RU2394731C1 - Aircraft power plant with air blade propulsor and aircraft with such power plant - Google Patents
Aircraft power plant with air blade propulsor and aircraft with such power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2394731C1 RU2394731C1 RU2008147827/11A RU2008147827A RU2394731C1 RU 2394731 C1 RU2394731 C1 RU 2394731C1 RU 2008147827/11 A RU2008147827/11 A RU 2008147827/11A RU 2008147827 A RU2008147827 A RU 2008147827A RU 2394731 C1 RU2394731 C1 RU 2394731C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- annular casing
- power plant
- rotary ring
- nozzle
- aircraft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Toys (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Область техники.The field of technology.
Изобретение относится к транспорту, а более конкретно к силовым установкам, и может быть использовано на воздушном транспорте, водном транспорте и судах на воздушной подушке с воздушным приводом для повышения транспортной эффективности.The invention relates to transport, and more specifically to power plants, and can be used in air transport, water transport and air-cushion ships with air drive to increase transport efficiency.
Уровень техники.The level of technology.
Известно использование лопастных движителей в виде воздушных винтов для привода судов на воздушной подушке. Силовая установка обычно содержит двигатель, связанный с воздушным винтом, снабженным кожухом в виде кольца. На выходе из кольца устанавливаются рули направления движения, выполненные в виде поворотных вертикальных пластин. (См., например, патенты США №4821829, В60V 1/16, 1989 г., №5277117, B63G 7/06, 1994 г., патент РФ №2174925, B60V 1/04, 2001 г.).It is known to use blade propellers in the form of propellers for driving air-cushion vessels. A power plant typically comprises an engine coupled to a propeller provided with a ring-shaped casing. At the exit of the ring, rudders are set in the form of rotary vertical plates. (See, for example, US patents No. 4821829,
Недостатком таких силовых установок является снижение тяговых характеристик из-за наличия рулевых элементов за воздушным винтом и недостаточного использования им мощности создаваемого воздушного потока.The disadvantage of such power plants is a decrease in traction characteristics due to the presence of steering elements behind the propeller and its insufficient use of the power of the created air flow.
Известна двигательно-движительная установка транспортного средства на динамической воздушной подушке, содержащая воздушные винты, снабженные кольцевыми насадками с силовыми спицами, установленными на фюзеляже с помощью поворотных пилонов. На выходе воздушного потока из кольцевых насадок установлены горизонтальные крылышки с механизмом управления для создания подъемной силы. (См. патент РФ №2111877, В60V 1/14, B64D 31/00, 1998 г.).Known propulsive installation of a vehicle on a dynamic air cushion containing propellers equipped with annular nozzles with power spokes mounted on the fuselage using rotary pylons. At the outlet of the air flow from the annular nozzles, horizontal wings with a control mechanism for creating a lifting force are installed. (See RF patent No. 2111877,
Такая конструкция позволяет использовать воздушный поток от винта для создания подъемной силы. Однако наличие крылышек в потоке и недостаточное использование создаваемого потока для увеличения тяги ухудшают тяговые характеристики силовой установки.This design allows the use of air flow from the screw to create lift. However, the presence of wings in the stream and the insufficient use of the generated stream to increase traction degrade the traction characteristics of the power plant.
Известно использование силовых установок с лопастными движителями, снабженными кольцевыми насадками, для привода воздушных летательных аппаратов (см., например, патенты США №6592073, В64С 35/00, 2003 г.; 6866475, F04D 29/18, 2005 г.).It is known to use power plants with blade propellers equipped with ring nozzles for driving airborne vehicles (see, for example, US Pat. Nos. 6,520,073,
Недостатком таких силовых установок является также недостаточное использование мощности создаваемого винтами, вентиляторами потока. Кроме того, большие поверхности колец создают дополнительное аэродинамическое сопротивление, что приводит к ограниченному применению указанных конструкций.The disadvantage of such power plants is also the insufficient use of power created by the screws, flow fans. In addition, large surfaces of the rings create additional aerodynamic drag, which leads to limited use of these structures.
Известно устройство для установки на самолете турбовентиляторного двигателя - патент США №5409184, F02С 7/20, 1995 г. В патенте представлен турбовентиляторный двигатель с базовым двигателем и вентиляторным контуром. Вентиляторный контур содержит лопастной вентилятор, помещенный в кольцевой кожух. Кольцевой кожух установлен с помощью радиальных спиц и снабжен выхлопным соплом. При этом выхлопное сопло выполнено цилиндрическим, снабжено выходными направляющими лопатками, а спицы также выполнены в виде направляющих лопаток, спрямляющих поток, закрученный вентилятором.A device for installing a turbofan engine on an airplane is known - US patent No. 5409184, F02C 7/20, 1995. The patent describes a turbofan engine with a base engine and a fan circuit. The fan circuit contains a blade fan, placed in an annular casing. The annular casing is mounted using radial spokes and is equipped with an exhaust nozzle. In this case, the exhaust nozzle is made cylindrical, equipped with outlet guide vanes, and the spokes are also made in the form of guide vanes, straightening the flow swirling by a fan.
Такая конструкция широко используется в современных турбовентиляторных двигателях. Однако известная конструкция вентиляторного контура имеет недостатки, связанные с тем, что радиальные направляющие лопатки имеют сложную геометрию, трудоемки в изготовлении, загромождают выхлопное сопло, не обеспечивая при этом достаточного выпрямления потока. Кроме того, в сопле не обеспечивается полное использование энергии потока вентилятора. Все это приводит к снижению тяговых характеристик вентиляторного контура.This design is widely used in modern turbofan engines. However, the known design of the fan circuit has disadvantages due to the fact that the radial guide vanes have a complex geometry, are laborious to manufacture, clutter the exhaust nozzle, while not ensuring sufficient flow straightening. In addition, the nozzle does not fully utilize the energy of the fan flow. All this leads to a decrease in traction characteristics of the fan circuit.
Известен летательный аппарат, использующий силовые установки с воздушными винтами в кольцевых насадках, снабженных выпрямителями потока (см. патент РФ №2209746, B64D 27/02, 2003 г.).Known aircraft using power plants with propellers in annular nozzles equipped with flow rectifiers (see RF patent No. 2209746, B64D 27/02, 2003).
Известной конструкции силовых установок в указанном патенте также присущи вышеуказанные недостатки. Правда, здесь сделана попытка улучшить использование мощности создаваемого потока. Однако незначительные размеры выпрямителей потока (как следует из чертежей) не позволяют достичь ощутимого эффекта.The known design of power plants in the said patent also has the above-mentioned disadvantages. True, an attempt has been made here to improve the use of the power of the created stream. However, the small size of the flow rectifiers (as follows from the drawings) does not allow to achieve a tangible effect.
Известен летательный аппарат, использующий силовую установку с воздушным винтом или вентилятором, расположенными в кольцевом кожухе, установленном на двух фюзеляжах-поплавках и средней части крыла (патент США №6592073, В64С 35/00, 2003 г.). В самолете кольцевой кожух используется для создания подъемной силы и снабжен рулями направления и высоты.A known aircraft using a power plant with a propeller or fan located in an annular casing mounted on two fuselage-floats and the middle part of the wing (US patent No. 6592073, B64C 35/00, 2003). In an airplane, an annular casing is used to create lift and is equipped with rudders of direction and height.
Недостатками такой конструкции являются трудность обеспечения продольной балансировки самолета, что потребует значительного увеличения площадей рулей и приведет к снижению аэродинамического качества самолета.The disadvantages of this design are the difficulty of providing longitudinal balancing of the aircraft, which will require a significant increase in the area of the rudders and will lead to a decrease in the aerodynamic quality of the aircraft.
Силовая установка с винтом в кольцевом кожухе, установленном на фюзеляже, использована в проекте А.П.Рудометкина (см. В.Н.Семенов. Конструкция самолетов замкнутой и изменяемых схем. Издательский отдел ЦАГИ им. Проф. Жуковского Н.Е. 2005 г., стр.50). В самолете для стабилизации и управления позади силовой установки установлено V-образное хвостовое оперение. Такая схема позволяет несколько улучшить тягу винта, однако наличие кожуха и оперения снижает аэродинамическое качество самолета.The power plant with a screw in an annular casing mounted on the fuselage was used in the project of A.P. Rudometkin (see V.N.Semenov. Design of closed and variable-circuit aircraft. TsAGI Publishing Department named after Prof. N. Zhukovsky 2005 ., p. 50). In the aircraft for stabilization and control behind the power plant installed V-tail. This scheme allows you to slightly improve the thrust of the propeller, but the presence of a casing and plumage reduces the aerodynamic quality of the aircraft.
Известна принципиальная схема цельноповоротного кольцевого оперения Г.А.Амирьянца, состоящего из жесткого контура и управляемого кольца и снабженного приводами для управления по тангажу и курсу. В таком кольце мог бы быть установлен винт (см. В.Н.Семенов. Конструкция самолетов замкнутой и изменяемых схем. Издательский отдел ЦАГИ им. Проф. Жуковского Н.Е. 2005 г., стр.50).A well-known schematic diagram of the all-turning ring plumage of G.A. Amiryants, consisting of a rigid circuit and a controlled ring and equipped with drives for pitch and heading control. A screw could be installed in such a ring (see V.N.Semenov. Design of closed and variable circuit aircraft. TsAGI Publishing Department named after Prof. N. Zhukovsky 2005, p. 50).
Однако данная конструкция не обеспечивает использования энергии потока, создаваемого винтом, и не обеспечивает эффективного управления ввиду ограниченности длины управляемого кольца.However, this design does not provide the use of the energy of the flow generated by the screw, and does not provide effective control due to the limited length of the controlled ring.
Известен дистанционно-пилотируемый летательный аппарат «Экварэ», представляющий собой моноплан с хвостовым оперением, расположенным в кольцевом канале, снабженном толкающим винтом (см. Зарубежные дистанционно -пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА) в 1978-1979 г. (по материалам иностранной печати). ОНТИ ЦАГИ, №578, 1980 г., стр.28). Такая компоновка ввиду своей компактности используется на ДПЛА. Однако расположение оперения внутри кольцевого канала снижает тяговые характеристики силовой установки.Known remotely piloted aircraft "Ekvare", which is a monoplane with a tail, located in an annular channel equipped with a pushing propeller (see. Foreign remotely piloted aircraft (UAVs) in 1978-1979 (according to foreign press). ONTI TSAGI, No. 578, 1980, p. 28). Such a layout, due to its compactness, is used on UAVs. However, the location of the plumage inside the annular channel reduces the traction characteristics of the power plant.
Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION
Задачей изобретения является разработка такой силовой установки с лопастным, винтовым движителем, которая обеспечивала бы более высокие тяговые характеристики на единицу располагаемой мощности.The objective of the invention is to develop such a power plant with a blade, screw propulsion, which would provide higher traction characteristics per unit of available power.
Кроме того, силовая установка должна обеспечить более высокие характеристики транспортного средства.In addition, the power plant should provide higher vehicle performance.
Поставленная задача достигается тем, что в силовой установке транспортного средства с воздушным лопастным движителем, содержащей двигатель и приводимый им лопастной движитель, снабженный кольцевым кожухом, состоящим из входной, срединной и выходной частей, и устройством его крепления, при этом выходная часть кольцевого кожуха снабжена спрямляющими элементами, выходная часть кольцевого кожуха выполнена в виде сужающегося сопла, преобразующего потенциальную энергию потока в кинетическую, и снабжена внутренними тонкостенными вставками, разбивающими внутреннее пространство сопла на каналы с заданной степенью сужения поперечного выходного сечения.This object is achieved in that in a power plant of a vehicle with an air blade propulsion device comprising an engine and a blade propulsion device driven by it, equipped with an annular casing consisting of an input, a middle and an output part, and a fastening device, while the output part of the annular casing is provided with straighteners elements, the output of the annular casing is made in the form of a tapering nozzle that converts the potential energy of the flow into kinetic, and is equipped with internal thin-walled inserts Divides the internal space of the nozzle channels at a predetermined degree of narrowing of the cross section of the output.
Кроме того, внутренняя поверхность срединной части кольцевого кожуха выполнена в виде диффузора, плавно сопряженного с входной и выходной частями, а внутренние вставки выполнены круговыми в поперечном сечении и коаксиально расположенными относительно оси сопла и связанными между собой и внутренней поверхностью сопла с помощью спрямляющих элементов, выполненных в виде продольных направляющих стенок.In addition, the inner surface of the middle part of the annular casing is made in the form of a diffuser smoothly interfaced with the inlet and outlet parts, and the inner inserts are made circular in cross section and coaxially located relative to the axis of the nozzle and connected to each other and the inner surface of the nozzle using straightening elements made in the form of longitudinal guide walls.
Более того, выходная часть кольцевого кожуха выполнена в виде закрепленного шарнирно на срединной части кольцевого кожуха позади движителя поворотного кольца с вертикальной осью, при этом внутренняя поверхность поворотного кольца выполнена соответствующей внутренней поверхности сопла, внутренняя поверхность срединной части выполнена в виде части сферы с центром на оси кольцевого кожуха и предназначена для размещения поворотного кольца, выполненного по своей передней кромке с наружной сферической поверхностью, соответствующей поверхности срединной части, при этом поворотное кольцо снабжено приводом для его вращения.Moreover, the output part of the annular casing is made in the form of a hinged pivotally mounted on the middle part of the annular casing behind the rotary ring mover with the vertical axis, while the inner surface of the rotary ring is made corresponding to the inner surface of the nozzle, the inner surface of the middle part is made as part of a sphere centered on the axis annular casing and is designed to accommodate a rotary ring made along its front edge with an outer spherical surface corresponding to surface of the middle part, while the rotary ring is equipped with a drive for its rotation.
В самолете, содержащем крыло, фюзеляж, систему управления и силовую установку, содержащую двигатель и приводимый им лопастной движитель, снабженный кольцевым кожухом, состоящим из входной, срединной и выходной частей, и устройство крепления кольцевого кожуха, при этом выходная часть кольцевого кожуха снабжена спрямляющими элементами, выходная часть кольцевого кожуха силовой установки, установленной в хвостовой части фюзеляжа, выполнена в виде сужающегося сопла, преобразующего потенциальную энергию потока в кинетическую, и снабжена внутренними тонкостенными вставками, разбивающими внутреннее пространство сопла на каналы с заданной степенью сужения поперечного выходного сечения.In an airplane comprising a wing, a fuselage, a control system and a power plant comprising an engine and a blade propulsion driven by it, provided with an annular casing consisting of an inlet, a middle and an output part, and an annular casing fastening device, wherein the output part of the annular casing is provided with straightening elements , the output part of the annular casing of the power plant installed in the rear of the fuselage is made in the form of a tapering nozzle that converts the potential energy of the flow into kinetic, and is equipped with thin-friction inserts, divides the internal space of the nozzle channels at a predetermined degree of narrowing of the cross section of the output.
Кроме того, в самолете кольцевой кожух силовой установки выполнен с углом установки в вертикальной плоскости, обеспечивающим балансировку самолета на крейсерском режиме полета при обеспечении минимально необходимой степени продольной статической устойчивости.In addition, in an airplane, the annular casing of the power plant is made with an installation angle in the vertical plane, which ensures balancing of the aircraft in the cruise flight mode while ensuring the minimum necessary degree of longitudinal static stability.
Выполнение силовой установки в соответствии с изобретением позволяет улучшить ее тяговые характеристики и повысить транспортную эффективность транспортного средства, в частности самолета.The implementation of the power plant in accordance with the invention allows to improve its traction characteristics and increase the transport efficiency of the vehicle, in particular the aircraft.
Изобретение поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:
Фиг.1 показывает общий вид самолета, использующую силовую установку, выполненную в соответствии с изобретением;Figure 1 shows a General view of an aircraft using a power plant made in accordance with the invention;
Фиг.2 показывает вид в плане на силовую установку с кольцевым кожухом с частичным вырывом по осевой горизонтальной плоскости;Figure 2 shows a plan view of a power plant with an annular casing with a partial tear along the axial horizontal plane;
Фиг.3 показывает вид в плане на силовую установку с кольцевым кожухом, снабженным поворотным кольцом, с частичным вырывом по осевой горизонтальной плоскости;Figure 3 shows a plan view of a power plant with an annular casing provided with a rotary ring, with a partial tear along the axial horizontal plane;
Фиг.4 показывает вид в плане на силовую установку с кольцевым кожухом, снабженным поворотным кольцом, с частичным вырывом по осевой горизонтальной плоскости при повернутом кольце.Figure 4 shows a plan view of a power plant with an annular casing provided with a rotary ring, with a partial tear along the axial horizontal plane with the rotated ring.
Изобретение реализуется следующим образом.The invention is implemented as follows.
Пример реализации изобретения для легкого пассажирского самолета.An example implementation of the invention for a light passenger aircraft.
Самолет, использующий силовую установку с лопастным движителем, представлен на Фиг.1. Самолет содержит фюзеляж 25 с хвостовой частью 3, несущей мотоотсек 1 с воздушным винтом, кабину пилота 27 и пассажирскую кабину 28. Самолет снабжен крылом, содержащим центроплан 29 и консоли 30 и 31, несущие элевоны 32 и 33. Мотоотсек 1 содержит двигатель, установленный с помощью моторамы на фюзеляже, и снабжен кольцевым кожухом 26, установленным на хвостовой части фюзеляжа с помощью пилонов 5 и 6. Двигатель приводит во вращение лопастной движитель, выполненный в виде воздушного винта 3, установленный на выходном валу (не показано). Воздушный винт 2 выполнен толкающим.A plane using a power plant with a blade propulsion is shown in Fig.1. The aircraft contains a fuselage 25 with a
Самолет оснащен закрылками, расположенными в хвостовой части крыла, не занятой элевонами.The aircraft is equipped with flaps located in the tail of the wing, not occupied by the elevons.
Самолет снабжен также шасси, системой управления и другими известными системами и оборудованием, необходимыми для его безопасной эксплуатации.The aircraft is also equipped with a landing gear, control system and other known systems and equipment necessary for its safe operation.
Кольцевой кожух 26 может быть выполнен любым известным образом в виде кольцевой гондолы, охватывающей воздушный винт. При этом гондола может быть использована как орган путевой, так и продольной устойчивости самолета. Так, например, для легкого самолета, использующего двигатель мощностью порядка 100 л.с. с винтом диаметра 1730 мм, диаметр гондолы примерно равен 2000 мм, а горизонтальная проекция кольца с пилонами может составить 0,2-0,35 от площади крыла. Более того, углы установки пилонов и самой гондолы (с учетом скоса потока за крылом) могут быть выбраны так, чтобы обеспечить балансировку самолета на крейсерском режиме полета при обеспечении минимально необходимой степени продольной статической устойчивости.The
Крыло выполнено стреловидным для обеспечения большей путевой устойчивости самолета. Угол стреловидности крыла по передней кромке может составлять 10-45°. При этом на углах менее 10° пропадает эффект путевой устойчивости. При увеличении угла стреловидности свыше 45° резко ухудшаются взлетно-посадочные характеристики.The wing is swept to provide greater ground stability of the aircraft. The wing sweep angle along the leading edge can be 10-45 °. Moreover, at angles less than 10 ° the effect of track stability disappears. With an increase in the sweep angle over 45 °, takeoff and landing characteristics deteriorate sharply.
Для повышения поперечной устойчивости консоли крыла могут иметь угол поперечного V, равный 2-6°.To increase the lateral stability of the wing console can have an angle of transverse V equal to 2-6 °.
Система управления самолетом включает систему управления элевонами, могущими работать в продольном канале для управления тангажом самолета, и как элероны - для компенсации поперечных моментов, возникающих в полете.The aircraft control system includes a control system for elevons that can operate in a longitudinal channel to control the pitch of the aircraft, and as ailerons for compensating lateral moments arising in flight.
Управление самолета по курсу может осуществляется с помощью элевонов, работающих как элероны. Однако целесообразно использовать для управления самолета по курсу отклонение вектора тяги в горизонтальной плоскости.The control of the aircraft at the heading can be carried out using elevons operating as ailerons. However, it is advisable to use the thrust vector deviation in the horizontal plane to control the aircraft at the heading.
Целесообразно выполнять кольцевой кожух 26 с устройством отклонения вектора тяги в горизонтальной плоскости. Такое устройство отклонения тяги может быть выполнено в виде поворотного кольца, установленного в хвостовой части кольцевого кожуха.It is advisable to perform an
Силовая установка самолета включает мотоотсек 1 (См. Фиг.2) с поршневым бензиновым двигателем, оснащенным воздушным винтом 2.The power plant of the aircraft includes a motor compartment 1 (See Figure 2) with a piston gasoline engine equipped with a
Силовая установка снабжена кольцевым кожухом 26, состоящим из входной 27, срединной 28 и выходной частей 29 и снабженным устройством крепления кольцевого кожуха, содержащим кольцо 4, охватывающее воздушный винт 2 и закрепленное на хвостовой части фюзеляжа 3 с помощью пилонов 5 и 6. Кольцевой кожух 26 выполнен удобообтекаемой формы и содержит внешнюю кольцевую поверхность 30 с заданным аэродинамическим профилем. Внутренняя поверхность входной части 27 выполнена в виде конфузора 31, стыкующегося с внешней кольцевой поверхностью 30 входной губой 32.The power plant is equipped with an
Внутренняя поверхность срединной части 28 кольцевого кожуха выполнена в виде диффузора 33, охватывающего воздушный винт с заданным зазором и плавно сопряженного с внутренними поверхностями входной 28 и выходной 29 частями кольцевого кожуха.The inner surface of the
Внутренняя поверхность выходной части 29 кольцевого кожуха выполнена в виде сужающегося сопла, преобразующего потенциальную энергию потока в кинетическую.The inner surface of the
Выходная часть 29 снабжена внутренними тонкостенными вставками 35 и 36, разбивающими внутреннее пространство сопла на каналы с заданной степенью сужения поперечного выходного сечения.The
Внутренние вставки 35, 36 выполнены круговыми в поперечном сечении и коаксиально расположенными относительно оси сопла.The inner inserts 35, 36 are circular in cross section and coaxially arranged relative to the axis of the nozzle.
Внутренние вставки 35, 36 связаны между собой и внутренней поверхностью сопла с помощью спрямляющих элементов, выполненных в виде продольных направляющих стенок 37, 38.The inner inserts 35, 36 are connected with each other and the inner surface of the nozzle with the help of straightening elements made in the form of
Продольные направляющие стенки 37, 38 расположены по окружности пространства между внутренними вставками и соплом и выполнены криволинейными с радиальными образующими, обеспечивающими плавный вход закрученного потока от винта, поворот и выход его на срезе сопла в осевом направлении.The
Силовая установка может быть выполнена с поворотом вектора тяг в горизонтальной плоскости. При этом выходная часть кольцевого кожуха выполнена в виде закрепленного шарнирно на срединной части кольцевого кожуха позади движителя поворотного кольца с вертикальной осью, при этом внутренняя поверхность поворотного кольца выполнена соответствующей внутренней поверхности сопла, внутренняя поверхность срединной части выполнена в виде части сферы с центром на оси кольцевого кожуха и предназначена для размещения поворотного кольца, выполненного по своей передней кромке с наружной сферической поверхностью, соответствующей поверхности срединной части, при этом поворотное кольцо снабжено приводом для его вращения.The power plant can be performed with rotation of the rod vector in the horizontal plane. The output part of the annular casing is made in the form of a hinged pivotally mounted on the middle part of the annular casing behind the rotary ring mover with the vertical axis, while the inner surface of the rotary ring is made corresponding to the inner surface of the nozzle, the inner surface of the middle part is made as part of a sphere centered on the axis of the annular casing and is designed to accommodate a rotary ring made along its front edge with an outer spherical surface corresponding to the top spine of the middle part, wherein the rotary ring is provided with a drive for its rotation.
В этом случае силовая установка (см. Фиг.3) снабжена кольцевым кожухом, содержащим кольцо 4, включающее входную и срединную части кожуха, охватывающее воздушный винт 2 и закрепленное на хвостовой части фюзеляжа 3 с помощью пилонов 5 и 6. Кольцо 4 выполнено удобообтекаемой формы и содержит внешнюю кольцевую поверхность 7 с заданным аэродинамическим профилем.In this case, the power plant (see Figure 3) is equipped with an annular casing containing a
Внутренняя поверхность кольца 4 в передней своей части выполнена в виде конфузора 8, стыкующегося с внешней кольцевой поверхностью 7 входной губой 9. Внутренняя поверхность кольца 4 в срединной части кожуха выполнена в виде частичной сферы 10 для размещения в ней выходной части кожуха, выполненной в виде поворотного кольца 11 с вертикальной осью. Кольцо 4 на своей задней кромке снизу и сверху несет проушины 12 с размещенными в них съемными полуосями 13, образующими вертикальную ось для поворотного кольца 11.The inner surface of the
Поворотное кольцо 11 также снизу и сверху снабжено аналогичными проушинами (на чертеже не показано) для установки его в кольце 4 с помощью съемных полуосей 13. При этом съемные полуоси 13 закреплены неподвижно в проушинах 12 кольца 4, в то время как их свободные концы размещены в проушинах поворотного кольца 11 с возможностью вращения, образуя шарнир для поворотного кольца 11. Поворотное кольцо 11 по своей передней кромке выполнено со сферической поверхностью 14, соответствующей поверхности частичной сферы 10 для обеспечения его беззазорного перемещения при повороте вокруг вертикальной оси. При этом кольца выполнены так, что их перекрытие 15 и зазор 16 между задней кромкой кольца 4 и упором поворотного кольца 11 обеспечивали бы заданный угол поворота 17 в обе стороны от нейтрального положения.The
Внутренняя поверхность поворотного кольца 11 выполнена в виде сужающегося сопла, преобразующего потенциальную энергию потока в кинетическую, и может быть выполнена конической, при этом выходной диаметр конической поверхности выполнен из условия обеспечения максимальных тяговых характеристик.The inner surface of the
Поворотное кольцо 11 снабжено внутренними вставками 18 и 19, выполненными тонкостенной конструкции с передними и задними кромками, разбивающими внутреннее пространство сопла на каналы с заданной степенью сужения поперечного выходного сечения.The
Внутренние вставки 18, 19 выполнены круговыми в поперечном сечении и коаксиально расположенными относительно оси сопла.The inner inserts 18, 19 are circular in cross section and coaxially arranged relative to the axis of the nozzle.
Внутренние вставки 18 и 19 выполнены соосными друг другу и конической поверхности поворотного кольца 11 и установлены с помощью радиальных направляющих лопаток 20 и 21. При этом направляющие лопатки 20 и 21 выполнены спрямляющими проходящий воздушный поток, закрученный винтом 2 при работе силовой установки.The inner inserts 18 and 19 are made coaxial with each other and the conical surface of the
Вся конструкция, включая пилоны, кольцо и поворотное кольцо, могут быть выполнены из полимерных композиционных материалов, обеспечивающих минимальную массу и минимальное аэродинамическое сопротивление.The entire structure, including pylons, a ring and a rotary ring, can be made of polymer composite materials that provide minimum weight and minimum aerodynamic drag.
Поворотное кольцо 11 снабжено приводом для его вращения. Привод может быть выполненным в виде гидроцилиндра или винтового подъемника, установленных в нижней части кольца 4 на некотором расстоянии от оси вращения и связанных выходным штоком с кронштейном поворотного кольца 11 (на чертеже не показано).The
При включении привода поворотное кольцо 11 может поворачиваться как по, так и против часовой стрелки. На Фиг.2 показано положение, которое занимает поворотное кольцо 11 при вращении против часовой стрелки (при виде сверху).When the drive is turned on, the
Вместе с поворотным кольцом 11 вращаются также и внутренние вставки 18 и 19, занимая соответственно положения 18а и 19а, обеспечивая отклонение воздушного потока по всему сечению кольца. Таким образом, во время работы силовой установки при отклонении поворотного кольца 11 происходит отклонение потока, создаваемого винтом, т.е. вектора тяги 22 на углы 23 и 24.Together with the
При нормальной работе силовой установки (в крейсерском режиме) поворотное кольцо 11 удерживается приводом в нейтральном положении (показано на Фиг.1) и образует сопло силовой установки, а вектор тяги 22 направлен по оси силовой установки. При этом направляющие радиальные лопатки 20 и 21 выпрямляют закрученный поток, создаваемый винтом 2, обеспечивая увеличение тяги.During normal operation of the power plant (in cruising mode), the
Выполнение кольцевого усилителя тяги винта в соответствии с изобретением позволяет увеличить его тягу не только на месте, но и в полете.The implementation of the ring propeller thrust propeller in accordance with the invention allows to increase its thrust not only in place but also in flight.
Выполнение самолета в соответствии с изобретением позволяет значительно упростить его конструкцию и эксплуатацию, повысить аэродинамические характеристики (за счет отсутствия вертикального и горизонтального оперения и соответствующих рулевых поверхностей и увеличения тяги винта), в частности, для легкого пассажирского самолета.The implementation of the aircraft in accordance with the invention can significantly simplify its design and operation, improve aerodynamic performance (due to the lack of vertical and horizontal tail and the corresponding steering surfaces and increased propeller thrust), in particular, for a light passenger aircraft.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008147827/11A RU2394731C1 (en) | 2008-12-05 | 2008-12-05 | Aircraft power plant with air blade propulsor and aircraft with such power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008147827/11A RU2394731C1 (en) | 2008-12-05 | 2008-12-05 | Aircraft power plant with air blade propulsor and aircraft with such power plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008147827A RU2008147827A (en) | 2010-06-10 |
| RU2394731C1 true RU2394731C1 (en) | 2010-07-20 |
Family
ID=42681267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008147827/11A RU2394731C1 (en) | 2008-12-05 | 2008-12-05 | Aircraft power plant with air blade propulsor and aircraft with such power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2394731C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU210010U1 (en) * | 2021-12-16 | 2022-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Screw-ring propeller with variable geometry fairing |
-
2008
- 2008-12-05 RU RU2008147827/11A patent/RU2394731C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU210010U1 (en) * | 2021-12-16 | 2022-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Screw-ring propeller with variable geometry fairing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008147827A (en) | 2010-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11912404B2 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
| CN110035954B (en) | Ventilated rotor mounting boom for private aircraft | |
| US11220325B2 (en) | Thrust producing unit with at least two rotor assemblies and a shrouding | |
| US10737766B2 (en) | Thrust producing unit with at least two rotor assemblies and a shrouding | |
| EP2738091B1 (en) | Vertical take-off and landing (VTOL) aerial vehicle and method of operating such a VTOL aerial vehicle | |
| RU2704771C2 (en) | Aircraft capable of vertical take-off | |
| US9862486B2 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
| RU2250181C2 (en) | Aircraft and method of its operation | |
| EP3140190B1 (en) | Vtol aircraft | |
| US6254032B1 (en) | Aircraft and method for operating an aircraft | |
| US4589611A (en) | Air jet reaction contrarotating rotor gyrodyne | |
| US7857253B2 (en) | Ducted fan VTOL vehicles | |
| US6547180B1 (en) | Impeller-powered vertical takeoff and descent aircraft | |
| US9487286B2 (en) | Lift and propulsion device, and heavier-than-air aircraft provided with such a device | |
| US7370828B2 (en) | Rotary wing aircraft | |
| RU2563921C1 (en) | Rotorcraft with vertical takeoff | |
| JPH05501095A (en) | turbo craft | |
| US5213284A (en) | Disc planform aircraft having vertical flight capability | |
| US3889902A (en) | Helicopter comprising a plurality of lifting rotors and at least one propelling unit | |
| US20180208295A1 (en) | Thrust producing unit with at least two rotor assemblies and a shrouding | |
| US9994312B2 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
| RU2652863C1 (en) | High-speed hybrid helicopter-aircraft | |
| EP2508401A1 (en) | Combined aircraft | |
| CN112334386A (en) | Personal flight device for vertical takeoff and landing | |
| EP3770063A1 (en) | A multirotor aircraft with ducted rotors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131206 |