RU2169085C1 - Method to control movement of vehicle convertible into aircraft and design of such vehicle - Google Patents
Method to control movement of vehicle convertible into aircraft and design of such vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169085C1 RU2169085C1 RU99124685A RU99124685A RU2169085C1 RU 2169085 C1 RU2169085 C1 RU 2169085C1 RU 99124685 A RU99124685 A RU 99124685A RU 99124685 A RU99124685 A RU 99124685A RU 2169085 C1 RU2169085 C1 RU 2169085C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vehicle
- wings
- paragraphs
- vehicle according
- air propulsion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при создании транспортных средств, применяемых в качестве наземных, воздушных, надводных и, при необходимости, подводных средств передвижения, а также в качестве средств на лыжном шасси (аэросани). The invention relates to the field of transport engineering and can be used to create vehicles used as ground, air, surface and, if necessary, underwater vehicles, as well as means on a ski chassis (snowmobile).
Известен реализуемый в известном устройстве способ управления движением транспортного средства, преобразуемого в летательный аппарат, который состоит в том, что движение транспортного средства при наземном режиме осуществляют с помощью силовой установки и колес при опущенных крыльях-стойках. При подготовке к полетному режиму крылья поднимают, обеспечивая тем самым взлетный угол атаки. В полетном режиме используют воздушный движитель, а управляют транспортным средством в полете с помощью стабилизатора и горизонтальных и вертикальных рулей. В состав транспортного средства входят корпус-кузов, шасси с колесами и приводом от силовой установки, движитель для создания тяги при полете, а также хвостовое оперение с горизонтальными и вертикальными рулями. Крыло выполнено в виде двух стоек, имеющих возможность поворота в вертикальной плоскости и снабженных набором аэродинамических элементов, участвующих в создании подъемной силы (см. патент РФ N 2025295, 6 Мкл. B 60 F 5/02, опубл. 1994 г.). Known implemented in the known device, a method of controlling the movement of a vehicle that is converted into an aircraft, which consists in the fact that the movement of the vehicle in ground mode is carried out using a power plant and wheels with wings down-struts. In preparation for the flight mode, the wings are raised, thereby providing a take-off angle of attack. In flight mode, an air propulsion device is used, and the vehicle is controlled in flight using a stabilizer and horizontal and vertical rudders. The structure of the vehicle includes a body-body, a chassis with wheels and a drive from the power plant, a propulsion device to create traction during flight, as well as a tail unit with horizontal and vertical rudders. The wing is made in the form of two pillars that can be rotated in a vertical plane and equipped with a set of aerodynamic elements involved in the creation of lifting force (see
Недостатками известных способа и транспортного средства являются громоздкость многоэлементного крыла и его низкое аэродинамическое качество, не обеспечивающее управляемость, продольную и поперечную устойчивость транспортного средства при малых скоростях взлета и посадки, при отказах силовой установки или воздушного движителя и т.п. The disadvantages of the known method and vehicle are the bulkiness of the multi-element wing and its low aerodynamic quality that does not provide controllability, longitudinal and lateral stability of the vehicle at low take-off and landing speeds, in case of power plant or air propulsion failures, etc.
Известен также реализуемый в известном устройстве и принятый в качестве прототипа способ управления движением транспортного средства, преобразуемого в летательный аппарат, согласно которому при движении в наземном режиме используют силовую установку для привода колес при условии минимальных габаритов корпуса-кузова с установленными вдоль него крыльями. При подготовке к полетному режиму крылья разворачивают и устанавливают в поперечном направлении под взлетным углом атаки. В полетном режиме используют воздушный движитель, а управляющие силы и моменты создают посредством горизонтальных и вертикальных рулей хвостового оперения. В состав транспортного средства, принятого за прототип, входят корпус-кузов, шасси с колесами, силовая установка с подключенным к ней воздушным движителем. Корпус-кузов транспортного средства снабжен выдвижным стабилизатором с двумя килями, а также убираемыми крыльями в виде полуконсолей с приводом для их размещения вдоль корпуса-кузова (см. патент РФ N 2016781, 6 Мкл. B 60 F 5/02, опубл. 1994 г.). There is also known a method of controlling the movement of a vehicle converted into an aircraft, implemented in the known device and adopted as a prototype, according to which, when driving in ground mode, a power plant is used to drive the wheels, subject to the minimum dimensions of the body-body with wings installed along it. In preparation for flight mode, the wings are deployed and installed in the transverse direction at a take-off angle of attack. In flight mode, an air propulsion device is used, and control forces and moments are created by means of horizontal and vertical tail surfaces. The structure of the vehicle adopted for the prototype includes a body-body, a chassis with wheels, a power plant with an air propulsion device connected to it. The body-body of the vehicle is equipped with a retractable stabilizer with two keels, as well as retractable wings in the form of semi-cantilevers with a drive for their placement along the body-body (see
Недостатками известных способа и устройства являются малые размах и ширина крыльев, ограниченных длиной корпуса-кузова транспортного средства, а по ширине - его высотой, что снижает подъемную силу и аэродинамическое качество летательного аппарата, а также его продольную и поперечную устойчивость. Кроме этого в известных способе и устройстве не предусмотрена возможность изменения вектора тяги в пространстве. Эти недостатки ухудшают управляемость и продольную и поперечную устойчивость транспортного средства как в воздухе, так и на земле ввиду более узкой колеи колес. Вместе с тем крылья, устанавливаемые в походном (наземном) режиме вдоль корпуса-кузова, мешают входу и выходу из транспортного средства, затрудняют погрузку и выгрузку. Кроме этого искажается архитектурно-эстетический облик такого транспортного средства, например, как легковой автомобиль. The disadvantages of the known method and device are the small wingspan and width of the wings, limited by the length of the body-body of the vehicle, and by the width of its height, which reduces the lift and aerodynamic quality of the aircraft, as well as its longitudinal and lateral stability. In addition, the known method and device does not provide for the possibility of changing the thrust vector in space. These shortcomings worsen the handling and the longitudinal and lateral stability of the vehicle both in the air and on the ground due to the narrower gauge of the wheels. At the same time, the wings installed in the marching (ground) mode along the body-body interfere with the entry and exit of the vehicle, and make loading and unloading difficult. In addition, the architectural and aesthetic appearance of such a vehicle, for example, as a passenger car, is distorted.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение управляемости, а также продольной и поперечной устойчивости транспортного средства в полетном режиме движения. The technical problem to which the invention is directed is to improve the controllability, as well as the longitudinal and lateral stability of the vehicle in flight mode.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе управления движением транспортного средства, преобразуемого в летательный аппарат, заключающемся в том, что движение в наземном режиме осуществляют с помощью силовой установки и колес при условии размещения крыльев и стабилизатора хвостового оперения в пределах габаритов корпуса транспортного средства, при подготовке к полетному режиму хвостовое оперение и крылья выставляют в рабочее положение и ориентируют в пространстве под взлетным углом атаки, в полетном режиме используют воздушный движитель, а для создания управляющих сил и моментов при маневрировании, взлете и посадке применяют горизонтальные и вертикальные рули, согласно изобретению в полетном режиме дополнительно управляют направлением вектора тяги воздушного движителя путем изменения его ориентировки в системе координат, связанной с транспортным средством, а также изменением размаха его крыльев и длины любого крыла. The stated technical problem is solved in that in the method of controlling the movement of a vehicle converted into an aircraft, which consists in the fact that the movement in ground mode is carried out using a power plant and wheels, provided that the wings and tail stabilizer are placed within the dimensions of the vehicle body, in preparation for the flight mode, the tail and wings are put into working position and oriented in space at a take-off angle of attack, in flight mode using they use an air propulsion device, and to create control forces and moments when maneuvering, taking off and landing, horizontal and vertical rudders are used, according to the invention, in flight mode, they additionally control the direction of the thrust vector of the air propulsion device by changing its orientation in the coordinate system associated with the vehicle, and changing the size of its wings and the length of any wing.
При этом одновременно с изменением направления вектора тяги изменяют ориентировку хвостового оперения с горизонтальными и вертикальными рулями. In this case, simultaneously with a change in the direction of the thrust vector, the orientation of the tail unit with horizontal and vertical rudders is changed.
Кроме этого поток воздуха, создаваемый воздушным движителем, направляют непосредственно на горизонтальные и вертикальные рули. In addition, the air flow generated by the air propulsion is sent directly to the horizontal and vertical rudders.
Вместе с этим изменение положения управляемых колес, горизонтальных и вертикальных рулей и направления вектора тяги осуществляют интегрально посредством совмещенного органа управления транспортного средства. Along with this, the change in the position of the steered wheels, horizontal and vertical rudders and the direction of the thrust vector is carried out integrally by means of the combined vehicle control.
Поставленная техническая задача решается также тем, что транспортное средство, преобразуемое в летательный аппарат, содержащее корпус-кузов, имеющий в продольном сечении форму обтекаемого профиля, шасси с подвеской колес, силовую установку с трансмиссией, воздушный движитель, убираемые крылья в виде консолей с приводами и хвостовое оперение со стабилизатором, килем и горизонтальными и вертикальными рулями, установленное на закрепленном в корпусе-кузове консольном подвесе переменной длины, а также органы управления наземным и полетным режимами движения с контрольными приборами, согласно изобретению имеет убираемые крылья и стабилизатор хвостового оперения, которые выполнены мультиконсольными телескопическими с возможностью выдвижения их секций в поперечном направлении, при этом убираемые крылья и стабилизатор хвостового оперения собраны в соответствующую обойму, причем обойма убираемых крыльев установлена на корпусе-кузове транспортного средства и шарнирно соединена с приводами с возможностью изменения угла атаки крыла, а воздушный движитель установлен совместно с хвостовым оперением на консольном подвесе переменной длины с возможностью изменения пространственного угла между осью вращения движителя и продольной осью транспортного средства. The technical problem is also solved by the fact that the vehicle is converted into an aircraft containing a body-body having a longitudinal section in the form of a streamlined profile, a chassis with a suspension of wheels, a power plant with a transmission, an air propulsion device, retractable wings in the form of consoles with drives and tail unit with stabilizer, keel and horizontal and vertical rudders mounted on a console suspension of variable length fixed in the body-body, as well as controls for ground and flight driving modes with control devices, according to the invention has retractable wings and a tail stabilizer that are multi-console telescopic with the possibility of extending their sections in the transverse direction, while the retractable wings and tail stabilizer are assembled in an appropriate clip, and the clip of retractable wings mounted on the body the vehicle body and pivotally connected to the drives with the ability to change the angle of attack of the wing, and the air propeller is installed together spot with tail suspension on the console of variable length to vary the spatial angle between the axis of rotation of the propeller and the longitudinal axis of the vehicle.
Для решения поставленной технической задачи приводы консольных секций телескопических убираемых крыльев и стабилизатора хвостового оперения могут быть выполнены в виде телескопических гидроцилиндров, установленных внутри соответствующей обоймы и консольных секций с возможностью взаимодействия последних с гидроприводом. To solve the technical problem, the drives of the cantilever sections of the telescopic retractable wings and the tail stabilizer can be made in the form of telescopic hydraulic cylinders installed inside the corresponding cage and cantilever sections with the possibility of their interaction with the hydraulic drive.
При этом мультиконсольные телескопические крылья могут быть выполнены с упругой круткой из условия увеличения угла атаки каждой последующей консольной секции в направлении к концевой секции. In this case, the multi-console telescopic wings can be made with elastic twist from the condition of increasing the angle of attack of each subsequent cantilever section in the direction of the end section.
Каждая из консольных секций убираемых крыльев может быть снабжена аэродинамическими концевыми шайбами. Each of the cantilever sections of the retractable wings can be equipped with aerodynamic end washers.
Консольный подвес переменной длины воздушного движителя и хвостового оперения может быть выполнен в виде независимо управляемых гидроцилиндров, шарнирно связанных с корпусом воздушного движителя, один из которых выполнен базово позиционируемым с обеспечением определенного заданного вылета консольного подвеса. The cantilever suspension of variable length of the air propulsion device and the tail unit can be made in the form of independently controlled hydraulic cylinders pivotally connected to the housing of the air propulsion device, one of which is made basically positioned to provide a certain predetermined departure of the console suspension.
Хвостовое оперение с горизонтальными и вертикальными рулями может быть жестко связано с корпусом воздушного движителя. The tail unit with horizontal and vertical rudders can be rigidly connected with the body of the air propulsion device.
При этом горизонтальные и вертикальные рули могут быть установлены в воздушном потоке от движителя. In this case, horizontal and vertical rudders can be installed in the air stream from the propulsion device.
В варианте корпус-кузов, шасси с подвеской колес, силовая установка с трансмиссией, органы управления наземным и полетным режимами движения и контрольные приборы могут быть выполнены на базе автомобильных агрегатов и узлов. In the variant body-body, chassis with suspension of wheels, power plant with transmission, controls for ground and flight modes of movement and control devices can be made on the basis of automobile units and components.
Автомобильный корпус-кузов может быть выполнен крыловидным в продольном сечении с использованием прозрачного надкапотного обтекателя в форме предкрылка самолетного крыла. An automobile body-body can be made wing-shaped in longitudinal section using a transparent engine compartment cowl in the form of an airplane wing slat.
Прозрачный надкапотный обтекатель и автомобильный корпус-кузов могут быть снабжены по бокам краевыми прозрачными аэродинамическими ширмами. Transparent hood cowling and automobile body-body can be equipped with edge transparent aerodynamic screens on the sides.
Транспортное средство может быть дополнительно снабжено составным аэродинамическим днищем с возможностью его выдвижения из корпуса-кузова совместно с консольным подвесом переменной длины. The vehicle can be additionally equipped with a composite aerodynamic bottom with the possibility of its extension from the body-body together with a cantilever suspension of variable length.
Автомобильное шасси с подвеской колес может быть выполнено с возможностью подтягивания последних в корпус-кузов. An automobile chassis with a suspension of wheels can be made with the possibility of pulling the latter into a body-body.
Органы управления траекториями наземного и полетного режимов движения могут быть совмещены на автомобильной рулевой колонке, поворотно закрепленной в продольной плоскости на шарнирной опоре с возможностью ее блокировки. The controls for the trajectories of the ground and flight modes of movement can be combined on the car steering column, rotatably mounted in the longitudinal plane on the hinge support with the possibility of its blocking.
Воздушный движитель может быть выполнен кольцевым винтовентиляторным или капотируемым винтовым. The air propulsion device may be made of a ring propeller or capotated screw.
В варианте воздушный движитель может быть выполнен в виде пары воздушных движителей, связанных с телескопическим карданным валом с помощью трансмиссии. In an embodiment, the air propulsion device can be made in the form of a pair of air propulsion devices connected with a telescopic driveshaft using a transmission.
В варианте транспортное средство может быть выполнено на базе переднеприводного автомобиля, дополнительно снабженного автономной силовой установкой, размещенной в багажном отделении и связанной трансмиссией с воздушным движителем посредством телескопического карданного вала. In an embodiment, the vehicle can be made on the basis of a front-wheel drive vehicle, additionally equipped with an autonomous power plant located in the luggage compartment and connected to the transmission with an air propulsion device via a telescopic driveshaft.
В варианте транспортного средства на базе переднеприводного автомобиля оно может быть дополнительно снабжено рядом автономных силовых установок и связанных с ними соответствующих воздушных движителей. In a variant of a vehicle based on a front-wheel drive vehicle, it can be additionally equipped with a number of autonomous power plants and associated corresponding air propulsion devices.
Достижение поставленной технической задачи, а именно улучшение управляемости и продольной и поперечной устойчивости транспортного средства в полетном режиме, становится возможным благодаря тому, что предлагаемое устройство реализует управление направлением вектора тяги в полете, при взлете и посадке, т.к. имеется возможность изменять ориентировку воздушного движителя с помощью предусмотренных в его совместном с хвостовым оперением консольном подвесе переменной длины трех телескопических гидроцилиндров. Наряду с этим в устройстве предусмотрена конструкция убираемых крыльев, а также стабилизатора хвостового оперения, выполненных из консольных секций, втягивание и выдвижение которых осуществляется (в качестве одного из возможных вариантов) с помощью встроенных телескопических гидроцилиндров. Имея возможность изменять вектор тяги по направлению, а также изменять размах крыльев и длину любого крыла как в полете, так и при взлете и посадке, водитель-пилот получает возможность более эффективного управления полетным режимом в сочетании с максимальной продольной и поперечной устойчивостью аппарата в полете. The achievement of the technical task, namely improving the controllability and longitudinal and lateral stability of the vehicle in flight mode, becomes possible due to the fact that the proposed device implements control of the direction of the thrust vector in flight during takeoff and landing, as it is possible to change the orientation of the air propulsion device with the help of the cantilever suspension of a variable length of three telescopic hydraulic cylinders provided for in its joint with the tail unit. Along with this, the device provides for the design of retractable wings, as well as a tail stabilizer made of cantilever sections, the retraction and extension of which is carried out (as one of the possible options) using the built-in telescopic hydraulic cylinders. Having the ability to change the thrust vector in the direction, as well as change the wingspan and the length of any wing both in flight and during take-off and landing, the pilot-driver is able to more effectively control the flight mode in combination with the maximum longitudinal and lateral stability of the device in flight.
В качестве источника информации, определяющего уровень техники в области транспортных средств, преобразуемых в летательный аппарат, можно назвать книгу Бауэрс П. Летательные аппараты нетрадиционных форм. - М.: Мир, 1991 г. Многие описанные в ней конструкции транспортных средств сложны и не позволяют управлять направлением вектора тяги, создаваемого воздушным движителем (см., например, с. 277). Не предусмотрена в описанных конструкциях устройств и возможность изменять сам по себе размах крыльев. Таким образом, требование лучшей управляемости аппаратов и продольной и поперечной устойчивости их в полете в целом эффективно не решается. As a source of information that determines the level of technology in the field of vehicles convertible into an aircraft, one can name the book Bowers P. Aircraft of non-traditional forms. - M .: Mir, 1991. Many of the vehicle designs described in it are complex and do not allow you to control the direction of the thrust vector created by the air propulsion device (see, for example, p. 277). Not provided in the described device designs and the ability to change by itself the wingspan. Thus, the requirement for better controllability of vehicles and their longitudinal and lateral stability in flight as a whole is not effectively resolved.
Из уровня техники известны источники информации, в которых предлагаются технические решения, направленные на достижение возможности изменять вектор тяги летательного аппарата по направлению, см. , например, патент США N 5782431, М.кл. B 64 C 15/02, 1998 г. Однако решение поставленной технической задачи достигается иными средствами, а именно за счет изменения направления реактивной струи газа на выходе из турбореактивного двигателя посредством управляемых лопаток, при этом не предусмотрено изменение координат самого турбореактивного двигателя относительно корпуса летательного аппарата, что является не столь эффективным по сравнению с предлагаемым изобретением. The prior art sources of information are known which offer technical solutions aimed at achieving the ability to change the thrust vector of the aircraft in the direction, see, for example, US patent N 5782431, M.cl. B 64
Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлен общий вид транспортного средства, преобразуемого в летательный аппарат, с выдвинутым консольным подвесом при подготовке к полетному режиму движения; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 изображен рисунок с поперечными сечениями консольных секций убираемых крыльев в проекции на корневое сечение, поясняющий получение угла крутки у телескопических крыльев транспортного средства; на фиг. 5 представлен каркас жесткости автомобиля при его использовании в качестве базы для преобразования транспортного средства в летательный аппарат; на фиг. 6 изображен общий вид аэромобиля при наземном режиме движения; на фиг. 7 дан вид Б на фиг. 6; на фиг. 8 представлен общий вид аэромобиля при подготовке к полетному режиму движения; на фиг. 9 - вид В на фиг. 8; на фиг. 10 приведен разрез Г-Г на фиг. 8; на фиг. 11 изображен общий вид аэромобиля с использованием в качестве базы переднеприводного автомобиля, оснащенного двумя автономными силовыми установками, размещенными в багажном отделении и связанными каждая с соответствующим воздушным движителем карданным валом; на фиг. 12 - разрез М-М на фиг. 11; на фиг. 13 приведена схема рулевого управления транспортного средства, включающего функции штурвала самолета; на фиг. 14 - вид Г на фиг. 13; на фиг. 15, 16 и 17 изображены схемы, иллюстрирующие силы и моменты, действующие на транспортное средство при маневрах в полетном режиме движения с использованием пространственных перемещений и поворотов воздушного движителя и связанного с ним хвостового оперения. In FIG. 1 shows a general view of a vehicle being converted into an aircraft with an extended console suspension in preparation for the flight mode of movement; in FIG. 2 is a view A in FIG. 1; in FIG. 3 - section BB in FIG. 1; in FIG. 4 is a drawing with cross-sections of cantilever sections of retractable wings in a projection onto a root section, explaining the receipt of the twist angle of the telescopic wings of the vehicle; in FIG. 5 shows a car stiffness frame when used as a base for converting a vehicle into an aircraft; in FIG. 6 shows a general view of an air vehicle in a ground mode of movement; in FIG. 7 is a view B of FIG. 6; in FIG. 8 shows a general view of the aircraft in preparation for the flight mode of movement; in FIG. 9 is a view B in FIG. 8; in FIG. 10 shows a section GG in FIG. 8; in FIG. 11 shows a general view of an aircraft using a front-wheel drive vehicle as a base, equipped with two autonomous power plants located in the luggage compartment and each connected to a respective propeller shaft by a propeller shaft; in FIG. 12 is a section MM in FIG. eleven; in FIG. 13 shows a steering diagram of a vehicle, including functions of an airplane steering wheel; in FIG. 14 is a view D in FIG. thirteen; in FIG. 15, 16 and 17 are diagrams illustrating the forces and moments acting on the vehicle during maneuvers in flight mode using spatial displacements and rotations of the air propulsion and associated tail unit.
На чертежах использованы следующие обозначения: СГОК - строительная горизонталь обоймы крыльев: αo - начальный угол смещения хорды профиля корневой секции убираемых крыльев в проекции на корневое сечение крыла; Δαi - приращения углов, образуемые хордами профилей консольных секций убираемых крыльев в проекции на корневое сечение крыла; α - угол атаки крыла; ρ - угол отклонения вертикальных рулей 9 хвостового оперения: Pпит - давление источника питания в гидроприводах консольного подвеса; Pупр - управляющее давление в электрогидравлическом преобразователе; Pл и Pп - рабочие давление в гидроприводах (левом и правом), связанных с перемещением воздушного движителя: БВМ - бортовая вычислительная машина, ГА - гидроаккумулятор; ГО - горизонтальное оперение: ВО - вертикальное оперение; Pк - подъемная сила, создаваемая несущей поверхностью крыльев летательного аппарата, Pт - свободная сила тяги (за вычетом сил сопротивления), создаваемая воздушным движителем; Pс - подъемная сила, создаваемая несущей поверхностью стабилизатора хвостового оперения; r, rт, r'т и rс - соответствующие плечи действия сил Pк, Pт и Pс; G - вес летательного аппарата; ЦМ - центр масс, точка приложения веса летательного аппарата; Pу, P'у и P''у - силы, создаваемые поверхностями вертикального оперения и управляемых колес; rу, r'у и r''у - плечи действия сил, создаваемых вертикальным оперением и управляемыми колесами; Mг и M'г - приведенные гироскопические моменты сопротивления, возникающие при изменении углов установки и координат воздушного движителя (в проекции на плоскость чертежа); X, Y и Z - оси системы координат, связанной с центром масс (ЦМ) транспортного средства; т.О - начальная точка отсчета координат, совмещенная с центром масс ЦМ.The following notation is used in the drawings: SGOK — construction horizontal of the wing clip: α o — initial angle of the chord of the profile of the root section of the retractable wings in projection onto the root section of the wing; Δα i - increments of the angles formed by the chords of the profiles of the cantilever sections of the retractable wings in projection onto the root section of the wing; α is the angle of attack of the wing; ρ is the angle of deviation of the
Транспортное средство, преобразуемое в летательный аппарат, содержит корпус-кузов 1, имеющий в продольном сечении форму обтекаемого профиля, шасси с подвеской (на чертеже не обозначены) колес 2, силовую установку с трансмиссией (на чертеже не показаны), воздушный движитель 3, убираемые крылья 4 с приводом 5, хвостовое оперение со стабилизатором 6, килем 7, с горизонтальными и вертикальными рулями 8 и 9 соответственно. Хвостовое оперение установлено на консольном подвесе (на чертеже не обозначен) переменной длины. Для управления движением транспортного средства предусмотрены органы управления наземным и полетным режимами движения с контрольными приборами (на чертеже не показаны). Согласно изобретению убираемые крылья 4 и стабилизатор 6 хвостового оперения выполнены мультиконсольными телескопическими и состоят из консольных секций 10 и 11 соответственно. При наземном (дорожном) режиме движения убираемые крылья 4 собраны в обойму 12, установленную на корпусе-кузове 1. При этом обойма 12 убираемых крыльев 4 шарнирно соединена с парой приводов 13 и 14, закрепленных на корпусе-кузове 1 с возможностью изменения угла атаки убираемых крыльев 4 в предполетном и полетном режимах движения. Стабилизатор 6 хвостового оперения в собранном виде также представляет собой обойму 15. Сложенные в обоймы 12 и 15 консольные секции 10 и 11 убираемых крыльев 4 и стабилизатора 6 хвостового оперения соответственно имеют возможность их выдвижения в поперечном направлении в горизонтальной плоскости с помощью соответствующих приводов 5 и 16. Воздушный движитель 3 транспортного средства установлен на консольном подвесе переменной длины совместно с хвостовым оперением, стабилизатор 6 которого жестко связан с корпусом 17 воздушного движителя 3. Консольный подвес переменной длины дает возможность изменять пространственный угол между осью вращения воздушного движителя 3 и продольной осью транспортного средства благодаря тому, что выполнен на базе независимо управляемых телескопических гидроприводов: двух верхних - 18, 19 и одного нижнего - 20. Последний является базово позиционируемым и обеспечивает определенный заданный вылет консольного подвеса за пределы корпуса-кузова 1 по условиям балансировки транспортного средства и координации его центра масс ЦМ. Гидроприводы 18 и 19 упруго-шарнирно закреплены (преимущественно на сайлентблоках) в корпусе-кузове 1 и шарнирно связаны с корпусом 17 воздушного движителя 3, а гидропривод 20 жестко закреплен в корпусе-кузове 1 и шарнирно связан с корпусом 17 воздушного движителя 3. Привод воздушного движителя 3 от силовой установки осуществляется посредством трансмиссии и телескопического карданного вала 21 с карданами 22 и 23. Благодаря последним осуществляется возможность работы воздушного движителя 3 при его пространственных угловых перемещениях относительно продольной оси транспортного средства в полетном режиме. The vehicle to be converted into an aircraft contains a body-
Приводы 5 и 16 убираемых крыльев 4 и стабилизатора 6 хвостового оперения соответственно выполнены в виде одноименных телескопических гидроцилиндров 5 и 16, установленных внутри соответствующей обоймы 12 и 15 и самих консольных секций 10 и 11 с возможностью их взаимодействия с соответствующим гидроприводом 5 и 16. При этом рабочие органы гидроприводов 5 и 16, а именно многоступенчатые штоки-цилиндры (на чертеже не обозначены), выполняют функции лонжеронов - конструктивных элементов жесткости мультиконсольных убираемых крыльев 4, а также демпфирующих устройств продольных и крутильных осцилляций консольных секций 10 и 11 (см. фиг. 1-3).
Консольные секции 10 убираемых крыльев 4 выполнены с упругой круткой, обеспечивающей в выдвинутом из обоймы 12 состоянии увеличение угла атаки каждой последующей секции в направлении к концевой. Тонкостенный профиль консольных секций 10 позволяет это осуществить без затруднений. Угол αo, отсчитываемый от строительной горизонтали СГОК обоймы 12 убираемых крыльев 4, получает приращения Δα1,Δα2,Δα3, и т.д. от соответствующих консольных секций 10 в позиции их полного выдвижения (см. фиг. 4).The
Хвостовое оперение со стабилизатором 6, килем 7, горизонтальными и вертикальными рулями 8 и 9 соответственно, жестко связано с корпусом 17 воздушного движителя 3. При этом горизонтальные и вертикальные рули 8 и 9 соответственно, установлены полностью или частично в воздушном потоке от воздушного движителя 3. The tail unit with
Каждая из консольных секций 10 убираемых крыльев 4 снабжена аэродинамическими концевыми шайбами 24. Последние кроме прямого своего назначения, а именно организации необходимого режима обтекания потоков воздуха без срывов с профиля крыла, выполняют и роль поперечных конструктивных элементов жесткости крыла - нервюр. Each of the
В качестве варианта в предлагаемом транспортном средстве, преобразуемом в летательный аппарат, его корпус-кузов 1, шасси с подвеской колес 2, силовая установка с трансмиссией, органы управления наземным и полетным режимами движения и контрольные приборы выполнены на базе одноименных автомобильных агрегатов и узлов. As an option, in the proposed vehicle, convertible into an aircraft, its body-
Для надежной установки обоймы 12 убираемых крыльев 4 может быть задействован каркас 25, жестко связанный с силовыми элементами 26 несущего корпуса-кузова 1 автомобиля, например, с площадками-опорами 27 под домкраты. Сверху на каркасе 25 монтируется шарнирно обойма 12 убираемых крыльев 4. Причем передние шарнирные опоры (на чертеже не обозначены) выполнены с приводами 13 и 14 углового перемещения обоймы 12 для установки и регулирования угла атаки α. При этом используются монтажные опоры 28 (см. фиг. 5). Иными словами, взяв за базу транспортное средство - автомобиль, содержащий названные выше агрегаты и узлы, являющийся транспортным средством массового производства и широко применяемым для передвижения и перевозок, можно дооснастить его определенным набором оборудования и, таким образом, преобразовать в средство для осуществления полетного режима движения - аэромобиль. Приспособленный для наземного режима движения автомобиль для осуществления полетных функций необходимо оснастить рядом модулей, а именно обоймами 12 и 15 убираемых крыльев 4 и стабилизатора 6 хвостового оперения соответственно, консольным подвесом переменной длины в виде трех телескопических гидроцилиндров 18, 19 и 20 и воздушным движителем 3 с телескопическим карданным валом 21 с карданами 22 и 23 (см. фиг. 1, 6-10). For reliable installation of the
Для лучшей обтекаемости аэромобиля в полете предусматривается выполнять корпус-кузов 1 крыловидным в продольном сечении, для чего используется надкапотный прозрачный обтекатель 29 с механизмом 30 его выдвижения с целью удлинения корпуса-кузова 1 в полете для увеличения его подъемной силы, а также для управления последней дополнительно к основной составляющей от крыльев 4. Прозрачный обтекатель 29 установлен над капотом аэромобиля и имеет форму предкрылка самолетного крыла. В выдвинутом состоянии прозрачный обтекатель 29 показан штриховой линией (см. фиг. 11). To better streamline the aircraft in flight, it is envisaged to make the body-
Для формирования воздушного потока над корпусом-кузовом надкапотный прозрачный обтекатель 29 и корпус-кузов 1 аэромобиля снабжены по бокам прозрачными ширмами 31, выполняющими функции аэродинамических шайб. Конструктивно прозрачные аэродинамические ширмы 31 могут быть выполнены убирающимися с возможностью их выдвижения при подготовке к полетному режиму движения. To form an air flow above the body-body, the over-hood
В аэромобиле также дополнительно предусмотрено выдвижное составное аэродинамическое днище 32, которое шарнирно связано с гидроцилиндром 20. Составное аэродинамическое днище 32 выполнено из нескольких профилированных элементов, взаимодействующих между собой, например по типу "ласточкина хвоста". Оно имеет возможность выдвижения из корпуса-кузова 1 совместно с воздушным движителем 3 при выдвижении консольного подвеса в виде телескопических гидроцилиндров 18, 19 и 20. При этом аэродинамическое днище 32 может образовывать с аэродинамическими ширмами 31 канал, направляющий поток воздуха на воздушный движитель 3 (см. фиг. 12). The aeromobile also additionally provides a retractable composite aerodynamic bottom 32, which is pivotally connected to the
Для создания лучших условий обтекания автомобильного корпуса-кузова 1 в полетном режиме автомобильное шасси с подвеской колес 2 выполнено с возможностью подтягивания последних в корпус-кузов 1. Для выполнения этой функции может использоваться, например, специальный гидропривод, встроенный в амортизатор 33 и сжимающий пружину 34 подвески колес 2 (фиг. 13 и 14). To create better conditions for the flow around the automobile body-
В случае аэромобиля органы управления траекториями наземного и полетного режимов движения совмещены на автомобильной рулевой колонке 35, поворотно закрепленной на шарнирной опоре 36 в продольной плоскости (см. фиг. 13 и 14) с возможностью ее блокировки. In the case of an aeromobile, the control elements for the trajectories of the ground and flight driving modes are combined on the
Органы управления траекториями наземного и полетного режимов движения аэромобиля совмещают функции рулевого управления автомобилем и штурвала самолета. В состав органов управления входят рулевое колесо 37, установленное на рулевом валу 38, который размещен в рулевой колонке 35. Рулевое колесо 37 через рулевой вал 38 с карданом 39 связан с приводом 40, сошкой 41, шарнирами 42 и осью 43 колеса 2. Одновременное выполнение функций штурвала самолета рулевой колонкой 35 обеспечивается за счет шарнирной опоры 36, снабженной блокирующим устройством 44, действующим в наземном режиме движения транспортного средства. Рулевая колонка 35 с вилкой 45 связана тросом 46 с вертикальными рулями 8 хвостового оперения. Связь с горизонтальными рулями 9 хвостового оперения обеспечивается, например, посредством поперечной тяги 47 и троса 48. The controls for the trajectories of the ground and flight modes of the aircraft movement combine the functions of steering the car and the helm of the aircraft. The composition of the controls includes a
В состав органов управления входят также электрогидравлический преобразователь 49, управляемый от бортовой вычислительной машины БВМ (на чертеже не показана) через входной блок 50, и имеющий связь с гидроцилиндрами 18 и 19, управляющими вектором тяги воздушного движителя 3 в горизонтальной плоскости. В электрогидравлическом преобразователе 49 с гидроаккумулятором ГА (на чертеже не показан) имеются каналы 51 связи, а именно односторонние каналы подачи давления питания Pпит и управляющего давления Pупр, а также двухсторонние каналы связи Pл и Pп левым и правым гидроцилиндрами 18 и 19. К бортовой вычислительной машине БВМ подключены также датчики 52 наклона и поворота рулевого колеса-штурвала 37. При этом рулевое колесо 37 снабжено планкой 53 ручной корректировки углов крена при маневрировании аэромобиля за счет изменения длины соответствующего крыла.The composition of the controls also includes an electro-
Кроме этого в единой системе гидравлического управления предусмотрены гидравлические преобразователи 54 и 55 синхронного управления гидроцилиндрами 18 и 19, изменяющими направление вектора тяги в вертикальной плоскости. In addition, a single hydraulic control system provides
Воздушный движитель 3 аэромобиля выполнен кольцевым винтовентиляторным или капотируемым винтовым с учетом того, что при малых стартовых скоростях, характерных для автомобилей на дорогах при разгоне, а также при посадке, такие движители более эффективны, чем обычные винтовые. The
В качестве варианта воздушный движитель 3 может быть выполнен в виде пары воздушных движителей с учетом необходимой их суммарной мощности (см. фиг. 8-10). При этом воздушные движители 3 связаны с телескопическим карданным валом 21 с помощью трансмиссии, например, выполненной в виде цепной передачи (на чертеже не показана). Alternatively, the
В варианте исполнения в качестве исходного транспортного средства за базу может быть принят переднеприводный автомобиль. В этом случае транспортное средство может быть дополнительно снабжено автономной силовой установкой (на чертеже не показана), являющейся приводом для воздушного движителя 3, подключенного к силовой установке посредством трансмиссии и телескопического карданного вала 21 (см. фиг. 8-12). In an embodiment, a front-wheel drive vehicle can be taken as the base vehicle for the base. In this case, the vehicle can be additionally equipped with an autonomous power plant (not shown in the drawing), which is the drive for the
На базе переднеприводного автомобиля с воздушным движителем 3, снабженным автономной силовой установкой, может быть реализована схема, когда транспортное средство дополнительно снабжено рядом автономных силовых установок и связанных с ними соответствующих воздушных движителей 3, например еще одной автономной силовой установкой (на чертеже не показана) и связанным с ней воздушным движителем 3. В этом случае, используя для каждого воздушного движителя 3 свою автономную силовую установку и обеспечивая их автономное управление, водитель-пилот получает возможность управлять транспортным средством в полетном режиме с большей эффективностью. В обоих описанных выше вариантах силовые установки, например роторно-поршневые двигатели, могут быть размещены в багажном отделении аэромобиля, обеспечивая приемлемую компоновку транспортного средства в целом (см. фиг. 11 и 12). On the basis of a front-wheel drive vehicle with an
В качестве контрольных приборов могут быть использованы автомобильные, например спидометр, задействованный как в наземном, так и в полетном режимах движения, а также самолетные, такие как высотомер, авиагоризонт и др. As control devices, automobile ones, for example, a speedometer, used both in ground and in flight modes of movement, as well as aircraft ones, such as an altimeter, a horizon, etc. can be used.
Способ управления движением транспортного средства, преобразуемого в летательный аппарат, реализуется в устройстве следующим образом. The method of controlling the movement of a vehicle converted into an aircraft is implemented in the device as follows.
При наземном режиме движения транспортное средство используется в качестве автомобиля, перемещаясь по дороге с помощью шасси с подвеской колес 2 с приводом их от штатной силовой установки. В этом случае мультиконсольные телескопические крылья 4 втянуты в обойму 12, размещенную сверху на корпусе-кузове 1. Таким же образом собран в обойму 15 и стабилизатор 6 хвостового оперения. При этом консольный подвес переменной длины с установленными на нем воздушным движителем 3 и хвостовым оперением со стабилизатором 6, килем 7, горизонтальными и вертикальными рулями 8 и 9 соответственно, имеет минимальный вылет за пределы корпуса-кузова 1 транспортного средства, общие габариты которого являются в этом случае минимальными, а архитектурно-эстетический облик наиболее близок к автомобильному. In the ground mode of movement, the vehicle is used as a car, moving along the road using a chassis with a suspension of
При подготовке транспортного средства к полетному режиму движения водитель-пилот поэтапно осуществляет синхронное выдвижение гидроцилиндров 18, 19 и 20 консольного подвеса. Базово позиционируемый гидроцилиндр 20 определяет необходимый вылет консольного подвеса и соответствующее выдвижение гидроцилиндров 18 и 19 за пределы корпуса-кузова 1, балансируя при этом координату центра масс и обеспечивая подготовку воздушного движителя 3 к включению. Затем с помощью телескопических гидроцилиндров 5 водитель-пилот осуществляет выдвижение из обоймы 12 консольных секций 10 убираемых крыльев 4, а с помощью телескопических гидроцилиндров 16 - консольных секций 11 стабилизатора 6 хвостового оперения. Транспортное средство начинает разгоняться, как правило, за счет тяги на колесах 2, а при достижении необходимой скорости с помощью приводов 13 и 14 крылья 4 устанавливаются под взлетным углом атаки, включается воздушный движитель 3 и осуществляется взлет. В исключительных случаях преимущественно при слабом сцеплении колес 2 с опорной поверхностью (мокрая или скользкая дорога, грязь на местности и т.п.) транспортное средство может разгоняться с помощью воздушного движителя, используя наиболее высокий КПД винтовентиляторного движителя 3 при малых скоростях движения. При этом действия водителя-пилота практически не отличаются от описанного выше основного варианта подготовки и осуществления взлета. When preparing the vehicle for the flight mode of movement, the driver-pilot gradually performs the simultaneous extension of the
Водитель-пилот, управляя движением в полетном режиме, использует для этого горизонтальные и вертикальные рули 8 и 9 соответственно, создавая управляющие силы и моменты. The pilot driver, controlling the movement in flight mode, uses the horizontal and
Кроме этого у водителя-пилота имеется возможность с помощью гидроцилиндров 18 и 19 (при фиксированном положении гидроцилиндра 20), действуя ими синхронно или асинхронно, а также синхронно и одновременно асинхронно, целенаправленно изменять ориентировку воздушного движителя 3 в системе координат, связанной с транспортным средством. Тем самым изменяется направление вектора тяги воздушного движителя 3, что делает управление транспортным средством в полете более эффективным и безопасным. Вместе с тем повороты руля-штурвала 37 влево-вправо вызывают повороты и управляемых колес 2, что дополнительно облегчает маневры транспортного средства в полетном режиме. In addition, the driver-pilot has the opportunity to use the
В качестве устройств, создающих управляющие моменты в полетном режиме, используется и стабилизатор 6 и киль 7 хвостового оперения, поскольку они жестко связаны с корпусом 17 воздушного движителя 3 и меняют свою ориентировку в пространстве вместе с последним в результате работы консольного подвеса переменной длины. С помощью стабилизатора 6 и киля 7 хвостового оперения создаются моменты, дополнительные к тем, которые создаются воздушным движителем 3. Тем самым можно меньшими угловыми перемещениями воздушного движителя 3 в сочетании с теми же угловыми перемещениями стабилизатора 6 и киля 7 хвостового оперения достигать необходимого изменения вектора тяги и управляющих моментов, а, следовательно, и траектории транспортного средства в полете. As devices that create control moments in flight mode, the
Организация работы горизонтальных и вертикальных рулей 8 и 9 соответственно, при их установке непосредственно в воздушном потоке от воздушного движителя 3 является наиболее эффективной, поскольку на соответствующие горизонтальные и вертикальные рули 8 и 9 попадает более скоростной поток после воздушного движителя 3. В конечном итоге для создания управляющих сил и моментов становятся достаточными небольшие перемещения горизонтальных и вертикальных рулей 8 и 9. Тем самым повышается чувствительность интегральной системы управления к управляющим действиям водителя-пилота. The organization of the horizontal and
Кроме перечисленного водитель-пилот при управлении полетным режимом имеет возможность изменять размах крыльев 4, втягивая или выдвигая консольные секции 10 с помощью телескопических гидроцилиндров 5 на заданную длину. Так при взлете и при посадке размах крыльев 4 устанавливается максимальным, чтобы обеспечить максимальное значение подъемной силы при достигнутой скорости разгона или посадки. При выходе на установившийся полетный режим размах крыльев 4 и их аэродинамическое сопротивление могут быть уменьшены, а скорость транспортного средства - увеличена. Элементы жесткости мультиконсольных телескопических крыльев 4 и стабилизатора 6 хвостового оперения - соответствующие телескопические гидроцилиндры 5 и 16 с их рабочими органами - штоками-камерами (на чертеже не обозначены) позволяют организовать перемещение соответствующих консольных секций 10 и 11 не только в порядке очередности, но и в любом ином порядке с учетом требуемого полетного режима, а также для борьбы с вредными осцилляциями (флаттером). In addition to the above, the driver-pilot, when controlling the flight mode, has the ability to change the
Помимо этого мультиконсольная конструкция убираемых крыльев 4 позволяет изменять длину любого крыла транспортного средства. При этом условии создается разница в составляющих подъемной силы, действующих на левое и правое крыло. При необходимости возникающий в результате одностороннего изменения длины крыльев момент может быть использован для поворота транспортного средства вокруг своей продольной оси с целью получения угла крена по типу самолетного перед совершением поворотного маневра. In addition, the multi-console design of the
При всех операциях по управлению транспортным средством в наземном и полетном режимах движения, а именно изменении положения управляемых колес 2, горизонтальных и вертикальных рулей 8 и 9, стабилизатора 6 и киля 7 хвостового оперения, а также направления вектора тяги водитель-пилот использует интегральный (совмещенный) орган управления по типу рулевое колесо-штурвал 37 (см. фиг. 13 и 14). For all operations of driving a vehicle in ground and flight driving modes, namely changing the position of the steered
В интегральном органе управления предусмотрен рулевой вал 38 с шарнирной опорой 36, связанный как с приводом 40 управляемых колес 2, так и с тросами 48 и 46 горизонтальных и вертикальных рулей 8 и 9 соответственно (ГО и ВО). Одновременно рулевой вал 38 имеет связь с электрогидравлическим преобразователем 49 и механогидравлическими преобразователями 54 и 55, управляющими выдвижением гидроцилиндров 18 и 19. Электрогидравлический преобразователь 49 может использоваться в автоматическом режиме с управлением от бортовой вычислительной машины (БВМ) по сигналам от датчиков 52 угла наклона и поворота руля-штурвала 37. Механогидравлические преобразователи 54 и 55 используются преимущественно при ручном режиме управления. In the integral control element, a steering shaft 38 is provided with an articulated support 36 connected both to the
На транспортное средство в полетном режиме воздействуют различные силы по всем шести степеням свободы относительно связанной с ним системы координат. В общем случае динамика такого аэромобиля с управлением изменением направления силы тяги P определяется 14-ю нелинейными дифференциальными уравнениями второй степени, решение которых доступно с помощью бортовой вычислительной машины (БВМ). Упрощение решений достижимо путем применения известного метода малого параметра и метода тяг Н.Е.Жуковского (см., например, в кн. И. Б.Остославский. "Аэродинамика самолета". - М.: Оборонгиз, 1957. - С. 560). Так в первом приближении достаточно принять во внимание основные силы, действующие на аэромобиль и вызывающие его повороты в плоскостях XOZ и XOY (см. фиг. 15, 16 и 17). К таким силам относятся подъемная сила Pк, создаваемая посредством крыльев 4, действующая относительно центра масс ЦМ на радиусе r, вес аппарата G, приложенный в центре его масс, сила тяги Pт воздушного движителя 3, действующая на плечах с радиусами rт и r'т, и подъемная сила Pс, создаваемая с помощью несущей поверхности стабилизатора 6 хвостового оперения, а также управляющие силы в горизонтальной плоскости Pу, P'у и P''у, действующие на плечах rу, r'у и r''у соответственно. Все перечисленные основные воздействующие силы определяют равнодействующую силу и создают относительно центра масс ЦМ транспортного средства соответствующие им моменты, которые суммируются по правилам теоретической механики (кинетостатика):
- в вертикальной плоскости XOZ:
- в горизонтальной плоскости XOY:
определяя изменения траекторий полета по управляющим воздействиям водителя-пилота и командам бортовой вычислительной машины БВМ.The vehicle in flight mode is affected by various forces across all six degrees of freedom with respect to the associated coordinate system. In the general case, the dynamics of such an aircraft with control of the change in the direction of the thrust force P is determined by 14 non-linear differential equations of the second degree, the solution of which is available using an on-board computer (BVM). Simplification of solutions is achievable by applying the well-known small parameter method and the draft method of N.E. Zhukovsky (see, for example, in the book by I. B. Ostoslavsky. “Aerodynamics of an airplane.” - M .: Oborongiz, 1957. - P. 560) . So, as a first approximation, it is enough to take into account the main forces acting on the aircraft and the turns that cause it in the XOZ and XOY planes (see Figs. 15, 16 and 17). Such forces include the lifting force P k created by the
- in the vertical plane XOZ:
- in the horizontal plane XOY:
determining changes in flight paths by the control actions of the driver-pilot and the commands of the on-board computer of the BVM.
При совершении транспортным средством быстрых маневров к действующим силам и моментам добавляются гироскопические моменты сопротивления Mг и M'г от поворотов плоскости вращения воздушного движителя 3, т.е. реакции, связанные с прецессией и нутациями оси вращения последнего. Эти реакции могут купироваться в определенной степени путем соответствующего программирования командных сигналов бортовой вычислительной машины БВМ с учетом требуемых и задаваемых скоростей изменения положения воздушного движителя 3 в пространстве относительно координат, связанных с аэромобилем.When the vehicle makes quick maneuvers, the gyroscopic moments of resistance M g and M ' g from rotations of the plane of rotation of the
Знаки "+" в уравнениях моментов определяют подъем аэромобиля, например, при взлете (фиг. 15), или поворот влево (против часовой стрелки), как видно на фиг. 17. Знаки "-" в тех же уравнениях означают спуск (например, при посадке) или поворот вправо. Частный случай при Pт•rт = 0 (см. фиг. 16) соответствует возможностям безопасной акробатики на аэромобиле (в рамках норм летной годности).The signs "+" in the equations of moments determine the rise of the aircraft, for example, during takeoff (Fig. 15), or turn left (counterclockwise), as can be seen in Fig. 17. The signs “-” in the same equations mean a descent (for example, during landing) or a turn to the right. A special case at P t • r t = 0 (see Fig. 16) corresponds to the capabilities of safe acrobatics on an aeromobile (within the limits of airworthiness).
В случае варианта исполнения транспортного средства, преобразуемого в летательный аппарат, когда в качестве исходного объекта используется автомобиль, работа последнего происходит аналогично описанному выше общему случаю. В частности режим посадки аэромобиля заключается в снижении высоты и скорости полета и осуществляется в обратном взлету порядке. In the case of an embodiment of a vehicle that can be converted into an aircraft, when a car is used as the initial object, the operation of the latter occurs similarly to the general case described above. In particular, the aircraft’s landing mode consists in reducing the altitude and speed of flight and is carried out in the reverse take-off order.
При этом наземный режим движения осуществляется обычным для автомобиля образом с использованием его энергетического оборудования и органов управления с помощью автомобильного шасси с колесами 2. Для осуществления полетного режима водитель-пилот приводит во вращение воздушный движитель 3. Одним из наиболее предпочтительных вариантов конструкции последнего для аэромобиля могут быть выбраны воздушный кольцевой винтовентиляторный движитель или капотируемый винтовой, поскольку они на небольших, как у автомобиля, скоростях имеют наиболее высокий КПД, что очень важно при осуществлении устойчивого взлета и посадки. После выдвижения консольных секций 10 и 11 убираемых крыльев 4 и стабилизатора 6 хвостового оперения, соответственно, водитель-пилот осуществляет взлет. При продолжительном времени полета водитель-пилот может воспользоваться возможностью убрать колеса 2 в ниши, предусмотренные в корпусе-кузове 1, задействовав гидропривод, встроенный в амортизатор 33 и сжимающий пружину 34 подвески колес 2. Такой прием позволит снизить энергетические затраты в целом. In this case, the ground mode of movement is carried out in the usual way for the car using its power equipment and controls using a car chassis with
Аналогично описанному общему случаю решаются вопросы управляемости и продольной и поперечной устойчивости аэромобиля в полете. Similarly to the described general case, the issues of controllability and longitudinal and lateral stability of the aircraft in flight are solved.
Адаптация водителя-пилота к органам управления осуществляется с использованием рулевой колонки 35, установленной на шарнирной опоре 36 по типу штурвала самолета. При этом при повороте рулевого колеса 37 момент вращения передается с помощью рулевого вала 38 с карданом 39 на рулевой привод 40, далее посредством сошки 41 и шарниров 42 - на шкворень оси 43 поворота колеса 2. Фиксация рулевой колонки 35 при наземном режиме движения осуществляется с помощью блокирующего устройства 44, представляющего собой упругий торсион, охваченный электромагнитным сцеплением. В полетном режиме движения блокировка снимается, что дает возможность рулевой колонке 35 и рулевому валу 38 совершать как вращательное движение, так и поступательное. При этом водитель-пилот в ручном режиме, задействовав механогидравлические преобразователи 54 и 55, управляет работой гидроцилиндров 18 и 19, а, следовательно, координатой воздушного движителя 3 и, как результат - направлением вектора тяги. Одновременно имеется возможность через вилку 45 посредством троса 46 обеспечить связь с вертикальными рулями 8. Поворачивая рулевое колесо-штурвал 37, водитель-пилот через тягу 47 посредством троса 48 регулирует положение горизонтальных рулей 8. С помощью планки 53 водитель-пилот имеет возможность вручную корректировать угол крена летательного аппарата в полетном режиме за счет изменения длины соответствующего крыла (левого или правого). В автоматическом режиме для управления координатами в полете водитель-пилот использует управление от бортовой вычислительной машины БВМ, управляющей электрогидравлическим преобразователем 49 по сигналам от датчиков 52 наклона и поворота рулевого колеса-штурвала 37. The adaptation of the pilot driver to the controls is carried out using a
Если корпус-кузов 1 автомобиля выполнен крыловидным в продольном сечении за счет использования прозрачного надкапотного обтекателя 29 в форме предкрылка самолетного крыла, то существенно повышается аэродинамическое качество аэромобиля вследствие более совершенной обтекаемой формы, что позволяет формировать воздушные потоки сверху и снизу корпуса-кузова 1, необходимые для создания значительной дополнительной подъемной силы. Так в варианте аэромобиля, в котором надкапотный обтекатель 29 и корпус-кузов 1 снабжены прозрачными краевыми ширмами 31 по бокам, аэромобиль защищен от поперечных стеканий воздушных потоков, участвующих в создании необходимой подъемной силы. Выдвижение надкапотного обтекателя 29 осуществляется механизмом 30 его выдвижения. If the car body-
При снабжении аэромобиля составным аэродинамическим днищем 32 появляется дополнительная возможность улучшить обтекание воздушным потоком днища корпуса-кузова 1. Выдвижение аэродинамического днища 32 осуществляется в процессе выдвижения телескопического гидропривода 20 и обеспечивает увеличение несущей поверхности корпуса-кузова 1 транспортного средства (аэромобиля). When supplying an aeromobile with a composite aerodynamic bottom 32, there is an additional opportunity to improve the airflow around the bottom of the body-
В варианте выполнения транспортного средства на базе автомобиля, когда воздушный движитель 3 выполнен в виде пары воздушных движителей, связанных с приводным телескопическим карданным валом 21 с помощью трансмиссии в виде, например, цепной передачи, предоставляется возможность использовать воздушные движители меньшей мощности и размеров. На такой основе можно повысить число оборотов воздушного движителя 3, уменьшить передаточное число трансмиссии и ее массу, а главное - понизить точку центра масс конструкции консольного подвеса, состоящей из пары движителей и хвостового оперения, приблизив его по вертикали к положению общего центра масс всего летательного аппарата. При этом однозначно повышается продольная устойчивость аэромобиля. In an embodiment of a vehicle based on a car, when the
В варианте выполнения аэромобиля на базе переднеприводного автомобиля привод воздушного движителя 3 можно осуществлять от дополнительно размещаемой в багажном отделении транспортного средства автономной силовой установки посредством трансмиссии, снабженной телескопическим карданным валом 21. При такой организации работы воздушного движителя 3 его функционирование можно считать более надежным в случае отказа в полетном режиме основной силовой установки. In an embodiment of an aeromobile based on a front-wheel drive vehicle, the
В варианте переднеприводного автомобиля, дополнительно снабженного рядом автономных силовых установок и связанных с ними соответствующих воздушных движителей 3, аэромобиль будет сочетать в себе одновременно свойства повышенной безопасности и дополнительной управляемости вектором тяги за счет изменения параметров работы автономных силовых установок. Таких пар, составленных из автономных силовых установок и связанных с ними воздушных движителей, может быть несколько, а именно и три, и четыре - в зависимости от технических характеристик последних. In a variant of a front-wheel drive vehicle, additionally equipped with a number of autonomous power plants and associated corresponding
Таким образом, транспортное средство, выполненное согласно изобретению с консольным подвесом, обеспечивающим в полетном режиме движения изменение ориентировки воздушного движителя и хвостового оперения относительно системы координат, связанной с транспортным средством, а также с оригинальной конструкцией выдвижных мультиконсольных крыльев и с интегральным органом управления положением управляемых колес, горизонтальных и вертикальных рулей и направлением вектора тяги, позволяет реализовать заявляемый способ управления движением. При этом реализация описанного способа в заявленном устройстве позволяет решить поставленную техническую задачу, а именно повысить управляемость и продольную и поперечную устойчивость аппарата в полетном режиме движения за счет расширения предоставляемых изобретением технических возможностей для управления. Транспортное средство, выполненное согласно изобретению и реализуемое на базе автомобиля, иначе - аэромобиль, является наиболее вероятным базовым вариантом. Причем выполненный в герметичном исполнении аэромобиль может использоваться как в надводных, так и в подводных условиях. В последнем случае размах крыльев и скорость вращения воздушного движителя будут иметь минимальные значения. Thus, a vehicle made according to the invention with a cantilever suspension providing, in flight mode of movement, a change in the orientation of the air propulsion device and the tail unit relative to the coordinate system associated with the vehicle, as well as with the original design of the retractable multi-console wings and with an integral control element for the position of the steered wheels horizontal and vertical rudders and the direction of the thrust vector, allows you to implement the inventive method of controlling movement. Moreover, the implementation of the described method in the claimed device allows to solve the technical problem, namely, to increase the controllability and longitudinal and lateral stability of the device in flight mode of movement by expanding the technical capabilities provided by the invention for control. A vehicle made according to the invention and implemented on the basis of a car, otherwise an aeromobile, is the most likely basic option. Moreover, a sealed aeromobile can be used both in surface and underwater conditions. In the latter case, the wingspan and the rotation speed of the air propeller will have minimum values.
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99124685A RU2169085C1 (en) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Method to control movement of vehicle convertible into aircraft and design of such vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99124685A RU2169085C1 (en) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Method to control movement of vehicle convertible into aircraft and design of such vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2169085C1 true RU2169085C1 (en) | 2001-06-20 |
Family
ID=20227312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99124685A RU2169085C1 (en) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Method to control movement of vehicle convertible into aircraft and design of such vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2169085C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485016C1 (en) * | 2012-02-22 | 2013-06-20 | Игорь Глебович Богданов | Bogdanov's device for carrier lifting and transfer |
| WO2014112893A1 (en) * | 2013-01-15 | 2014-07-24 | Kharitonov Dmitry Nikolaevich | Device for controlling a hybrid vehicle |
| WO2019141361A1 (en) | 2018-01-18 | 2019-07-25 | Fleck Future Concepts Gmbh | Space-efficiently stowable, automatably deployable, condensable airplane wing |
| WO2021251807A1 (en) * | 2020-06-11 | 2021-12-16 | Алдан Асанович САПАРГАЛИЕВ | Traction surfaces of self-moving apparatus |
| CN114312182A (en) * | 2022-01-04 | 2022-04-12 | 广东汇天航空航天科技有限公司 | Flying car |
| CN116256763A (en) * | 2023-05-10 | 2023-06-13 | 武汉理工大学 | Bridge disease detection device and detection method |
-
1999
- 1999-11-25 RU RU99124685A patent/RU2169085C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485016C1 (en) * | 2012-02-22 | 2013-06-20 | Игорь Глебович Богданов | Bogdanov's device for carrier lifting and transfer |
| WO2014112893A1 (en) * | 2013-01-15 | 2014-07-24 | Kharitonov Dmitry Nikolaevich | Device for controlling a hybrid vehicle |
| WO2019141361A1 (en) | 2018-01-18 | 2019-07-25 | Fleck Future Concepts Gmbh | Space-efficiently stowable, automatably deployable, condensable airplane wing |
| WO2021251807A1 (en) * | 2020-06-11 | 2021-12-16 | Алдан Асанович САПАРГАЛИЕВ | Traction surfaces of self-moving apparatus |
| CN114312182A (en) * | 2022-01-04 | 2022-04-12 | 广东汇天航空航天科技有限公司 | Flying car |
| CN114312182B (en) * | 2022-01-04 | 2023-08-22 | 广东汇天航空航天科技有限公司 | flying car |
| CN116256763A (en) * | 2023-05-10 | 2023-06-13 | 武汉理工大学 | Bridge disease detection device and detection method |
| CN116256763B (en) * | 2023-05-10 | 2023-08-15 | 武汉理工大学 | Bridge disease detection device and detection method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8505846B1 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
| US7815144B2 (en) | Ground air water craft | |
| US9254916B2 (en) | Vertical take-off and landing aircraft with tiltrotor power for use on land and in air | |
| US2708081A (en) | Convertible aircraft structure | |
| EP2265495B1 (en) | Coaxial rotor aircraft | |
| US4730795A (en) | Heliplane | |
| US5850990A (en) | Multi-purpose aircraft | |
| US6382556B1 (en) | VTOL airplane with only one tiltable prop-rotor | |
| US6129306A (en) | Easily-convertible high-performance roadable aircraft | |
| US20100294877A1 (en) | VTOL lifting body flying automobile | |
| US6978969B1 (en) | Fly-drive vehicle | |
| CN102530238A (en) | Unmanned aerial vehicle with variable sweepbacks and spans of wings | |
| NO322196B1 (en) | Hybrid aircraft | |
| EP0250555A1 (en) | Helicopter antitorque auxiliary propulsion system | |
| US2811323A (en) | Roadable aircraft | |
| CA3141442A1 (en) | Multi-modal vehicle | |
| RU2169085C1 (en) | Method to control movement of vehicle convertible into aircraft and design of such vehicle | |
| US20130008997A1 (en) | Combination ground vehicle and helicopter and fixed wing aircraft | |
| RU2082651C1 (en) | Light flying vehicle | |
| KR101529856B1 (en) | Flight vehicle having flying function of helicopter | |
| US1869871A (en) | Airplane | |
| RU185205U1 (en) | Unmanned aerial vehicle | |
| RU190200U1 (en) | FLYING AMPHIBIA-TRANSFORMING VEHICLE | |
| RU2286268C2 (en) | Wing-in-ground-effect craft | |
| RU2397919C1 (en) | Combined helicopter (versions) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111126 |