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 B64C 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 направлена полезная модель, является разработка автономной системы стабилизации горизонтального положения летательного аппарата, позволяющей более оперативно реагировать на изменение горизонтального положения летательного аппарата и выравнивать его при подъеме и полете в режиме зависания.
Технический результат достигается путем использования системы стабилизации конвертоплана, включающей вспомогательные двигатели, оборудованные вспомогательными воздушными винтами, систему их питания и систему распределения их мощности. Вспомогательные двигатели являются электрическими и расположены на поворотных крыльях соосно основным винтам конвертоплана и оснащенные вспомогательными воздушными винтами с изменяемым шагом и вектором тяги. Вспомогательные двигатели запитаны от системы электропитания и/или системы аварийного электроснабжения конвертоплана. Система распределения мощности между вспомогательными электродвигателями выполнена регулируемой автоматически с помощью электроники.
Расположение винтов в горизонтальной плоскости позволяет улучшить аэродинамические характеристики конвертоплана в режиме зависания и увеличивает КПД основных воздушных винтов.
Разнесение вспомогательных электродвигателей, оборудованных винтами, на крылья конвертоплана, позволяет исключить крены конвертоплана при критических режимах полета и при подъеме его в воздух, как влево вправо, так и вперед назад. При этом, чем дальше от центра тяжести конвертоплана расположены винты электродвигателей, тем больше КПД от их использования, поэтому в данном случае винты расположены на концах каждого крыла соосно с основными воздушными винтами.
Использование двух спаренных двигателей внутреннего сгорания 4, вращающих один вал 11 от которого передается мощность основных воздушных винтов 5 позволяет создать равномерную подъемную силу. Вспомогательные вспомогательные воздушные винты 7 с приводом от электродвигателей 6 позволяют эффективно компенсировать разницу в подъемных силах основных винтов 5, вызванную колебаниями атмосферы и другими внешними факторами. Использование изменяемого шага и вектора тяги вспомогательных винтов позволяет уменьшить риск крушения конвертоплана, увеличить его маневренность в режиме зависания. Изменения вектора тяги вспомогательных воздушных винтов достигается наклоном на угол а (фиг. 5) пары двигатель - воздушный винт к плоскости вращения основных винтов (фиг. 5). Управление шагом винта и вектором тяги осуществляется с помощью отдельного привода (на фигурах не показан).
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.
В целом предложенная система стабилизации позволяет увеличить надежность работы системы, скорость ее реакции на изменение положения летательного аппарата, упрощает управление летательным аппаратом.
Крылья конвертоплана выполнены поворотными. Указанное выполнение позволяет дополнительно повысить аэродинамические характеристики конвертоплана и обеспечивает быстрый и ровный взлет конвертоплана.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1-2 показан общий вид конвертоплана при разных положениях поворота крыльев.
На фиг. 3-4 показано соосное расположение винтов.
На фиг. 5 показан наклон на угол а вспомогательных воздушных винтов.
В соответствии с заявленной системой стабилизации, конвертоплан выполняется в виде корпуса (фюзеляж) 1 с расположенными в его центральной части поворотными крыльями 2 и в хвостовой части - стабилизаторами 3, а также двигателями внутреннего сгорания 4, которые связаны с винтами 5 поворотных крыльев 2 с помощью вала 11. Система стабилизации состоит из электродвигателей 6, оборудованных вспомогательными воздушными винтами 7 и расположенных соосно с основными воздушными винтами 5 на крыльях 2 конвертоплана. Система питания включает аккумуляторы питания 8 электродвигателей 6, генератор электрического тока 10 автоматизированную систему управления (АСУ) 9 контроля горизонтального положения конвертоплана и распределения мощности электродвигателей.
Работа системы происходит следующим образом.
При начале работы двух двигателей внутреннего сгорания 4 конвертоплана одновременно с включением винтов 5, выполняющих задачу подъема конвертоплана при вертикальном положении крыльев 2, и обеспечивающих дальнейший полет в заданном направлении при горизонтальном положении крыльев 2, происходит включение электродвигателей 6, которые своей работой стабилизируют положение конвертоплана согласно положению, заданному АСУ 9, которая контролирует горизонтальные отклонения конвертоплана от заданного и в случае необходимости перераспределяет мощность между электродвигателями 6. Питание электродвигателей 6 происходит от аккумуляторов 8 и от генератора электрического тока 10. Работа электродвигателей 6 прекращается по сигналу АСУ 9 после посадки конвертоплана.