RU2728017C2 - Short take-off and landing aircraft - Google Patents
Short take-off and landing aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728017C2 RU2728017C2 RU2018142899A RU2018142899A RU2728017C2 RU 2728017 C2 RU2728017 C2 RU 2728017C2 RU 2018142899 A RU2018142899 A RU 2018142899A RU 2018142899 A RU2018142899 A RU 2018142899A RU 2728017 C2 RU2728017 C2 RU 2728017C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuselage
- aircraft
- wing
- power plant
- landing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C23/00—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Toys (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области самолетостроения, в частности, к разработке грузовых, пассажирских и многоцелевых самолетов короткого взлета и посадки, обеспечивающих грузопассажирские перевозки, спасательные операции и т.п. в районах со слаборазвитой аэродромной сетью и требующих плечо перевозок более 1000 км (например, в Арктических и Восточно-Сибирских регионах).The invention relates to the field of aircraft construction, in particular, to the development of cargo, passenger and multipurpose aircraft for short takeoff and landing, providing cargo and passenger transportation, rescue operations, etc. in areas with an underdeveloped airfield network and requiring a transportation shoulder of more than 1000 km (for example, in the Arctic and East Siberian regions).
Известны самолет Ан-28, разработанный ОКБ им. Антонова (см. www.aviawiki.com\antonov\an-28) и его аналоги (DO-228NG, DHC-6-400, L-410UVP-E20, С-212-400 и др). В штатном варианте самолеты имеют длину разбега 300…400 м и длину пробега 200…300 м. Поскольку расчетным случаем является отказ двигателя, потребная для них длина ВПП составляет значение 550…900 м. Крейсерский полет самолеты осуществляют на высоте до 3 км со скоростью 300…400 км/час и имеют максимальную дальность полета (перегоночную) 1300…1800 км. Самолеты выполнены по нормальной аэродинамической схеме с механизированным по задней кромке крылом большого удлинения. Силовая установка с турбовинтовыми двигателями (ТВД) и винтами относительно большого диаметра размещена на обдуваемом струей от винтов крыле. Самолеты содержат фюзеляж, в котором расположены кабина экипажа, оборудование, грузопассажирская кабина. Горизонтальное и вертикальное оперение установлено на хвостовой части фюзеляжа.Known aircraft An-28, developed by the OKB im. Antonov (see www.aviawiki.com \ antonov \ an-28) and its analogues (DO-228NG, DHC-6-400, L-410UVP-E20, C-212-400, etc.). In the standard version, the aircraft have a take-off run of 300 ... 400 m and a run length of 200 ... 300 m. Since the design case is an engine failure, the runway length required for them is 550 ... 900 m. The aircraft cruise at an altitude of up to 3 km at a speed of 300 … 400 km / h and have a maximum flight range (ferry) of 1300… 1800 km. The aircraft are made according to the normal aerodynamic configuration with a wing of high aspect ratio mechanized along the trailing edge. The power plant with turboprop engines (TVD) and relatively large-diameter propellers is located on a wing blown from the propellers. The aircraft contain a fuselage, which houses the cockpit, equipment, cargo and passenger cabin. The horizontal and vertical empennage is installed on the aft fuselage.
Известны также и гибридные самолеты короткого взлета и посадки, содержащие на крыльях двигатели гибридной силовой установки (патент РФ №2577931 МПК В64С 29/00; 27/28 от 20.03.2016)Also known are hybrid short take-off and landing aircraft containing engines of a hybrid power plant on the wings (RF patent No. 2577931 IPC В64С 29/00; 27/28 dated 20.03.2016)
Недостатками указанных самолетов являются большая площадь омываемой поверхности, большой относительный вес планера и, как следствие, относительно малые крейсерская скорость (до 400 км/час) и дальность (до 1500 км). Кроме того, величина дистанции взлета и посадки составляет более 550 м.The disadvantages of these aircraft are the large area of the washed surface, the large relative weight of the airframe and, as a consequence, the relatively low cruising speed (up to 400 km / h) and range (up to 1500 km). In addition, the take-off and landing distance is over 550 m.
Известен проект самолета Onera Amhere (Франция, www.onera.fr\Fiche_AMPERE_VA) с распределенной электрической силовой установкой, в которой используется 32 электрических туннельных вентиляторов, установленных над передней кромкой крыла. Самолет рассчитан на дальность полета 400…500 км со скоростью 200…250 км/час.There is a known project of the Onera Amhere aircraft (France, www.onera.fr \ Fiche_AMPERE_VA) with a distributed electric power plant, which uses 32 electric tunnel fans installed above the leading edge of the wing. The aircraft is designed for a flight range of 400 ... 500 km at a speed of 200 ... 250 km / h.
Недостатком указанного самолета являются малые крейсерская скорость и дальность полета.The disadvantages of this aircraft are low cruising speed and flight range.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является проект самолета вертикального взлета и посадки Lilium, разработанный в Германии (см. felix.schoefer@lilium.com). Предполагается, что самолет будет оснащен электрической силовой установкой, осуществлять вертикальные взлет и посадку на площадку с твердым покрытием без дополнительной специальной подготовки и обеспечит полет на высоте до 3 км со скоростью до 300 км/час на дальность до 500 км. Самолет выполнен по схеме «бесхвостка» и содержит крыло, фюзеляж, энергетическую установку и линейки вентиляторных движителей на отклоняемых закрылках. Для балансировки самолета на режиме взлета и посадки применяются убираемые в полете в носовую часть фюзеляжа электровентиляторные подъемные двигатели. Самолет имеет практически прямое крыло умеренного удлинения.Closest to the proposed invention is the Lilium vertical takeoff and landing aircraft project developed in Germany (see felix.schoefer@lilium.com). It is assumed that the aircraft will be equipped with an electric power plant, carry out vertical take-off and landing on a hard surface without additional special training and will provide flight at an altitude of up to 3 km at a speed of up to 300 km / h for a distance of up to 500 km. The aircraft has a tailless design and contains a wing, a fuselage, a power plant and a series of fan propellers on tiltable flaps. To balance the aircraft in the take-off and landing mode, electric fan lifting motors are used that are retracted into the nose of the fuselage in flight. The aircraft has an almost straight wing of moderate aspect ratio.
Недостатком указанного самолета являются малые крейсерская скорость и дальность полета.The disadvantages of this aircraft are low cruising speed and flight range.
В результате, указанные недостатки не позволяют эффективно применять данные самолеты в районах со слаборазвитой аэродромной сетью с дистанциями перевозок более 1000 км (время полета туда и обратно составляет более 7 час).As a result, these shortcomings do not allow effective use of these aircraft in areas with an underdeveloped airfield network with transportation distances of more than 1000 km (the round trip flight time is more than 7 hours).
Задача данного изобретения - разработка высокоэффективного самолета короткого взлета и посадки с распределенной силовой установкой, обеспечивающая увеличение скорости крейсерского полета до 600…750 км/час при одновременном снижении потребной длины ВПП до 300…350 м и обеспечении всепогодности при сохранении высоких уровней безопасности и низких затрат на эксплуатацию.The objective of this invention is the development of a highly efficient short take-off and landing aircraft with a distributed power plant, providing an increase in the cruise flight speed to 600 ... 750 km / h while reducing the required runway length to 300 ... 350 m and ensuring all-weather performance while maintaining high levels of safety and low costs for operation.
Технический результат состоит в достижении высоких несущих свойств крыла во взаимодействии с силовой установкой на взлетно-посадочных режимах, снижении лобового сопротивления на крейсерских режимах полета и обеспечении высокого уровня весового совершенства самолета.The technical result consists in achieving high bearing properties of the wing in interaction with the power plant at takeoff and landing modes, reducing drag at cruising flight modes and ensuring a high level of weight perfection of the aircraft.
Технический результат достигается тем, что в самолете короткого взлета и посадки, содержащем крыло, фюзеляж, энергетическую установку и линейки вентиляторных движителей на отклоняемых закрылках, для сочленения крыла с фюзеляжем и размещения энергетической установки дополнительно содержится соединительный обтекатель, выполненный в виде профилированного корневого крыла малого удлинения с углами наклона 10…60° его сопрягаемых с фюзеляжем нижней и верхней поверхностей относительно горизонтальной плоскости, с относительной толщиной профиля 10…20%, причем в хвостовой части фюзеляжа установлены две консоли V-образного оперения и фюзеляжный руль высоты, перед которым расположена дополнительная линейка вентиляторных движителей.The technical result is achieved by the fact that a short take-off and landing aircraft containing a wing, a fuselage, a power plant and a line of fan thrusters on tiltable flaps, for articulating the wing with the fuselage and placing the power plant, additionally contains a connecting fairing made in the form of a profiled root wing of low aspect ratio with tilt angles of 10 ... 60 ° of its lower and upper surfaces mating with the fuselage relative to the horizontal plane, with a relative profile thickness of 10 ... 20%, and in the aft fuselage there are two V-tail consoles and a fuselage elevator, in front of which there is an additional ruler fan propellers.
Технический результат достигается также тем, что закрылки выполнены из двух звеньев с возможностью поворота первого звена на углы 0°-40°, а второго звена на ±20…30° относительно плоскости первого.The technical result is also achieved by the fact that the flaps are made of two links with the ability to rotate the first link at angles of 0 ° -40 °, and the second link by ± 20 ... 30 ° relative to the plane of the first.
Технический результат достигается также тем, что линейка вентиляторных движителей имеет механический или электрический привод от энергетической установки.The technical result is also achieved by the fact that the line of fan propellers has a mechanical or electrical drive from a power plant.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где на фиг. 1 (а, б, в) показана схема самолета, а на фиг. 2 сечение А-А по консоли крыла.The invention is illustrated in drawings, where FIG. 1 (a, b, c) shows a diagram of an aircraft, and Fig. 2 section A-A along the wing console.
Самолет выполнен по нормальной аэродинамической схеме (см. фиг. 1а, б, в), и содержит фюзеляж 1; консоли крыла 2; соединительный обтекатель 3 плавного сочленения лонжеронов консолей крыла с фюзеляжными шпангоутами 13; энергетическую установку, включающую воздухозаборники 5, турбовальные двигатели 6 и электрогенераторы 7; фюзеляжный руль высоты 10, хвостовую линейку вентиляторных движителей 8, консоли V-образного оперения 14, высоконесущие поверхности 12. На фиг 2 в сечении крыла А-А показаны также линейки вентиляторных движителей 15 на отклоняемых закрылках 4 и второе звено закрылков 11.The aircraft is made according to the normal aerodynamic configuration (see Fig. 1a, b, c), and contains a fuselage 1;
Соединительный обтекатель 3 сочленения лонжеронов консолей крыла с фюзеляжными шпангоутами 13 выполнен в виде профилированного корневого крыла малого удлинения с углами наклона 10…60° его сопрягаемых с фюзеляжем нижней и верхней поверхностей относительно горизонтальной плоскости, с относительной толщиной профиля 10…20% и обеспечивает снижение веса силовой конструкции, достаточные для размещения энергетической установки, топлива и шасси объемы при минимальном приросте площади омываемой поверхности самолета.The connecting
Плоская хвостовая часть фюзеляжа с рулем высоты 10, плавно сопряженная с задним наплывом и консолями V-образного оперения 14, обеспечивает управление по тангажу, плавное безотрывное обтекание и балансировку самолета на крейсерских режимах полета.The flat tail section of the fuselage with the
Отклонение первого звена закрылка 4 (фиг. 2) с линейкой вентиляторных движителей 15 на углы величиной 0…40° обусловлено необходимостью достижения приемлемого уровня аэродинамического качества на режимах взлета и ухода на второй круг при посадке и, тем самым, снижением потребной тяговооруженности при коротком разбеге и, следовательно, снижением потребной мощности и веса силовой установки. Использование обдуваемого струями поворотного второго звена закрылка 11 с углами отклонения ±20…30° относительно плоскости первого звена обеспечивает отклонение вектора тяги для управления величинами продольной и вертикальной силы на взлетно-посадочных режимах с относительно малыми шарнирными моментами.The deviation of the first flap link 4 (Fig. 2) with a line of
Расположение перед фюзеляжным рулем высоты 10 (см. фиг. 1а) линейки вентиляторных движителей 8 повышает эффективность управления по тангажу и обеспечивает повышение коэффициента полезного действия вентиляторов в крейсерском полете за счет засасывания в движители пограничного слоя с большой омываемой площади фюзеляжа. Использование обдуваемого струями фюзеляжного руля высоты 10 с углами отклонения ±20…30°, обеспечивает отклонение вектора тяги для управления величинами продольной силы и момента тангажа на взлетно-посадочных режимах с относительно малыми шарнирными моментами.The location in front of the fuselage elevator 10 (see Fig. 1a) of the line of
Установленные в носовой части самолета выдвигаемые на взлетно-посадочных режимах и убираемые в крейсерском полете высоконесущие поверхности 12 создают кабрирующий момент, сравнимый по величине с пикирующим моментом от выпущенных закрылков и, тем самым, снижают потери подъемной силы на балансировку хвостовым оперением. Высоконесущие поверхности могут быть выполнены в виде многозвенного крыла большой кривизны или в виде гипернесущих поверхностей (патент РФ №96114015, МПК В64С 9/00 20.04.1998 г).Installed in the nose of the aircraft, high-bearing
Питание вентиляторных движителей 15 и 8 с приводом от электромоторов обеспечивает энергетическая установка, включающая, наряду с электроаккумуляторами, по крайней мере два приводящих электрогенератора 7 турбовальные двигатели 6 с воздухозаборниками 5 и выхлопными соплами. При этом, для снижения веса электроаккумуляторов, их емкость ограничена запасом энергии, достаточным для питания тяговых электродвигателей в течение 1…2 мин. при отказе одного из турбовальных двигателей.Power supply of
Для повышения мощности двигателя в крейсерском полете с высокой скоростью перед входом воздуха в турбовальный двигатель установлен дополнительный вентилятор 9 с приводом от турбины ТВаД.To increase the engine power in cruise flight at high speed, in front of the air inlet into the turboshaft engine, an
Для повышения допустимого угла атаки при воздействии расчетного вертикального порыва ветра на взлетно-посадочных режимах полета и критического значения числа Маха в крейсерском полете консоли крыла 2 имеют угол стреловидности по передней кромке 30…45°. Для сохранения высокой эффективности механизации по задней кромке угол стреловидности задней кромки не должен превышать значения ±15°.To increase the permissible angle of attack under the influence of the calculated vertical gust of wind at takeoff and landing flight modes and the critical value of the Mach number in cruise flight,
В ряде случаев, для снижения веса силовой установки линейка вентиляторных двигателей может иметь механический привод от турбовальных двигателей.In some cases, to reduce the weight of the power plant, the line of fan motors can be mechanically driven by turboshaft engines.
Остальные элементы, узлы и системы выполнены на основе известных принципов и методов проектирования.The rest of the elements, units and systems are made on the basis of well-known principles and design methods.
Таким образом, задача и технический результат изобретения достигаются за счет предложенного соединительного обтекателя, интегрированного с фюзеляжем и консолями крыла, линейки вентиляторных движителей, энергетической установки с турбовальными двигателями, фюзеляжного руля высоты с линейкой вентиляторных движителей, стреловидного крыла умеренного удлинения, вентилятора наддува ТВаД. Одновременное использование указанных признаков и их рациональное взаимное расположение обеспечивает достижение высоких несущих свойств крыла на взлетно-посадочных режимах, снижение лобового сопротивления на крейсерских режимах полета и высокого уровня весового и аэродинамического совершенства самолета.Thus, the object and the technical result of the invention are achieved due to the proposed connecting fairing integrated with the fuselage and wing consoles, a line of fan propellers, a power plant with turboshaft engines, a fuselage elevator with a line of fan propellers, a swept wing of moderate aspect ratio, a pressurization fan of the TVAD. The simultaneous use of these features and their rational mutual arrangement ensures the achievement of high bearing properties of the wing in takeoff and landing modes, a decrease in frontal resistance in cruise flight modes and a high level of weight and aerodynamic perfection of the aircraft.
Расчетно-проектные исследования показывают, что по сравнению с прототипом самолет, выполненный в соответствии с предложенными техническими решениями, обеспечивает длину разбега и пробега 200…250 м, крейсерскую скорость 600…750 км/час и практическую дальность 2000…2500 км при примерно одинаковых затратах на эксплуатацию.Computational and design studies show that, in comparison with the prototype, the aircraft, made in accordance with the proposed technical solutions, provides a take-off and run length of 200 ... 250 m, a cruising speed of 600 ... 750 km / h and a practical range of 2000 ... 2500 km at approximately the same costs for operation.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142899A RU2728017C2 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Short take-off and landing aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142899A RU2728017C2 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Short take-off and landing aircraft |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018142899A RU2018142899A (en) | 2020-06-05 |
RU2018142899A3 RU2018142899A3 (en) | 2020-06-05 |
RU2728017C2 true RU2728017C2 (en) | 2020-07-28 |
Family
ID=71067085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018142899A RU2728017C2 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Short take-off and landing aircraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2728017C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789425C1 (en) * | 2022-11-17 | 2023-02-02 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Aircraft with a hybrid power plant |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2929580A (en) * | 1956-06-18 | 1960-03-22 | Piasecki Aircraft Corp | Aircraft for vertical or short takeoff, and integrated propulsion lifting and propeller slip stream deflecting unit therefor |
JPS57134396A (en) * | 1980-12-22 | 1982-08-19 | British Earosupeisu Paburitsuk | Vertical and/or short takeoff and landing type plane through jet propulsion |
JPS5878896A (en) * | 1981-11-04 | 1983-05-12 | 科学技術庁航空宇宙技術研究所長 | Controller for flight of short takeoff and landing plane |
RU2103199C1 (en) * | 1996-07-09 | 1998-01-27 | Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского | Short take-off and landing aircraft |
RU2542805C1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-02-27 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Vtol aircraft with hybrid power plant |
-
2018
- 2018-12-05 RU RU2018142899A patent/RU2728017C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2929580A (en) * | 1956-06-18 | 1960-03-22 | Piasecki Aircraft Corp | Aircraft for vertical or short takeoff, and integrated propulsion lifting and propeller slip stream deflecting unit therefor |
JPS57134396A (en) * | 1980-12-22 | 1982-08-19 | British Earosupeisu Paburitsuk | Vertical and/or short takeoff and landing type plane through jet propulsion |
JPS5878896A (en) * | 1981-11-04 | 1983-05-12 | 科学技術庁航空宇宙技術研究所長 | Controller for flight of short takeoff and landing plane |
RU2103199C1 (en) * | 1996-07-09 | 1998-01-27 | Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского | Short take-off and landing aircraft |
RU2542805C1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-02-27 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Vtol aircraft with hybrid power plant |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789425C1 (en) * | 2022-11-17 | 2023-02-02 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Aircraft with a hybrid power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018142899A (en) | 2020-06-05 |
RU2018142899A3 (en) | 2020-06-05 |
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 | |
US3179354A (en) | Convertiplane and apparatus thereof | |
RU2440916C1 (en) | Aircraft in integral aerodynamic configuration | |
CN111498109B (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
US3064928A (en) | Variable sweep wing aircraft | |
EP3439951A2 (en) | Rotating wing assemblies for tailsitter aircraft | |
US11970275B2 (en) | Air vehicle configurations | |
CN105564633A (en) | Wing flap lift enhancement type joined-wing airplane with approximately horizontal rotation propellers | |
US3995794A (en) | Super-short take off and landing apparatus | |
US20200354050A1 (en) | Convertiplane | |
EP3670341A1 (en) | Vertical takeoff and landing (vtol) aircraft | |
US3329376A (en) | Short takeoff and landing aircraft | |
RU2016105607A (en) | SPEED HELICOPTER WITH MOTOR-STEERING SYSTEM | |
RU2550589C1 (en) | Convertible vertical take-off and landing aircraft (versions) | |
RU2542805C1 (en) | Vtol aircraft with hybrid power plant | |
GB2508023A (en) | Aerofoil with leading edge cavity for blowing air | |
CN205203366U (en) | Approximate level is rotated propeller wing flap lift -rising and is connected wing aircraft | |
RU2310583C2 (en) | Amphibious convertible helicopter | |
CN106043687A (en) | Double-engine rear-propelling type duck type rotor/fixed wing combined type vertical take-off and landing aircraft | |
EP3838753A1 (en) | Convertiplano | |
RU2728017C2 (en) | Short take-off and landing aircraft | |
RU2673317C1 (en) | Multi-purpose high-speed helicopter aircraft | |
US20080173769A1 (en) | Stabilized tilt rotor aircraft | |
US11919633B2 (en) | Convertiplane | |
RU2321526C1 (en) | Launch vehicle recoverable booster |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HC9A | Changing information about inventors |