтекателях (3), в носовой и хвостовой части фюзеляжа (1), выполненные с возможностью управления по тангажу, рысканию и крену на всех режимах полета.nozzles, in fairings (3), in the nose and tail of the fuselage (1), made with the ability to control pitch, yaw and roll in all flight modes. 2. Самолет по п. 1, характеризующийся тем, что в нем двигатель (11) выполнен турбовальным.2. The aircraft according to claim 1, characterized in that the engine (11) in it is made of a turboshaft. 3. Самолет по п. 1, характеризующийся тем, что в нем выхлопной канал (18) закрыт теплоизолирующим экраном (19), выполненным таким образом, что между ними образован воздушный зазор.3. The aircraft according to claim 1, characterized in that the exhaust channel (18) in it is closed with a heat-insulating screen (19) made in such a way that an air gap is formed between them. 4. Самолет по п. 1, характеризующийся тем, что он снабжен двумя килями (5), расположенными вертикально на расстоянии друг от друга в хвостовой части фюзеляжа (1).4. The aircraft according to claim. 1, characterized in that it is equipped with two keels (5) located vertically at a distance from each other in the rear fuselage (1).
RU2022121486A 2022-08-05 Vtol aircraft RU2788231C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2788231C1 true RU2788231C1 (en) 2023-01-17

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116714401A (en) * 2023-04-28 2023-09-08 重庆中岳航空航天装备智能制造有限公司 A vertical take-off and landing flying car

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4125232A (en) * 1976-11-02 1978-11-14 Maclean Ewen M Vertical take-off and landing (VTOL) aircraft with fixed horizontal variable-pitched rotors
DE3735918A1 (en) * 1987-10-23 1988-09-15 Harry Sindermann Flap system
WO1992001603A1 (en) * 1990-07-25 1992-02-06 Sadleir Vtol Aircraft Co. Pty. Ltd. Thrust unit for vtol aircraft
RU2174484C2 (en) * 1999-06-29 2001-10-10 Безруков Юрий Иванович Vertical take-off and landing aircraft - disk-type flying vehicle
RU2752276C1 (en) * 2021-02-02 2021-07-26 Альберт Георгиевич Битуев Vertical take-off and landing aircraft

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4125232A (en) * 1976-11-02 1978-11-14 Maclean Ewen M Vertical take-off and landing (VTOL) aircraft with fixed horizontal variable-pitched rotors
DE3735918A1 (en) * 1987-10-23 1988-09-15 Harry Sindermann Flap system
WO1992001603A1 (en) * 1990-07-25 1992-02-06 Sadleir Vtol Aircraft Co. Pty. Ltd. Thrust unit for vtol aircraft
RU2174484C2 (en) * 1999-06-29 2001-10-10 Безруков Юрий Иванович Vertical take-off and landing aircraft - disk-type flying vehicle
RU2752276C1 (en) * 2021-02-02 2021-07-26 Альберт Георгиевич Битуев Vertical take-off and landing aircraft

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116714401A (en) * 2023-04-28 2023-09-08 重庆中岳航空航天装备智能制造有限公司 A vertical take-off and landing flying car

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7849778B1 (en) Air-based vertical launch ballistic missile defense
US20220169396A1 (en) Efficient low-noise aircraft propulsion system
CN107472509A (en) A kind of stealthy unmanned plane of Flying-wing
RU2684160C1 (en) Deck-based aircraft unmanned anti-submarine complex (dauac)
CN110065634A (en) Unmanned flight robot based on the cold power-assisted transmitting of compressed gas
RU2599270C2 (en) Cruise missile-surface effect craft (cmsec)
RU2708782C1 (en) Unmanned aircraft-helicopter-missile carrier
RU2788231C1 (en) Vtol aircraft
CN110567326B (en) Fixed wing-rotor wing composite unmanned aerial vehicle
Paszko Infrared signature suppression systems in modern military helicopters
RU2768999C1 (en) Coastal air-rocket reusable autonomous complex
RU2749162C1 (en) Anti-ship aircraft strike complex
US20190359330A1 (en) Airborne space anti-missile system
RU2753779C1 (en) Ship and aircraft missile-striking system
CN217969933U (en) Omnidirectional bullet rack for scouting and beating airplane
RU188791U1 (en) IMPACT MULTICOPTER
RU2064655C1 (en) Aerodynamic canard configuration guides missile
RU2754277C1 (en) Unmanned aerial vehicle
RU2309087C2 (en) Missile carrier "vityaz" for horizontal takeoff without takeoff run at low-temperature gliding in atmosphere and soft landing
Piancastelli et al. Technical effectiveness considerations on the replacement of missiles with interceptor UAVs
RU2837930C1 (en) Anti-aircraft guided missile
RU2743262C1 (en) Air ballistic attack system
CN115031583A (en) Missile interception method based on unmanned aerial vehicle launching networking
RU2843705C1 (en) Ship-based unmanned anti-submarine system
RU2851760C1 (en) Low-visibility strike uav as part of ground complex and method of its application