RU2693356C1 - Сверхзвуковой самолет с туннельным фюзеляжем - Google Patents
Сверхзвуковой самолет с туннельным фюзеляжем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693356C1 RU2693356C1 RU2018126901A RU2018126901A RU2693356C1 RU 2693356 C1 RU2693356 C1 RU 2693356C1 RU 2018126901 A RU2018126901 A RU 2018126901A RU 2018126901 A RU2018126901 A RU 2018126901A RU 2693356 C1 RU2693356 C1 RU 2693356C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuselage
- tunnel
- supersonic
- aircraft
- supersonic aircraft
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C30/00—Supersonic type aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/16—Aircraft characterised by the type or position of power plants of jet type
- B64D27/20—Aircraft characterised by the type or position of power plants of jet type within, or attached to, fuselages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D5/00—Aircraft transported by aircraft, e.g. for release or reberthing during flight
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сверхзвуковой авиации. Самолет содержит фюзеляж прямоугольного сечения со сквозным продольным каналом с установленными внутри реактивными двигателями. Фюзеляж и канал в поперечном сечении имеют прямоугольную форму. Фюзеляж выполнен продольно асимметричным с боковыми плоскостями разной длины, а верхняя и нижняя его плоскости имеют форму трапеции. Изобретение направлено на расширение арсенала технических средств. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к сверхзвуковой авиации, преимущественно пассажирской и может использоваться, в частности, для межконтинентальных перелетов.
Как известно, пассажирская сверхзвуковая авиация прекратила свое существование с прекращением полетов «Конкордов» и для этого, помимо трагической аварии, были и объективные обстоятельства. Это низкая топливная экономичность, вследствие большого аэродинамического сопротивления в полете и большая шумность, исключающая пролет вблизи крупных городов. Причина этого заключается в сжимаемости воздуха при полете на сверхзвуковых скоростях и энергия сжатия которого бесполезно рассеивается в атмосфере, в частности, в виде акустических волн (хлопки). Использование крыльев большой стреловидности и заострение их передних кромок, лишь отчасти решает эту проблему. Однако, потребность в пассажирской сверхзвуковой авиации не отпала, и поиски путей ее возрождения продолжаются во всем мире. В частности, исследователи из Массачусетского технологического института показывают перспективы использования в сверхзвуковой авиации схемы биплана (статья в Интернете - «Возвращение сверхзвукового биплана»). И хотя базовая идея создания сверхзвукового летательного аппарата с закольцованными аэродинамическими элементами была высказана Адольфом Буземаном еще в 1935 г, но до настоящего времени, так и не была реализована на практике. И главная причина этого заключается в том, что все свои положительные качества (снижение шума и аэродинамического сопротивления, путем рекуперации энергии сжатия воздуха) эта схема проявляет лишь на сверхзвуковых скоростях, а до них еще нужно добраться. Кроме того, предложенная схема предполагает использование обычного фюзеляжа (т.е. обтекаемого потоком воздуха снаружи), а это создает дополнительное аэродинамическое сопротивление.
Влияние фюзеляжа на общее аэродинамическое сопротивление самолета может быть значительно снижено при использовании фюзеляжа туннельного типа (патент RU №2249537), но это создает ряд новых проблем - рост поперечных габаритов, неудобство размещения пассажиров и пр.
Целью изобретения является создание сверхзвукового самолета, использующего рекуперацию энергии сжимаемого воздуха, лишенного этих недостатков.
Поставленная цель достигается тем, что в сверхзвуковом самолете, содержащем фюзеляж со сквозным продольным каналом (туннелем) и внутри которого установлены реактивные двигатели, наружные аэродинамические элементы, а также взлетно-посадочные устройства, по изобретению, взлетное устройство выполнено в виде отделяемой от фюзеляжа тележки, с использованием самолета-носителя, а посадочное устройство выполнено в виде двух телескопических пневмоцилиндров расположенных в фюзеляже с возможностью выдвижения из него перпендикулярно нижней плоскости фюзеляжа и гирлянды купольных парашютов. Кроме того, реактивные двигатели устанавливаемые внутри фюзеляжа могут быть как турбореактивными (ТРД), так и прямоточными (ПрВРД), а снаружи фюзеляжа могут быть установлены одноразовые твердотопливные реактивные двигатели (ТТРД). При этом, фюзеляж и внутренний продольный канал, в поперечном сечении имеют прямоугольную форму. Кроме того, фюзеляж выполнен продольно асимметричным, с боковыми плоскостями разной длины.
На фиг. 1 изображен сверхзвуковой самолет с туннельным фюзеляжем (далее ССТФ) в плане, с горизонтальным разрезом. На фиг. 2 изображен ССТФ в стартовом положении. На фиг. 3 изображен ССТФ в режиме посадки.
ССТФ включает в себя фюзеляж 1, образованный двумя поперечно разроздненными пассажирскими салонами 2, соединенными двумя, верхней и нижней, аэродинамическими плоскостями трапецевидной формы 3 и 4. К фюзеляжу 1, по бокам и сверху, присоединяются обычные треугольные аэродинамические элементы 5 (вариант - полноповоротные). В туннельном канале 6, образованном салонами 2 и аэродинамическими плоскостями 3 и 4, установленны реактивные двигатели 7 (ТРД или ПрВРД). Для старта с земли используется отделяемая тележка 8 (одна или несколько). В воздух ССТФ поднимается самолетом носителем 9. В этом качестве используется «Низкоскоростной самолет большой грузоподъемности» (патент RU №2595065). Для посадки ССТФ используется гирлянда купольных парашютов 10 и два длинноходовых телескопических пневмоцилиндра 11 (патент RU №2609663). Расположение двигателей 7 в туннеле фюзеляжа 1, так же повышает эффективность их работы (возрастает термодинамическое КПД).
ССТФ функционирует следующим образом. После установки ССТФ на тележку/тележки 8 к нему сверху пристыковывается самолет - носитель 9 (средства стыковки не показаны) и салоны 2 заполняются пассажирами. После короткой пробежки, на скорости 60÷90 км/ч, самолет 9 отрывает ССТФ от земли (тележка/тележки 8 остаются на земле) и поднимает на высоту 20÷25 км (обеспечивается использованием тяговых в/винтов большого диаметра). Далее, ССТФ отстыковывается от самолета 9 и в режиме крутого пикирования устремляется к земле. При использовании в качестве двигателей 7 ТРД, последние включаются в работу, и на максимально большом участке траектории спуска обеспечивают ускорение свободного падения (g=9,81). При использовании в качестве двигателей 7 ПрВРД, для получения g=9.81 потребуется применение дополнительных одноразовых твердотопливных реактивных двигателей (не показаны). На высоте 2,0÷3,0 км, при достижении сверхзвуковой скорости (около 2 М), ССТФ из режима спуска переводится в режим подъема с набором исходной высоты (20÷25 км) и продолжает полет по горизонтальной траектории к месту назначения. При этом, основную подъемную силу создают аэродинамические плоскости 3 и 4 (бипланная «коробка»), а аэродинамические элементы 5 обеспечивают управление ССТФ. По прибытии к месту назначения, ССТФ производит маневр «Бочка» с набором максимально возможной высоты и с потерей скорости, а далее повторный спуск (см. выше) с ускорением близким к g=9.81 до высоты 2,0÷3,0 км и производится вторая «Бочка», с некоторым набором высоты и почти полной потерей скорости. В верхней точке траектории, при выполнении маневра «Бочка», постепенно, по одному парашюту, из фюзеляжа 1 выпускается гирлянда парашютов 10 и начинается плавный спуск. Для более эффективного использования гирлянды 10, во время спуска ССТФ сохраняет и небольшую горизонтальную скорость за счет работы двигателей 7, что также обеспечивает и более точное приземление. Одновременно с гирляндой 10 из фюзеляжа 1 выдвигаются и телескопические пневмоцилиндры 11. При скорости спуска, в момент сближения с землей, 20÷25 м/сек и рабочем ходе пневмоцилиндров 11 в пределах 5,0÷7,0 м, ускорение не превысит 4 g, что вполне комфортно для человека сидящего в кресле с подголовником. При этом, величина ускорения остается постоянной на всем протяжении рабочего хода пневмоцилиндров 11, за счет управляемого сброса сжимаемого воздуха в атмосферу.
Полетная экономичность ССТФ обеспечивается рекуперацией значительной части энергии сжимаемого в полете встречного потока воздуха, поскольку основная его часть (исключение -наружные аэродинамические элементы 5 и нижняя аэродинамическая плоскость 4) направляется внутрь фюзеляжа 1 и на выходе из него расширяется, отдавая энергию предварительного сжатия на создание дополнительной тяги. Также, дополнительную тягу будет обеспечивать и подогрев выходящего из туннельного канала 6 потока воздуха выхлопными газами двигателей 7 (идентично работе форсажной камеры ТРД). Шумность при полете ССТФ будет многократно снижена путем интерферентного гашения акустических волн при их наложении в противофазе внутри фюзеляжа 1 (обеспечивается продольной асимметрией фюзеляжа 1 - L1 больше L2 или наоборот).
Кроме того, дважды за время полета испытываемое, достаточно продолжительное, состояние невесомости, может позволить ССТФ стать привлекательным и для «космических туристов». А внеаэродромный взлет и посадка, позволят значительно расширить маршруты перелетов, что обеспечивается и возможностью увеличения дальности беспосадочного перелета (возросшая экономичность и пониженная собственная масса конструкции планера, позволяющая взять на борт больше топлива). А уменьшенное аэродинамическое сопротивление фюзеляжа 1 позволит делать салоны 2 более просторными, что повысит их вместимость и комфортабельность для пассажиров.
Claims (2)
1. Сверхзвуковой самолет, содержащий фюзеляж со сквозным продольным каналом, внутри которого установлены реактивные двигатели, отличающийся тем, что фюзеляж и упомянутый канал в поперечном сечении имеют прямоугольную форму.
2. Самолет по п.1, отличающийся тем, что фюзеляж выполнен продольно асимметричным с боковыми плоскостями разной длины, а верхняя и нижняя его плоскости имеют форму трапеции.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018126901A RU2693356C1 (ru) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | Сверхзвуковой самолет с туннельным фюзеляжем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018126901A RU2693356C1 (ru) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | Сверхзвуковой самолет с туннельным фюзеляжем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2693356C1 true RU2693356C1 (ru) | 2019-07-02 |
Family
ID=67251897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018126901A RU2693356C1 (ru) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | Сверхзвуковой самолет с туннельным фюзеляжем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2693356C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2249537C2 (ru) * | 2003-01-17 | 2005-04-10 | Ершов Геннадий Данилович | Самолет "летающая труба" |
CN103231800A (zh) * | 2011-12-22 | 2013-08-07 | 马世强 | 起落架与主机体分离的飞机 |
US20160039521A1 (en) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | Ventions, Llc | Airborne rocket launch system |
RU2609663C1 (ru) * | 2015-09-04 | 2017-02-02 | Александр Поликарпович Лялин | Винтомоторный самолёт |
-
2018
- 2018-07-20 RU RU2018126901A patent/RU2693356C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2249537C2 (ru) * | 2003-01-17 | 2005-04-10 | Ершов Геннадий Данилович | Самолет "летающая труба" |
CN103231800A (zh) * | 2011-12-22 | 2013-08-07 | 马世强 | 起落架与主机体分离的飞机 |
US20160039521A1 (en) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | Ventions, Llc | Airborne rocket launch system |
RU2609663C1 (ru) * | 2015-09-04 | 2017-02-02 | Александр Поликарпович Лялин | Винтомоторный самолёт |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Энциклопедия, Авиация, Научное издательство Большая Российская Энциклопедия, ЦАГИ, 1994, с. 459, 460, 593, 594, 608. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110589034B (zh) | 一种可回收高速飞行火箭及回收方法 | |
WO2021120785A1 (zh) | 以压缩空气为动力源的个人飞行器及其运行方法 | |
JP2019048632A (ja) | ハイブリッドvtol機 | |
Haque et al. | Conceptual design of a winged hybrid airship | |
CN102730179A (zh) | 复合升力变形飞艇 | |
RU2127202C1 (ru) | Способ создания системы сил летательного аппарата самолетной схемы и наземно-воздушная амфибия (нва) для его осуществления | |
CN110920891A (zh) | 一种高速起降防坠飞机 | |
CN104787306A (zh) | 一种利用气动力控制飞行姿态的低速安全飞行器 | |
CN109823509A (zh) | 核动力不落地摆渡飞机及运行方法 | |
RU2626773C1 (ru) | Комбинированное крыло летательного аппарата | |
RU2693356C1 (ru) | Сверхзвуковой самолет с туннельным фюзеляжем | |
Bushnell | Enabling Electric Aircraft_Applications and Approaches | |
CN102556360B (zh) | 两级运动平台完成两级火箭航天器升空的轨道加速飞机 | |
RU196109U1 (ru) | Сверхзвуковой гражданский самолет | |
Martinez-Val et al. | Flying wing versus conventional transport airplane: the 300 seat case | |
RU2466061C2 (ru) | Аэролет (варианты), части аэролета, способы использования аэролета и его частей | |
CN101088864B (zh) | 飞鼯飞机 | |
CN202624648U (zh) | 两级运动平台完成两级火箭航天器升空的轨道加速飞机 | |
RU196128U1 (ru) | Сверхзвуковой гражданский самолет | |
Frost et al. | Preliminary Design of a Trans-Atlantic High Speed Civil Transport | |
Adamík et al. | Changes in airport infrastructure caused by the historical development of aircraft | |
Ortega et al. | Design of a Short to Medium Range Hybrid Transport Aircraft | |
NAYUDU | DESIGN OF AMPHIBIAN AIRCFRAFT WITH VTOL MECHANISM | |
MAHESH et al. | DESIGN OF SINGLE ENGINE SUPERSONIC FIGHTER AIRCRAFT | |
Liu et al. | Flight Mystery and Aerodynamic Principles |