Высокоэкологичный бескрылый самолет короткого взлета и посадки

Заявленное техническое решение относится к самолетам.
Название летательного аппарата: «Бескрылый самолет короткого взлета и посадки с электрической силовой установкой».
В технической литературе нет описания самолета аналогичной схемы - поэтому предложение пионерское.
Задачей технического решения является достижение, обозначенных в его названии, свойств самолета при высоких скоростях горизонтального полета, высокой экономичности и предельном упрощении конструкции.
Поставленная цель достигается тем, что «Бескрылый самолет короткого взлета и посадки с электрической силовой установкой», включающий самолетный фюзеляж с вертикальной силовой башней, на конце которой посредством шарнира крепится втулка реактивного поворотного несуще-тягового воздушного винта фиксированного шага лопастей, содержащего опорные лопасти и две группы стреловидно расположенных лопастей (винт по схеме Патента на ПМ №180508 «Высокоскоростной пропульсивный движитель») на периферии винта в районе ~0,9R на парах лопастей, связанных между собой концами, жестко закреплены статоры электродвигателей с вращающимися вокруг них роторами, на которых установлены малогабаритные воздушные винты.
Между достигаемым техническим эффектом и существом предложения имеется следующая причинно-следственная связь:
Большой угол стреловидности лопастей на периферии винта позволяет существенно затянуть начало появления волнового кризиса и, следовательно, позволяет существенно увеличить окружную скорость вращения винта.
При увеличении горизонтальной скорости самолета увеличение окружной скорости вращения винта фиксированного шага лопастей, на заданной скорости полета, увеличивает величину угла установки лопастей. Поэтому без системы общего шага лопастей, а только изменением оборотов винта можно получить высокий КПД винта.
Реактивный воздушный винт с приводом от винтомоторной установки позволит в несколько раз уменьшить расход энергии по сравнению с расходом энергии реактивного винта с приводом от реактивного двигателя.
Обдувка электродвигателей высокоскоростным воздушным потоком также позволит уменьшить вес электродвигателей.
На фигуре 1 представлена принципиальная схема самолета. Из схемы видно, что силовая башня 6 фюзеляжа 5 установлена в районе центра тяжести самолета. Из увеличенной в масштабе концевой части башни с закрепленным на ней шарниром 2 видно, что шарнир 2 позволяет поворачивать вертикальную ось реактивного поворотного несуще-тягового винта на 50-60 градусов. Внутренняя ось шарнира 2 выступающими пилонами 3 крепится к внутренней обойме подшипника 4, а внешняя обойма подшипника 4 через ступицу 1 связывает втулку реактивного винта с силовой башней 6 фюзеляжа 5 (на чертеже воздушный винт с втулкой не изображены).
На фигуре 2 представлена схема «реактивного привода» поворотного несуще-тягового винта. Как это видно из схемы, на вращающемся роторе 9 электродвигателя закреплен воздушный винт 7, а статор 8 электродвигателя крепится к паре лопастей винта, связанных между собой концами. Вращение ротора электродвигателя обеспечивает электрический аккумулятор, установленный на самолете.
Причины появления возможности, в настоящее время, приступить к проектированию высокоэкологичных бескрылых самолетов короткого взлета и посадки:
1. Создание высокоскоростного воздушного винта фиксированного шага лопастей с лопастями прямой и обратной стреловидности (Патент на изобретение №2378155 «Высокоскоростной воздушный винт»).
2. Создание воздушного винта с большими углами стреловидности (Патент на ПМ №180508 «Высокоскоростной пропульсивный движитель»).
3. Прорыв в области электромоторостроения, позволивший в настоящее время создать электродвигатель с механической мощностью ~15 кВт на 1 кг веса электродвигателя.
4. Использование высокоскоростного воздушного винта большого диаметра для отбрасывания большой массы воздуха с небольшой скоростью при создании силы тяги горизонтального полета и одновременно силы тяги для удержания летательного аппарата от падения под действием его веса, что позволит существенно уменьшить расход энергии.
5. Подъем на большую высоту над фюзеляжем места крепления воздушного винта позволит предотвратить опрокидывание летательного аппарата при взлете и позволит отказаться от использования циклического шага лопастей.
6. Отсутствие в летательном аппарате трансмиссий, редукторов и дополнительных воздушных винтов во много раз упростит конструкцию.