Літальний апарат біплан-моноплан

Реферат: UA 71998 U UA 71998 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до авіації й може бути використана у конструкції літальних апаратів (ЛА), у першу чергу у конструкції безпілотних літальних апаратів (БПЛА). Відомий БПЛА (заявка UА u2010 06812) зі скиданням шасі й з посадкою "на трос". Для поліпшення злітних характеристик у цьому БПЛА застосовано закрилок й колеса великого (перерозміреного) діаметра, що скидаються, на П-подібному візку-ресорі. Закрилок жорстко зв'язаний з візком шасі через поздовжні елементи й притискається через упори-ребра на злеті до крила. Після злету й набору висоти і швидкості візок скидається. При цьому закрилок, що є стабілізуючим й гальмуючим пристроєм, орієнтує візок шасі "колесами донизу" при падінні й удар об землю візка пом'якшується пневматиками та ресорою шасі. Це забезпечує збереження й багаторазове використання пристрою, що скидається. Але, як відомо, ефективний закрилок на злеті створює досить великий додатковий пікіруючий момент, обумовлений досить великим плечем додаткової підіймальної сили закрилка, для парирування якого потрібно ефективне горизонтальне оперення досить великих розмірів, що збільшує лобовий опір ЛА, знижує аеродинамічну якість. Відомий ЛА "біплан-моноплан" (прототип). Це винищувач В. Нікітіна "1С" [В.Б. Шавров "История конструкций самолетов в СССР. 1938-1955 гг.», М.: Машиностроение, 1978, с. 97]. На злеті-посадці він має конфігурацію "біплан". У повітрі нижнє крило складалося з переломом по борту та на піврозмаху. У крейсерському, бойовому режимі воно притискалося до фюзеляжу й верхнього крила. На землі при розрізі-пробігу бортова частина нижнього крила, що розкладалася, слугувала силовим елементом шасі ЛА. Така конструкція дала поліпшення злітно-посадкових характеристик винищувача. Але його конструкція й геометрія ускладнювалась, ставала важчою. І у небі ЛА програвав звичайним винищувачам-монопланам того часу. Технічною задачею, на яку спрямована корисна модель, є поліпшення льотно-технічних характеристик ЛА, підвищення аеродинамічної якості. Для вирішення цієї задачі у ЛА біпланімоноплані, який включає фюзеляж, оперення, двигун, верхнє крило, нижнє крило, що включає консольні і центропланну частини з обшивкою, виконану з металевої смуги ресорний П-подібний візок шасі, що скидається, хвостову опору шасі, горизонтальна частина ресорного П-подібного візка розширена у бік хвостової опори, а нижнє крило жорстко з'єднано з горизонтальною частиною ресорного П-подібного візка й виконано відокремлюваним разом з нею від літального апарата; горизонтальна частина вказаного ресорного П-подібного візка виготовлена як обшивка знизу центропланної частини нижнього крила, а кінцеві частини смуги ресорного П-подібного візка розділені по її довжині на передні й задні поздовжні елементи і консольні частини нижнього крила з'єднані з задніми поздовжніми елементами, а передні поздовжні елементи відігнуті вниз як ресори. Корисна модель ілюструється кресленнями. На фіг. 1 - вигляд ЛА спереду. На фіг. 2 - перетин А-А з фіг. 1 (збільшено). На фіг. 3 - вигляд ЛА знизу на зльоті. На фіг. 4 - крейсерська конфігурація ЛА. На фіг. 5 - на вигляд ЛА збоку показана невелика зміна його поздовжнього моменту (Yн.кр. I) від дії нижнього крила у варіанті з закрилком (у порівнянні з поздовжнім моментом від закрилка основного верхнього крила). На фіг. 6 - Схема кріплення елементів конструкції ЛА на ресорному П-подібному візку. БПЛА виконано за звичайною літаковою схемою (фіг. 1-5). Він включає основне верхнє крило 1, оперення 2, фюзеляж 3, шасі з основними колесами 4 й хвостовою опорою 5, гвинтомоторну установку 6, пристрій тросової посадки 7, обладнання 8. Колеса 4 шасі кріпляться на ресорному П-подібному візку 9, виготовленому зі смуги пружного металу. На ньому також закріплено жорстко додаткове нижнє крило 10. Ресорний П-подібний візок 9 вирізаний й вигнутий з пружної металевої смуги і виконаний міцнішим й ширшим у підфюзеляжній частині 11 і у районі кріплення центроплана нижнього крила. Це забезпечує стабільне "поперечне V" нижнього додаткового крила при злеті ЛА. На кінцях ця смуга звужується й розрізана вздовж на передній поздовжній елемент 12 й менш ширший задній поздовжній елемент 13. На гнучкіших пружних передніх поздовжніх елементах 12 закріплені колеса шасі. Посередині візка зверху жорстко встановлений стержень-фіксатор 14, який взаємодіє з замком (умовно не показаний) у фюзеляжі ЛА. З боків стержня-фіксатора 14 встановлені жорстко два нівелювальні штирі 15. Вони при установці входять у відповідні поглиблення у фюзеляжі крила, а стержень-фіксатор 14 встановлюється у замок ЛА до упору крила на фюзеляжі. Горизонтальна частина ресорного П-подібного візка шасі слугує й нижньою частиною обшивки 16 центроплана 17 нижнього крила і його силовим елементом, а консольні 1 UA 71998 U 5 10 15 20 частини 18 нижнього крила 10 з'єднані з задніми поздовжніми елементами 13, які відігнуті угору з боків ресорного П-подібного візка на невеликий кут для забезпечення позитивного поперечного "V" консолей цього крила. У смузі ресорного П-подібного візка 9 (фіг. 2) зроблені різьбові отвори потаємного кріплення 19 для з'єднання з ним обшивки 16. Консольні частини 18 нижнього крила 10 встановлені відносно центропланної його частини 17 під кутом 7° поперечного "V". Виготовлення обшивки нижнього крила з листа алюмінієвого сплаву дозволяє виготовити просту й легку його конструкцію і за необхідністю швидко підправити, підігнути для наступного польоту ЛА. Щілини у крилі від надрізів заклеюються плівкою. Головне навантаження на додаткове нижнє крило 10 - це вигинаючий момент Мх. У польоті цей момент сприймається верхньою горизонтальною частиною ресорного П-подібного візка 9 (фіг. 5). Після розбігу ЛА, злету та набору необхідної висоти та швидкості замок на ЛА відпускає стержень-фіксатор 14. При швидкості відриву ЛА від землі 60 км/ год. від'єднання пристрою здійснюється на швидкості 70 км/ год. й декількох метрів висоти. Відокремлювана частина ЛА фактично має конфігурацію "літальне крило", яке при скиданні через своє достатньо велике переднє центрування знижується до землі з крутим кутом глісади, й сильний перший удар о злітне поле сприймається колесами, цей удар демпфірується пневматиками й ресорами Пподібного візка. При падінні ресорного П-подібного візка крило 10 є гальмівним і стабілізуючим елементом. Дане технічне рішення дозволить поліпшити льотно-технічні характеристики ЛА, підвищити аеродинамічну якість. Це рішення у першу чергу можна застосувати для великих БПЛА. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 1. Літальний апарат біплан-моноплан, що включає фюзеляж, оперення, двигун, верхнє крило, нижнє крило, що включає консольні і центропланну частини з обшивкою, виконаний з металевої полоси ресорний П-подібний візок шасі, що скидається, хвостову опору шасі, який відрізняється тим, що горизонтальна частина вказаного ресорного П-подібного візка розширена у бік хвостової опори, а нижнє крило жорстко з'єднане з горизонтальною частиною вказаного ресорного П-подібного візка й виконане відокремлюваним разом з ним від літального апарата. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що горизонтальна частина вказаного ресорного Пподібного візка виконана як обшивка знизу центропланної частини нижнього крила. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що кінцеві частини смуги вказаного ресорного Пподібного візка розділені по її довжині на передні й задні поздовжні елементи, причому консольні частини нижнього крила з'єднані з задніми поздовжніми елементами, а передні поздовжні елементи відігнуті вниз як ресори. 2 UA 71998 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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