Движитель воздушный с изменяемым вектором тяги

Полезная модель относится к конструкциям летательных аппаратов (конвертопланов и трикоптеров) и может быть использована в аппаратах с двумя и более винтами для обеспечения полета за счет изменения вектора сил тяги поворотных винтов.
Известен движитель воздушный с изменяемым вектором тяги, содержащий блок лопастей, установленный на основном валу несущего винта транспортного средства, связанный с устройством поворота лопастей, отличающийся тем, что блок лопастей выполнен в виде, по меньшей мере, одного лопастного вала, установленного на подшипниках в радиальном сквозном отверстии, выполненном в передней утолщенной части основного вала, который размещен во внутренней части опорной втулки на подшипниках, неподвижно зафиксированной на транспортном средстве, при этом на концах лопастного вала установлены лопасти таким образом, что их продольные оси симметрии совпадают с осью вращения лопастного вала, а их поперечные оси симметрии (по ширине лопасти) образуют между собой угол, равный 90°, на лопастном валу также закреплено рабочее колесо, образующее зубчатую коническую передачу с втулкой-шестерней, установленной в выточке на передней части опорной втулки, выполненной с возможностью вращения вокруг продольной оси опорной втулки (см. патент на полезную модель № 70864 от 20.02.2008).
Недостатком данного устройства является то, что данное устройство может регулировать вектор тяги только в горизонтальной плоскости, что сужает диапазон регулирования.
Известен движитель воздушный с изменяемым вектором тяги, содержащий блок лопастей и устройство поворота лопастей, отличающийся тем, что, устройство поворота лопастей установлено на хвосте летательного аппарата, а блок лопастей жестко установлен на платформе устройства поворота лопастей, кинематически связанной с сервоприводом вертикального поворота, установленном неподвижно на кронштейне, кинематически связанном с сервоприводом горизонтального поворота (см. патент на полезную модель № 157967 от 20.12.2015).
Недостатком данного летательного аппарата является то, что устройства вращения, установленные на его платформе предназначены только для подъема или опускания летательного аппарата в вертикальной плоскости, что снижает управляемость аппарата.
Задача полезной модели – повышение управляемости аппарата.
Поставленная задача достигается тем, что  в известном движителе  с изменяемым вектором тяги, содержащем блок лопастей и устройство поворота лопастей, установленное на хвосте летательного аппарата, на передней части платформы аппарата установлен неподвижно сервопривод кинематически связанный с помощью рычажного механизма с поворотной осью, которая передает движение двум поворотным платформам с неподвижно закрепленными на ней блоками лопастей, а на задней части платформы аппарата установлен сервопривод, кинематически связанный с поворотным звеном, с жестко закрепленным на нём устройством поворота лопастей.
Отличительные признаки в заявляемом техническом решении не выявлены при изучении данной и смежных областей техники.
Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели – повышение управляемости аппарата.
На фиг.1 показана общая модель конвертоплана, на фиг.2 – передний механизм конвертоплана, на фиг.3 – задний механизм конвертоплана.
Летательный аппарат (конвертоплан) состоит из основания 1 на передней части которого на оси 2 неподвижно закреплены поворотные устройства 3 и 4. На задней части основания 1 (хвосте) установлено устройство поворота лопастей 5. Поворотные устройства 3 и 4 включают в себя платформы 6 и 7, жестко закрепленные на оси 2. На платформах 6 и 7 неподвижно закреплены блоки лопастей 8 и 9. Ось 2 кинематически связана через рычажный механизм 10 с сервоприводом 11, установленным на основании 1. Устройство поворота лопастей 5 включает в себя платформу 12, на которой неподвижно установлен блок поворота лопастей 13. Вращение оси 2 становится возможным благодаря наличию подшипников (16 и 17), которые расположены внутри опор (18 и 19), отделяющих нижнюю центральную плату 1 рамы конвертоплана от верхней. Платформа 12 кинематически связана через поворотное звено 14 с сервоприводом 15, установленным неподвижно на основании 1. Вращение звена 14 становится возможным благодаря наличию подшипника (на фиг. не показан), который расположен внутри опоры (20), также отделяющей нижнюю центральную плату 1 рамы конвертоплана от верхней. На основании 1 установлены блок питания, плата управления и приемник сигнала (на фиг. не показаны).
Устройство работает следующим образом. При подаче управляющего напряжения на сервопривод 11, сервопривод 11 передает движение рычажному механизму 10, который в свою очередь передает движение оси 2, связанной с платформами 6 и 7. В результате этого происходит поворот платформ 6 и 7 вместе с блоками лопастей 8 и 9. При подаче управляющего напряжения на сервопривод 15 происходит поворот поворотного звена 14 вместе с платформой 12 и закрепленным на ней блоком поворота лопастей 13.
Устройства вращения 3 и 4 вместе с устройством поворота лопастей 5 предназначены не только для подъема и опускания летательного аппарата в вертикальной плоскости, но и для регулирования вектора силы тяги при горизонтальном полете, т.е. управляют движением летательного аппарата. Алгоритм изменения вектора тяги, следующий: движение конвертоплана в пространстве можно делить на несколько этапов: взлет, движение по заданной траектории и посадка. Во время взлета конвертоплан работает по вертолётному принципу, при этом оси поворотных устройств 3, 4 и 5 направлены параллельно вертикальной оси. При достижении требуемой высоты, конвертоплан переходит в следующий этап – движение по заданной траектории. В зависимости от траектории может возникать необходимость движение в сторону, для этого, необходимо использовать устройство поворота лопастей 5, которое позволяет отклонить свою ось от вертикали на определенный угол. При этом, создаваемая подъемная сила поворотных устройств 3 и 4 будет зависеть от угла, на который отклоняется поворотное устройство 5, чтобы обеспечить стабильность полета. В результате, система вращается вокруг собственной оси для достижения необходимой цели. Для движения вперед сервопривод 11 передает движение рычажному механизму 10, в результате которого устройства вращения 3 и 4 отклоняются на определенный угол от горизонтали. При этом, создаваемая тяговая сила блоков лопастей 8 и 9 должна быть такой, чтобы система не потеряла устойчивость.
Применение предлагаемого устройства позволит значительно повысить управляемость данного летательного аппарата за счет регулировки процесса движения во время полета.
.