ВЕРТОЛЕТ С СООСНЫМИ НЕСУЩИМИ ВИНТАМИ

Полезная модель относится к области авиастроения, а именно к компоновке и конструкции вертолета с соосными несущими винтами.
Известны технические решения (RU 2496681, 04.04.2012, «Соосные несущие винты»; RU 176027, 18.07.2016 «Вертолет с соосными несущими винтами»), направленные на улучшение аэродинамических характеристик несущей системы вертолета. Известные технические решения применяются на вертолете, имеющем фюзеляж, шасси, систему управления несущей системой и несущую систему, состоящую из соосных несущих винтов.
Недостатками известных технических решений является высокое индуктивное сопротивление лопастей несущих винтов на режиме висения и малая эффективная площадь ометаемой поверхности соосными несущими винтами. Известные технические решения частично реализуют преимущество применения соосных несущих винтов - повышенный коэффициент полезного действия на режиме висения (по сравнению с одиночным несущим винтом).
Высокое индуктивное сопротивление известных технических решений обусловлено наличием перетекания воздушного потока с нижней поверхности лопасти на верхнюю поверхность лопасти, в концевых частях лопастей несущих винтов. Вследствие наличия перетекания воздушного потока, на концах лопастей несущих винтов возникают концевые вихревые жгуты приводящие к увеличению затрат мощности подаваемой на несущие винты на режиме висения.
Малая эффективная площадь ометаемой поверхности соосными несущими винтами известных технических решений обусловлена соотношением диаметров нижнего и верхнего несущих винтов. Соотношение диаметров несущих винтов технического решения RU 2496681 находится в пределах 1:0,45…1:0,55; RU 176027 находится в пределах 1:0,4…1:0,8.
Из уровня техники известно техническое решение US 20180304997, 25.10.2018 «Split winglet», направленное на улучшение аэродинамических характеристик одиночного несущего винта. Вышеуказанное техническое решение позволяет увеличить коэффициент полезного действия несущего винта на режиме висения, вследствие уменьшения влияния перетекания воздушного потока (в концевой части лопасти) с нижней поверхности лопасти несущего винта на верхнюю поверхность лопасти несущего винта. Применение технического решения приводит к уменьшению мощности подаваемой на несущий винт на режиме висения.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемому техническому решению является полезная модель RU 176027, 18.07.2016 «Вертолет с соосными несущими винтами».
Вертолет с соосными несущими винтами включает в себя верхний и нижний винты противоположного вращения и систему управления. Верхний жесткий винт выполнен малого диаметра с управлением только общим шагом установки лопастей. Нижний винт большого диаметра выполнен с управлением общим и дифференциальным шагом лопастей. Обороты винтов находятся в соотношении, обеспечивающем одинаковые скорости концевых сечений лопастей верхнего и нижнего винтов.
Недостатком прототипа является высокое индуктивное сопротивление лопастей несущих винтов на режиме висения и малая эффективная площадь ометаемой поверхности соосными несущими винтами.
Технической задачей заявляемой полезной модели является снижение индуктивного сопротивления лопастей несущих винтов на режиме висения и увеличение эффективной площади ометаемой поверхности соосными несущими винтами.
Техническая задача решена благодаря тому, что вертолет с соосными несущими винтами состоящий из фюзеляжа, шасси, системы управления несущей системой, несущей системой включающей в себя верхний и нижний соосные несущие винты одинакового диаметра, концевые части (5-15% радиуса несущих винтов) лопастей нижнего несущего винта отклонены от конструктивной плоскости вращения вниз, концевые части лопастей верхнего несущего винта отклонены от конструктивной плоскости вращения вверх. Система управления несущей системой позволяет управлять общим, циклическим и дифференциальным шагами установки лопастей как верхнего, так и нижнего соосных несущих винтов несущей системы.
Совокупность технических решений позволяет решить поставленную техническую задачу с учетом выполнения задач решаемых прототипом, а именно: увеличение уровня безопасности эксплуатации вертолета, уменьшение габаритов несущей системы по высоте и улучшение аэродинамических характеристик несущей системы.
Применение отклоненных концевых частей лопастей как верхнего, так и нижнего соосных несущих винтов позволяет:
уменьшить влияния перетекания воздушного потока (в концевой части лопасти) с нижней поверхности лопасти несущего винта на верхнюю поверхность лопасти несущего винта, что приводит к уменьшению мощности подаваемой на несущий винт на режиме висения. Вследствие этого реализуется повышенный (по сравнению с одиночным несущим винтом) коэффициент полезного действия соосных несущих винтов на режиме висения.
увеличить уровень безопасности эксплуатации вертолета вследствие минимизации риска соударения лопастей верхнего и нижнего соосных несущих винтов (при взмахах лопастей несущих винтов в горизонтальном полете), за счет геометрических аспектов выполнения концевых частей лопастей несущих винтов;
уменьшить габариты несущей системы по высоте (расстояние между верхним и нижним соосными несущим винтами) вследствие минимизации риска соударения лопастей несущих винтов, что положительно сказывается на общих аэродинамических характеристиках вертолета.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где:
фиг. 1 - общий вид вертолета с соосными несущими винтами;
фиг. 2 - три проекции вертолета с соосными несущими винтами.
Предлагаемая полезная модель, вертолет с соосными несущими винтами содержит: фюзеляж 1, шасси 2, систему управления несущей системой 3, несущую систему 4 включающую в себя верхний соосный несущий винт 5 и нижний соосный несущий винт 6, состоящие из втулок несущих винтов 7 и лопастей несущих винтов 8, оборудованных отклоненными концевыми частями 9.
Предлагаемая полезная модель, вертолет с соосными несущими винтами, функционирует следующим образом:
все этапы выполнения полета (взлет, висение, горизонтальный полет, посадка) выполняются аналогично известным вертолетам, оборудованным соосными несущими винтами. Система управление несущей системой позволяет изменять общий, циклический и дифференциальный шаги установки лопастей соосных несущих винтов на любом этапе полета. Отклоненные концевые части лопастей несущих винтов, во время этапа висения, минимизируют перетекание воздуха с нижней поверхности лопасти несущего винта на верхнюю поверхность лопасти несущего винта, во время горизонтального полета, минимизируют риск соударения лопастей верхнего и нижнего соосных несущих винтов.