Устройство летательного аппарата вертикального взлета и посадки
VERTICAL TAKE OFF AND LANDING AERIAL VEHICLE

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки.
Известен ротационный аэродинамический стабилизатор горизонтального положения (патент РФ №2340512, МПК В64С 27/28, опубл. 10.12.2008), состоящий из поперечного карданного вала, протянувшегося вдоль крыльев и передающего вращательное движение между двумя поворотными двигателями, расположенными по краям крыльев винтокрыла, двух пар вентиляторов с регулируемым углом наклона лопаток, расположенных рядом с поворотными двигателями. Основная плоскость вентиляторов перпендикулярна основной плоскости корпуса винтокрыла и параллельна его продольной оси.
К недостаткам известного решения относятся следующее:
1) использование в системе стабилизации механического распределения мощности между стабилизирующими винтами не позволяет достаточно оперативно реагировать на изменение горизонтального положения летательного аппарата, что чревато увеличением риска крушения летательного аппарата;
2) использование вентиляторов над неподвижным крылом значительно ухудшает аэродинамические характеристики летательного аппарата в режиме зависания;
3) система распределения мощности между основными двигателями и системой стабилизации выполнена таким образом, что система стабилизации забирает часть мощностей от основных двигателей, что чревато увеличением риска крушения летательного аппарата.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является увеличение надежности, скорости реакции на изменение положения летательного аппарата и упрощение управления летательным аппаратом посредством разработки системы стабилизации горизонтального положения летательного аппарата.
Технический результат достигается путем использования в заявленном летательном аппарате вертикального взлета и посадки системы стабилизации, включающей вспомогательные двигатели, систему их питания и систему распределения мощности.
Так, технический результат достигается посредством того, что заявленное устройство летательного аппарата вертикального взлета и посадки содержит: фюзеляж (корпус), оборудованный системой стабилизации летательного аппарата, включающей двигатель внутреннего сгорания 1, связанный с устройством, выполняющим функции сцепления 2, и устройством, выполняющим функцию дифференциала 4, распределяющего крутящий момент между воздушными винтами 6 через полуоси 5, а также электродвигатели 3, установленные на полуосях, причем при начале работы двигателя внутреннего сгорания одновременно с включением воздушных винтов, выполняющих задачу подъема летательного аппарата, происходит включение электродвигателей, которые посредством создания дополнительной мощности и ее перераспределения, согласно положению, заданному АСУ 7, которая контролирует горизонтальные отклонения летательного аппарата от заданного и в случае необходимости перераспределяет мощность между электродвигателями, стабилизируют положение летательного аппарата в горизонтальной плоскости (см. фиг. 1).
Так как летательный аппарат имеет встроенные электродвигатели, это также позволяет создать дополнительную мощность и перераспределить ее на полуосях с целью стабилизации аппарата в горизонтальном положении, увеличить суммарную мощность работы двигателя внутреннего сгорания путем совместной работы с ДВС и сократить расход топлива ДВС при его выключении и работе электродвигателей от аккумуляторов или солнечных батарей, а также производить подзарядку электрической батареи при работе ДВС.
Разнесение вспомогательных электродвигателей на полуосях летательного аппарата вертикального взлета и посадки позволяет исключить крены летательного аппарата при критических режимах полета и при подъеме его в воздух.
Вспомогательные двигатели запитаны от системы электропитания и/или системы аварийного электроснабжения летательного аппарата. Система распределения мощности между вспомогательными электродвигателями выполнена регулируемой автоматически с помощью электроники и автоматической системы управления (АСУ).
Изобретение поясняется чертежами, на которых приведены следующие обозначения:
1 - Двигатель внутреннего сгорания;
2 - Устройство, выполняющее функции сцепления;
3 - Электрический двигатель;
4 - Устройство, выполняющее функции дифференциала;
5 - Полуось;
6 - Воздушный винт;
7 - АСУ;
8 - Генератор электрического тока.
На фиг. 1 показан общий вид летательного аппарата вертикального взлета и посадки.
На фиг. 2 показан вариант летательного аппарата вертикального взлета и посадки с применением солнечных батарей.
Работа системы происходит следующим образом.
При начале работы двигателя внутреннего сгорания 1 летательного аппарата вертикального взлета и посадки одновременно с включением воздушных винтов 6, выполняющих задачу подъема летательного аппарата и обеспечивающих дальнейший полет в заданном направлении, происходит включение электродвигателей 3, которые своей работой стабилизируют положение летательного аппарата согласно положению, заданному АСУ 7, которая контролирует горизонтальные отклонения летательного аппарата от заданного и в случае необходимости перераспределяет мощность между электродвигателями 3. Питание электродвигателей 3 происходит от аккумуляторов и от генератора электрического тока 8. Работа электродвигателей 3 прекращается по сигналу АСУ 7 после посадки летательного аппарата.
Таким образом, заявленный летательный аппарат вертикального взлета и посадки позволяет увеличить надежность работы, более оперативно реагировать на изменение горизонтального положения летательного аппарата и выравнивать его при подъеме и полете, а также упрощает управление летательным аппаратом. В дополнительном варианте заявленного летательного аппарата - позволяет выполнять полет на солнечных батареях или аккумуляторах без использования ДВС.