подъемно-балансировочное устройство самолета вертикального взлета и посадки

Формула изобретения

Подъемно-балансировочное устройство самолета вертикального взлета и посадки, включающее винт, установленный на жесткости фюзеляжа, кольцевой канал, закрытый с двух сторон отклоняющимися створками, и привод, отличающееся тем, что в хвостовой части фюзеляжа и вертикальном оперении расположены левые и правые створки, жестко соединенные с осями вращения, при этом оси вращения в передней части устройства шарнирно установлены в ободе кольцевого канала и шпангоуте, а в задней части - только в ободе, причем каждая из осей вращения со стороны шпангоута жестко соединена с качалкой, а сама качалка у нижней левой и правой створок шарнирно соединена с управляющим цилиндром, закрепленным на вертикальной жесткости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к авиационной технике, к средствам, обеспечивающим балансировку и создание дополнительной подъемной силы самолета вертикального взлета и посадки.

Известна конструкция самолета XV-5A [1], где для создания вертикальной силы использованы три подъемные вентиляторные силовые установки. Две из которых размещены в крыле со створками отклонения вектора тяги, а одна - в носовой части фюзеляжа, причем последняя на крейсерском режиме полета закрыта двумя фюзеляжными створками.

Недостатком подъемно-балансировочного устройства в данном случае является то, что оно не имеет возможности отклонять вектор тяги и, соответственно, более разнообразно влиять на балансировку летательного аппарата (ЛА), особенно при переходном режиме полета - от вертикального к горизонтальному. Другим недостатком является использование определенного объема фюзеляжа под устройство. Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является подъемно-балансировочное устройство самолета вертикального ультракороткого взлета и посадки [2] . Особенностью его является то, что оно расположено в носовой части фюзеляжа на внутреннем пилоне, над шассийным отсеком. Вентилятор имеет механический привод от основных двигателей самолета. Сверху устройство закрыто, на крейсерском режиме полета жалюзями, а снизу - поворотными лопатками, способными изменять угол установки с помощью параллелограммного механизма.

Недостатком данной конструкции является то, что она размещена в носовой части фюзеляжа и занимает его полезный объем. Другой недостаток состоит в размещении вентилятора в зоне носовой стойки шасси. Чтобы не снизить эффективность подъемно-балансировочного устройства, носовая стойка должна быть убрана после достижения скорости, необходимой для горизонтального полета. При этом выпущенная стойка создает дополнительное сопротивление разгону.

Изобретение направлено на увеличение надежности и эффективности подъемно-балансировочного устройства, а также на увеличение полезного объема ЛА.

Увеличение надежности повышает общий ресурс конструкции, а повышение эффективности ведет к уменьшению потребной мощности привода. Увеличение полезного объема при одних и тех же габаритах способствует более рациональному размещению оборудования, снаряжения, грузов.

Это достигается тем, что подъемно-балансировочное устройство самолета вертикального взлета и посадки, включающее винт, установленный на жесткости фюзеляжа, кольцевой канал, закрытый с двух сторон отклоняющимися створками, и привод, размещено в хвостовой части фюзеляжа и вертикальном оперении, включает левые и правые створки, жестко соединенные с осями вращения, при этом оси вращения в передней части устройства шарнирно установлены в ободе кольцевого канала и шпангоуте, а в задней части - только в ободе, причем каждая из осей вращения со стороны шпангоута жестко соединена с качалкой, а сама качалка у нижней левой и правой створок, через промежуточную тягу, шарнирно соединена с управляющим цилиндром, закрепленным на вертикальной жесткости.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен вид сбоку самолета вертикального взлета и посадки с выпущенным в рабочее положение несущим винтом; на фиг. 2 изображена хвостовая часть самолета вертикального взлета и посадки; на фиг. 3 изображено сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 дан узел II на фиг. 6 для крейсерского режима полета (створки кольцевого канала закрыты); на фиг. 5 - узел II на фиг. 6 (ЛА на режиме вертикального взлета или посадки); среднее положение створки (показано сплошными линиями) для балансировки ЛА и получения вертикальной силы, а пунктирными линиями показано положение створки для создания балансировочной горизонтальной силы; на фиг. 6 показан узел I на фиг. 3; на фиг. 7 - узел III на фиг. 2; на фиг. 8 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 9 - узел IV на фиг. 8; на фиг. 10 - сечение В-В на фиг. 9.

Подъемно-балансировочное устройство самолета вертикального взлета и посадки (СВВП) размещено в хвостовой части фюзеляжа 1 СВВП 2, включает четырехлопастной винт 3, установленный на оси 4 в цапфах 5, размещенных на жесткостях 6 обода 7 кольцевого канала 8 устройства. На оси 4 установлен конический редуктор 9, механически связанный валом вращения 10 через понижающий редуктор 11 с хвостовым двигателем 12 устройства. На шпангоуте 13 фюзеляжа установлен гидроцилиндр 14, шарнирно связанный с жесткой промежуточной тягой 15. Последняя, в свою очередь, шарнирно соединена с качалкой 16, жестко установленной на оси вращения 17 нижней створки 18 кольцевого канала 8, и с жесткой толкающей тягой 19.

Кольцевой канал 8 на крейсерском режиме полета закрыт шестью левыми и шестью правыми створками 18, 20, 21, 22, 23, 24, жестко соединенными с осями вращения, которые в передней части устройства шарнирно установлены в ободе кольцевого канала и шпангоуте, а в задней части - только в ободе.

Подъемно-балансировочное устройство работает следующим образом. Самолет вертикального взлета и посадки (фиг.1), осуществляющий вертикальный взлет за счет несущего винта (убирающегося на крейсерском режиме полета в ниши крыла и фюзеляжа), для балансировки крутящего момента относительно вертикальной оси, оснащен подъемно-балансировочным устройством, расположенным в хвостовой части фюзеляжа 1. Хвостовой двигатель 12 винта через редуктор П (фиг.2), вал вращения 10 и редуктор 9 передает крутящий момент на ось 4 винта 3. На режиме вертикального взлета левые створки 18, 20, 21, 22, 23, 24 устройства развернуты на угол 90^o относительно вертикальной плоскости, а правые створки, имеющие соответственно аналогичные номера 18, 20, 21, 22, 23, 24 (фиг.6) устройства, составляют с этой плоскостью угол, меньший 90^o (фиг.5). При таком расположении правых створок подъемно-балансировочное устройство создает две силы - горизонтальную и вертикальную. Горизонтальная сила уравновешивает самолет относительно вертикальной оси, а вертикальная - относительно поперечной (горизонтальной) оси. Последним обеспечивается необходимая балансировка при различных вариантах размещения грузов и пассажиров. При этом вертикальная сила является составляющей общей подъемной силы самолета. Привод правых и левых створок осуществлен за счет двух гидроцилиндров 14, установленных на жесткостях шпангоута 13. При движении штока гидроцилиндра 14 вниз промежуточная тяга 15 (фиг.6, 5) разворачивает качалку 16 совместно с осью 17 и жестко установленной на ней створкой 18 на определенный угол. Ось вращения 17 шарнирно установлена с одной стороны в шпангоуте 13 и ободе 7 кольцевого канала, а с другой - в ободе 7 (фиг.7). При этом промежуточная тяга 15 единой осью вращения соединена с качалкой 16 и толкающей тягой 19 (фиг.7), поэтому промежуточная тяга 15 одновременно перемещает вниз толкающую тягу 19, которая в свою очередь разворачивает качалку створки 20 (а следовательно, и саму створку 20, установленную аналогично створке 18) и т.д. Таким образом, все шесть створок одновременно развернуты на один и тот же угол. Для левых створок этот угол составляет 90^o, а для правых - угол, необходимый для вертикального подъема и балансировки в двух плоскостях. Поток воздуха входит через открытые левые створки и направляется с необходимым углом выхода правыми.

В результате предложена конструкция подъемно-балансировочного устройства, обеспечивающего балансировку ЛА в двух плоскостях и одновременно создающего дополнительную вертикальную силу для вертикального подъема самолета.

Источники информации

1. К. Хафер. Техника вертикального взлета и посадки. - М.: "Мир", 1985, с.32.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству 1839153 А1, 30.12.93.