Літальний апарат вертикального зльоту-посадки (лавзп)

Реферат: Винахід належить до галузі авіації. Літальний апарат вертикального зльоту-посадки (ЛАВЗП) містить корпус, де розміщені кабіни для пілотів та пасажирів, силову установку, передні та задні паралельні канали з вбудованими перпендикулярно до їхньої осі гвинтами, поворотні лопатки на вхідних та вихідних перерізах каналів, обладнання. Повздовжні осі каналів та осі обертання гвинтів нахилені вперед від вертикалі на кут δ=33°÷37°. Гвинти розміщені таким чином, що площина обертання передніх гвинтів розташована нижче пілота та пасажирів передньої кабіни та вище пасажирів середньої кабіни, а площина обертання задніх гвинтів розміщена нижче пасажирів середньої кабіни. Винахід дозволяє підвищити надійності і безпеку ЛАВЗП, підвищити його швидкість польоту. UA 103651 C2 (12) UA 103651 C2 UA 103651 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до області авіації та може бути використаний в конструкції літальних апаратів вертикального зльоту-посадки (ЛАВЗП), як таких, що пілотуються так і безпілотних літальних апаратів(БПЛА). Відомий літальний апарат вертикального зльоту-посадки - скороченого зльоту-посадки (ЛАВЗП - СЗП) типу Су Т-58 (Т58ВД) [Полная энциклопедия мировой авиации. - изд. "Федоров", 1997. - c. 864]. Цей літак має маршовий двигун, що розміщений вздовж осі літака та вертикально встановлені в каналах злітні двигуни для забезпечення вертикального зльотупосадки. На вході та виході каналів встановлені поворотні стулки. Ці двигуни встановлені в середній частині літального апарата (ЛА) біля його центру мас з невеликим нахилом повздовжніх осей каналів та двигунів вперед від вертикалі на кут до 15°. Цей кут виконано для того, щоб при зльоті-посадці в режимі СЗП при розгоні з відривом носового колеса та під час відриву від землі самого ЛА, а також при посадці, при великих кутах атаки не виникала від'ємна горизонтальної складова сили в швидкісній системі координат від сили тяги злітних двигунів, а навпаки була б додатна складова. З цієї ж причини в проекті ЛАВЗП FW-300, який виконано за такою ж літаковою схемою, підйомні турбореактивні двигуни, що встановлені на кінцях крилових гондол, відхилені вперед від вертикалі на кут 12° [В.Ф.Павленко Самолеты вертикального взлета-посадки. Военное издательство Министерства обороны СССР, М.: 1966, с. 91]. Таким чином дані кути від 8°-15° зумовлені злітно-посадковими режимами, кутами атаки крила літака та задаються Нормами льотної придатності літака (НЛПЛ). При вертикальних зльоті-посадці подібні ЛАВЗП спалюють до третини свого запасу палива та сильно пошкоджують злітну-посадкову смугу. Найбільш економічно в режимі зльоту-посадки та "висіння" працюють силові установки з вентиляторами-гвинтами великого діаметру в вертикальних каналах з поворотними лопатками на кінцях каналів для відхилення струменю в крейсерському польоті [В.Ф. Павленко Самолеты вертикального взлета-посадки. Военное издательство Министерства обороны СССР, М.: 1966, с. 93]. Струмені в таких ЛАВЗП не пошкоджують злітні майданчики та не можуть підпалити траву та інші предмети під собою. Відомі також ЛАВЗП, що мають форму легкового автомобіля. Наприклад, "літаючий автомобіль" Пясецького (прототип) [Janes, All the world aircraft, 2004-2005, P. 292, АВВП City Xoyk]. Це ЛАВЗП з підйомними вентиляторами (гвинтами), що встановлені в вертикальних каналах, які виконані в корпусі ЛА. Маючи таку форму, ЛАВЗП може злітати та сідати в важко доступних місцях. Для горизонтального польоту складова тяги створюється шляхом нахилу корпусу апарата вперед-вниз. При такому русі корпус ЛАВЗП не приймає участі у створенні підйомної сили, а навпаки, при виході на від'ємні кути атаки для горизонтального польоту, він створює в ній від'ємну складову. При збільшенні швидкості вказані втрати зростають. Тому аеродинамічна якість в вказаних ЛАВЗП невелика. Швидкість польоту в цих літальних апаратах також мала (до 160 км/год.). Площина обертання гвинтів проходить через баки ЛАВЗП та екіпаж (пасажирів), що знижує надійність ЛАВЗП та безпечність. В важких умовах польоту, на малій висоті, під час посадки, наприклад, при пожежі, потоки повітря піднімають з землі вверх предмети, і при цьому виникає небезпека потрапляння останніх під гвинт та руйнування гвинта, частини якого розлітаються в сторони в площині обертання гвинта. Вони можуть потрапити в пілотів і пасажирів, паливні баки. Ці проблеми характерні для прототипу. Окрім того, вхідні та вихідні перерізи передніх та задніх вентиляторів лежать в одній площині, що призводить до великої нерівномірності поля швидкостей потоків в горизонтальному польоті при збільшенні швидкості. Тому така конструкція не може забезпечити високу швидкість крейсерського польоту. Дальність польоту подібних ЛАВЗП досить мала. Задачею, на вирішення якої направлений винахід, є підвищення надійності і безпеки ЛАВЗП, підвищення швидкості польоту. Вирішення поставленої задачі вирішується тим, що в літальному апараті вертикального зльоту - посадки (ЛАВЗП), що містить корпус, де розміщені кабіни для пілотів та пасажирів, силову установку, передні та задні паралельні канали з вбудованими перпендикулярно до їхньої осі гвинтами, поворотні лопатки на вхідних та вихідних перетинах каналів, обладнання, повздовжні осі каналів та осі обертання гвинтів нахилені вперед від вертикалі на кут δ=33°÷37°, а гвинти розміщені таким чином, що площина обертання передніх гвинтів розташована нижче 1 UA 103651 C2 5 10 15 20 25 30 35 пілота та пасажирів передньої кабіни та вище пасажирів середньої кабіни, а площина обертання задніх гвинтів розміщена нижче пасажирів середньої кабіни. ЛАВЗП ілюструється кресленнями: На фіг. 1 - вигляд спереду. На фіг. 2 - вигляд зверху. На фіг. 3 - вигляд збоку з вертикальним перетином по А-А з фіг. 2. ЛАВЗП виконано за технологією "СТЕЛС". ЛАВЗП містить корпус 1 з передньою 2 на три людини та задньою 3 на шість чоловік кабінами, передній 4 і задній 5 повітряні канали з гвинтами-вентиляторами 6 в них. На вході та виході каналів 4 і 5 встановлені лопатки 7, що відхиляють потік. ЛАВЗП оснащено кермом направлення 8 та посадковими опорами 9. В районі гвинтів 6 канали мають круговий поперечний переріз, а ближче до входів і виходів вони заквадрачені. Силова установка 10 розташована в кормовій частині ЛАВЗП. Розподільчий вал від неї проходить вперед між каналами, над підлогою кабіни 3 і через відвідні вали з редукторами обертає гвинти 6 (не показано). В цьому ЛАВЗП люди, паливні баки та двигун розміщені поза площиною обертання гвинтів 6. Передні та задні гвинтові установки розміщені за двокаскадною схемою, тобто площини вхідних перетинів каналів силової установки зміщені за їх повздовжньою площиною. В даному технічному рішенні при потраплянні предметів в гвинт та руйнуванні гвинта автоматично також відключається робота гвинта, що розташований по діагоналі, а інші обидва починають працювати в надзвичайному режимі двигуна. В цьому режимі гвинтомоторна установка працює нетривалий час до здійснення аварійної посадки. В даному ЛАВЗП не лише вентилятори, але і корпус апарата, що виконаний за технологією "СТЕЛС", створює підйомну силу в горизонтальному польоті, яка збільшується при збільшенні швидкості польоту. Розроблена за двокаскадною схемою конструкція ЛАВЗП забезпечує створення значної додаткової підйомної сили в крейсерському польоті таким корпусом ЛА та швидкість до 500 км/год., що підтверджене дослідженнями в аеродинамічній трубі ДП "Антонов". Відносно невеликі втрати тяги двигунів при відхиленні струменів двигунів при вертикальному зльоті та в горизонтальному польоті забезпечують гарні льотно-технічні характеристики такого ЛАВЗП. Розроблений ЛАВЗП призначений для використання в важкодоступних для зльоту-посадки ЛА місцях. Наприклад, в утруднених обставинах міських кварталів, для доставки в тайзі пожежників, тобто в місцях, де неможлива посадка гвинтокрила, коли заважають дерева та інші предмети (наприклад, підняті при пожежі гілки та інше). Він призначений для Міністерства надзвичайних ситуацій та інших спецслужб (та виконаний за технологією "СТЕЛС"). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 Літальний апарат вертикального зльоту-посадки (ЛАВЗП), що містить корпус, де розміщені кабіни для пілотів та пасажирів, силову установку, передні та задні паралельні канали з вбудованими перпендикулярно до їхньої осі гвинтами, поворотні лопатки на вхідних та вихідних перерізах каналів, обладнання, який відрізняється тим, що повздовжні осі каналів та осі обертання гвинтів нахилені вперед від вертикалі на кут δ=33°÷37°, а гвинти розміщені таким чином, що площина обертання передніх гвинтів розташована нижче пілота та пасажирів передньої кабіни та вище пасажирів середньої кабіни, а площина обертання задніх гвинтів розміщена нижче пасажирів середньої кабіни. 2 UA 103651 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3