ЛЕГКИЙ МНОГОЦЕЛЕВОЙ ВЕРТОЛЕТ

Полезная модель относится к области авиации, в частности, к вертолетостроению легких многоцелевых вертолетов вместимостью на 3-5 человек.
Известно множество подобных легких многоцелевых вертолетов, как например вертолет по патенту РФ за №30127, который содержит фюзеляж на 3 посадочных места, несущий винт, рулевой винт, силовую установку из двух поршневых двигателей, трансмиссию, соединяющую двигатели с главным редуктором несущего винта и хвостовым редуктором рулевого винта, систему управления вертолетом, топливную систему, хвостовую балку с вертикальным килем и стабилизатором и полозковое шасси.
Основными недостатками известного технического решения являются:
- сложность и большой вес системы охлаждения силовой установки за счет выполнения ее комбинированной - воздушно-жидкостной;
- авариеопасная компоновка кабины из-за стесненного размещения второго ряда сидений, установленных на контейнере топливного бака, и «нависающего» над сидениями главного редуктора с несущим винтом.
Другим, более близким по компоновочному решению является конструкция вертолета MD520N, которая принята за прототип (см. А.Д.Маслов, О.А.Завалов «Современные зарубежные гражданские вертолеты», М. Изд. МАИ. 2007. стр.102-108).
Прототип содержит фюзеляж типа полумонокок с кабиной на 4-5 человек с доступом во внутрь кабины через две двери с каждого борта, главный редуктор с одиночным несущим винтом, силовую установку с одним двигателем, установленным под углом в фюзеляже за кабиной,
полозковое шасси, хвостовую балку с системой NOTAR и оперением в виде стабилизатора с разнесенными по его концам управляемыми килями (концевыми шайбами), топливную систему с мягкими баками и систему управления вертолетом.
Размещение топливных баков в прототипе решено более безопасно - в контейнере под силовым полом кабины. А компоновка второго ряда сидений в кабине имеют тот же недостаток, а именно, размещены в стесненном объеме кабины под главным редуктором несущего винта.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение указанных недостатков и техническим результатом, достигаемым при ее реализации, являются повышенная авариезащищенность кабины, травмобезопасность каждого посадочного места, простота управления вертолетом и как итог - повышенная безопасность полета.
Отмеченный технический результат достигается тем, что в известном вертолете, содержащем фюзеляж с кабиной с двумя дверьми по каждому из бортов, главный редуктор с несущим винтом, силовую установку с одним двигателем, установленным под углом в фюзеляже за кабиной, полозковое шасси, хвостовую балку с оперением в виде стабилизатора с разнесенными по его концам килями, мягкий бак топливной системы и систему управления вертолетом, несущий винт вертолета выполнен соосным, а кабина решена с возможностью размещения не менее четырех энергопоглощающих кресел, при этом, как минимум по одному из бортов одна из дверей выполнена сдвижной и дверной проем не имеет междверной стойки, кроме того, мягкий топливный бак размещен в кессоне, имеющим форму близкую к пирамидальной на одной из граней которого сформирована задняя стенка кабины, а основанием кессона служит продольно-поперечный силовой набор пола кабины и на продолжении кессона вверх на гранях последнего выполнены узлы крепления главного редуктора, а разнесенные по концам стабилизатора кили имеют рули направления с роговой компенсацией и относительная площадь руля направления выполнена в пределах 45% - 50%.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что совокупность существенных признаков заявленного решения является новой и промышленно применимой для достижения указанного технического результата и соответствует условию патентоспособности полезной модели. Техническое решение полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показан схематический разрез вертолета;
на фиг.2 - размещение энергопоглощающих кресел в кабине;
на фиг.3 - схема сочленения кессона с каркасом фюзеляжа;
на фиг.4 - общий вид вертолета с задней полусферы с открытыми дверным проемом и створкой отсека двигателя.
Легкий многоцелевой вертолет содержит фюзеляж 1, выполненный по типу полумонокок, с кабиной 2, главный редуктор 3 с соосными несущими винтами 4, 5, каждый из которых выполнен двухлопастным, полозковое шасси 6, хвостовую балку 7, на которой установлено оперение, состоящее из стабилизатора 8, с разнесенными по его концам килями 9, 10, выполненными с рулем направления 11 с роговой компенсацией, при этом, относительная площадь руля направления  (отношение площади руля направления к полной площади киля) выбрана в пределах 45%-50% по критерию эффективности, т.е. минимизации градиента изменения момента рысканья по углу отклонения руля.
Силовая установка вертолета состоит из одного двигателя 12 (в полезной модели представлен поршневой двигатель), установленного под углом в фюзеляже 1 за кабиной 2, что практически не сказывается на величине миделевого сечения фюзеляжа 1 и обеспечивает техническую эксплуатацию двигателя 12 с земли за счет открытия створок 13 двигательного отсека.
Конструктивно-компоновочное решение кабины 2 выполнено с возможностью размещения в ней не менее четырех энергопоглощающих кресел 14, при этом продольно-поперечный силовой набор 15 пола 16 и его силовая панель 17 выполнены с минимизацией коробления пола 16 при
местных нормированных пиковых перегрузках, возникающих при срабатывании энергопоглощающих кресел 14.
Кабина 2 оснащена двумя дверьми 18 и 19 по каждому из бортов фюзеляжа 1, причем, как минимум по одному из бортов одна из дверей 19 выполнена сдвижной (в данной полезной модели - дверь 19 сдвигается назад по полету), а дверной проем 20 не имеет междверной стойки.
Такое решение дверей позволяет обеспечить:
- быстроту покидания кабины в условиях аварийной посадки вертолета;
- возможность эффективной работы в полете с внешним навесным оборудованием, требующим выхода человека за пределы кабины, как например, тросовая система ускоренного спуска СУ-Р при использовании вертолета в оперативно-поисковой службе;
- загрузку в кабину крупногабаритных грузов.
Мягкий бак 21 топливной системы вынесен за пределы кабины 2 и размещен в кессоне 22, имеющим форму близкую к пирамидальной. На одной из граней кессона 22 сформирована задняя стенка 23 кабины 2, а основанием кессона 22 служит продольно-поперечный силовой набор 15 пола 16. На продолжении кессона 22 вверх на гранях последнего выполнены узлы 24 крепления главного редуктора 3.
Кессон 22 совместно с продольно-поперечным силовым набором 15 пола 16 кабины 2 образуют силовой остов каркаса фюзеляжа 1.
Такое архитектурное решение каркаса фюзеляжа 1 не стесняет объем кабины 2 и все нагрузки возникающие в полете от соосных несущих винтов 4, 5 воспринимаются кессоном 22 и перераспределяются на каркас фюзеляжа 1 в соответствии с его жесткостными характеристиками, а мягкий бак 21 топливной системы не испытывает концентрированных нагрузок.
Рабочее место пилота 25 размещено справа по полету и оснащено соответствующими командными органами управления 26 и 27.
Эксплуатация легкого многоцелевого вертолета производится следующим образом.
Подготовка вертолета к полету производится по установленному регламентом маршруту визуального осмотра фюзеляжа 1, кабины 2 с проверкой функционирования дверей 18, 19, органов управления 26, 27 с соответствующим отклонением лопастей соосных несущих винтов 4 и 5 и рулей направления 11.
Двигатель 12 осматривается по состоянию, в отсеке при открытых створках 13 производится контроль полноты заправки двигателя 12 маслом и контроль заправки мягкого бака 21 топливной системы.
Пилот 25 запускает двигатель 12, осуществляет контроль функционирования бортового оборудования (условно не показано) и вертолет взлетает и перемещается в заданное место посадки.
Применение на вертолете соосных несущих винтов 4, 5 обеспечивает независимость каналов управления полетом и практически снимает ограничения в пространственном перемещении вертолета, что в итоге упрощает управление траекторным полетом вертолета.
При использовании вертолета в грузовом варианте, энергопоглощающие кресла 14 второго ряда могут быть демонтированы (условно не показано).
В случае аварийной посадки вертолета энергопоглощающие кресла 14 обеспечивают снижение ударной перегрузки до величины травмобезопасной для человека, а конструкция кессона 22 предохраняет обитаемый объем кабины 2 от проникновения в нее главного редуктора 3 и топлива из мягкого бака 21 топливной системы.
На предполагаемую конструкцию легкого многоцелевого вертолета ведется разработка конструкторской документации с использованием имеющихся в отрасли материалов и технологий.