ЛЕГКИЙ КОНВЕРТОПЛАН

Использованием области авиационной техники. Сущность изобретения: легкий конвертоплан, содержащий фюзеляж, силовую установку, несущий винт с втулкой, позволяющей управлять общим шагом лопастей, маршевый винт, отличающийся тем, что у него в силовую установку дополнительно установлен компрессор, в лопастях сделаны воздушные каналы, на втулке несущего винта установлено устройство для раздачи воздуха на лопасти, соединенное воздуховодами с компрессором и каналами в лопастях, на концах лопастей установлены реактивные сопла. Реактивные сопла снабжены шумоподавляющими устройствами. Известны легкие автожиры с прыжковым взлетом (Жабров А.А., Автожир и геликоптер. - М.: Редиздат ЦС Осавиахима СССР, 1939. - 180 с.: ил., с.142-156), содержащие фюзеляж, силовую установку, НВ со специальной втулкой, позволяющей управлять общим шагом лопастей, маршевый двигатель с толкающим винтом и систему раскрутки НВ.
Взлет этих автожиров осуществлялся следующим образом. Пилот запускал двигатель на малый газ, затем включал систему предварительной раскрутки НВ, уменьшал угол атаки НВ и НВ начинал раскручиваться. Когда муфта сцепления полностью включалась, пилот плавно открывал дроссель (прибавлял газ) двигателя, пока скорость вращения НВ не превышала в полтора раза рабочие обороты НВ, что было необходимо для прыжка. После этого пилот выключал систему предварительной раскрутки НВ. Углы атаки лопастей увеличивались, и у НВ возникала подъемная сила, превышающая вес автожира. Энергия, аккумулированная в НВ во время раскрутки, оказывалась достаточной для того, чтобы поднять машину на высоту 5-8 м до того, как НВ замедлит свое вращение. Подъем на указанную высоту занимал около 2 секунд.
Такие автожиры не получили распространения, основным недостатком прыжкового взлета автожира является недостаточная управляемость машины во время выполнения прыжкового взлета. Автожиры не могли зависнуть над одной точкой.
Известны вертолеты с компрессорным приводом (Братухин И.П., Ружицкий Е.И. Реактивные вертолеты.- М.: ЦАГИ, 1954. - 97 с.: ил., с.31-56). Вертолеты с компрессорным приводом включали фюзеляж, силовую установку, несущую систему. Силовая установка включала компрессор, из которого
сжатый воздух проходил через воздуховоды, каналы в лопастях и через сопла на концах лопастей выдувался, создавая реактивный момент. Основными недостатками таких конструкций являлись тихоходность (максимальная скорость 120 км/час) и неповоротливость, большой расход топлива (120 л/час), высокий уровень шума. К настоящему времени такие машины выведены из эксплуатации.
В качестве прототипа выбран легкий прыгающий автожир МАИ-205 (.http://www.com2com.ru/oskbes), содержащий фюзеляж, силовую установку, НВ со специальной втулкой, позволяющей управлять общим шагом лопастей, маршевый винт и систему предварительной раскрутки НВ. Система раскрутки НВ позволяет производить прыжковый взлет автожира. Для выполнения прыжкового взлета НВ раскручивается на земле до оборотов в 1,3...1,5 раза превышающих обороты НВ в горизонтальном полете. После раскрутки НВ пилот кнопкой на ручке управления автожиром включает режим прыжка, за 2...3 секунды увеличивается угол установки лопастей до 10 градусов. За счет увеличения шага лопастей НВ создается положительная вертикальная перегрузка (тяга воздушного винта), и автожир, используя кинетическую энергию раскрученного НВ, отделяется от земли, при этом система отрабатывает шаг НВ до 4 градусов, а за счет тяги толкающего винта автожир переходит в поступательное движение с увеличением скорости и с небольшой просадкой переходит в режим разгона и набора высоты.
Основным недостатком прототипа является недостаточная управляемость автожира во время выполнения прыжкового взлета. Он не может зависнуть над одной точкой.
Задачами изобретения являются:
- повышение управляемости легкого конвертоплана во время взлета по сравнению с прототипом;
- уменьшение расхода топлива по сравнению с аналогами;
- повышение скорости по сравнению с аналогами;
- придание машине способности зависнуть над точкой;
- понижение уровня шума по сравнению с аналогами.
На фиг. изображен Легкий конвертоплан. Здесь 1 - фюзеляж, 2 - силовая установка с компрессором, 3 - НВ со специальной втулкой, позволяющей управлять общим шагом лопастей и с устройством раздачи сжатого воздуха на лопасти, 4 - маршевый винт, 5 - реактивные сопла на концах лопастей НВ.
Пилот запускает компрессор, НВ разгоняется до рабочих оборотов, начинается взлет. Пилот отключает компрессор и передает мощность двигателя на раскрутку маршевого винта. Конвертоплан поднимаясь вверх, одновременно начинает набирать горизонтальную скорость. После завершения работы реактивных сопел на концах лопастей НВ машина еще немного поднимается вверх, затем поток воздуха через несущий винт останавливается, машина плавно снижается и под действием набегающих потоков воздуха НВ вновь набирает обороты. На этом взлет завершен и далее полет проходит в режиме автожира. Для зависания над точкой пилот вновь передает мощность двигателя на компрессор, переводя машину в вертолетный режим.
Увеличение продолжительности взлета и высоты подъема при взлете легкого конвертоплана, делает его более безопасным, чем прыжковый автожир.
Полет в автожирном режиме приводит к снижению расхода топлива по сравнению с аналогами в 5 раз, скорость возрастает в два раза. Уровень шумов взлетных двигателей при использовании, решетчатого сопла или других приемов снижения скорости и изменения формы газовой струи, снижается до приемлемого уровня.