RU2752431C1 - Electric-powered helicopter - Google Patents

Electric-powered helicopter Download PDF

Info

Publication number
RU2752431C1
RU2752431C1 RU2020132222A RU2020132222A RU2752431C1 RU 2752431 C1 RU2752431 C1 RU 2752431C1 RU 2020132222 A RU2020132222 A RU 2020132222A RU 2020132222 A RU2020132222 A RU 2020132222A RU 2752431 C1 RU2752431 C1 RU 2752431C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
helicopter
motors
ring
rotor
electric
Prior art date
Application number
RU2020132222A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эрнест Вачикович Агаджанов
Original Assignee
Эрнест Вачикович Агаджанов
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 Эрнест Вачикович Агаджанов filed Critical Эрнест Вачикович Агаджанов
Priority to RU2020132222A priority Critical patent/RU2752431C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2752431C1 publication Critical patent/RU2752431C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04Helicopters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K31/00Acyclic motors or generators, i.e. DC machines having drum or disc armatures with continuous current collectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of aviation, in particular to helicopter structures. In the power plant of the electric-powered helicopter ring-shaped electric motors are used. In the case of using two motors, they are located coaxially under each other, and the rotors of the motors rotate in opposite directions. The power plant is attached to the base structure with the possibility of a circular tilt at the desired angle relative to the vertical axis of the helicopter. Part of the fuselage of the base structure of the helicopter can have the form of a ball belt. Helicopter blades are attached to the rotors of the motors. The rotor of the electric motor, in whole or in part, has the shape of a washer with recesses or cutouts multiplied on a flat surface along the circumference, in which permanent magnets are placed. The stator is a ring of windings distributed around the circumference with gaps in the form of magnetic cores with air gaps correlating with the thickness of the rotor, arranged in such a way that the gaps of the magnetic cores form a single circular through air slot, inside which the rotor is located and rotates.EFFECT: invention provides increasing the torque and efficiency of the motor, reducing the noise level, increasing the internal space, simplifying the design of the helicopter.7 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертолетного типа. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных качеств вертолета благодаря уменьшению уровня шумов, увеличению внутреннего пространства, повышению безопасности и упрощению конструкции.The invention relates to the field of aviation technology, in particular to the structures of helicopter-type aircraft. The technical result consists in improving the performance of the helicopter by reducing the noise level, increasing the internal space, increasing safety and simplifying the design.

Из уровня техники известен вертолет (патент РФ №2364550, В64С 27/04, дата публикации 20.08.2009), содержащий каркас, винтомоторную установку, которая крепится к базовой конструкции с возможностью кругового наклона на требуемый угол относительно вертикальной оси вертолета. Соосные винты имеют жесткое крепление лопастей с автоматической авторотацией от центробежной силы. Лопасти винтов моно- или решетчато-щелевые, по длине цельные или складные. На корпусе вертолета установлены аэродинамические крылья путевого продвижения и поворота вертолета. Винтомоторная установка включает в себя двигатель внутреннего сгорания, штурвал-трапеция закреплен на винтомоторной установке с возможностью управлять полетом вертолета. К недостаткам вертолета относятся высокий уровень шумов и сложность управления.A helicopter is known from the prior art (RF patent No. 2364550, В64С 27/04, publication date 08/20/2009), containing a frame, a propeller-driven installation, which is attached to the base structure with the possibility of circular inclination at the required angle relative to the vertical axis of the helicopter. The coaxial propellers are rigidly mounted on the blades with automatic autorotation from centrifugal force. The propeller blades are mono- or lattice-slotted, solid or folding in length. On the body of the helicopter are installed aerodynamic wings of the track advance and turn of the helicopter. The propeller unit includes an internal combustion engine, the trapezium steering wheel is fixed on the propeller unit with the ability to control the helicopter flight. The disadvantages of the helicopter include a high level of noise and control complexity.

В последнее время в мировой авиационной промышленности наблюдается тенденция на использование в летательных аппаратах, в частности вертолетах, в качестве силовой установки электрических двигателей. Использование электромоторов не наносит вред экологии и существенно удешевляет эксплуатацию таких летательных аппаратов. При этом электрические вертолеты лишены одного из главных недостатков своих обычных собратьев - относительно долгой предвзлетной подготовки, запуска двигателя и раскрутки винтов перед взлетом.Recently, there has been a trend in the global aviation industry to use electric motors in aircraft, in particular helicopters, as a power plant. The use of electric motors does not harm the environment and significantly reduces the cost of operating such aircraft. At the same time, electric helicopters are deprived of one of the main drawbacks of their usual counterparts - the relatively long pre-takeoff preparation, engine start-up and spinning of the propellers before takeoff.

Прототипом заявленного изобретения может служить электрический вертолет японской компании Hirobo (http://gearmix.ru/archives/23668) (фиг. 1). Вертолет использует соосную схему расположения лопастей. Электрический мотор расположен внутри кабины вертолета.The prototype of the claimed invention can be an electric helicopter of the Japanese company Hirobo (http://gearmix.ru/archives/23668) (Fig. 1). The helicopter uses a coaxial blade arrangement. The electric motor is located inside the helicopter cockpit.

По сравнению с заявляемым изобретением прототип имеет следующие недостатки:Compared with the claimed invention, the prototype has the following disadvantages:

- Ограниченное внутреннее пространство за счет размещения силовой установки в кабине вертолета- Limited interior space due to the placement of the power plant in the helicopter cockpit

- сложность системы управления.- the complexity of the control system.

В заявляемом изобретении за счет специфической кольцевидной формы используемых электрических моторов имеется возможность вывести их за пределы внутреннего пространства вертолета, тем самым увеличив полезный внутренний объем вертолета. Кроме этого существенно упрощается система управления вертолетом.In the claimed invention, due to the specific annular shape of the electric motors used, it is possible to bring them out of the inner space of the helicopter, thereby increasing the useful internal volume of the helicopter. In addition, the helicopter control system is greatly simplified.

Обобщенно технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств вертолета благодаря уменьшению уровня шумов, увеличению внутреннего пространства, повышению безопасности и упрощению системы управления вертолетом.Generalized, the technical result of the claimed invention is to improve the performance of the helicopter by reducing the noise level, increasing the interior space, improving safety and simplifying the helicopter control system.

Заявляемый вертолет на электрической тяге иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-7.The claimed electric-powered helicopter is illustrated by the drawings shown in FIG. 1-7.

Фиг. 1 - общий вид электрического вертолета HiroboFIG. 1 - General view of the electric helicopter Hirobo

Фиг. 2 - различные варианты компоновки моторов.FIG. 2 - various options for the layout of the motors.

Фиг. 3 - безъякорный электромотор компании MAGNAX.FIG. 3 - an anchorless electric motor from MAGNAX.

Фиг. 4 - варианты кольцевидного мотора в упрощенном видеFIG. 4 - simplified ring motor options

Фиг. 5 - упрощенная схема ротораFIG. 5 - simplified diagram of the rotor

Фиг. 6 - обобщенная схема конструкции мотора.FIG. 6 is a generalized diagram of the motor construction.

Фиг. 7 - схема взаимодействия магнитных потоков.FIG. 7 is a diagram of the interaction of magnetic fluxes.

Вертолет на электрической тяге относится к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки, в силовой установке которого используются кольцевидные электрические моторы. В случае использования двух моторов они располагаются соосно друг под другом. Для компенсации реактивного момента роторы моторов вращаются в противоположных направлениях. Силовая установка крепится к базовой конструкции с возможностью кругового наклона на требуемый угол относительно вертикальной оси вертолета. К роторам моторов прикреплены лопасти вертолета, причем лопасти по длине могут быть цельными или складными. В отличие от стандартной схемы размещения винтомоторной установки в современных вертолетах конструктивная особенность кольцевидного мотора позволяет выполнить оригинальное нестандартное размещение и крепления мотора относительно фюзеляжа вертолета.An electric-powered helicopter belongs to the structures of vertical take-off and landing aircraft, in the power plant of which ring-shaped electric motors are used. In the case of using two motors, they are located coaxially under each other. To compensate for the reactive torque, the rotors of the motors rotate in opposite directions. The power plant is attached to the base structure with the possibility of a circular tilt to the required angle relative to the vertical axis of the helicopter. The blades of the helicopter are attached to the rotors of the motors, and the blades along the length can be solid or folding. In contrast to the standard layout of the propeller-driven installation in modern helicopters, the design feature of the ring-shaped motor makes it possible to perform an original non-standard placement and fastening of the motor relative to the helicopter fuselage.

Кольцевидный электрический мотор характеризуется тем, что имеет форму кольца, тороида или пустотелого цилиндра. На фиг. 4 представлены несколько обобщенных вариантов кольцевидного мотора в упрощенном виде. Как видно из рисунка статор 7 и ротор 8 имеют кольцевидную форму. Четыре первых варианта представляют моторы с внешним расположением ротора 8, последний вариант - с внутренним расположением ротора 8. Более подробно описание кольцевидного мотора как объекта патентования будет изложено ниже по заявке.A ring-shaped electric motor is characterized by being in the form of a ring, a toroid, or a hollow cylinder. FIG. 4 shows several generalized options for a ring motor in a simplified form. As can be seen from the figure, the stator 7 and the rotor 8 have an annular shape. The first four options represent motors with an external rotor 8, the last option - with an internal rotor 8. A more detailed description of the annular motor as an object of patenting will be set forth below on the application.

На фиг. 2 приведены различные обобщенные варианты вертолетов с использованием кольцевидных моторов, выполненных на соосной схеме расположения моторов, но отличающиеся друг от друга компоновкой моторов и формой кузова. Условно один из моторов называется верхним 2, а располагающийся под ним - нижним 3 мотором. Непосредственно к ротору моторов крепятся лопасти 6. На рисунке представлен вариант крепления моторов 2 и 3, при котором часть фюзеляжа 1 базовой конструкции вертолета выполнена в форме шарового пояса 4 и размещается во внутренней центральной части кольцевидных моторов 2 и 3 таким образом, чтобы моторы и часть фюзеляжа 4 имели бы общий центр по типу шарового шарнирного соединения, с возможностью кругового наклона плоскости моторов на требуемый угол относительно общего центра. Пунктирной линией 5 показана условная граница шарового пояса. В рассматриваемых вариантах для наглядности фюзеляж вертолета показан в форме усеченной сферы.FIG. 2 shows various generalized options for helicopters using ring-shaped motors, made on a coaxial arrangement of motors, but differing from each other in the layout of the motors and the shape of the body. Conventionally, one of the motors is called the upper 2, and the one located under it is called the lower 3 motor. Blades 6 are attached directly to the rotor of the motors. The figure shows a variant of mounting motors 2 and 3, in which part of the fuselage 1 of the basic structure of the helicopter is made in the form of a spherical belt 4 and is located in the inner central part of the ring-shaped motors 2 and 3 so that the motors and part fuselage 4 would have a common center in the form of a ball-and-socket joint, with the possibility of a circular inclination of the plane of the motors at the required angle relative to the common center. Dotted line 5 shows the conditional border of the spherical belt. In the options under consideration, for clarity, the helicopter fuselage is shown in the form of a truncated sphere.

Как уже отмечалось выше, основной конструктивной особенностью заявляемого изобретения является использование кольцевидного электрического мотора, который в свою очередь сам является объектом изобретения в данной заявке. В упрощенном виде мотор был представлен ранее на фиг. 4.As noted above, the main design feature of the claimed invention is the use of a ring-shaped electric motor, which in turn is itself the subject of the invention in this application. In a simplified form, the motor was previously shown in FIG. 4.

Изобретение относится к электромашиностроительной области, в частности к бесколлекторным электродвигателям постоянного тока на постоянных магнитах и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов и транспортных средств, а именно, в электроприводных летательных аппаратах, скутерах, мотоциклах, автомобилей и так далее. Техническим результатом является увеличение момента силы тяги электромотора и повышение КПД мотора. Кроме этого мотор имеет специфическую кольцеобразную форму, обеспечивающую нестандартные решения при использовании мотора в электроприводах транспортных средств.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to brushless DC electric motors with permanent magnets and can be used in electric drives of general industrial machinery and vehicles, namely, in electric powered aircraft, scooters, motorcycles, cars, and so on. The technical result is to increase the torque of the electric motor and increase the efficiency of the motor. In addition, the motor has a specific ring-like shape, which provides non-standard solutions when using the motor in electric drives of vehicles.

Технический результат достигается особенностями конструкции статора и ротора мотора, при которой взаимодействие магнитных потоков, генерируемых обмотками статора и постоянными магнитами ротора осуществляется наиболее эффективным образом.The technical result is achieved by the design features of the stator and the rotor of the motor, in which the interaction of magnetic fluxes generated by the stator windings and permanent magnets of the rotor is carried out in the most efficient way.

Из уровня техники известен бесколлекторный роторный электрический двигатель (патент РФ №2528983, H02K 31/00, дата публикации 20.09.2014), содержащий статор с обмоткой и ротор, вращающийся на подшипниках, отличающийся тем, что статор выполнен в виде тороида с внешней намоткой катушки, а ротор, вращающийся внутри статора на подшипниках, имеет постоянные магниты в виде цилиндров, расположенных по касательным к ротору. Недостатком двигателя является сложная конструкция, низкий силовой момент и КПД двигателя.A brushless rotary electric motor (RF patent No. 2528983, H02K 31/00, publication date 09/20/2014) is known from the prior art, containing a stator with a winding and a rotor rotating on bearings, characterized in that the stator is made in the form of a toroid with an external winding of the coil , and the rotor rotating inside the stator on bearings has permanent magnets in the form of cylinders located tangentially to the rotor. The disadvantage of the engine is its complex design, low power torque and engine efficiency.

Прототипом заявленного изобретения может служить безъякорный электрический мотор бельгийской компании MAGNAX (https://zen.yandex.ru/media/htech_plus/magnax-kak-rabotaet-sverhmoscnyi-elektromotor-buduscego-5d93482b4e057700b117fa81), представленный в разобранном виде на фиг. 3. Он состоит ротор, представляющего собой два диска с размещенными на них по окружности постоянными магнитами с аксиальным направлением магнитного потока. В прокладке между двумя роторными дисками размещается неподвижный статор с обмотками, прямолинейные сердечники которых расположены по окружности параллельно оси вращения вала. Ротор мотора вращается благодаря взаимодействию магнитов, которые отталкиваются и притягиваются друг к другу при возникновении магнитного поля. На текущий момент этот мотор считается одним из мощных и эффективных моторов в своей категории.The prototype of the claimed invention can be an anchorless electric motor of the Belgian company MAGNAX (https://zen.yandex.ru/media/htech_plus/magnax-kak-rabotaet-sverhmoscnyi-elektromotor-buduscego-5d93482b4e057700b117fa81), presented in disassembled form. 3. It consists of a rotor consisting of two disks with permanent magnets placed on them along the circumference with the axial direction of the magnetic flux. In the spacer between the two rotor disks there is a stationary stator with windings, the rectilinear cores of which are located along the circumference parallel to the axis of rotation of the shaft. The rotor of the motor rotates due to the interaction of magnets, which are repelled and attracted to each other when a magnetic field occurs. At the moment, this motor is considered one of the most powerful and efficient motors in its category.

По сравнению с заявляемым кольцевидным электрическим мотором электромотор MAGNAX имеет следующие недостатки:Compared with the claimed ring-shaped electric motor, the MAGNAX electric motor has the following disadvantages:

1. высокая стоимость за счет удвоенного количества дорогих постоянных магнитов, размещенных на двух роторных дисках1.high cost due to double the number of expensive permanent magnets located on two rotor discs

2. Недостаточно эффективное взаимодействие магнитных потоков статора и ротора.2. Insufficiently effective interaction of the stator and rotor magnetic fluxes.

Заявляемый кольцевидный электрический мотор лишен вышеперечисленных недостатков. Кроме этого, как видно из фиг. 4, заявляемый мотор имеет специфическую кольцевидную форму, обеспечивающую дополнительные возможности по применению моторов в качестве электроприводов различных транспортных средствах.The claimed ring-shaped electric motor is devoid of the above disadvantages. In addition, as shown in FIG. 4, the inventive motor has a specific annular shape, which provides additional opportunities for the use of motors as electric drives for various vehicles.

На фиг. 6 представлена обобщенная схема конструкции кольцевидного мотора в двух проекциях с внешним и внутренним расположением ротора.FIG. 6 shows a generalized diagram of the design of a ring-shaped motor in two projections with an external and internal rotor.

Кольцевидный электрический мотор характеризующийся тем, что является бесколлекторным электрическим двигателем постоянного тока на постоянных магнитах. Ротор мотора 2 целиком или частично имеет форму обыкновенной шайбы с мультиплицированными на плоской поверхности по окружности выемками или вырезами в соответствии с количеством, размером и формой размещаемых в них постоянных магнитов 9. Магниты характеризуются тем, что имеют аксиальную направленность магнитного потока. Статор представляет собой кольцо из распределенных по окружности обмоток 11 с сердечниками 10 в виде прямоугольных, кольцевидных или другой замкнутой формы магнитопроводов. Магнитопроводы имеют небольшие воздушные зазоры 12 под толщину ротора, обращенные к внешней или внутренней стороне кольца таким образом, чтобы зазоры магнитопроводов образовывали единую круговую сквозную воздушную прорезь, внутри которой располагается и вращается ротор 2. Более наглядная упрощенная схема ротора показана отдельно на фиг. 5.A ring-shaped electric motor characterized in that it is a brushless DC electric motor with permanent magnets. The rotor of the motor 2, in whole or in part, has the shape of an ordinary washer with recesses or cutouts multiplied on a flat surface around the circumference in accordance with the number, size and shape of permanent magnets 9 placed in them. Magnets are characterized in that they have an axial magnetic flux. The stator is a ring of windings 11 distributed around the circumference with cores 10 in the form of rectangular, ring-shaped or other closed magnetic circuits. The magnetic circuits have small air gaps 12 for the thickness of the rotor, facing the outer or inner side of the ring so that the gaps of the magnetic circuits form a single circular through air slot, inside which the rotor 2 is located and rotates. A more visual simplified diagram of the rotor is shown separately in FIG. five.

Как видно, ротор 8 целиком или его базовая часть имеет форму шайбы, на которой размещаются по окружности постоянные магниты 9. В рассматриваемом случае используемые постоянные магниты имеют форму сектора или диска.As can be seen, the rotor 8 as a whole or its base part has the shape of a washer, on which permanent magnets 9 are placed around the circumference. In this case, the permanent magnets used are in the shape of a sector or a disk.

На фиг. 7 представлена схема взаимодействия магнитных полей статора и ротора мотора применительно к трем вариантам построения бесколлекторных электрических двигателей постоянного тока с постоянными магнитами:FIG. 7 shows a diagram of the interaction of the magnetic fields of the stator and the rotor of the motor in relation to three options for constructing brushless DC electric motors with permanent magnets:

а) классический бесколлекторный моторa) classic brushless motor

б) электромотор компании MAGNAXb) MAGNAX electric motor

с) заявляемый кольцевидный моторc) the claimed ring motor

Ротор мотора вращается благодаря взаимодействию магнитных полей статора и ротора, которые отталкиваются и притягиваются друг к другу при возникновении магнитного поля. Для упрощения представленная схема иллюстрирует только притяжение магнитов. Тонкими линиями со стрелочками показаны интенсивность и направление магнитного потока, генерируемые обмоткой 11 статора и постоянным магнитом 9 ротора.The rotor of the motor rotates due to the interaction of the stator and rotor magnetic fields, which are repelled and attracted to each other when a magnetic field occurs. For simplicity, the diagram shown only illustrates the attraction of magnets. Thin lines with arrows show the intensity and direction of the magnetic flux generated by the stator winding 11 and the permanent magnet 9 of the rotor.

В классическом бесколлекторном моторе сердечники 10 обмоток 11 условно представляют собой прямолинейные магнитопроводы, располагающиеся в радиальном направлениии от оси вращения вала мотора. На фиг. 7 в разделе а) иллюстрируется схема взаимодействия магнитного поля прямолинейного сердечника с магнитным полем постоянного магнита 9. Как видно из рисунка при такой схеме расположения сердечника и постоянного магнита 9 осуществляется одностороннее взаимодействие между магнитными потоками, исходящими с одного конца сердечника 10 и с одной аксиальной стороны магнита 9. При этом потери магнитной индукции существенны.In a classic brushless motor, the cores 10 of the windings 11 are conventionally rectilinear magnetic circuits located in the radial direction from the axis of rotation of the motor shaft. FIG. 7 in section a) illustrates a diagram of the interaction of the magnetic field of a rectilinear core with the magnetic field of a permanent magnet 9. As can be seen from the figure, with this arrangement of the core and the permanent magnet 9, a one-way interaction is carried out between the magnetic fluxes emanating from one end of the core 10 and from one axial side magnet 9. In this case, the loss of magnetic induction is significant.

В электромоторе компании MAGNAX учтены недостатки классического бесколлекторного мотора. Здесь в обмотках 11 также используются сердечники прямолинейной формы 10, которые расположены по окружности параллельно оси вращения вала. Сердечники размещаются между двумя роторными дисками с расположенными на них по окружности постоянными магнитами 9. Однако, как видно на фиг. 7 в разделе б) магнитное поле сердечника 10 взаимодействует с постоянными магнитами 9 одновременно с двух концов. Однако результирующий магнитный поток не носит замкнутый характер и также имеет место рассеивание магнитного потока. Кроме этого существенно возрастает стоимость мотора за счет использования удвоенного количества дорогостоящих постоянных магнитов.The MAGNAX electric motor takes into account the disadvantages of the classic brushless motor. Here, in the windings 11, rectilinear cores 10 are also used, which are located circumferentially parallel to the axis of rotation of the shaft. The cores are disposed between two rotor disks with permanent magnets 9 arranged around them circumferentially. However, as can be seen in FIG. 7 in section b) the magnetic field of the core 10 interacts with the permanent magnets 9 simultaneously from both ends. However, the resulting magnetic flux is not closed, and there is also magnetic flux scattering. In addition, the cost of the motor increases significantly due to the use of twice the amount of expensive permanent magnets.

В заявляемом кольцевом моторе исключены недостатки, присущие рассмотренным выше разновидносиям электромотора. Обмотка статора имеет сердечник в виде кольцевидного магнитопровода с воздушным зазором, незначительно превышающим толщину магнита. На фиг. 7 в разделе с) иллюстрируется схема взаимодействия магнитного поля кольцевого сердечника 10 с магнитным полем постоянного магнита 9. Сечение сердечника 10 должно соответствовать форме и размеру магнита 9. При прохождении тока по обмотке генерируется магнитное поле, многократно усиленное сердечником. Направление магнитного потока меняется в зависимости от направления тока в обмотке. В месте воздушного зазора 12 сердечника 10 имеет место незначительное рассеивание магнитного потока. На рисунке линиями показаны также интенсивность и направление магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом 9. Как видно постоянный магнит имеет аксиальную направленность магнитного поля. При прохождении постоянного магнита 9 сквозь воздушный зазор 12 сердечника 10 происходит замыкание магнитного потока. При этом сила магнитного потока в сердечнике увеличивается многократно. При описанном расположении магнитов ротора и сердечника статора сила притяжения воздействует одновременно на две аксиальные стороны магнита, При этом потери магнитной индукции минимальны.The inventive ring motor eliminates the disadvantages inherent in the above types of electric motor. The stator winding has a core in the form of an annular magnetic circuit with an air gap slightly exceeding the thickness of the magnet. FIG. 7 in section c) illustrates a diagram of the interaction of the magnetic field of the ring core 10 with the magnetic field of the permanent magnet 9. The cross-section of the core 10 must correspond to the shape and size of the magnet 9. When current passes through the winding, a magnetic field is generated, which is multiplied by the core. The direction of the magnetic flux changes depending on the direction of the current in the winding. At the location of the air gap 12 of the core 10, there is little leakage of the magnetic flux. In the figure, the lines also show the intensity and direction of the magnetic flux created by the permanent magnet 9. As you can see, the permanent magnet has an axial direction of the magnetic field. When the permanent magnet 9 passes through the air gap 12 of the core 10, the magnetic flux closes. In this case, the strength of the magnetic flux in the core increases many times. With the described arrangement of the magnets of the rotor and the stator core, the force of attraction acts simultaneously on the two axial sides of the magnet, while the loss of magnetic induction is minimal.

Техническим результатом описанного выше магнитного взаимодействия является увеличение момента силы тяги заявляемого мотора и повышение его КПД.The technical result of the above-described magnetic interaction is to increase the torque of the claimed motor and increase its efficiency.

Claims (7)

1. Кольцевидный электрический мотор, характеризующийся тем, что является бесколлекторным электрическим двигателем постоянного тока на постоянных магнитах, ротор которого целиком или частично имеет форму шайбы или кольца с мультиплицированными на поверхности по окружности выемками или вырезами в соответствии с количеством, размером и формой размещаемых в них постоянных магнитов, а статор представляет собой кольцо из распределенных по окружности обмоток с сердечниками в виде прямоугольных или кольцевидных магнитопроводов с воздушными зазорами под толщину ротора, ориентированными таким образом, чтобы зазоры магнитопроводов образовывали единую круговую сквозную воздушную прорезь, внутри которой располагается и вращается ротор. 1. A ring-shaped electric motor, characterized by the fact that it is a brushless DC electric motor with permanent magnets, the rotor of which, in whole or in part, has the shape of a washer or a ring with recesses or notches multiplied on the surface around the circumference in accordance with the number, size and shape of placed in them permanent magnets, and the stator is a ring of circumferentially distributed windings with cores in the form of rectangular or ring-shaped magnetic circuits with air gaps for the rotor thickness, oriented so that the magnetic circuit gaps form a single circular through air slot, inside which the rotor is located and rotates. 2. Кольцевидный электрический мотор по п.1, характеризующийся тем, что мотор может иметь форму кольца, тороида. 2. An annular electric motor according to claim 1, characterized in that the motor may be in the form of a ring, a toroid. 3. Вертолет на электрической тяге, отличающийся тем, что в силовой установке вертолета используются электрические моторы по п.1. 3. An electric-powered helicopter, characterized in that electric motors according to claim 1 are used in the power plant of the helicopter. 4. Вертолет по п.3, отличающийся тем, что в случае использования двух моторов они располагаются соосно друг под другом, причем роторы моторов вращаются в противоположных направлениях. 4. A helicopter according to claim 3, characterized in that in the case of using two motors, they are located coaxially under each other, and the rotors of the motors rotate in opposite directions. 5. Вертолет по п.3, отличающийся тем, что к роторам моторов прикреплены лопасти вертолета с возможностью автоматической авторотации, причем лопасти соосных винтов по длине могут быть цельными или складными. 5. The helicopter according to claim 3, characterized in that the blades of the helicopter are attached to the rotors of the motors with the possibility of automatic autorotation, and the blades of the coaxial propellers along their length can be solid or folding. 6. Вертолет по п.3, отличающийся тем, что силовая установка крепится к базовой конструкции фюзеляжа с возможностью кругового наклона на требуемый угол относительно вертикальной оси вертолета. 6. The helicopter according to claim 3, characterized in that the power plant is attached to the base structure of the fuselage with the possibility of circular inclination at a desired angle relative to the vertical axis of the helicopter. 7. Вертолет по п.6, отличающийся тем, что в качестве одного из вариантов крепления часть фюзеляжа базовой конструкции вертолета выполнена в форме шарового пояса и размещается во внутренней центральной области кольцевидных моторов таким образом, чтобы моторы и часть фюзеляжа имели бы общий центр по типу шарового шарнирного соединения, с возможностью кругового наклона плоскости моторов на требуемый угол относительно общего центра.7. The helicopter according to claim 6, characterized in that, as one of the mounting options, a part of the fuselage of the basic structure of the helicopter is made in the form of a spherical belt and is located in the inner central region of the ring-shaped motors so that the motors and part of the fuselage would have a common center of the type ball joint, with the possibility of circular inclination of the plane of the motors at the required angle relative to the common center.
RU2020132222A 2020-09-28 2020-09-28 Electric-powered helicopter RU2752431C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132222A RU2752431C1 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Electric-powered helicopter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132222A RU2752431C1 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Electric-powered helicopter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752431C1 true RU2752431C1 (en) 2021-07-28

Family

ID=77226125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020132222A RU2752431C1 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Electric-powered helicopter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752431C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780090C1 (en) * 2022-06-01 2022-09-19 Эрнест Вачикович Агаджанов Electric aircraft

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2002132848A (en) * 2002-11-27 2004-05-27 Анатолий Фёдорович Исачкин ELECTRIC HELICOPTER
WO2004065208A2 (en) * 2003-01-23 2004-08-05 Ufoz Llc Quiet vertical takeoff and landing aircraft using ducted, magnetic induction air-impeller rotors
RU2364550C2 (en) * 2007-03-28 2009-08-20 Алексей Николаевич Кочетков Kun 21 people's helicopter of xxi-th century (versions)
RU2516373C2 (en) * 2008-01-21 2014-05-20 Авио С.П.А. Electromagnetic device with reversible generator and motor operation
RU167307U1 (en) * 2016-05-27 2016-12-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" FRONT VALVE ENGINE
CN209479978U (en) * 2018-12-28 2019-10-11 西南交通大学 A kind of shaftless electromagnetism rotor of outer rim support
RU2726343C1 (en) * 2020-01-22 2020-07-13 Александр Кузьмич Слизов Aircraft

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2002132848A (en) * 2002-11-27 2004-05-27 Анатолий Фёдорович Исачкин ELECTRIC HELICOPTER
WO2004065208A2 (en) * 2003-01-23 2004-08-05 Ufoz Llc Quiet vertical takeoff and landing aircraft using ducted, magnetic induction air-impeller rotors
RU2364550C2 (en) * 2007-03-28 2009-08-20 Алексей Николаевич Кочетков Kun 21 people's helicopter of xxi-th century (versions)
RU2516373C2 (en) * 2008-01-21 2014-05-20 Авио С.П.А. Electromagnetic device with reversible generator and motor operation
RU167307U1 (en) * 2016-05-27 2016-12-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" FRONT VALVE ENGINE
CN209479978U (en) * 2018-12-28 2019-10-11 西南交通大学 A kind of shaftless electromagnetism rotor of outer rim support
RU2726343C1 (en) * 2020-01-22 2020-07-13 Александр Кузьмич Слизов Aircraft

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780090C1 (en) * 2022-06-01 2022-09-19 Эрнест Вачикович Агаджанов Electric aircraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9174728B2 (en) Electrical powered tail rotor of a helicopter
US10974824B2 (en) Electric powered direct drive rotor motor
US5281094A (en) Electromechanical apparatus for varying blade of variable-pitch fan blades
WO2011050594A1 (en) Magnetic suspension electric rotor flying saucer
US9631516B2 (en) Drive of a tail rotor of a helicopter
CN106663999A (en) Flux machine
EP3611403B1 (en) Jam-tolerant electric linear actuator
WO2020121671A1 (en) Motor-integrated fluid machine and vertical take-off and landing aircraft
KR20080037097A (en) Discoidal flying craft
US20190389570A1 (en) Electric powered direct drive rotor motor with integrated mechanical flight control
KR20210005609A (en) Self-propelled thrust generation controlled moment gyroscope
EP3680174A1 (en) Rotary propulsion systems and methods of propelling vehicles using rotary propulsion systems
CN111628621B (en) Brushless disk type double-rotor motor
CN114303304B (en) Counter-rotating differential electric motor assembly
KR20210034071A (en) Thrust generation split flywheel gyroscope method and apparatus
RU2752431C1 (en) Electric-powered helicopter
CA2794077A1 (en) Electrical powered tail rotor of a helicopter
WO2020166250A1 (en) Motor-integrated fluid machine and vertical takeoff and landing aircraft
GB1282485A (en) Electric motor driven ducted fan assembly
KR102251286B1 (en) Aircraft rotors capable of hovering
US11581782B2 (en) Electric propulsion system
KR20180007093A (en) Motor for drone and drone having the same
JP2020124044A (en) Motor-integrated fluid machine and vertical takeoff/landing aircraft
KR20180008093A (en) Simultaneous Clockwise and Counterclockwise Rotation Double Propeller on The Same Axle for Drone
RU220566U1 (en) UNMANNED AIRCRAFT PROPELLER WITH AN INTEGRATED ELECTRIC MOTOR