RU2532672C1 - Heavy convertible electric drone - Google Patents

Heavy convertible electric drone Download PDF

Info

Publication number
RU2532672C1
RU2532672C1 RU2013151487/11A RU2013151487A RU2532672C1 RU 2532672 C1 RU2532672 C1 RU 2532672C1 RU 2013151487/11 A RU2013151487/11 A RU 2013151487/11A RU 2013151487 A RU2013151487 A RU 2013151487A RU 2532672 C1 RU2532672 C1 RU 2532672C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screws
power
pulling
screw
pushing
Prior art date
Application number
RU2013151487/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Сергеевич Дуров
Original Assignee
Дмитрий Сергеевич Дуров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Сергеевич Дуров filed Critical Дмитрий Сергеевич Дуров
Priority to RU2013151487/11A priority Critical patent/RU2532672C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532672C1 publication Critical patent/RU2532672C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to drones, namely, to VTOL drone. Electric convertible drone comprises airframe of composite coal-plastic with front fins and two-keel tail unit. The latter is jointed to high wing at spaced apart beams. Stabiliser supports are arranged on outer side of said keels. Power plant engines transmit power via main propeller gear and transmission shafts to rotary push and pull screws. The latter are arranged at fuselage nose and tail to allow horizontal and vertical thrust. Three-leg undercarriage incorporates the nose extra support. This convertible plane features equal-size wings in canard configuration and tandem arrangement of three-screw modules. Said modules can run at various angles of their deflection in vertical plane. Hybrid power plant incorporates LH and RH front and rear engine nacelles with motors. The latter are coupled with appropriate push propellers and two front and one rear hybrid engine nacelles. Every said nacelle houses, apart from pull propeller, the inverting motor generator.
EFFECT: better efficiency, perfected design, improved transverse and course stability and roll and heading controllability.
1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в конструкции беспилотных тяжелых электроконвертопланов и гибридных электроконвертопланов с тандемным расположением трехвинтовых модулей, два передних из которых смонтированы на консолях цельноповоротного первого крыла дупланной схемы и один задний - на межкилевом цельноповоротном стабилизаторе, имеющих по одному тянущему винту с двумя толкающими винтами, обеспечивающими возможность выполнения технологии вертикального или короткого взлета и посадки (ВВП или КВП), но и короткого взлета и вертикальной посадки (КВВП).The invention relates to the field of aeronautical engineering and can be used in the construction of unmanned heavy electro-convertibles and hybrid electro-convertibles with a tandem arrangement of three-screw modules, two of which are mounted on the consoles of the all-rotary first wing of the hollow circuit and one rear - on the inter-keel all-rotary stabilizer having one screw each with two pushing screws, providing the ability to perform technology of vertical or short take-off and landing (B P or DPC), but also short takeoff and vertical landing (KVVP).

Известен полномасштабный беспилотный электроконвертоплан (БЭКП) фирмы AgustaWestland "Project Zero" (Италия/Англия) [патент ЕР №2551190 от 29.07.2011], представляющий собой моноплан со среднерасположенным необычной формы крылом, имеющим с концевыми крылышками внешние съемные части крыла от кольцевых консолей крыла, внутри последних смонтированы электромоторы с винтами, установленными в поворотных мотогондолах, при повороте которых он преобразовывается в вертолет двухвинтовой поперечной схемы, содержит в фюзеляже из углепластика систему управления и аккумуляторные батареи, двухкилевое V-образное хвостовое оперение и трехстоечное убирающееся колесное шасси, с носовой опорой.Famous full-scale unmanned electroconvertopan (BEKP) company AgustaWestland "Project Zero" (Italy / England) [patent EP No. 2551190 from 07.29.2011], which is a monoplane with a mid-sized unusual shape of the wing, with end wings with external removable wing parts from the annular wing consoles , electric motors with screws installed in rotary engine nacelles are mounted inside the latter; when rotated, it is converted into a helicopter of a twin-screw transverse circuit; it contains a control system in the fuselage of carbon fiber and ulyatornye battery dvuhkilevoe V-shaped tail and retractable wheeled tricycle landing gear with nose wheel.

Признаки, совпадающие - наличие поворотных мотогондол с винтами, создающими горизонтальную и соответствующим отклонением вертикальную тягу, диапазон поворота мотогондол с винтами от 0° до +97,5°, содержит систему управления, равномерно распределяющую зарядку аккумуляторов полномасштабного БЭКП между поворотными электромоторами с тянущими винтами, обеспечивающими скорость до 500 км/ч и высоту полета до 7500 м, двухкилевое V-образное хвостовое оперение и трехстоечное убирающееся колесное шасси, с носовой вспомогательной опорой. Для зарядки аккумуляторов воздушные винты при его нахождении на земле могут выставляться в "наклонном" положении, играя роль ветряков электрогенераторов. Причины, препятствующие поставленной задаче: первая - это то, что консольное размещение в кольцевых консолях крыла поворотных мотогондол с электромоторами и винтами предопределяет конструктивно сложное крыло необычной формы, оснащенное сложной механизацией и рулевыми поверхностями крыла - элевонами, что усложняет конструкцию. Вторая - это то, что диаметры двух тянущих винтов ограничены размахом кольцевых консолей крыла и, как следствие, ограничивает вертикальную тяговооруженность, а возможность короткого взлета и посадки с отклоненными вверх тянущими винтами на угол 45° при обеспечении угла опрокидывания φ=15° предопределяет удлинение высоты стоек шасси на 10…12%. Третья - это то, что горизонтальная тяга винтов обеспечивается только в крейсерском полете, поэтому после его выполнения и при возможном отказе узлов поворота мотогондол с винтами, взлетать и садиться «по-самолетному», как обычный самолет, этот двухвинтовой БЭКП не может, так как радиус его тянущих винтов гораздо больше высоты установки мотогондол внутри кольцевых консолей крыла, что значительно уменьшает безопасность и сложность продольного и поперечного управления с V-образным хвостовым оперением, особенно на переходных режимах полета, когда у такого крыла вектор его тяги не уравновешивается. Недостатком является также неразвитое хвостовое оперение, отсюда плохая и путевая устойчивость и, особенно, при отказе одного из электромоторов при асимметрии тяги. Кроме того, электрические двигатели с постоянными магнитами имеют воздушное охлаждение, а источником их энергии является пакет литиево-ионных аккумуляторных батарей на 135 А·ч напряжением 360 В, который состоит из 300 ячеек с плотностью энергии 0,15 кВт/кг. Если взлетная масса полномасштабного демонстратора "Project Zero" сопоставима с массой, например, вертолета MD-500 (около 1230 кг), то анализ показывает, что масса узлов и компонентов, которые могут быть заменены электрическими устройствами (двигатель, трансмиссия, системы силовой установки (СУ), топливная система и др.) составляет 27…40% от взлетной его массы. Поэтому, если ожидаемое время полета такого БЭКП может составлять порядка 20…25 минут, то только двухрежимная гибридная СУ, в которой используется совместный привод несущих винтов от газотурбинных двигателей и электродвигателей с генераторным источником питания и аккумуляторными батареями, используемыми в качестве аварийного источника питания (для посадки при отказах) может обеспечить достижение продолжительности полета 2…3 часа. Все это ограничивает возможность дальнейшего увеличения взлетного веса и весовой отдачи при повышении тяговооруженности полностью электрического тяжелого БЭКП.Signs of coincidence - the presence of rotary engine nacelles with screws creating horizontal and corresponding deviation of vertical traction, the range of rotation of engine nacelles with screws from 0 ° to + 97.5 °, contains a control system that evenly distributes the charge of the batteries of full-scale BECP between rotary electric motors with pulling screws, providing speeds of up to 500 km / h and a flight altitude of up to 7500 m, a two-keel V-tail, and a three-post retractable wheeled chassis, with a bow support. To charge the batteries, the propellers when it is on the ground can be set in an “inclined” position, playing the role of windmills of electric generators. Reasons that impede the task: the first is that the cantilever placement of rotary engine nacelles with electric motors and screws in the ring consoles of the wing predetermines a structurally complex wing of an unusual shape, equipped with complex mechanization and steering surfaces of the wing - elevons, which complicates the design. The second is that the diameters of the two pulling screws are limited by the span of the wing wing consoles and, as a result, limits the vertical thrust-to-weight ratio, and the possibility of short take-off and landing with the pulling screws tilted upward by an angle of 45 ° while ensuring a tipping angle of φ = 15 ° determines the extension of height landing gear for 10 ... 12%. The third one is that the horizontal thrust of the propellers is provided only during cruise flight, therefore, after its implementation and with the possible failure of the rotational nodes of the nacelles with propellers, this twin-screw BECP cannot take off and land “in the plane” like a regular airplane, since the radius of its pulling screws is much greater than the installation height of the engine nacelles inside the wing annular consoles, which significantly reduces the safety and complexity of the longitudinal and lateral control with a V-tail, especially in transitional flight modes When such a wing of its thrust vector is not balanced. The disadvantage is also the undeveloped tail unit, hence the poor and directional stability and, especially, in the event of failure of one of the electric motors with traction asymmetry. In addition, permanent magnet electric motors are air-cooled, and their source of energy is a package of lithium-ion batteries of 135 Ah 360 volts, which consists of 300 cells with an energy density of 0.15 kW / kg. If the take-off mass of a full-blown Project Zero demonstrator is comparable to the mass of, for example, an MD-500 helicopter (about 1230 kg), then the analysis shows that the mass of components and components that can be replaced by electrical devices (engine, transmission, propulsion systems ( SU), fuel system, etc.) is 27 ... 40% of its take-off weight. Therefore, if the expected flight time of such a BECP can be on the order of 20 ... 25 minutes, then only a dual-mode hybrid SU, which uses a joint rotor drive from gas turbine engines and electric motors with a generator power source and batteries used as an emergency power source (for landing in case of failures) can ensure the achievement of a flight duration of 2 ... 3 hours. All this limits the possibility of a further increase in take-off weight and weight return with an increase in the thrust-weight ratio of a fully electric heavy BECP.

Известен беспилотный электроконвертоплан "Panther" корпорации IAI (Израиль), содержащий моноплан двухбалочной схемы с высокорасположенным крылом, двухкилевое П-образное хвостовое оперение, смонтированное на разнесенных балках к консолям крыла, короткий фюзеляж, силовую установку, включающую два передних поворотных, изменяющих ось вращения с горизонтальной на вертикальную, и один задний стационарный с вертикальной осью вращения электромоторы с равновеликими тянущими винтами, смонтированные соответственно в передних окончаниях разнесенных балок и на конце короткого фюзеляжа, систему управления и аккумуляторную батарею, трехстоечное колесное шасси, неубирающееся с передней опорой.Known unmanned electro-convertoplane "Panther" corporation IAI (Israel), containing a monoplane two-beam scheme with a high wing, two-keel U-shaped tail unit mounted on spaced beams to the wing consoles, a short fuselage, a power plant, including two front rotary, changing the axis of rotation with horizontal to vertical, and one rear stationary with a vertical axis of rotation electric motors with equal pulling screws mounted respectively in the front ends are spaced x beams and at the end of the short fuselage, control system and battery, three-post wheeled chassis, non-retractable with front support.

Признаки, совпадающие - наличие моноплана двухбалочной схемы с трехколесным шасси и передней опорой. Разнесенные балки соединяют крыло с двухкилевым П-образным хвостовым оперением. Системой управляют три электромотора с тянущими винтами, два передних из которых поворотные. Экспериментальный БЭКП "Panther" может подниматься на высоту порядка 3 км, находится без подзарядки батарей в воздухе до 6 часов и действовать в радиусе до 60 км от оператора при длительных полетах днем и ночью для телевизионного или инфракрасного наблюдения местности в реальном масштабе времени. Трехвинтовой "Panther" является тактическим разведывательным вертикально взлетающим беспилотным аппаратом, сочетающим в себе преимущества и вертолета, и самолета. БЭКП "Panther" располагает поворотными электромоторами с тянущими винтами и как вертолет способен по командно-телеметрической радиолинии совершать вертикальный взлет, посадку и зависание.Signs that coincide - the presence of a monoplane of a two-frame scheme with a three-wheeled chassis and a front support. Spaced beams connect the wing with a two-keel U-shaped tail. The system is controlled by three electric motors with pulling screws, two of which are front rotary. The experimental BECP "Panther" can climb to a height of about 3 km, is located without recharging batteries in the air for up to 6 hours and operate in a radius of up to 60 km from the operator during long flights day and night for real-time television or infrared observation of the terrain. Three-screw "Panther" is a tactical reconnaissance vertically taking off unmanned aerial vehicle that combines the advantages of a helicopter and an airplane. BECP "Panther" has rotary electric motors with pulling screws and, like a helicopter, is capable of vertical take-off, landing and hovering via a command-telemetric radio line.

Причины, препятствующие поставленной задаче: первая - это то, что БЭКП трехвинтовой несущей схемы с задним винтом постоянного шага на конце фюзеляжа, используемым только на вертолетных режимах полета, имеет из-за отсутствия возможности угла установки лопасти равным φ=0° повышенное аэродинамическое сопротивление на самолетных режимах полета, сложную схему управления электромоторами при независимом вращении трех равновеликих винтов на вертолетных режимах полета, малую весовую отдачу и радиус действия. Вторая - это то, что при висении поток от двух передних и одного заднего тянущих винтов, обдувая соответственно крыло от его носка и кормовую часть фюзеляжа, создают значительную общую потерю (порядка 14%) в вертикальной их тяге, затормаживается и большие скорости потока отбрасываемого от них предопределяют образование вихревых колец, которые на низких скоростях снижения могут резко уменьшать силу тяги винтов и создавать ситуацию неуправляемого падения, что снижает стабильность управления и безопасность. Третья - это то, что расположение в передних окончаниях разнесенных балок поворотных электромоторов с тянущими винтами предопределяет конструктивно сложные узлы их поворота и не возможность при попутном ветре выполнить зависание в воздухе, что усложняет конструкцию и уменьшает надежность. Четвертая - это то, что диапазон высот применения демонстратора технологии полной электрификации СУ - БЭКП "Panther" составляет всего 100…3000 м при взлетном его весе всего лишь 65 кг. Поэтому при полной электрификации СУ даже среднетяжелого БЭКП (с взлетной массой 1230 кг) с использованием в качестве источника энергии аккумуляторов с удельной массой, в 4 раза меньшей нынешней, 9 кг/кВт·ч при заданном времени полета 2…3 часа создание данного полномасштабного БЭКП осуществить невозможно, а с удельными характеристиками параллельно-последовательной гибридной СУ его масса уменьшится примерно на 27…40% по сравнению с традиционной схемой и его полномасштабная электрическая модель может быть освоена. Кроме того, современные технологии позволяют обеспечить следующие величины удельной массы электрических устройств как для электропривода (электродвигатель с блоком управления) до 0,32 кг/кВт (при мощности более 250 кВт), так и для электрогенератора до 0,23 кг/кВт, например, газотурбинный двигатель с обратимым электромотором-генератором (ОЭМГ) при мощности более 300 кВт. Поэтому, только многодвигательные параллельно-последовательные гибридные СУ могут обеспечить выполнение заданного времени полета 3…5 часов и создание полномасштабного тяжелого БЭКП.Reasons that impede the task: the first is that the BECP of a three-screw carrier circuit with a constant pitch rear rotor at the end of the fuselage, used only in helicopter flight modes, has, due to the lack of the possibility of the blade installation angle equal to φ = 0 °, increased aerodynamic drag by airplane flight modes, a complex control circuit of electric motors with independent rotation of three isometric propellers in helicopter flight modes, low weight return and range. The second one is that when the flow from two front and one rear pulling screws hangs, blowing respectively the wing from its nose and the rear of the fuselage, they create a significant total loss (about 14%) in their vertical thrust, and the high flow rates of the discarded they are predetermined by the formation of vortex rings, which at low lowering speeds can drastically reduce the thrust force of the screws and create an uncontrolled fall situation, which reduces the stability of control and safety. The third one is that the location in the front ends of the spaced beams of rotary electric motors with pulling screws determines structurally complex nodes of their rotation and the inability to hang in the air in a fair wind, which complicates the design and reduces reliability. The fourth one is that the altitude range of application of the demonstrator of full electrification technology SU - BECP "Panther" is only 100 ... 3000 m with a take-off weight of only 65 kg. Therefore, with the complete electrification of the control system, even a medium-heavy BECP (with a take-off mass of 1230 kg) using batteries with a specific gravity 4 times less than the current one, 9 kg / kWh for a given flight time of 2 ... 3 hours, the creation of this full-scale BECP impossible to implement, and with the specific characteristics of a parallel-serial hybrid SU, its mass will decrease by about 27 ... 40% compared to the traditional circuit and its full-scale electrical model can be mastered. In addition, modern technologies make it possible to provide the following specific gravity of electrical devices both for an electric drive (electric motor with a control unit) up to 0.32 kg / kW (with a power of more than 250 kW), and for an electric generator up to 0.23 kg / kW, for example , a gas turbine engine with a reversible electric motor-generator (OEM) with a power of more than 300 kW. Therefore, only multi-engine parallel-serial hybrid SUs can ensure the fulfillment of a given flight time of 3 ... 5 hours and the creation of a full-scale heavy BECP.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является высокоскоростной беспилотный вертолет-самолет (Россия) [патент RU №2464203 от 02.08.2010], имеющий планер из композитного углепластика с передним горизонтальным оперением и двухкилевым оперением, смонтированным к консолям высокорасположенного крыла на разнесенных балках, содержит с внешних сторон килей консоли стабилизатора, двигатели силовой установки, передающие мощность через главный редуктор и валы трансмиссии на поворотные тянущий и толкающий винты, расположенные соответственно в носовой и кормовой части фюзеляжа, обеспечивающие горизонтальную и соответствующим отклонением вертикальную тягу, трехстоечное убирающееся колесное шасси, с носовой вспомогательной опорой.Closest to the proposed invention is a high-speed unmanned helicopter-plane (Russia) [patent RU No. 2464203 dated 08/02/2010] having a composite carbon fiber glider with front horizontal tail and two-tail plumage mounted to high wing consoles on spaced beams, contains from external the sides of the keels of the stabilizer console, the engines of the power plant, transmitting power through the main gearbox and transmission shafts to the rotary pulling and pushing screws located respectively in owl and aft fuselage providing horizontal and vertical deflection respective thrust tricycle retractable wheel chassis, with the nose of the auxiliary support.

Признаки, совпадающие - наличие трех несущих плоскостей продольной схемы триплана: переднее горизонтальное оперение (ПГО), трапециевидное крыло с разнесенными на консолях балками двухкилевого оперения, имеющего с внешних сторон консоли цельноповоротного стабилизатора (ЦПС), и с переменной стреловидностью наплывами, объединяющими в единую конструкцию крыло и фюзеляж, представляющий собой в плоскости симметрии S-образный профиль. Поворотные валы редукторов тянущего и толкающего винтов, связанные с двигателями синхронизирующим валом, расположены соответственно в носовой и кормовой части короткого фюзеляжа и обеспечивают горизонтальную тягу и соответствующим отклонением вверх и вниз от горизонтального положения вертикальную на угол 90° или наклонную тягу на угол 65° соответственно при вертикальном или коротком взлете и посадке.Signs that coincide are the presence of three bearing planes of the triplane longitudinal scheme: the front horizontal tail (PGO), the trapezoidal wing with two-fin feathering beams spaced on the consoles, having an all-turning stabilizer (CPS) on the outside of the console, and with variable sweep swaths that combine into a single design wing and fuselage, which is an S-shaped profile in the plane of symmetry. The rotary shafts of the gears of the pulling and pushing screws connected to the engines by the synchronizing shaft are located respectively in the bow and stern of the short fuselage and provide horizontal thrust and a corresponding deviation up and down from the horizontal position vertical by 90 ° or inclined thrust by 65 ° respectively vertical or short take-off and landing.

Причины, препятствующие поставленной задаче: первая - это то, что равновеликие диаметры носового и хвостового соответственно тянущего и толкающего поворотных винтов ограничены высотою стоек, особенно главного шасси, и как, следствие, это ограничивает вертикальную тяговооруженность и, особенно носового винта, частично затененного максимально отклоненными консолями ПГО, а возможность короткого взлета и посадки с отклоненными винтами на угол 65° при обеспечении угла опрокидывания φ=15° предопределяет удлинение высоты стоек шасси на 10-12%. Вторая - это то, что силовая установка (СУ), включающая газотурбинные двигатели (ГТД), размещенные с главным редуктором и валами трансмиссии в центральной части короткого фюзеляжа, расположены от последней к носовой и кормовой части фюзеляжа. Это тем самым весьма уменьшает полезный объем фюзеляжа, а также возможность размещения разведывательного и регистрирующего оборудования в фюзеляже и, особенно, в носовой его части из-за наличия переднего поворотного вала редуктора тянущего винта. Третья - это то, что задний ГТД его СУ, имеющий выхлопы, направленные по бокам и назад, осуществляет вредную обдувку заднего поворотного толкающего винта на самолетных и переходных режимах его полета. Четвертая - это то, что при висении продольное расположение носового и хвостового поворотных винтов (без управления циклическим их шагом) осложняет поперечное управление, и для чего необходимо отклонение вверх одной из двух концевых частей крыла, изменяя массовую симметрию, создает момент крена Мх в сторону другой не отклоненной концевой части. Это усложняет конструкцию и затрудняет при его висении поперечную управляемость и возможность при попутном ветре выполнить зависание в воздухе, но и дальнейшего увеличения взлетного веса и весовой отдачи.Reasons that impede the task: the first is that the equal diameters of the bow and tail respectively of the pulling and pushing rotary screws are limited by the height of the struts, especially the main chassis, and as a result, this limits the vertical thrust-arm ratio and, especially, of the bow screw partially shaded by the most deflected PGO consoles, and the possibility of short take-off and landing with rejected screws at an angle of 65 ° while ensuring a tipping angle of φ = 15 ° determines the extension of the height of the landing gear by 10-12%. The second is that the power plant (SU), including gas turbine engines (GTE), located with the main gearbox and transmission shafts in the central part of the short fuselage, is located from the latter to the bow and stern of the fuselage. This thereby greatly reduces the useful volume of the fuselage, as well as the ability to place reconnaissance and recording equipment in the fuselage and, especially, in its bow due to the presence of the front rotary shaft of the drive screw reducer. The third is that the rear gas turbine engine of its SU, with exhausts directed to the sides and back, carries out harmful blowing of the rear rotary pushing screw in aircraft and in transition modes of its flight. The fourth is that when hanging, the longitudinal arrangement of the nose and tail rotary screws (without controlling their cyclic pitch) complicates lateral control, and for this it is necessary to deviate upward one of the two end parts of the wing, changing the mass symmetry, creates a roll moment M x to the side other not deviated end part. This complicates the design and makes it difficult to hang lateral controllability and the ability to hang in the air with a fair wind, but also to further increase take-off weight and weight return.

Предлагаемым изобретением решается задача в указанном выше известном высокоскоростном беспилотном вертолете-самолете удвоения взлетного веса и повышения весовой отдачи, транспортной и топливной эффективности, упрощени конструкции и исключения управления креном при висении отклонением концевых частей крыла и главного редуктора с валами трансмиссии, упрощения поперечной управляемости при переходных маневрах, вертикальном взлете, посадке и висении и улучшения поперечной и курсовой устойчивости, а также управляемости по крену и курсу.The proposed invention solves the problem in the aforementioned known high-speed unmanned helicopter-airplane to take off weight and increase weight return, transport and fuel efficiency, simplify the design and eliminate roll control when hanging the deviation of the wing end parts and the main gearbox with transmission shafts, simplifying lateral controllability during transition maneuvers, vertical take-off, landing and hovering and improving lateral and directional stability, as well as handling along the roll and heading .

Отличительными признаками предлагаемого изобретения от указанного выше известного высокоскоростного беспилотного вертолета-самолета, наиболее близкого к нему, являются наличие того, что он выполнен с разновеликими крыльями по дупланной аэродинамической схеме, включающей высокорасположенное первое крыло и большее второе крыло, и концепции тандемного расположения трехвинтовых модулей, выполненных с возможностью работы при различных углах их отклонения в вертикальной плоскости и различного типоразмера, два передних из которых одинакового по взлетной мощности типоразмера смонтированы на консолях цельноповоротного первого крыла и один задний большего по взлетной мощности типоразмера, равного сумме двух передних - на межкилевом цельноповоротном стабилизаторе Н-образного хвостового оперения как с обеспечением разнесения поперечных осей их поворота соответственно ближе и дальше от центра масс, так и с возможностью преобразования его полетной конфигурации с вертолета девятивинтовой несущей схемы, имеющей при этом от всех несущих винтов полную компенсацию реактивных крутящих моментов и при противоположном направлении вращения между тянущим и толкающими винтами в каждом модуле, но и при одинаковом направлении вращения между собой как левого тянущего с правыми толкающими винтами, так и правого тянущего с левыми толкающими винтами передней группы и противоположного - между тянущими винтами левым передним и задним, но и парой толкающих винтов левых передних и парой задних, в полетную конфигурацию самолета, позволяющего достичь третьей или второй крейсерской скорости полета с шести- или четырехвинтовой движительной системой, соответственно с тремя или двумя парами толкающих винтов в соответствующих трехвинтовых модулях, в каждом из которых тянущий больший винт, установленный во флюгерное положение, имеет по обе стороны от оси его вращения два меньших толкающих винта, имеющих межосевое расстояние, определяемое из соотношения: L м о = 7 8 ( D + d )

Figure 00000001
, м (где: Lмо - межосевое расстояние, D и d - диаметры тянущего и толкающих винтов соответственно), но и возможность достижения первой меньшей крейсерской скорости полета, обеспечиваемой толкающими винтами только задней группы винтов, но и обратно, при этом диаметр двух равновеликих тянущих винтов передней группы равен диаметру тянущего винта задней группы винтов, а диаметры несущих винтов в каждом трехвинтовом модуле, определяемые из соотношения: D = d × 2
Figure 00000002
, м (где: D и d - диаметры тянущего большего и меньших толкающих винтов соответственно), обеспечивают возможность создания при вертикальном взлете, посадке и висении управляющих моментов, необходимых для осуществления как поперечной управляемости, реализуемой при помощи увеличения угла установки лопастей левого переднего тянущего винта с одной стороны от оси симметрии и уменьшения углов установки лопастей правого переднего тянущего винта - с другой при одновременном автоматическом изменении тяги трех несущих винтов задней группы, обеспечивающих без изменения тангажа управляемый момент крена, так и продольного управления, создаваемого при помощи дифференцированных изменений угла установки лопастей передних и задних несущих винтов толкающей группы винтов, но и путевого управления - изменением угла установки лопастей в каждой многовинтовой группе несущих винтов, имеющих одинаковое направление вращения, как передние левые толкающие винты с задним тянущим винтом, так и задние толкающие с передними правыми толкающими винтами и, следовательно, увеличивая мощность на трех несущих винтах первой группы, имеющих при виде сверху направление вращения против часовой стрелки, и одновременно уменьшая на четырех винтах второй группы, имеющих при этом противоположное направление - по часовой стрелке, обеспечивается полный момент рысканья без изменения тангажа, крена и вертикальной тяги всех несущих винтов, силовая установка, выполненная по параллельно-последовательной гибридной технологии силового привода, снабжена левыми и правыми передними и задними мотогондолами с электродвигателями, вращательно связанными с соответствующими винтами толкающей группы, но и двумя передними и одной задней гибридными мотогондолами, в каждой из которых наряду с тянущим винтом размещен обратимый электромотор-генератор, вращательно связанные как с последним через муфту сцепления, так и с газотурбинным двигателем, содержит систему электропривода, включающую все электродвигатели, аккумуляторные перезаряжаемые батареи, преобразователь энергии с блоком управления силовой передачи, подключающим и отключающим электродвигатели и газотурбинные двигатели, переключающим генерирующую мощность и порядок подзарядки аккумуляторов, который обеспечивается только при горизонтальном полете его программируемым системно-логическим контроллером блока управления, получая от датчика уровня зарядки аккумуляторов и наличии их полной зарядки или падении ее до 30% от ее максимума, выдает управляющие сигналы на выполнение при этом соответственно очередного времени зависания или включение в каждой гибридной мотогондоле газотурбинного двигателя для генерации мощности от внутреннего источника, но и дистанционное управление выходной электромагнитной муфтой сцепления, расцепляющей выходной вал обратимого электромотора-генератора с валом соответствующего тянущего винта, установленного во флюгерное положение, причем с целью обеспечения возможности создания и суммарной взлетной мощности при вертикальном взлете, посадке и висении, но и как генерирующей мощности, составляющей 25% от последней, так и с одновременным обеспечением крейсерской мощности, составляющей 25% или 20% от суммарной взлетной мощности и создающей горизонтальную тягу соответственно для третьей или второй крейсерской скорости полета, его гибридная силовая установка, включающая в передних и задней трехвинтовых модулях как шесть мотогондол с толкающими винтами, передние две левых и две правых из которых, имея между парами равные, имеют сумму пиковой мощности четырех их электродвигателей, равновеликую только двум задним электродвигателям, так и три гибридные мотогондолы с тянущими винтами, передние две из которых, имея между собой равные, имеют сумму располагаемой их мощности также равновеликой только одной задней, содержащие в каждой из них и структуре располагаемой мощности наряду с пиковой мощностью обратимого электромотора-генератора, снабжена газотурбинным двигателем, имеющим взлетную мощность, составляющую равную пиковой мощности последнего, но и с обеспечением как одного способа работы, так и одного способа генерации мощности при заряде аккумуляторов соответственно как совместной работы с последним, имеющим режим электромотора, на один вал соответствующего несущего винта при вертикальном взлете, посадке и висении, так и самостоятельной работы при передаче номинальной его мощности и на последний, имеющий режим электрогенератора при крейсерском режиме горизонтального полета.Distinctive features of the present invention from the above-mentioned known high-speed unmanned helicopter-plane, closest to it, are the fact that it is made with different-sized wings according to a hollow aerodynamic scheme, including a high-placed first wing and a larger second wing, and the concept of a tandem arrangement of three-screw modules, made with the possibility of working at different angles of their deviation in the vertical plane and of various sizes, two of which are one front of a take-off power of a standard size mounted on the consoles of an all-turning first wing and one rear of a larger take-off power of a standard size equal to the sum of the two front ones - on an inter-keel all-turning stabilizer of an H-shaped tail unit, with the separation of the transverse axes of their rotation correspondingly closer and further from the center of mass, and with the possibility of converting its flight configuration from a helicopter of a nine-rotor supporting circuit, which at the same time has reactive compensation from all rotors x of torques and with the opposite direction of rotation between the pulling and pushing screws in each module, but also with the same direction of rotation between each other, both the left pulling with the right pushing screws, and the right pulling with the left pushing screws of the front group and the opposite - between the pulling screws of the left front and rear, but also a pair of pushing screws of the left front and a pair of rear, in the flight configuration of the aircraft, allowing to achieve the third or second cruising flight speed with six or four screws th propulsion system, respectively with three or two pairs of pushing screws in the corresponding three-screw modules, in each of which the pulling larger screw installed in the vane position has two smaller pushing screws on both sides of the axis of rotation, having an interaxle distance determined from the relation : L m about = 7 8 ( D + d )
Figure 00000001
, m (where: L mo is the axle distance, D and d are the diameters of the pulling and pushing screws, respectively), but also the possibility of achieving the first lower cruising flight speed provided by the pushing screws of only the rear group of screws, but also vice versa, while the diameter of two equal pulling screws of the front group is equal to the diameter of the pulling screw of the rear group of screws, and the diameters of the rotors in each three-screw module, determined from the ratio: D = d × 2
Figure 00000002
, m (where: D and d are the diameters of the pulling larger and smaller pushing screws, respectively), provide the possibility of creating, when taking off, landing and hovering, the control torques necessary to implement both lateral controllability, realized by increasing the angle of installation of the blades of the left front pulling screw on the one hand from the axis of symmetry and reducing the installation angles of the blades of the right front pulling screw - on the other hand, while automatically changing the thrust of the three main rotors of the rear group, for control of the pitch of the front and rear rotor blades of the pushing group of screws, but also of the directional control - by changing the angle of the blades in each multi-rotor group of rotors having the same direction of rotation both the front left pushing screws with the rear pulling screw and the rear pushing screws with the front right pushing screws and, therefore, increasing power by three the rotors of the first group, having a counter-clockwise rotation when viewed from above, and simultaneously reducing on the four screws of the second group, which have the opposite direction - clockwise, the full yaw moment is provided without changing the pitch, roll and vertical thrust of all rotors, the power plant, made by parallel-serial hybrid technology of the power drive, is equipped with left and right front and rear engine nacelles with electric motors rotationally connected corresponding propellers of the pushing group, but also two front and one rear hybrid engine nacelles, in each of which along with the pulling screw there is a reversible electric motor-generator, rotationally connected both with the latter through the clutch and with the gas turbine engine, it contains an electric drive system that includes all electric motors, rechargeable rechargeable batteries, energy converter with power transmission control unit connecting and disconnecting electric motors and gas turbine engines, switching generating power and the order of recharging the batteries, which is provided only during horizontal flight by its programmable system-logic controller of the control unit, receiving from the battery level sensor and having them fully charged or dropping it to 30% of its maximum, gives control signals for execution when this, respectively, the next time of hovering or the inclusion in each hybrid nacelle of a gas turbine engine to generate power from an internal source, but also remote control of the output by an electromagnetic clutch disengaging the output shaft of a reversible electric motor-generator with the shaft of the corresponding pulling screw installed in the vane position, moreover, to ensure the possibility of creating the total take-off power during vertical take-off, landing and hovering, but also as generating power of 25 % of the latter, and at the same time providing cruising power of 25% or 20% of the total take-off power and creating horizontal thrust, respectively for the third or second cruising flight speed, its hybrid propulsion system, including six front nacelles with pushing propellers in the front and rear three-screw modules, the front two left and two right, of which, having equal pairs between them, have the sum of the peak power of their four electric motors, which is equal only two rear electric motors, and three hybrid engine nacelles with pulling screws, the front two of which, having equal among themselves, have the sum of their available power is also equal to only one rear, with holding in each of them and the structure of available power, along with the peak power of a reversible electric motor-generator, it is equipped with a gas turbine engine having a take-off power equal to the peak power of the latter, but also providing both one way of operation and one way of generating power when charging batteries respectively, as a joint work with the latter, having the electric motor mode, on one shaft of the corresponding rotor during vertical take-off, landing and hovering, and independent The notes in the transmission of its nominal capacity and the last having an electric generator mode when horizontal cruising flight.

Благодаря наличию этих признаков, позволяющих выполнить беспилотный тяжелый электроконвертоплан по конструктивно-силовой дупланной схеме и концепции тандемного расположения разновеликих винтов (ТРРВ) по схеме 6+3, что позволит сравнительно дешево удвоить вертикальную грузоподъемность и обеспечит возможность преобразования его полетной конфигурации с вертолета девятивинтовой несущей схемы, включающей три поворотных, два из которых передних и один задний трехвинтовых модулей, в самолет шести- или четырех- или двухвинтовой движительной системы, так и обратно. Поскольку аэродинамическая дупланная схема разновеликих крыльев включает первое цельноповоротное крыло (ПЦПК), то может быть выполнена также и с большим вторым трапециевидным крылом, смонтированным выше переднего. При этом наряду двух гибридных мотогондол с тянущими винтами, смонтированных на консолях ПЦПК, его кормовой тянущий винт установлен на задней гибридной мотогондоле, смонтированной по оси симметрии на трапециевидном межкилевом цельноповоротном стабилизаторе Н-образного хвостового оперения. Кроме того, при висении, максимально поворачивая вверх консоли цельноповоротного переднего крыла, но и межкилевой цельноповоротный стабилизатор на угол 90°, это позволит значительно уменьшить потери вертикальной тяги соответственно левых и правых шести передних винтов, но и трех задних винтов. Что позволит уменьшить вес планера, увеличить полезную нагрузку, повысить весовую отдачу, транспортную и топливную эффективность. В гибридной СУ во время крейсерского полета увеличение генерирующей мощности для электропитания, когда падение зарядки литиево-ионной полимерной аккумуляторной батареи снизится до 30% от ее максимума, система управления в каждой гибридной мотогондоле автоматически отключит выходной муфтой сцепления больший тянущий винт от ОЭМГ, имеющего с соответствующим винтом расположенную горизонтально ось их вращения на самолетных режимах полета, установит его лопасти во флюгерное положение и включит ГТД в каждой гибридной мотогондоле тянущей группы винтов, который будет вращать ОЭМГ, работающий в режиме электрогенератора, обеспечивающего подзарядку пакета литиево-ионных аккумуляторных батарей в крейсерском режиме полета. Это, наравне с последним, позволит также в полетной конфигурации самолета достичь третей или второй, или первой крейсерской скорости полета с шести- или четырех- или двухвинтовой движительной системой, соответственно с тремя или двумя или одной парой толкающих винтов в соответствующих трехвинтовых модулях, в каждом из которых тянущий больший винт, установленный во флюгерное положение, снабжен двумя меньшими толкающими винтами, разнесенными по обе стороны от гибридной мотогондолы. Наличие этих признаков позволит при переходных маневрах повысить путевую устойчивость и управляемость по курсу, но и продольную стабильность и поперечную управляемость при висении, а размещение каждой гибридной мотогондолы тянущей группы винтов между мотогондолами толкающей группы винтов обеспечит значительное упрощение системы управления электроприводами, но и позволит исключить вредную обдувку выхлопными газами соответствующего ГТД задних толкающих винтов. Кроме того, это также позволит повысить путевую стабильность и управляемость в полетной конфигурации самолета с четырех- или двухвинтовой движительной системами соответственно на четырех передних или двух задних мотогондолах с соответствующими толкающими винтами. Все это позволит достичь весьма малошумной гибридной СУ, имеющей систему электропривода, включающую электродвигатели, питаемые от аккумуляторной батареи, преобразователь энергии с блоком управления силовой передачи, подключающим и отключающим все электродвигатели и все ГТД, переключающим генерирующую мощность и порядок подзарядки литиево-ионных аккумуляторов, что обеспечит при равномерном распределении зарядки аккумуляторной перезаряжаемой батареи возможность одновременной работы электродвигателей и, особенно, всех трех ГТД без пиковых перегрузок и при минимальной акустической сигнатуре. Это позволит также повысить безопасность полетов и использовать ГТД меньших габаритов в его поперечнике, что обеспечит значительное уменьшение как миделя гибридной мотогондолы, так и ширину переднего обтекателя носовой ее части и, следовательно, предопределит меньшее затенение соответствующего тянущего винта при вертикальном взлете, посадке и висении.Due to the presence of these features, it is possible to carry out an unmanned heavy electro-convertiplane according to the structural and power hollow layout and the concept of tandem arrangement of different-sized propellers (TRRV) according to the 6 + 3 scheme, which will make it possible to double the vertical load capacity and make it possible to convert its flight configuration from a helicopter of a nine-rotor supporting structure comprising three rotary, two of which are front and one rear three-screw modules, in a six- or four- or two-screw propulsion plane th system and back. Since the aerodynamic hollow pattern of different-sized wings includes the first all-turning wing (PCPC), it can also be made with a large second trapezoidal wing mounted above the front one. At the same time, along with two hybrid engine nacelles with pulling screws mounted on the PTsPK consoles, its stern pulling screw is mounted on the rear hybrid engine nacelle mounted along the axis of symmetry on the trapezoidal inter-keel all-turning stabilizer of the H-shaped tail unit. In addition, when hovering, turning the console of the all-turning front wing as far as possible, but also the inter-keel all-turning stabilizer by 90 °, this will significantly reduce the loss of vertical traction of the left and right six front screws, but also three rear screws. This will reduce the weight of the airframe, increase the payload, increase the weight return, transport and fuel efficiency. In a hybrid SU during a cruise flight, an increase in generating power for power supply, when the charge drop of a lithium-ion polymer battery decreases to 30% of its maximum, the control system in each hybrid nacelle will automatically disconnect the larger pulling screw from the OEM with the corresponding the rotationally located axis of their rotation in airplane flight modes will set its blades to the vane position and turn on the gas turbine engine in each hybrid nacelle pulling a oppy screws, which will rotate OEMH, operating in the mode of an electric generator, providing recharging a package of lithium-ion batteries in cruise flight mode. This, along with the latter, will also allow in the flight configuration of the aircraft to reach the third or second, or first cruising flight speed with a six-, four- or two-screw propulsion system, respectively with three, two or one pair of pushing screws in the corresponding three-screw modules, in each of which the pulling larger propeller mounted in the vane position is equipped with two smaller pushing propellers spaced on either side of the hybrid nacelle. The presence of these signs will make it possible to increase directional stability and directional control during transitional maneuvers, but also longitudinal stability and lateral controllability when hanging, and the placement of each hybrid engine nacelle of the pulling screw group between the nacelles of the pushing screw group will significantly simplify the drive control system, but it will also eliminate harmful exhaust blowing of the corresponding gas turbine engine of the rear pushing screws. In addition, it will also allow to increase the track stability and controllability in the flight configuration of an aircraft with four- or twin-screw propulsion systems, respectively, on four front or two rear engine nacelles with corresponding pushing screws. All this will make it possible to achieve a very low-noise hybrid SU with an electric drive system, including electric motors powered by a rechargeable battery, an energy converter with a power transmission control unit connecting and disconnecting all electric motors and all gas turbine engines, switching generating power and charging procedure for lithium-ion batteries, which with uniform distribution of the charge of the rechargeable rechargeable battery, it will be possible to simultaneously operate electric motors and, especially, all three gas turbine engines without Ikov overloads and with minimal acoustic signature. This will also improve flight safety and use of smaller GTEs across it, which will provide a significant reduction in both the midship of the hybrid nacelle and the width of the front fairing of its bow and, therefore, will predetermine less shading of the corresponding pulling screw during vertical take-off, landing and hovering.

Предлагаемое изобретение беспилотного тяжелого электроконвертоплана (БТЭК) двухбалочной схемы и варианты его использования представлены на фиг.1-2.The present invention, an unmanned heavy power converter (BTEK) two-beam scheme and options for its use are presented in figure 1-2.

На фиг.1 на общем виде сбоку изображен высокоскоростной БТЭК исполнения ТРРВ-Х6+3 с гибридными трехвинтовыми модулями, два передних из которых смонтированы на консолях цельноповоротного первого крыла дупланной схемы и один задний - на межкилевом цельноповоротном стабилизаторе Н-образного хвостового оперения в полетной конфигурации самолета с шестивинтовой движительной системой на крейсерских режимах горизонтального полета.Figure 1 in a general side view depicts a high-speed BTEC version TRRV-X6 + 3 with hybrid three-screw modules, two front of which are mounted on the consoles of the all-rotary first wing of the hollow circuit and one rear - on the inter-keel all-rotary stabilizer of the N-shaped tail assembly in flight configuration aircraft with a six-screw propulsion system at cruising flight modes.

На фиг.2 на общем виде сверху изображен высокоскоростной БТЭК исполнения ТРРВ-Х6+3 с гибридными трехвинтовыми модулями, два передних из которых смонтированы на консолях цельноповоротного первого крыла дупланной схемы и один задний - на межкилевом цельноповоротном стабилизаторе (ЦПС) Н-образного хвостового оперения в полетной конфигурации вертолета с девятивинтовой несущей схемой на режимах вертикального взлета, посадки и висения.Figure 2 in a general top view shows a high-speed BTEC version TRRV-X6 + 3 with hybrid three-screw modules, two front of which are mounted on the consoles of the all-rotary first wing of the hollow circuit and one rear - on the inter-keel all-rotary stabilizer (CPS) of the N-shaped tail in the flight configuration of a helicopter with a nine-screw carrier scheme for vertical take-off, landing and hovering.

Высокоскоростной БТЭК исполнения ТРРВ-Х6+3, выполненный по двухбалочной схеме и концепции тандемного расположения двух передних и одного заднего трехвинтовых модулей и представленный на фиг.1 и 2, содержит фюзеляж 1 и высокорасположенное крыло 2, имеющее на его консолях под крылом 2 разнесенные балки 3. Последние объединяют фюзеляж 1 и второе большее крыло 2 в единую плавно образованную конструктивно-силовую дупланную схему с меньшим ПЦПК 4, имеющим на консолях левый и правый трехвинтовые модули с гибридными 5 и консольными 6 мотогондолами соответственно с двумя большими и четырьмя меньшими винтами. В кормовой части фюзеляжа 1 на разнесенных балках 3 смонтировано двухкилевое Н-образное хвостовое оперение 7 с межкилевым ЦПС 8 и киль-шайбами 9, имеющими соответственно рули высоты 8 и направления 10. Трапециевидное крыло 2, оснащенное закрылками 11 и элеронами 12, размещено в дупланной аэродинамической схеме выше консолей ПЦПК 4, имеющего две гибридные 5 и четыре консольные 6 мотогондолы, смонтированные по обе стороны от продольной оси фюзеляжа 1, имеют диапазон их поворота от -5° до +97,5°. Задний трехвинтовой модуль 13, больший по типоразмеру взлетной мощности, равен двум передним, имеющим одинаковые взлетные мощности между собой, смонтированный на трапециевидном ЦПС 8, оснащен гибридной 14 и двумя консольными 15 мотогондолами соответственно с большим и меньшими винтами. При этом концевые части 16 большего крыла 2 выполнены отклоняющимися вверх и складывающимися для удобства размещения на палубе (ангаре) и возможности эксплуатации на авианесущих кораблях, а также на стоянке при выработке генерирующей энергии и подзарядки аккумуляторных батарей.The high-speed BTEC version TRRV-X6 + 3, made according to the two-beam scheme and the concept of the tandem arrangement of two front and one rear three-screw modules and shown in Figs. 1 and 2, contains the fuselage 1 and the highly located wing 2 having spaced beams on its consoles under the wing 2 3. The latter combine the fuselage 1 and the second larger wing 2 into a single smoothly formed structural-power duplan scheme with a smaller PTsPK 4, which has left and right three-screw modules with 5 hybrid and 6 console console nacelles on the consoles respectively with two large and four smaller screws. In the aft part of the fuselage 1, on the spaced beams 3, a two-keel H-shaped tail unit 7 with an inter-keel DSP 8 and keel washers 9 having rudders of height 8 and direction 10 respectively are mounted. The trapezoidal wing 2, equipped with flaps 11 and ailerons 12, is placed in the hollow the aerodynamic configuration above the PTsPK 4 consoles, which has two hybrid 5 and four console 6 engine nacelles mounted on both sides of the longitudinal axis of the fuselage 1, have a rotation range from -5 ° to + 97.5 °. The rear three-screw module 13, which is larger in size of take-off power, is equal to the two front ones, which have the same take-off power among themselves, mounted on a trapezoidal DSP 8, equipped with a hybrid 14 and two cantilever 15 engine nacelles, respectively, with larger and smaller screws. In this case, the end parts 16 of the larger wing 2 are made deflecting upwards and folding for ease of placement on the deck (hangar) and the possibility of operation on aircraft carriers, as well as in the parking lot when generating generating energy and recharging the batteries.

Силовая установка, выполненная по гибридной технологии силового привода, имеет консольные левые и правые поворотные четыре передние 6 и две задние 15 мотогондолы, которые снабжены электродвигателями, вращающими соответственно передние 17-18 и задние 19-20 винты толкающей группы, а поворотные гибридные две передние 5 и одна задняя 14 мотогондолы, смонтированные соответственно между консольными мотогондолами 6 и 15, имеют на конце их передних продолговатых частей соответственно передние 21-22 и задний 23 винты тянущей группы. Каждая из гибридных мотогондол 5 или 14 наряду с ГТД, имеющим для отбора взлетной его мощности передний вывод вала, передающий крутящий момент на входной вал соответственно редуктора передних 21-22 или заднего 23 винтов, снабжена обратимым электромотором-генератором, вращательно связанным с валом последнего и через выходную муфту сцепления, установленную на соответствующих валах перед ОЭМГ и за передними 21-22 или задним 23 винтом тянущей группы соответственно. Гибридная СУ оснащена системой электропривода, включающей все электродвигатели, аккумуляторные перезаряжаемые батареи, преобразователь энергии с блоком управления силовой передачи, подключающим и отключающим все электродвигатели и все ГТД, переключающим генерирующую мощность и порядок подзарядки литиево-ионной полимерной аккумуляторной перезаряжаемой батареи от ОЭМГ, который в режиме электрогенератора при полетной конфигурации четырехвинтового самолета обеспечивает основной способ генерации мощности в каждой гибридной мотогондоле 5 и 14 от внутреннего источника энергии - ГТД. При этом ГТД, выполненные, в частности, для их работы на авиакеросине, установлены с максимальной простотой обслуживания и эксплуатации в гибридных мотогондолах 5 и 14. Четырехлопастные винты трехвинтовых модулей двух передних и одного заднего, последний из которых имеет диапазон поворота от -15° до +97,5°, выполнены флюгерно-реверсивными и без автоматов перекоса их лопастей и с жестким креплением угле- и стекло пластиковых лопастей и возможностью широкого изменения углов их установки. Поворот трехвинтовых модулей с винтами передними 17-18 и 21-22 и задними 19-20 и 23, преобразующих его полетную конфигурацию с вертолета девятивинтовой несущей схемы в шести- или четырех- или двухвинтовой самолет дупланной схемы, осуществляется с помощью электромеханических приводов, а выпуск и уборка шасси, управление закрылками 11, элеронами 12 и рулями высоты 8 и направления 10 осуществляется также электрически (на фиг.1 и 2 не показаны). Трехопорное убирающееся колесное шасси, вспомогательная опора с мотор-колесом 24 убирается в переднюю нишу фюзеляжа 1, главные боковые опоры с колесами 25 - в бортовые обтекатели 26.The power plant, made according to hybrid technology of the power drive, has cantilevered left and right rotary four front 6 and two rear 15 nacelles, which are equipped with electric motors that rotate the front 17-18 and rear 19-20 propellers, respectively, and the rotary hybrid two front 5 and one rear 14 engine nacelles mounted respectively between cantilever engine nacelles 6 and 15, have front 21-22 and rear 23 screws of the pulling group at the end of their front elongated parts. Each of the 5 or 14 hybrid engine nacelles, along with a gas turbine engine, which has a front shaft output for selecting its take-off power, transmitting torque to the input shaft of the front 21-22 or rear 23 screws, respectively, is equipped with a reversible electric motor-generator rotationally connected to the shaft of the latter and through the output clutch mounted on the respective shafts in front of the OEMH and behind the front 21-22 or rear 23 pull group screws, respectively. The hybrid SU is equipped with an electric drive system that includes all electric motors, rechargeable rechargeable batteries, an energy converter with a power transmission control unit that connects and disconnects all electric motors and all gas turbine engines, switching the generating power and charging procedure of the lithium-ion polymer rechargeable rechargeable battery from OEM, which is in the mode an electric generator during the flight configuration of a four-screw aircraft provides the main way to generate power in each hybrid motorcycle ol 5 and 14 from the internal source of energy - GTE. At the same time, gas turbine engines, made in particular for their operation on jet fuel, are installed with maximum ease of maintenance and operation in hybrid nacelles 5 and 14. Four-blade propellers of three-screw modules of two front and one rear, the last of which has a rotation range from -15 ° to + 97.5 °, made vane-reversible and without automatic swash plates of their blades and with rigid fastening of coal- and glass of plastic blades and the possibility of wide changes in the angles of their installation. The rotation of three-screw modules with front screws 17-18 and 21-22 and rear screws 19-20 and 23, transforming its flight configuration from a helicopter of a nine-screw carrier scheme into a six- or four- or two-screw aircraft of a hollow scheme, is carried out using electromechanical drives, and the release and landing gear control flaps 11, ailerons 12 and elevators 8 and 10 are also electrically operated (not shown in FIGS. 1 and 2). A tricycle retractable wheeled chassis, an auxiliary support with a motor wheel 24 is removed in the front niche of the fuselage 1, the main side supports with wheels 25 - in the side fairings 26.

Управление гибридным БТЭК обеспечивается общим и дифференциальным изменением шага поворотных шести передних винтов 17-18 с 21-22 и трех задних винтов 19-20 с 23 и отклонением рулевых поверхностей 8, 10, и 12, работающих в зоне активного обдува этих винтов. При крейсерском полете подъемная сила создается крыльями 2 и ПЦМК 4, горизонтальная тяга при 3-й, 2-й или 1-й крейсерской скорости полета - винтами 17-18 совместно с 19-20 или только винтами 17-18 или только 19-20 соответственно, на режиме висения только винтами передними 17-18 с 21-22 и задними 19-20 с 23, на режиме перехода - крыльями 2 и ПЦМК 4 с винтами передними 17-18 с 21-22 и задними 19-20 с 23. При переходе к вертикальному взлету-посадке (висению) закрылки 11 второго крыла 2 отклоняются на максимальные их углы синхронно с поворотов шести передних винтов 17-18 с 21-22 и трех задних винтов 19-20 с 23 от горизонтального положения, отклоняясь одновременно все из них вверх, устанавливаются вертикально (см. фиг.2). При переходе с самолетного режима полета на режим висения и если возникает момент тангажа (MZ), то он парируется отклонением рулей высоты 8, создающих, работая в зоне обдува задних винтов толкающих 19-20 и тянущего 23, парирующую силу. После установки поворотных винтов передних 17-18 с 21-22 и задних 19-20 с 23 в вертикальное положение вдоль линий вертикальной их тяги осуществляется возможность вертолетных режимов полета. С приближением к поверхности земли (палубы корабля) и полете вблизи них несущие винты шесть передних винтов 17-18 с 21-22 и трех задних винтов 19-20 с 23, имеющих в каждой многовинтовой группе несущих винтов одинаковое направление вращения, как передние тянущие 21-22 винты с задними толкающими 19-20 винтами, так и задний тянущий 23 с передними толкающими винтами 17-18 (см. фиг.2), образуют под БТЭК область уплотненного воздуха, создающего эффект воздушной подушки, повышающей их эффективность. Поворотные передние 17-18 с 21-22 и задние 19-20 с 23 винты отклоняются от горизонтального положения в вертикальное на угол 90° и 45° соответственно при вертикальном взлете (посадке) и взлете с коротким разбегом (посадке с коротким пробегом) БТЭК на вертолетных и самолетных режимах его полета на взлетно-посадочных режимах в перегрузочном варианте с максимальным взлетным весом. При этом маневрирование гибридного БТЭК на аэродроме и его разгон до 40-50 км/ч на режимах укороченного взлета обеспечивается от переднего мотор-колеса 24. Для соответствующей посадки высокоскоростного БТЭК на поверхность земли (палубы корабля) используются колеса 24 и 25, убирающегося трехопорного шасси.The BTEK hybrid control is provided by the general and differential change in the pitch of the rotary six front screws 17-18 from 21-22 and the three rear screws 19-20 with 23 and the deviation of the steering surfaces 8, 10, and 12 working in the area of active blowing of these screws. When cruising, the lifting force is created by wings 2 and PTsMK 4, horizontal thrust at the 3rd, 2nd or 1st cruising flight speed - with screws 17-18 together with 19-20 or only with screws 17-18 or only 19-20 accordingly, in the hovering mode only the front screws 17-18 from 21-22 and rear 19-20 s 23, in the transition mode - wings 2 and PTsMK 4 with front screws 17-18 from 21-22 and rear 19-20 s 23. During the transition to vertical takeoff-landing (hovering), the flaps 11 of the second wing 2 deviate to their maximum angles simultaneously from the turns of the six front screws 17-18 from 21-22 and three behind 19-20 with their screws 23 from the horizontal position, deviating all of them simultaneously upwards, are mounted vertically (see FIG. 2). When switching from an airplane flight mode to a hovering mode and if there is a pitch moment (M Z ), it is countered by the deflection of the rudders of height 8, which create, while working in the zone of blowing the rear propellers, pushing 19-20 and pulling 23, a parrying force. After installing the rotary propellers of the front 17-18 from 21-22 and rear 19-20 with 23 in a vertical position along the lines of their vertical thrust, helicopter flight modes are possible. With approaching the surface of the earth (the deck of the ship) and flying near them, the main rotors are six front rotors 17-18 from 21-22 and three rear rotors 19-20 from 23, having the same direction of rotation in each multi-rotor group of rotors as the front ones 21 -22 screws with rear pushing screws 19-20, and the rear pulling 23 with front pushing screws 17-18 (see figure 2), form under the BTEC area of compressed air, creating the effect of an air cushion that increases their efficiency. The rotary front 17-18 s 21-22 and rear 19-20 s 23 propellers deviate from a horizontal position to a vertical angle of 90 ° and 45 ° respectively for vertical take-off (landing) and take-off with a short take-off (landing with short mileage) BTEK on helicopter and airplane modes of its flight in takeoff and landing modes in reloading variant with maximum takeoff weight. At the same time, maneuvering the BTEK hybrid at the aerodrome and accelerating to 40-50 km / h in short take-off modes is provided from the front engine wheel 24. For the corresponding landing of the high-speed BTEK on the ground (ship deck), wheels 24 and 25 are used, a retractable three-leg landing gear .

При висении на вертолетных режимах полета продольное управление БТЭК осуществляется изменением шага винтов передней 17-18 группы и задней группы 19-20, путевое управление - изменением крутящих моментов каждой многовинтовой группы винтов, имеющих одинаковое направление вращения несущих винтов, например, как передние левые толкающие винты 17 с задними толкающими 19-20 винтами, так и задний тянущий 23 с передним тянущим винтом 22. Поперечное управление обеспечивается изменением шага левого несущего винта 21 и правого несущего винта 22 тянущей группы винтов, осуществляющих поперечную балансировку при одновременном изменении шага винтов задней группы винтов. Отсутствие при висении перекрытия шести передних винтов 17-18 с 21-22 и трех задних винтов 19-20 с 23 также значительно снижает вредное их взаимовлияние и повышает их заполнение, что, в свою очередь, значительно уменьшает проблему срыва потока. После вертикального взлета и набора высоты для перехода на самолетный режим полета поворотные шесть передних винтов 17-18 с 21-22 и три задних винта 19-20 с 23 синхронно устанавливаются в горизонтальное положение (см. фиг.1). После чего убираются закрылки 11 и производится крейсерский полет, при котором путевое управление обеспечивается рулями направления 10. Продольное и поперечное управление осуществляется отклонением рулей высоты 8 и элеронов 12 соответственно. На самолетных режимах полета БТЭК при создании горизонтальной тяги его толкающие винты передние 17 и 18 имеют взаимно противоположное их вращения между левой и правой группой меньших винтов и, тем самым, соответственно устраняют гироскопический эффект и обеспечивают более плавное обтекание ПЦМК 4 и крыла 2, но и весьма повышающее эффективность левых 17, 21 и правых 18, 22, но и задних 19-20, 23 групп винтов на режимах вертикального взлета, посадки и висения. При его полетной вертолетной конфигурации девятивинтовой несущей схемы реактивные моменты от поворотных винтов левых 17, 21 и правых 18, 22, но и задних 19-20, 23, используемых как несущие винты, компенсируются полностью за счет также взаимно противоположного их вращения в соответствующих группах винтов.When hovering in helicopter flight modes, the BTEK longitudinal control is carried out by changing the pitch of the propellers of the front 17-18 group and the rear group 19-20, directional control - by changing the torques of each multi-rotor group of screws having the same direction of rotation of the rotors, for example, as the front left pushing screws 17 with rear pushing screws 19-20, and a rear pulling 23 with a front pulling screw 22. Cross control is provided by changing the pitch of the left main rotor 21 and the right main rotor 22 of the pulling group screws performing transverse balancing while changing the pitch of the screws of the rear group of screws. The absence of six front screws 17-18 from 21-22 and three rear screws 19-20 from 23 during the hanging of the ceiling also significantly reduces their harmful mutual influence and increases their filling, which, in turn, significantly reduces the problem of flow stall. After vertical take-off and climb to switch to airplane flight mode, the rotary six front screws 17-18 s 21-22 and the three rear screws 19-20 s 23 are synchronously set to a horizontal position (see figure 1). Then the flaps 11 are removed and a cruise flight is performed, in which the directional control is provided by the rudders 10. The longitudinal and transverse control is carried out by the deflection of the elevators 8 and ailerons 12, respectively. In aircraft flight regimes of BTEK, when creating horizontal thrust, its front propellers 17 and 18 have mutually opposite rotation between the left and right groups of smaller propellers and, thereby, eliminate the gyroscopic effect and provide a smoother flow around the PTsMK 4 and wing 2, but also very increasing the efficiency of the left 17, 21 and right 18, 22, but also the rear 19-20, 23 groups of screws in the modes of vertical take-off, landing and hovering. With its flight helicopter configuration of a nine-screw main circuit, the reactive moments from the rotary screws of the left 17, 21 and right 18, 22, but also of the rear 19-20, 23, used as rotors, are completely compensated due to their mutually opposite rotation in the corresponding groups of screws .

Таким образом, гибридный БТЭК исполнения ТРРВ-Х6+3, имеющий передние и задние поворотные винты соответственно на первом цельноповоротном крыле дупланной схемы и межкилевом цельноповоротном стабилизаторе Н-образного хвостового оперения, представляет собой гибридный вертолет-самолет двухбалочной схемы с электродвигателями, ГТД и обратимыми электромоторами-генераторами. Поворотные воздушные винты флюгерно-реверсивные, создающие вертикальную и соответствующим отклонением горизонтальную тягу, обеспечивают необходимые управляющие моменты и уменьшение дистанции при посадке с пробегом. Причем меньшее ПЦПК находится спереди большего крыла и создает дополнительную подъемную силу и разгружает его, что и предопределяет наравне с высокой тяговооруженностью гибридной СУ возможность легко реализовать и выполнение технологии ВВП и КВП, но и КВВП. Последнее весьма важно при палубном базировании и особенно высокоскоростных БТЭК, так как обеспечивает короткий взлет (достаточно и 80…100 м) с максимальным его весом и вертикальную его посадку пустого на палубу корабля.Thus, the BTEK hybrid version TRRV-X6 + 3, having front and rear rotary screws, respectively, on the first all-rotary wing of the hollow circuit and the inter-keel all-rotary stabilizer of the N-shaped tail unit, is a hybrid helicopter-plane of a two-frame scheme with electric motors, gas turbine engines and reversible electric motors generators. Rotary vane-reversing propellers that create vertical and corresponding deflection horizontal traction, provide the necessary control torques and reduce the distance when landing with mileage. Moreover, the smaller PTsPK is located in front of the larger wing and creates additional lifting force and unloads it, which determines, along with the high thrust-weight ratio of the hybrid SU, the ability to easily implement the technology of GDP and KVP, but also KVVP. The latter is very important for deck-based and especially high-speed BTEC, as it provides a short take-off (80 ... 100 m is enough) with its maximum weight and its vertical landing of an empty ship on deck.

В настоящее время известно, что конструктивно-силовые двухбалочная и, особенно, дупланная схемы самолетов обеспечивают максимальную разгрузку крыла и фюзеляжа от действия аэродинамических и массовых сил, а девятивинтовые конвертопланы, что они устойчивы и управляемы, то, следовательно, все они пригодны для дальнейших инженерных приложений, могут и должны являться предметом дальнейшего исследования и усовершенствования. Поэтому дальнейшие исследования по созданию БТЭК и гибридных электроконвертопланов (ГЭКП), используя вышеназванные преимущества, позволят освоить широкое их семейство (см. табл.1).At present, it is known that the structural-power double-beam and, especially, hollowed-out airplane schemes provide maximum unloading of the wing and fuselage from the action of aerodynamic and mass forces, and the nine-screw convertiplanes that they are stable and controllable, therefore, all of them are suitable for further engineering applications can and should be the subject of further research and improvement. Therefore, further studies on the creation of BTEK and hybrid electric envelope planes (HECP), using the above advantages, will allow them to master a wide family (see Table 1).

Наиболее актуальным в современных условиях является на базе самолета Су-80 освоение палубного БТЭК сверхтяжелого класса с взлетным весом 12400 и 13690 кг и для перевозки 2,4 и 3,2 т груза с дальностью полета до 1950 и 3250 км соответственно при выполнении ВВП и КВП. Гибридная СУ БТЭК-2,4 в передних и заднем трехвинтовых модулях имеет шесть электродвигателей и три ОЭМГ суммарной пиковой/ номинальной мощности соответственно 17647970 кВт и 1764/970 кВт и три генераторных ГТД (два АИ-450 и один ВК-800). Последние при выполнении ВВП могут предоставить еще 1176 кВт (1600 л.с.) и совместно с литиевой батарей позволят БТЭК-2,4 выполнить зависание на 20…25 минут. Затем в самолетной конфигурации при падении ее зарядки до 30% от максимального значения включатся ГТД и будут подпитывать аккумуляторы. Топливный его бак при выполнении ВВП вмещает 1070 кг, что эквивалентно трем часам полета и позволит при этом достичь радиуса действия до 975 км.The most relevant in modern conditions is based on the Su-80 aircraft, the development of deck-based BTEC superheavy class with a take-off weight of 12400 and 13690 kg and for the transport of 2.4 and 3.2 tons of cargo with a flight range of up to 1950 and 3250 km, respectively, when fulfilling GDP and KVP . The BTEK-2.4 hybrid SU in the front and rear three-screw modules has six electric motors and three OEMs with a total peak / rated power of 17647970 kW and 1764/970 kW, respectively, and three generator gas turbine engines (two AI-450 and one VK-800). When fulfilling GDP, the latter can provide another 1,176 kW (1,600 hp) and, together with lithium batteries, will allow BTEK-2.4 to hang for 20 ... 25 minutes. Then, in the aircraft configuration, when its charge drops to 30% of the maximum value, the turbine engine will turn on and recharge the batteries. When fulfilling GDP, its fuel tank holds 1070 kg, which is equivalent to three hours of flight and will allow reaching a radius of action of up to 975 km.

Теперь уже нет сомнений только гибридные БТЭК и ГЭКП исполнения ТРРВ-Х6+3 - это реальное и очень близкое будущее специальной и деловой авиации, но и одно из возможных направлений развития авиационной техники и электроконвертопланов, позволяющих достойно конкурировать с фирмой "AgustaWestland" (Италия).Now there is no doubt only the hybrid BTEK and GECP versions TRRV-X6 + 3 - this is the real and very close future of special and business aviation, but also one of the possible areas of development of aviation equipment and electric envelopes, allowing us to compete with the AgustaWestland company (Italy) .

Таблица 1Table 1 Предварительные технические требования к высокоскоростным БТЭК и ГЭКПPreliminary technical requirements for high-speed BTEC and GECP № п/пNo. p / p ПараметрыOptions ВеличиныQuantities Тип 1.1Type 1.1 Тип 1.2Type 1.2 1.one. Размеры на платформе самолета:Dimensions on the aircraft platform: Ил-100IL-100 Су-80Su-80 1.11.1 длина палубного/грузопассажирского, мdeck / cargo-passenger length, m 13,0/13,813.0 / 13.8 18,26/19,3818.26 / 19.38 1.21.2 высота с двухкилевым оперением, мheight with two feathers, m 4,94.9 5,745.74 1.31.3 размах ПЦПК/ второго крыла, мthe scope of the PCPC / second wing, m 10,02/14,9410.02 / 14.94 14,28/21,014.28 / 21.0 1.41.4 площадь ПЦПК/ второго крыла, м2 PTsPK / second wing area, m 2 10,04/22,3210.04 / 22.32 16,38/36,4116.38 / 36.41 1.51.5 взлетная площадка при выполнении ВВП, м2 runway during the implementation of GDP, m 2 194,3/206,2194.3 / 206.2 383,5/407,0383.5 / 407.0 2.2. СУ с передними/задним ГТД + ОЭМГ и электродвигателями (суммарной мощностью л.с.)SU with front / rear GTE + OEM and electric motors (total horsepower) BK-150/RR-300 В (2565)BK-150 / RR-300V (2565) АИ-450/ВК-800 В (6400)AI-450 / VK-800 V (6400) 2.12.1 мощность 2-х передних модулей ГТД + ОЭМГ /пиковая электродвигателей, л.с. + кВт/кВтpower of 2 front GTE + OEM modules / peak electric motors, hp + kW / kW (160+120/120×2)×2(160 + 120/120 × 2) × 2 (400+294/294×2)×2(400 + 294/294 × 2) × 2 2.22.2 мощность 1-го заднего модуля ГТД + ОЭМГ /пиковая электродвигателей, л.с. + кВт/кВтpower of the 1st rear GTE + OEM module / peak electric motors, hp + kW / kW 320+235/235×2320 + 235/235 × 2 800+588/588×2800 + 588/588 × 2 2.22.2 концепция размещения поворотных винтовrotary screw placement concept ТРРВ-Х6+3TRRV-X6 + 3 ТРРВ-Х6+3TRRV-X6 + 3 3.3. Массы и нагрузки (при тяговооруженности):Masses and loads (with thrust-weight ratio): (1,21)(1.21) (1,21)(1.21) 3.13.1 нормальная при выполнении ВВП, кгnormal when fulfilling GDP, kg 49804980 1240012400 3.23.2 при взлете с коротким разбегом, кгwhen taking off with a short take-off, kg 60206020 1369013690 3.33.3 нормальная полезная нагрузка при взлете по п.3.1/п.3.2, чел. (т)normal payload during take-off according to clause 3.1 / clause 3.2, people (t) 0+(1,2) 0+/(2,0)0+ (1.2) 0 + / (2.0) 2+22(2,2) 2+30/(3,0)2 + 22 (2.2) 2 + 30 / (3.0) 3.43.4 пустого/ в том числе вес аккумуляторов, кгempty / including battery weight, kg 3350/5503350/550 8930/17388930/1738 4.four. Запас топлива по п.3.1/п.3.2, кгFuel supply according to clause 3.1 / clause 3.2, kg 430/670430/670 1070/16601070/1660 5.5. Диаметр передних винтов D/d, мDiameter of front screws D / d, m 2,25×2/1,59×42.25 × 2 / 1.59 × 4 3,55×2/2,51×43.55 × 2 / 2.51 × 4 5.15.1 Диаметр задних винтов D/d, мDiameter of rear screws D / d, m 2,25×1/1,59×22.25 × 1 / 1.59 × 2 3,55×1/2,51×23,55 × 1 / 2,51 × 2 5.25.2 Ометаемая площадь всеми винтами, м2 The swept area by all screws, m 2 23,8423.84 59,3559.35 5.35.3 Скорость вращения поворотных винтов D/d:Rotation speed of rotary screws D / d: при вертикальном взлете, мин-1 with vertical take-off, min -1 2110/29902110/2990 1340/18951340/1895 при крейсерском полете, мин-1 when cruising, min -1 1688/23921688/2392 1072/15161072/1516 6.6. Удельная нагрузка на сметаемую площадь всеми винтами, кг/м2 Specific load on the swept area with all screws, kg / m 2 208,89208.89 208,93208.93 7.7. Удельная нагрузка на мощность, кг/л.с.Specific load on power, kg / hp 1,941.94 1,941.94 7.17.1 Критерий п.3.3 × п.9.3 при ВВП, т·кмCriterion p.3.3 × p.9.3 with GDP, t · km 2340,02340.0 4290,04290.0 8.8. Удельная нагрузка на крыло при максимальной взлетной массе по п.3.2, кг/м2 The specific wing load at maximum take-off weight according to paragraph 3.2, kg / m 2 186,1186.1 259,4259.4 9.9. Летно-технические характеристики:Flight performance: БТЭК-1,2BTEK-1,2 ГЭКП-2,2GEKP-2.2 9.19.1 1-я/2-я крейсерская скорость на 20/25% от пиковой мощности электродвигателей, км/ч1st / 2nd cruising speed 20/25% of the peak power of electric motors, km / h 600/650600/650 600/650600/650 9.29.2 время полета по п.3.1/п.3.2, чflight time according to clause 3.1 / clause 3.2, h 3,0/5,03.0 / 5.0 3,0/5,03.0 / 5.0 9.39.3 протяженность полета по п.3.1/п.3.2, кмflight length according to clause 3.1 / clause 3.2, km 1950/32501950/3250 1950/32501950/3250 9.49.4 максимальная 3-я скорость, км/чmaximum 3rd speed, km / h 700700 700700 9.59.5 практический потолок, мpractical ceiling, m 1250012500 90009000 9.69.6 время одноразового зависания и за общее время крейсерского полета по п.3.1/п.3.2, чtime of one-time hovering and for the total time of the cruise flight according to clause 3.1 / clause 3.2, h 0,33×3/0,33×50.33 × 3 / 0.33 × 5 0,33×3/0,33×50.33 × 3 / 0.33 × 5 9.79.7 дистанция при посадке с пробегом/ при взлете с коротким разбегом, мdistance at landing with run / at take-off with short take-off, m 120/80120/80 150/100150/100

Claims (1)

Беспилотный тяжелый электроконвертоплан, имеющий планер из композитного углепластика с передним горизонтальным оперением и двухкилевым оперением, смонтированным к консолям высокорасположенного крыла на разнесенных балках, содержит с внешних сторон килей консоли стабилизатора, двигатели силовой установки, передающие мощность через главный редуктор и валы трансмиссии на поворотные тянущий и толкающий винты, расположенные соответственно в носовой и кормовой части фюзеляжа, обеспечивающие горизонтальную и соответствующим отклонением вертикальную тягу, трехстоечное убирающееся колесное шасси, с носовой вспомогательной опорой, отличающийся тем, что он выполнен с разновеликими крыльями по дупланной аэродинамической схеме, включающей высокорасположенное первое крыло и большее второе крыло, и концепции тандемного расположения трехвинтовых модулей, выполненных с возможностью работы при различных углах их отклонения в вертикальной плоскости и различного типоразмера, два передних из которых одинакового по взлетной мощности типоразмера смонтированы на консолях цельноповоротного первого крыла и один задний большего по взлетной мощности типоразмера, равного сумме двух передних - на межкилевом цельноповоротном стабилизаторе Н-образного хвостового оперения как с обеспечением разнесения поперечных осей их поворота соответственно ближе и дальше от центра масс, так и с возможностью преобразования его полетной конфигурации с вертолета девятивинтовой несущей схемы, имеющей при этом от всех несущих винтов полную компенсацию реактивных крутящих моментов и при противоположном направлении вращения между тянущим и толкающими винтами в каждом модуле, но и при одинаковом направлении вращения между собой как левого тянущего с правыми толкающими винтами, так и правого тянущего с левыми толкающими винтами передней группы и противоположного - между тянущими винтами левым передним и задним, но и парой толкающих винтов левых передних и парой задних, в полетную конфигурацию самолета, позволяющего достичь третьей или второй крейсерской скорости полета с шести- или четырехвинтовой движительной системой, соответственно с тремя или двумя парами толкающих винтов в соответствующих трехвинтовых модулях, в каждом из которых тянущий больший винт, установленный во флюгерное положение, имеет по обе стороны от оси его вращения два меньших толкающих винта, имеющих межосевое расстояние, определяемое из соотношения: Lмо=7/8(D+d), м (где: Lмо - межосевое расстояние, D и d - диаметры тянущего и толкающих винтов соответственно), но и возможность достижения первой меньшей крейсерской скорости полета, обеспечиваемой толкающими винтами только задней группы винтов, но и обратно, при этом диаметр двух равновеликих тянущих винтов передней группы равен диаметру тянущего винта задней группы винтов, а диаметры несущих винтов в каждом трехвинтовом модуле, определяемые из соотношения: D = d × 2
Figure 00000003
, м (где: D и d - диаметры тянущего большего и меньших толкающих винтов соответственно), обеспечивают возможность создания при вертикальном взлете, посадке и висении управляющих моментов, необходимых для осуществления как поперечной управляемости, реализуемой при помощи увеличения угла установки лопастей левого переднего тянущего винта с одной стороны от оси симметрии и уменьшения углов установки лопастей правого переднего тянущего винта - с другой при одновременном автоматическом изменении тяги трех несущих винтов задней группы, обеспечивающих без изменения тангажа управляемый момент крена, так и продольного управления, создаваемого при помощи дифференцированных изменений угла установки лопастей передних и задних несущих винтов толкающей группы винтов, но и путевого управления - изменением угла установки лопастей в каждой многовинтовой группе несущих винтов, имеющих одинаковое направление вращения, как передние левые толкающие винты с задним тянущим винтом, так и задние толкающие с передними правыми толкающими винтами и, следовательно, увеличивая мощность на трех несущих винтах первой группы, имеющих при виде сверху направление вращения против часовой стрелки, и одновременно уменьшая на четырех винтах второй группы, имеющих при этом противоположное направление - по часовой стрелке, обеспечивается полный момент рысканья без изменения тангажа, крена и вертикальной тяги всех несущих винтов, силовая установка, выполненная по параллельно-последовательной гибридной технологии силового привода, снабжена левыми и правыми передними и задними мотогондолами с электродвигателями, вращательно связанными с соответствующими винтами толкающей группы, но и двумя передними и одной задней гибридными мотогондолами, в каждой из которых наряду с тянущим винтом размещен обратимый электромотор-генератор, вращательно связанные как с последним через муфту сцепления, так и с газотурбинным двигателем, содержит систему электропривода, включающую все электродвигатели, аккумуляторные перезаряжаемые батареи, преобразователь энергии с блоком управления силовой передачи, подключающим и отключающим электродвигатели и газотурбинные двигатели, переключающим генерирующую мощность и порядок подзарядки аккумуляторов, который обеспечивается только при горизонтальном полете его программируемым системно-логическим контроллером блока управления, получая от датчика уровня зарядки аккумуляторов и наличии их полной зарядки или падении ее до 30% от ее максимума, выдает управляющие сигналы на выполнение при этом соответственно очередного времени зависания или включение в каждой гибридной мотогондоле газотурбинного двигателя для генерации мощности от внутреннего источника, но и дистанционное управление выходной электромагнитной муфтой сцепления, расцепляющей выходной вал обратимого электромотора-генератора с валом соответствующего тянущего винта, установленного во флюгерное положение, причем с целью обеспечения возможности создания и суммарной взлетной мощности при вертикальном взлете, посадке и висении, но и как генерирующей мощности, составляющей 25% от последней, так и с одновременным обеспечением крейсерской мощности, составляющей 25% или 20% от суммарной взлетной мощности и создающей горизонтальную тягу соответственно для третьей или второй крейсерской скорости полета, его гибридная силовая установка, включающая в передних и задней трехвинтовых модулях как шесть мотогондол с толкающими винтами, передние две левых и две правых из которых, имея между парами равные, имеют сумму пиковой мощности четырех их электродвигателей, равновеликую только двум задним электродвигателям, так и три гибридные мотогондолы с тянущими винтами, передние две из которых, имея между собой равные, имеют сумму располагаемой их мощности также равновеликой только одной задней, содержащие в каждой из них и структуре располагаемой мощности наряду с пиковой мощностью обратимого электромотора-генератора, снабжена газотурбинным двигателем, имеющим взлетную мощность, составляющую равную пиковой мощности последнего, но и с обеспечением как одного способа работы, так и одного способа генерации мощности при заряде аккумуляторов соответственно как совместной работы с последним, имеющим режим электромотора, на один вал соответствующего несущего винта при вертикальном взлете, посадке и висении, так и самостоятельной работы при передаче номинальной его мощности и на последний, имеющий режим электрогенератора при крейсерском режиме горизонтального полета.
An unmanned heavy electroconvertoplane having a composite carbon fiber glider with front horizontal tail and two-wing tail mounted to high wing consoles on spaced beams, contains stabilizer consoles on the outside of the keels, propulsion engines that transmit power through the main gearbox and transmission shafts to rotary towing and pushing screws located respectively in the fore and aft of the fuselage, providing horizontal and corresponding deflection m vertical traction, a three-post retractable wheeled chassis, with a nose support support, characterized in that it is made with different-sized wings according to a hollow aerodynamic pattern, including a highly located first wing and a larger second wing, and the concept of a tandem arrangement of three-screw modules made with the possibility of working with various the angles of their deviation in the vertical plane and of various sizes, the two front ones of which are of the same take-off power of a standard size are mounted on consoles of the first wing of the wing and one rear of a larger take-off size, equal to the sum of the two front wings - on the inter-keel all-turning stabilizer of the H-shaped tail unit, with the separation of the transverse axes of their rotation respectively closer and further from the center of mass, and with the possibility of converting its flight configuration from a helicopter of a nine-rotor supporting circuit, having at the same time from all the rotors full compensation of reactive torques and with the opposite direction of rotation between t with the pulling and pushing screws in each module, but with the same direction of rotation between each other as the left pulling with the right pushing screws, and the right pulling with the left pushing screws of the front group and the opposite - between the pulling screws of the left front and rear, but also a pair of pushing screws left front and a pair of rear, in the flight configuration of the aircraft, allowing to achieve a third or second cruising flight speed with a six- or four-screw propulsion system, respectively, with three or two pairs of sense guides screws in respective three-screw units, each of which pulling larger screw installed in the feathered position, has on both sides of its axis of rotation two smaller pushing screw having a spacing determined from the relation: L mo = 7/8 (D + d), m (where: L mo is the center distance, D and d are the diameters of the pulling and pushing screws, respectively), but also the possibility of achieving the first lower cruising flight speed provided by the pushing screws of only the rear group of screws, but also vice versa, while the diameter two is equal the great pulling screws of the front group is equal to the diameter of the pulling screw of the rear group of screws, and the diameters of the rotors in each three-screw module, determined from the ratio: D = d × 2
Figure 00000003
, m (where: D and d are the diameters of the pulling larger and smaller pushing screws, respectively), provide the possibility of creating, when taking off, landing and hovering, the control torques necessary to implement both lateral controllability, realized by increasing the angle of installation of the blades of the left front pulling screw on the one hand from the axis of symmetry and reducing the installation angles of the blades of the right front pulling screw - on the other hand, while automatically changing the thrust of the three main rotors of the rear group, for control of the pitch of the front and rear rotor blades of the pushing group of screws, but also of the directional control - by changing the angle of the blades in each multi-rotor group of rotors having the same direction of rotation both the front left pushing screws with the rear pulling screw and the rear pushing screws with the front right pushing screws and, therefore, increasing power by three the rotors of the first group, having a counter-clockwise rotation when viewed from above, and simultaneously reducing on the four screws of the second group, which have the opposite direction - clockwise, the full yaw moment is provided without changing the pitch, roll and vertical thrust of all rotors, the power plant, made by parallel-serial hybrid technology of the power drive, is equipped with left and right front and rear engine nacelles with electric motors rotationally connected corresponding propellers of the pushing group, but also two front and one rear hybrid engine nacelles, in each of which along with the pulling screw there is a reversible electric motor-generator, rotationally connected both with the latter through the clutch and with the gas turbine engine, it contains an electric drive system that includes all electric motors, rechargeable rechargeable batteries, energy converter with power transmission control unit connecting and disconnecting electric motors and gas turbine engines, switching generating power and the order of recharging the batteries, which is provided only during horizontal flight by its programmable system-logic controller of the control unit, receiving from the battery level sensor and having them fully charged or dropping it to 30% of its maximum, gives control signals for execution when this, respectively, the next time of hovering or the inclusion in each hybrid nacelle of a gas turbine engine to generate power from an internal source, but also remote control of the output by an electromagnetic clutch disengaging the output shaft of a reversible electric motor-generator with the shaft of the corresponding pulling screw installed in the vane position, moreover, to ensure the possibility of creating the total take-off power during vertical take-off, landing and hovering, but also as generating power of 25 % of the latter, and at the same time providing cruising power of 25% or 20% of the total take-off power and creating horizontal thrust, respectively for the third or second cruising flight speed, its hybrid propulsion system, including six front nacelles with pushing propellers in the front and rear three-screw modules, the front two left and two right, of which, having equal pairs between them, have the sum of the peak power of their four electric motors, which is equal only two rear electric motors, and three hybrid engine nacelles with pulling screws, the front two of which, having equal among themselves, have the sum of their available power is also equal to only one rear, with holding in each of them and the structure of available power, along with the peak power of a reversible electric motor-generator, it is equipped with a gas turbine engine having a take-off power equal to the peak power of the latter, but also providing both one way of operation and one way of generating power when charging batteries respectively, as a joint work with the latter, having the electric motor mode, on one shaft of the corresponding rotor during vertical take-off, landing and hovering, and independent The notes in the transmission of its nominal capacity and the last having an electric generator mode when horizontal cruising flight.
RU2013151487/11A 2013-11-19 2013-11-19 Heavy convertible electric drone RU2532672C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151487/11A RU2532672C1 (en) 2013-11-19 2013-11-19 Heavy convertible electric drone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151487/11A RU2532672C1 (en) 2013-11-19 2013-11-19 Heavy convertible electric drone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2532672C1 true RU2532672C1 (en) 2014-11-10

Family

ID=53382457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151487/11A RU2532672C1 (en) 2013-11-19 2013-11-19 Heavy convertible electric drone

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532672C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568517C1 (en) * 2014-11-11 2015-11-20 Дмитрий Сергеевич Дуров Multirotor convertible high-speed helicopter (mcsh)
RU2577931C1 (en) * 2015-01-13 2016-03-20 Дмитрий Сергеевич Дуров Hybrid short takeoff and landing aircraft
CN106800089A (en) * 2015-11-25 2017-06-06 中航贵州飞机有限责任公司 A kind of rotor wing unmanned aerial vehicle of electric tilting three
CN110667867A (en) * 2019-08-30 2020-01-10 南京精微迅智能科技有限公司 Agricultural unmanned aerial vehicle mounting device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060032970A1 (en) * 2004-07-22 2006-02-16 Allen Norman C Tall V/STOL aircraft
US20110024555A1 (en) * 2009-01-27 2011-02-03 Kuhn Jr Ira Francis Purebred and Hybrid Electric VTOL Tilt Rotor Aircraft
US20110303795A1 (en) * 2009-10-09 2011-12-15 Richard David Oliver Three-wing, six tilt-propulsion unit, vtol aircraft
RU128182U1 (en) * 2012-10-16 2013-05-20 Элдар Али Оглы Разроев SECURITY PLAN (OPTIONS)
RU2492112C1 (en) * 2012-04-19 2013-09-10 Дмитрий Сергеевич Дуров Heavy-duty multi-propeller converter plate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060032970A1 (en) * 2004-07-22 2006-02-16 Allen Norman C Tall V/STOL aircraft
US20110024555A1 (en) * 2009-01-27 2011-02-03 Kuhn Jr Ira Francis Purebred and Hybrid Electric VTOL Tilt Rotor Aircraft
US20110303795A1 (en) * 2009-10-09 2011-12-15 Richard David Oliver Three-wing, six tilt-propulsion unit, vtol aircraft
RU2492112C1 (en) * 2012-04-19 2013-09-10 Дмитрий Сергеевич Дуров Heavy-duty multi-propeller converter plate
RU128182U1 (en) * 2012-10-16 2013-05-20 Элдар Али Оглы Разроев SECURITY PLAN (OPTIONS)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568517C1 (en) * 2014-11-11 2015-11-20 Дмитрий Сергеевич Дуров Multirotor convertible high-speed helicopter (mcsh)
RU2577931C1 (en) * 2015-01-13 2016-03-20 Дмитрий Сергеевич Дуров Hybrid short takeoff and landing aircraft
CN106800089A (en) * 2015-11-25 2017-06-06 中航贵州飞机有限责任公司 A kind of rotor wing unmanned aerial vehicle of electric tilting three
CN110667867A (en) * 2019-08-30 2020-01-10 南京精微迅智能科技有限公司 Agricultural unmanned aerial vehicle mounting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10538321B2 (en) Tri-rotor aircraft capable of vertical takeoff and landing and transitioning to forward flight
CN211033016U (en) Aircraft capable of vertically taking off and landing
EP3548377B1 (en) Electrical vertical take-off and landing aircraft
RU2527248C1 (en) Drone with hybrid power plant (versions)
CN103043212B (en) The composite aircraft that fixed-wing forms with electronic many rotors
RU2547155C1 (en) Multi-rotor unmanned electroconvertible aircraft
RU2448869C1 (en) Multipurpose multi-tiltrotor helicopter-aircraft
RU2521090C1 (en) High-speed turboelectric helicopter
CN106586001A (en) Multimode and multi-based unmanned aerial vehicle with tailed flying wing configuration
RU2650257C1 (en) Air-transformer, converted into the car
WO2018099856A1 (en) Electrical vertical take-off and landing aircraft
RU2629475C1 (en) High-speed turbofan combined helicopter
RU2548304C1 (en) Multirotor convertible high-speed helicopter
RU2310583C2 (en) Amphibious convertible helicopter
RU2608122C1 (en) Heavy high-speed rotary-wing aircraft
RU2657706C1 (en) Convertiplane
RU2550909C1 (en) Multirotor convertible pilotless helicopter
RU2582743C1 (en) Aircraft vertical take-off system
US11827348B2 (en) VTOL tilting fuselage winged frame multirotor aircraft
RU2648503C1 (en) Unmanned convertiplane with an arched wing
RU2543120C1 (en) Multirotor hybrid electrical convertiplane
RU2532672C1 (en) Heavy convertible electric drone
RU2609856C1 (en) Fast-speed convertible compound helicopter
RU2542805C1 (en) Vtol aircraft with hybrid power plant
RU2534676C1 (en) Cryogenic turbo-electric stol aircraft

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161120