Вентиліт

Вентиліт, літальний апарат вертикального злету і посадки, що містить у собі газотурбінні двигуни, газоводи, турбовентиляторні агрегати у каналі, решітки на вході у канал, фюзеляж, повітряні Винахід належить до авіації, до літальних апаратів вертикального злету та посадки (ЛВЗП) і може бути використаний для транспортування пасажирів та вантажів у райони, що не мають аеродромів, а також для здійснення аварійнорятувальних робіт ВІДОМІ ЛВЗП із підйомно-маршевими двигунами та із складеними силовими установками AV-8 США, "Характер" Великобританії, ЯК-38 і ЯК-141 Роси та ІНШІ Із загальних недоліків відомих типів ЛВЗП особливо слід ВІДМІТИТИ наявність перехідних режимів польоту, недостатнє корисне навантаження, складність керування при злеті і посадці Наявність перехідних режимів польоту, що застосовуються для переведення літака після вертикального злету або висіння на горизонтальний політ і, навпаки, з горизонтального польоту на режим вертикальної посадки, значно ускладнюють конструкцію літального апарата і вимагають його значного тягоозброєння ВІДОМІ ПОЗИТИВНІ ЯКОСТІ системи СПІВВІСЬНИХ гвинтів, що застосовуються на гелікоптерах Роси конструкції Камова Прототипом винаходу є розвідувальний та зв'язковий ЛВЗП армійської авіації США XV-5A "Райан" з двома газотурбінними двигунами J-85 та пристроями для підсилення тяги у вигляді трьох турбовентиляторних агрегатів /ТВА/ Двигуни цього літака у звичайному польоті створюють горизонтальну тягу, а під гальма, вертикальне і горизонтальне хвостове оперення, триколісне шасі, який відрізняється тим, що має СПІВВІСНІ турбовентиляторні агрегати у каналі, розташованому у середній частині фюзеляжу, що має овальну у плані форму, газоводи, які направлені від вихідних сопел газотурбінних двигунів, далі вздовж четвертин зовнішнього обводу каналу до вікон у СТІНЦІ каналу, при цьому площа перерізу входу у газовод не перевищує п'ятдесяти ВІДСОТКІВ площі вихідного сопла, решітки на вході у канал, що закріплені нерухомо і розташовані над лівою, за напрямком потоку повітря, половиною входу у канал із позитивним кутом атаки, над правою половиною входу у канал - із западиною, спрямованою назустріч потоку повітря час злету і посадки використовуються в якості газогенераторів для двох ТВА у крилі і одного ТВА у фюзеляжі ТВА представлені суцільними дисками із ЗОВНІШНІХ лопаток турбін і внутрішніх лопаток вентиляторів ТВА розміщені у каналах крила і фюзеляжа, що мають круглий перетин Система каналів, тобто газоводів, підводить гази від двигунів до лопаток турбін Над криловими ТВА знаходяться керовані заслінки, під ними-жалюзі Над фюзеляжним ТВА розміщені лопатки, під ним створки Гази до лопаток турбін підводяться тільки при відкриванні перепускних заслонок і тільки в режимах злету і посадки Діаметри каналів ТВА, і внаслідок цього створена ТВА вертикальна тяга, обмежені довжиною хорди крила те шириною фюзеляжа і дорівнюють, ВІДПОВІДНО, 1,982м і 0,915м ЛВЗП XV-5A має мале корисне навантаження 460кг, що складає, лише 6,7 ВІДСОТКІВ злетної ваги Будова системи каналів-газоводїв, їх протяг та наявність перепускних заслінок викликають витрати потужності, "гідравлічні витрати", які є наслідком тертя газів по стінках каналів-газоводів та повороту потоку газів від кожного двигуна ДВІЧІ ПІД прямим кутом Корування ЛВЗП XV-5A при злеті і посадці досить складне, бо для цього використовується цілий набір засобів керуючий ТВА у носовій частині фюзеляжа, його створки, жалюзі крилових ТВА і аеродинамічні рулі Бібліографічні О ^о ю 57049 дані Б А Пономарев "Настоящее и будущее авиационных двигятелеґ Воениздат М, 1982г с 190, В Ф Павленко "Самолеты вертикального взлета и посадки" Воениздат М, 1966г с 92-96, 135-141, 250-259, 339, Г В Зимин "Практическая аэродинамика и летательные аппараты" Воениздат М, 1969г с 234, М Н Пономарев "Авиация на пороге в космос" Воениздат М, 1971 г с 241 В основу винаходу поставлена задача вилучення перехідних режимів літального апарата і створення турбовентиляторними агрегатами, ТВА, вертикальної тяги при усіх режимах польоту шляхом надання фюзеляжу овальної у плані (форми, збільшення розміру каналу ТВА, розміщення у каналі СПІВВІСЬНИХ ТВА, підводу частин потоків газів двигунів до лопаток турбін ТВА при усіх режимах польоту, - забезпечити поліпшення контакту робочого органу, вентиліта і його ТВА, із середовищем, потоком газів із двигунів і потоком повітря Вентиліт, літальний апарат вертикального злету і посадки, ще містить у собі газотурбінні двигуни, газоводи, турбовентиляторні агрегати у каналі, решітки на вході у канал, фюзеляж, повітряні гальма, вертикальне і горизонтальне хвостове опірення, триколісне шасі зпднго винаходу має спіВВІСЬНІ турбовентилятори агрегати у каналі, розташованому у середній частині фюзеляжа," що мав овальну у плані форму, газоводи, які направлені від вихідних сопел газотурбінних двигунів, далі вздовж четвертин зовнішнього обводу канала до вікон у СТІНЦІ канапу, при цьому площа перерізу входу у газовод не перевищує п'ятидесяти ВІДСОТКІВ площі вихінного сопла, решітки на вході у канал, що закріплені нерухомо і розташовані над лівою, по напрямку потоку повітря, половиною входу у канал із позитивним кутом атаки, над правою половиною входу у канал із западиною, спрямованою назустріч потоку повітря Надання фюзеляжу овальної у плані форми збільшує ширину фюзеляжа, що дозволяє збільшити діаметр каналу і діаметр ТВА, внаслідок цього вертикальна тяга збільшується Розміщення каналу у фюзеляжі збільшує глибину канала, що дає змогу розмістити у цьому каналі два, при цьому СПІВВІСЬНІ, ТВА і це, в свою чергу, викликає збільшення вертикальної тяги Одночасно з цим, застосування СПІВВІСЬНИХ ТВА запобігає створенню гіроскопічного ефекту і цим сприяє усталеності літального апарата Відбір газоводами до половини потоків газів двигунів і ПІДВІД газів по лопаток турбін дозволяє одержувати постійну вертикальну тягу ТВА при усіх режимах польоту замість підйомної сили кпила, що призволить до вилучення перехідних режимів польоту і поліпшує керування при злеті і посадці Плавне обминання газоводами четвертин зовнішнього обводу каналу дозволяв скоротити довжину газоводів і зменшує гідравлічні витрати" Розміщення площин решіток над лівою та правою половиною входу у канал нерухомо із кутом атаки та із запалиною, з урахуванням напряму обертання лопаток вентилятора верхнього ТВА, збільшують об'єм забору повітря Таким чином, сукупність зазначених вище суттєвих ознак призводить до одержання технічного результату - поліпшення контакту робочого органа, вентиліта і його ТВА із середовищем, потоками газів і потоком повітря Завдяки цьому вирішується задача винаходу, вилучаються перехідні режими польоту і створюється постійна вертикальна тяга при усіх режимах польоту Одночасно з цим стає можливим вирішення практичних завдань конструювання, збільшення корисного навантаження і поліпшення керування вентилі том у режимах злету та посадки Перелік фігур креслення На Фіг 1 зображено вид вентилятора зверху На фіг 2 - вид вентиліта збоку На фіг 3 - вид вентиліта спереду Заради ЧІТКОСТІ креслення висота фюзеляжа, /без урахування висоти вертикального хвостового опірення/, а також висота решіток збільшені Решітки лівої та правої половини входу у канал зроблені різновисокими не позначені цифрами хвостове опірення і шасі Фюзеляж І вентиліта має овальну у плані форму, його конструкція складається з силового набору лонжеронів 2, шпангоутів, інших лонжеронів і деталей Заради покращання обтікання вентиліта різниця між довжиною і максимальною шириною фюзеляжа І повинна бути якомога більшою У середній частині Фюзеляжа І знаходиться канал З круглого перетину По бічним сторонам фюзеляжа І, на протилежних сторонах від центру канала З закріплені газотурбінні двигуни 4 Ними можуть бути турбореактивні двигуни одноконтурні із вісьовими компресорами, а також двохконтурні із зміщенням потоків контурів у вихідних соплах До вихідних сопел двигунів 4 приєднані газоводи 5 із вхідним перетином кожного з них, що дорівнює до пятидесяти ВІДСОТКІВ від площі перетину вихідного сопла двигуна 4 Газоводи 5 обходять четвертини зовнішнього обводу каналу 3 і закінчуються вікнами 6 у СТІНЦІ каналу З У каналі 3 на віст 7 знаходяться верхній і нижній СПІВВІСЬНІ ТВА, які представляють собою суцільні диски, що об'єднують ЗОВНІШНІ лопатки турбін 8 із внутрішніми лопатками вентиляторів 9 КІНЦІ ВІСІ 7 закріплені у лонжеронах 2 Над входом у канал 3 зліва і справа, відносно напрямку повітря, від лонжерона 2 закріплені нерухомо площини решіток 10 Площини решіток 10, що розміщені зліва, мають позитивний кут атаки, а решітки 10 розміщені справа мають западину, яка спрямована назустріч потоку повітря По бічних сторонах хвостової частини фюзеляжа І розміщені повітряні гальма 11, що мають можливість відхилятися назустріч потоку повітря Вентиліт має також вертикальне і горизонтальне хвостове опірення і триколісне шасі, устрій яких принципово не відрізняється від устрою опірення і шасі, що застосовуються на сучасних літаках Зліт вентиліта починається із запуску двигунів 4 і наступного збільшення їх обертів При цьому, до половини потоку газів із вихідних сопел двигунів 4 по газоводах 5 і далі через вікна 6 надходить у канал 3 до лопаток турбін 8 В результаті тиску газів на лопатки турбін 8 виникає крутячий момент, який передається за допомогою диска лопаткам вентиляторів 9 Потік повітря, що надходить до входу у канал 3, захоплюється лопатками вентиляторів 9 спочатку верхнього, потім нижнього ТВА, які обертаються навколо ВІСІ 7 Внаслідок цього створюється різниш тисків на вході у канал 3 і на виході із каналу 3, в результаті якої виникає вертикальна тяга Ру Одночасно із цим за рахунок виходу газів із вільних 57049 від входів у газоводи 5 частин вихідних сопел двигунів 4 створюється горизонтальна тяга Рг При цьому, Ру і Рг створюються складанням двох складових сил р =Р + Р Гу ГуВ т Гун де РуВ - вертикальна тяга верхнього ТВА, де Рун вертикальна тяга нижнього ТВА, >г~ ггл""" г г п де, Р л - горизонтальна тяга лівого двигуна 4, де Ргп горизонтальна тяга правого двигуна, 4 В кінцевому підсумку, на створення Р у також як і на створення Р г витрачається потужність одного із двох наявних двигунів 4 Вентиліт в результаті перевищення Py>G де G злітна вага вентиліта здійснює відрив від поверхні землі і набирає висоту по напрямку де R - результуючий вектор, Р - вектор вертикальної тяги, Горизонтальний політ вентиліта здійснюється за рахунок відомого співвідношення сил P y >G і P r >Q де Q- сила опору повітря Посадка вентиліта починається із зниження, яке забезпечується зменшенням обертів двигунів 4, внаслідок чого Р у стає меншою, ніж G тобто P y Р у і Р г > Q, внаслідок цього вентиліт здійснює вертикальну посадку Наявність постійно діючої сили Р у обумовлює переважно горизонтальне положення поздовжньої ВІСІ вентиліта при усіх режимах польоту Таке положення літального апарата у режимах польоту спрощує керування ним і підвищує безпечність польоту Рг - вектор горизонтальної тяги Комп'ютерна верстка Е Ярославцева Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна