RU2656957C1 - Triple-screw convertiplane - Google Patents
Triple-screw convertiplane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656957C1 RU2656957C1 RU2017117759A RU2017117759A RU2656957C1 RU 2656957 C1 RU2656957 C1 RU 2656957C1 RU 2017117759 A RU2017117759 A RU 2017117759A RU 2017117759 A RU2017117759 A RU 2017117759A RU 2656957 C1 RU2656957 C1 RU 2656957C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flight
- aircraft
- helicopter
- wing
- thrust vector
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 4
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000566150 Pandion haliaetus Species 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C37/00—Convertible aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
- B64C29/0008—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded
- B64C29/0016—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers
- B64C29/0033—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers the propellers being tiltable relative to the fuselage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в конструкции многоцелевых конвертопланов.The invention relates to the field of aviation technology and can be used in the construction of multi-purpose convertiplanes.
Уровень техникиState of the art
Известен легкий палубный конвертоплан мод. «Белл Х-22А» (США), представляющий из себя самолет, выполненный по схеме моноплана с фюзеляжем типа «полумонокок» прямоугольного сечения, с четырьмя прямыми крыльями, расположенными по тандемной (продольной) схеме. Переднее крыло является среднерасположенным, заднее - высокорасположенным. Вертикальное оперение однокилевое, без руля направления. Роль заднего оперения играет заднее крыло. Движителями являются четыре воздушных винта в поворотных кольцевых обтекателях. Обтекатели имеют возможность разворота от вертикального положения (вертикальный взлет) к горизонтальному (крейсерский полет или взлет с разбегом). Полный возможный угол поворота кольцевых каналов равен 95°. Силовая установка - четыре турбовальных газотурбинных двигателя, расположенных попарно на заднем крыле и работающих на общую трансмиссию, которая через систему валов и редукторов приводит во вращение винты в кольцевых каналах. Управление осуществляется изменением шага винтов и отклонением рулевых поверхностей в потоке воздуха от винтов. В режиме зависания продольная стабилизация достигается изменением шага передних и задних винтов, а поперечное управление - изменением шага левой и правой групп винтов. (Ружицкий Е.И. Американские самолеты вертикального взлета. // Серия: Современная авиация / Е.И Ружицкий. - М.: Изд-во ACT, 2010. - 190 с.).Known for light deck tiltrotor mod. "Bell X-22A" (USA), which is an airplane made according to the monoplane layout with a half-monocoque fuselage of rectangular cross section, with four straight wings arranged in a tandem (longitudinal) pattern. The front wing is mid-positioned, the hind wing is highly located. The plumage is single-tail, without rudder. The role of the rear plumage is played by the hind wing. The propellers are four propellers in rotary annular cowls. Fairings have the ability to turn from a vertical position (vertical take-off) to horizontal (cruising or take-off take-off). The total possible angle of rotation of the annular channels is 95 °. The power plant consists of four turboshaft gas turbine engines located in pairs on the rear wing and working on a common transmission, which drives the screws in the annular channels through a system of shafts and gearboxes. The control is carried out by changing the pitch of the screws and the deviation of the steering surfaces in the air stream from the screws. In the hovering mode, longitudinal stabilization is achieved by changing the pitch of the front and rear screws, and lateral control - by changing the pitch of the left and right groups of screws. (Ruzhitsky E.I. American vertical take-off aircraft. // Series: Modern Aviation / E.I. Ruzhitsky. - M.: Publishing House ACT, 2010. - 190 p.).
Недостатком этого устройства является сложность реализации передачи вращательного момента от общей силовой установки к винтам и сложность технической реализации изменения шага винтов. Достоинством является компоновка, которая в режиме висения системой управления может рассматриваться как квадрокоптер.The disadvantage of this device is the complexity of the transmission of torque from the general power plant to the screws and the complexity of the technical implementation of the pitch change of the screws. An advantage is the layout, which in the hover mode, the control system can be considered as a quadrocopter.
Известен конвертоплан V-22 "Оспри" (США), представляющий собой моноплан, реализованный по схеме высокоплана с прямым крылом, с фюзеляжем типа «полумонокок», и винтами, соединенными через редуктор с двигателями, расположенными в поворотных мотогон долах на концах крыла. Хвостовое оперение двухкилевое. Угол поворота мотогондол составляет 110° (в гражданской модификации). С точки зрения системы управления, при вертикальном направлении вектора тяги данный конвертоплан может быть рассмотрен как двухвинтовой вертолет с поперечной схемой расположения винтов. (Bell Boeing V-22 Osprey The most in-demand aircraft with the United States Marine Corps. [Электронный ресурс]. - Режимдоступа: http://www.bellhelicopter.com/military/bell-boeing-v-22; V-22 OspreyTechnicalSpecifications. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.boeing.com/defense/v-22-osprey/#/capabilities).The Osprey V-22 tiltrotor (USA) is a known monoplane, which is a monoplane implemented according to the high-wing plan with a direct wing, with a half-monocoque fuselage, and screws connected via a gearbox to engines located in rotary motorcycle races at the wing ends. The tail is two-keel. The angle of rotation of the nacelles is 110 ° (in civilian modification). From the point of view of the control system, in the vertical direction of the thrust vector, this tiltrotor can be considered as a twin-rotor helicopter with a transverse arrangement of the screws. (Bell Boeing V-22 Osprey The most in-demand aircraft with the United States Marine Corps. [Electronic resource]. - Access mode: http://www.bellhelicopter.com/military/bell-boeing-v-22; V- 22 OspreyTechnicalSpecifications. [Electronic resource]. - Access mode: http://www.boeing.com/defense/v-22-osprey/#/capabilities).
Недостатком этого устройства является сложность стабилизации конвертоплана в момент переключения вектора тяги из вертикального полета в горизонтальный.The disadvantage of this device is the difficulty of stabilizing the tilt plane at the time of switching the thrust vector from vertical to horizontal flight.
Наиболее близким по технической сущности является конвертоплан с двигателями и винтами, установленными в поворотных мотогондолах на крыльях, с двухкилевым хвостовым оперением, BellBoeingV-22 Osprey, выполненный по схеме высокоплана с прямым крылом.The closest in technical essence is a tiltrotor with engines and propellers mounted in rotary engine nacelles on the wings, with a two-tail tail unit, the BellBoeingV-22 Osprey, made according to the high wing plan with a direct wing.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей является упрощение системы управления полетом и повышение надежности и безопасности полета во время перехода из вертолетного режима в самолетный.The objective is to simplify the flight control system and increase the reliability and safety of the flight during the transition from helicopter to airplane mode.
Это достигается тем, что в отличие от известных технических решений в систему добавляется третья силовая установка с вертикальным вектором тяги, которая используется для стабилизации конвертоплана во время вертолетного режима полета и перехода из вертолетного режима полета в самолетный. В режимах взлета, посадки, зависания и вертолетного режима с точки зрения системы управления конвертоплан можно рассматривать как трикоптер, а в режиме горизонтального полета, после отключения хвостового винта как двухвинтовой самолет.This is achieved by the fact that, in contrast to the well-known technical solutions, a third power plant with a vertical thrust vector is added to the system, which is used to stabilize the tilt plane during helicopter flight mode and transition from helicopter flight mode to airplane. In take-off, landing, hover and helicopter modes, from the point of view of the control system, the tiltrotor can be considered as a tricopter, and in the horizontal flight mode, after turning off the tail rotor as a twin-screw aircraft.
Поставленная задача достигается за счет трехвинтового конвертоплана, состоящего из фюзеляжа с прикрепленным к нему крылом по схеме высокоплана, с двухкилевым хвостовым оперением и размещенными на передней кромке крыла мотогондолами с двигателями, винтами и поворотным механизмом, позволяющим изменять вектор тяги на 110° относительно горизонта для изменения режимов полета от самолетного (крейсерского), при котором направление вектора тяги является горизонтальным и подъемная сила создается за счет работы профиля крыла, до вертолетного, при котором основное направление вектора тяги является вертикальным и подъемная сила создается за счет воздушной массы, отбрасываемой винтами. При том что имеется дополнительная силовая установка с горизонтальным расположением винта, размещенная в хвостовой части горизонтального килевого оперения и служащая для стабилизации летательного аппарата по тангажу в вертолетном режиме полета, управления направлением движения конвертоплана, а также снабженная поворотным механизмом, позволяющим отклонять вектор тяги в вертикальной плоскости для компенсации крутящего момента, создаваемого передними силовыми установками, и управления рысканьем летательного аппарата в вертолетном и переходных режимах полета.The task is achieved by a three-screw tiltrotor, consisting of a fuselage with a wing attached to it according to the plan of the high plan, with a two-tail tail and engine nacelles located on the front edge of the wing with engines, propellers and a rotary mechanism that allows you to change the thrust vector by 110 ° relative to the horizon to change flight modes from airplane (cruising), in which the direction of the thrust vector is horizontal and the lifting force is created due to the operation of the wing profile, to the helicopter, In which the main direction of the thrust vector is vertical and the lifting force is created due to the air mass thrown by the screws. While there is an additional power plant with a horizontal propeller located in the tail of the horizontal keel tail and used to stabilize the aircraft by pitch in helicopter flight mode, control the direction of movement of the tilt plane, and also equipped with a rotary mechanism that allows you to reject the thrust vector in a vertical plane to compensate for the torque generated by the front power plants and control the yaw of the aircraft in a helicopter and transient flight modes.
Описание чертежейDescription of drawings
На фиг. 1 представлена схема трехвинтового конвертоплана, вид сверху, с мотогондолами, развернутыми для работы в самолетном (крейсерском) режиме. На фиг. 2 представлена схема трехвинтового конвертоплана, вид сверху, с мотогондолами, развернутыми для работы в вертолетном режиме (взлет, посадка, зависание)In FIG. Figure 1 shows a three-screw tiltrotor plan view from above, with engine nacelles deployed to operate in an airplane (cruising) mode. In FIG. Figure 2 shows a three-screw tiltrotor plan, top view, with engine nacelles deployed to operate in helicopter mode (take-off, landing, hovering)
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Устройство содержит фюзеляж (1), который служит для размещения целевой нагрузки с прикрепленным к нему крылом (2) по схеме высокоплана; на передней кромке крыла (2) размещены мотогондолы (3) с двигателями, винтами и поворотным механизмом, позволяющим изменять вектор тяги от -5° до +110° относительно горизонта; при самолетном (крейсерском) режиме полета основное направление вектора тяги является горизонтальным и подъемная сила создается за счет работы профиля крыла (2), а при полете в вертолетном режиме (зависание / вертикальный взлет и посадка) основное направление вектора тяги является вертикальным и подъемная сила создается за счет воздушной массы, отбрасываемой винтами; дополнительная силовая установка (4) с горизонтальным расположением винта, размещенная в хвостовой части горизонтального оперения, служит для стабилизации летательного аппарата по тангажу в вертолетном режиме полета; дополнительная силовая установка (4) имеет поворотный механизм, позволяющий отклонять вектор тяги в вертикальной плоскости для компенсации крутящего момента, создаваемого передними силовыми установками, и управления рысканьем летательного аппарата в вертолетном и переходных режимах полета.The device contains a fuselage (1), which serves to accommodate the target load with the wing attached to it (2) according to the plan of the plan; on the leading edge of the wing (2) there are engine nacelles (3) with engines, screws and a rotary mechanism that allows you to change the thrust vector from -5 ° to + 110 ° relative to the horizon; during airplane (cruising) flight mode, the main direction of the thrust vector is horizontal and the lifting force is created due to the wing profile (2), and when flying in helicopter mode (hover / vertical take-off and landing), the main direction of the thrust vector is vertical and the lifting force is created due to the air mass thrown by the screws; an additional power unit (4) with a horizontal propeller located in the tail of the horizontal tail unit serves to stabilize the aircraft in pitch in a helicopter flight mode; the additional power plant (4) has a rotary mechanism that allows you to deflect the thrust vector in the vertical plane to compensate for the torque created by the front power plants and control the yaw of the aircraft in helicopter and transitional flight modes.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Во время изменения направления вектора тяги основных силовых установок (3) из горизонтального в вертикальный и обратно, а также для осуществления режимов зависания и вертикального взлета/посадки, для стабилизации конвертоплана по тангажу включается дополнительная силовая установка (4), которая позволяет системе управления режимами полета управлять конвертопланом не в режиме вертолета с двухвинтовой поперечной схемой, а в более простом, надежном и стабильном режиме трехвинтового вертолета с малым хвостовым несущим винтом (трикоптера), при этом стабилизация конвертоплана в горизонтальной плоскости (по тангажу) и управление направлением движения осуществляется путем изменения скорости вращения дополнительной силовой установки (4), а стабилизация и управление рысканьем конвертоплана осуществляются путем изменения направления тяги малого хвостового несущего винта в вертикальной плоскости.When changing the direction of the thrust vector of the main power plants (3) from horizontal to vertical and vice versa, as well as for hovering and vertical take-off / landing, an additional power unit (4) is turned on to stabilize the tiltrotor, which allows the flight control system control a tiltrotor not in helicopter mode with a twin-screw transverse circuit, but in a simpler, more reliable and stable mode of a three-screw helicopter with a small tail rotor (tricopter), Moreover, stabilization of the tiltrotor in the horizontal plane (in pitch) and direction of movement are controlled by changing the rotation speed of the auxiliary power unit (4), and stabilization and yaw control of the tiltrotor is carried out by changing the direction of traction of the small tail rotor in the vertical plane.
Таким образом, заявляемое техническое решение увеличивает безопасность и повышает надежность летательного аппарата во время переходных режимов полета с одновременным упрощением механической части устройства.Thus, the claimed technical solution increases safety and increases the reliability of the aircraft during transient flight conditions while simplifying the mechanical part of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017117759A RU2656957C1 (en) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | Triple-screw convertiplane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017117759A RU2656957C1 (en) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | Triple-screw convertiplane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2656957C1 true RU2656957C1 (en) | 2018-06-07 |
Family
ID=62560487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017117759A RU2656957C1 (en) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | Triple-screw convertiplane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656957C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184416U1 (en) * | 2018-06-13 | 2018-10-24 | Геннадий Кузьмич Горин | SHORT TAKE-OFF AIRCRAFT AND LANDING BASED ON AN-148 PLANE |
RU196085U1 (en) * | 2019-07-22 | 2020-02-14 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | UAV VERTICAL TAKEOFF AND LANDING |
RU2720746C1 (en) * | 2019-09-30 | 2020-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью «Оптиплейн Беспилотные Системы» | Rotorcraft |
RU2725563C1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-07-02 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Aircraft reconnaissance-damaging system |
RU2803663C1 (en) * | 2023-03-10 | 2023-09-19 | Сергей Васильевич Черанев | Vertical take-off and landing aircraft |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3061242A (en) * | 1960-09-23 | 1962-10-30 | Bell Aerospace Corp | Automatic control apparatus |
RU2456209C1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) | Converter plane |
WO2014091092A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-19 | Bermond Gérome | Convertible aircraft provided with two ducted rotors at the wing tips and with a horizontal fan in the fuselage |
-
2017
- 2017-05-22 RU RU2017117759A patent/RU2656957C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3061242A (en) * | 1960-09-23 | 1962-10-30 | Bell Aerospace Corp | Automatic control apparatus |
RU2456209C1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) | Converter plane |
WO2014091092A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-19 | Bermond Gérome | Convertible aircraft provided with two ducted rotors at the wing tips and with a horizontal fan in the fuselage |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184416U1 (en) * | 2018-06-13 | 2018-10-24 | Геннадий Кузьмич Горин | SHORT TAKE-OFF AIRCRAFT AND LANDING BASED ON AN-148 PLANE |
RU184416U9 (en) * | 2018-06-13 | 2018-12-07 | Геннадий Кузьмич Горин | SHORT TAKEOFF AND LANDING FLIGHT ON THE BASIS OF AN-148 AIRCRAFT |
RU2725563C1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-07-02 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Aircraft reconnaissance-damaging system |
RU196085U1 (en) * | 2019-07-22 | 2020-02-14 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | UAV VERTICAL TAKEOFF AND LANDING |
RU2720746C1 (en) * | 2019-09-30 | 2020-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью «Оптиплейн Беспилотные Системы» | Rotorcraft |
RU2803663C1 (en) * | 2023-03-10 | 2023-09-19 | Сергей Васильевич Черанев | Vertical take-off and landing aircraft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11634222B2 (en) | Vertical take-off and landing unmanned aerial vehicle having foldable fixed wing and based on twin-ducted fan power system | |
US8256704B2 (en) | Vertical/short take-off and landing aircraft | |
US8979015B2 (en) | Anti-torque device with longitudinal thrust for a rotorcraft | |
CN202728576U (en) | Transformable composite aircraft formed by fixed wing and electric multi-propeller | |
CN202728574U (en) | Composite aircraft with fixed wing and electric multiple propellers combined and with helicopter function | |
US20170174342A1 (en) | Vertical Takeoff Aircraft and Method | |
US20130092799A1 (en) | Fixed-wing and electric multi-rotor composite aircraft | |
RU2656957C1 (en) | Triple-screw convertiplane | |
RU2682756C1 (en) | Convertible plane | |
EP3181445B1 (en) | Plate member for reducing drag on a fairing of an aircraft | |
RU2657706C1 (en) | Convertiplane | |
US11407506B2 (en) | Airplane with tandem roto-stabilizers | |
US20200354050A1 (en) | Convertiplane | |
WO2015094020A2 (en) | Convertiplane with reactive rotor drive, which is controlled by rotors by means of swash plates, via control levers, and which does not require additional control means | |
RU2264951C1 (en) | Hydroconverti ground-effect craft | |
RU2641952C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
GB2508023A (en) | Aerofoil with leading edge cavity for blowing air | |
RU127364U1 (en) | SPEED COMBINED HELICOPTER | |
US11964759B2 (en) | Convertiplane | |
US20210331792A1 (en) | Rotatable nacelle for centrifugal fan on aircraft | |
RU2605466C1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
RU199511U1 (en) | Unmanned aerial vehicle vertical takeoff and landing | |
RU2456208C1 (en) | Converter plane | |
RU2502641C1 (en) | Twin-fuselage rotorcraft drone | |
US11174011B2 (en) | Low drag hub for rotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200523 |