СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ КОНВЕРТОПЛАНА

Полезная модель относится к области изготовления летательных аппаратов, которые тяжелее воздуха, в частности к системам стабилизации винтокрылых летательных аппаратов, а именно конвертопланов
Известен ротационный аэродинамический стабилизатор горизонтального положения (патент РФ №2340512, МПК В64C 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) расположение вентиляторов вертикально и параллельно его продольной оси значительно ухудшает аэродинамические характеристики летательного аппарата;
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.
Задача на решение которой направлена настоящая полезная модель, разработка автономной системы стабилизации горизонтального положения летательного аппарата, позволяющей более оперативно реагировать на изменение горизонтального положения летательного аппарата.
Поставленная задача решается путем использования системы стабилизации конвертоплана, включающей вспомогательные двигатели, оборудованные винтами, систему их питания и систему распределения их мощности, при этом вспомогательные двигатели разнесены на носовую и хвостовую часть корпуса, а также на поворотные крылья конвертоплана и представляют собой электродвигатели, оборудованные горизонтально расположенными винтами, запитанные от системы электропитания и/или системы аварийного электроснабжения конвертоплана, а система распределения мощности между ними выполнена регулируемой автоматически с помощью электроники.
Расположение винтов в горизонтальной плоскости позволяет улучшить аэродинамические характеристики конвертоплана и увеличивает КПД от их использования.
Разнесение вспомогательных двигателей, оборудованных винтами, на носовую, хвостовую части корпуса и на поворотные крылья конвертоплана, позволяет исключить крены конвертоплана при критических режимах полета, как влево вправо, так и вперед назад. При этом, чем дальше от центра тяжести конвертоплана расположены винты электродвигателей, тем больше КПД от их использования.
Исполнение двигателей конвертоплана в виде электродвигателей, с выполнением системы распределения мощности между ними регулируемой автоматически с помощью электроники, позволяет уменьшить время реагирования системы стабилизации на изменения горизонтального положения конвертоплана, исключить «человеческий фактор» и тем самым уменьшить риск крушения конвертоплана.
Запитка электродвигателей системы стабилизации от системы электропитания конвертоплана или от системы электропитания конвертоплана и/или системы аварийного электроснабжения, а не напрямую от основных двигателей, позволяет создать относительно автономную от основной двигательной системы систему стабилизации конвертоплана, что уменьшает риск крушения конвертоплана и предотвращает забор мощности на систему стабилизации от основной двигательной системы конвертоплана. Предпочтительное включение в систему питания электродвигателей системы стабилизации аккумуляторы, позволяет исключить режим сваливания в пике при аварийных ситуациях на основных двигателях конвертоплана.
В целом предложенная система стабилизации позволяет увеличить надежность работы системы, скорость ее реакции на изменение положения летательного аппарата, упрощает управление летательным аппаратом.
В частном случае конвертоплана возможно выполнение поворотных крыльев с концевыми неповоротными частями. В таком случае вспомогательные двигатели располагаются по центру крыльев. Указанное выполнение позволяет дополнительно повысить аэродинамические характеристики конвертоплана.
Настоящая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1-2 показан общий вид конвертоплана при разных положениях поворота крыльев.
На фиг. 3-4 - то же самое с удлиненными крыльями.
В соответствии с заявленной системой стабилизации, конвертоплан выполняется в виде корпуса (фюзеляж) 1 с расположенными в его центральной части поворотными крыльями 2, которые в зависимости от выполняемых задач могут быть выполнены с концевыми неповоротными частями 9 (фиг. 3, 4), и в хвостовой части - крыльями 7, а также двигателями внутреннего сгорания 3, которые связаны с винтами 8 поворотных крыльев 2. Система стабилизации состоит из электродвигателей 4, оборудованных винтами и расположенных в носовой и хвостовой частях корпуса, а также на крыльях 2 конвертоплана. Система включает аккумуляторы питания 5 электродвигателей 4, автоматизированную систему управления (АСУ) 6 контроля горизонтального положения конвертоплана и распределения мощности электродвигателей.
Работа системы происходит следующим образом.
При начале работы двигателей внутреннего сгорания 3 конвертоплана одновременно с включением винтов 8, выполняющих задачу подъема конвертоплана при горизонтальном положении крыльев 2 (фиг. 2, 4), и обеспечивающих дальнейший полет в заданном направлении при вертикальном положении крыльев 2 (фиг. 1, 3), происходит включение электродвигателей 4, которые своей работой стабилизируют положение конвертоплана согласно положению, заданному АСУ 6. АСУ 6 контролирует горизонтальные отклонения конвертоплана от заданного и в случае необходимости перераспределяет мощности между электродвигателями 4. Питание электродвигателей 4 происходит от аккумуляторов 5. Предпочтительно работа электродвигателей 4 прекращается по сигналу АСУ 6 после посадки конвертоплана.