АВТОЖИР

Область техники
Предлагаемое техническое решение относится к авиационной технике, а именно, к автожирам.
Предшествующий уровень техники
Известен автожир по патенту RU 2005657, B64C 27/02. Данный автожир содержит фюзеляж с кабиной пилота, трехопорное шасси с носовой опорой и предохранительной хвостовой опорой, силовую установку с тянущим винтом, размещенную за кабиной пилота, хвостовое вертикальное оперение с рулем направления, связанным проводкой управления с педалями в кабине пилота, и двухлопастной несущий авторотирующий винт, установленный на центральной вертикальной стойке с возможностью отклонения посредством органов управления в кабине пилота. Фюзеляж и центральная вертикальная стойка выполнены в виде трубы одинакового сечения. Фюзеляж снабжен центральной книце, жестко соединенной с центральной вертикальной стойкой, с трубой фюзеляжа и креслом пилота с образованием жесткого силового каркаса. Хвостовое оперение выполнено с горизонтальным оперением в виде стабилизатора, имеющего руль высоты, кинематически связанный проводкой управления с ручкой.
Известен автожир (патент РФ на полезную модель №70220), содержащий фюзеляж с кабиной пилота, трехопорное шасси с хвостовой опорой, силовую установку с тянущим винтом, хвостовое оперение с рулем направления, связанным проводкой управления с педалями в кабине пилота, и стабилизатором, несущий винт, управляющийся при помощи органа управления самолетного типа, размещенного в кабине пилота, и механизм раскрутки, отличающийся тем, что силовая установка с тянущим винтом расположена перед кабиной пилота, орган управления несущего винта, размещенного на пилоне, выполнен в виде штурвала, при этом механизм раскрутки несущего винта выполнен в виде гидромотора, запускаемого при помощи крана, размещенного в кабине пилота, стабилизатор выполнен переставным электрическим с возможностью пространственного изменения положения фюзеляжа, основная опора выполнена торсионной, а задняя - в виде амортизатора.
Однако не может быть осуществлена безопасность работы тянущего винта на земле из-за отсутствия экранирования. Невысокая надежность управления несущим винтом из-за большого количества элементов, входящих в систему управления. Невозможно увеличить КПД силовой установки при использовании данной конструкции.
Данная полезная модель выбрана авторами за прототип.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая модель, является создание автожира, отвечающего характеристикам устойчивости и управляемости на всех режимах полета, увеличение КПД силовой установки за счет использования кольцевой насадки, путем снижения потери на винте, безопасность эксплуатации, приращение подъемной силы при взлете и посадке.
Техническая задача решена за счет того, что заявляемый автожир, содержит фюзеляж с балочным силовым каркасом и с трехопорным шасси, силовую установку, несущий винт, расположенный на пилоне, хвостовое оперение, руль направления, орган управления несущим винтом, механизм раскрутки несущего винта, винт горизонтального перемещения, при этом винт горизонтального перемещения выполнен в виде толкающего винта, а хвостовое оперение выполнено в виде кольцевого канала, в котором размещен толкающий винт, при этом руль направления выполнен в виде плоскости и размещен в задней части кольцевой насадки с расположением перпендикулярно оси силовой установки, причем силовая установка расположена в фюзеляже между пилоном и кольцевой насадкой, при этом управление системой электрической раскрутки осуществляют с помощью электродвигателя, а управление несущим винтом снабжено дополнительно системой изменения общего шага несущего винта.
Перечень фигур
Сущность полезной модели подтверждается чертежами, где
На фиг. 1. схематично изображен вид сбоку автожира
На фиг. 2. Схематично изображен вид спереди автожира.
Сущность полезной модели
Автожир представляет собой фюзеляж 1 с балочным силовым каркасом.
Автожир включает в себя кабину пилота 2, закрытую прозрачным пластиковым фонарем, силовую установку 3, и винт горизонтального перемещения, выполненный как толкающий винт 4 в кольцевой насадке 5 с рулем направления 6. Кольцевая насадка 5 выполняет роль хвостового оперения, обеспечивает устойчивость автожира на всех режимах полета, увеличивает безопасность на земле за счет экранирования толкающего винта, уменьшает винтовой шум и создает дополнительную тягу за счет образования системы «винт в кольце». Таким образом обеспечивается увеличение КПД силовой установки за счет использования кольцевой насадки, путем снижения потери на винте создает приращение подъемной силы при взлете и посадке. Руль направления 6 выполнен в виде плоскости и размещен в задней части кольцевой насадки 5 с расположением перпендикулярно оси силовой установки 3.
Несущий винт 7, размещенный на пилоне 8 сверху над фюзеляжем 1, имеет рычажную систему управления 9, выполненную в виде двух рычагов, шарнирно соединенных между собой с ручкой управления 10, и электрическую систему раскрутки и торможения несущего винта 7 - механизм раскрутки несущего винта 7, выполненную в виде электродвигателя 11 и токопроводящих кабелей (на фиг не показаны). Использование рычажной системы 9 управления несущим винтом, выполненной из двух рычагов, уменьшает вес системы за счет уменьшения количества элементов, повышает жесткость системы, одновременно снижаются люфты за счет использования меньшего количества элементов рычажной системы управления несущим винтом по сравнению с прототипом, что приводит к лучшему срабатыванию системы. Электрическая система раскрутки, используемая в заявленной полезной модели существенно упрощает эксплуатацию автожира и облегчает пилотирование. Силовая установка 3, расположена в фюзеляже между пилоном 8 и кольцевой насадкой и зафиксирована, например, в двух точках на пилоне и в третьей точке на балочном силовом каркасе.
Система управления несущим винтом 7 выполнена с обеспечением изменения вектора подъемной силы по направлению «крен-тангаж» ручкой управления 10, а по величине с помощью рычага общего шага 12 (то есть рычагом общего шага 12 осуществляется управление общим шагом лопастей несущего винта 7, путем изменения общего шага лопастей несущего винта 7), то есть дополнительно введена система изменения общего шага.
Трехопорная система шасси выполнена в виде основного шасси 13, имеющего два колеса, и хвостового колеса 14, выполненного управляемым, что обеспечивает выполнение взлетов и посадок. Колеса основного шасси 13 имеют тормоза (на фиг не показаны), обеспечивающие возможность руления и перемещения по земле. Рукоятка газа 15 обеспечивает управление силовой установкой. Электродвигатель 11 управляется через токопроводящие кабели (на фиг не показаны) кнопкой, расположенной на рычаге общего шага (на фиг. не показан).
На фиг. 1. - положение I - максимальное отклонение несущего винта 7 при взлете и торможении, положение II - полетное положение несущего винта 7, ось III - строительная горизонтальная ось автожира, ось IV - ось вектора тяги и соответственно центральная ось силовой установки 3, кольцевой насадки 5, толкающего винта 6. Угол между строительной горизонтальной осью автожира III и осью вектора тяги IV выбирают до 5°.
Предлагаемый автожир отличается от имеющихся моделей повышенной системой безопасности пользования за счет экранирования кольцевой насадкой 5 толкающего винта 4. Одновременно обеспечивается возможность взлета и посадки за счет управления общим шагом лопастей несущего винта 7, создавая приращение подъемной силы.
Работа автожира
После посадки в кабину пилота 2, пилот запускает двигатель, размещенный в хвостовом отсеке фюзеляжа 1 с помощью силовой установки 3 и начинает его прогрев до температуры, рекомендованной изготовителем двигателя.
Затем рычагом общего шага 12, размещенным в кабине пилота 2, включают систему раскрутки несущего винта 7. Обороты двигателя при этом поддерживаются с помощью рукоятки газа 15, размещенной на рычаге общего шага 12 с таким расчетом, чтобы обороты несущего винта 7 составляли 120-150% от полетных.
После этого дают полный газ двигателя силовой установки 3, отпускают тормоза основного шасси 13 (на фиг не показаны) и автожир начинает двигаться вперед. Ручкой управления 10 рычажной системы управления 9 берут на 2/3 хода «на себя» а общий шаг несущего винта увеличивают до 4-5° рычагом общего шага 12. Автожир при этом плавно отделяется от земли и начинает набор высоты. При взятии общего шага начинается падение оборотов несущего винта 7 до 90-100% от полетных, после этого общий шаг несущего винта 7 плавно уменьшают до 2-3°.
При этом несущий винт 7 выходит на устойчивый режим авторотации, то есть на полетный режим (положение II оси несущего винта, см. фиг. 1).
Скорость полета устанавливают ручкой управления 10 рычажной системы управления 9, а скороподъемность (вертикальная скорость набора высоты или снижения) - изменением оборотов и мощности двигателя с помощью рукоятки газа 14, находящейся на рычаге общего шага 12.
Посадка автожира выполняется с помощью следующих операций: уменьшают обороты двигателя силовой установки 3 до малого газа посредством рукоятки газа 15 на рычаге общего шага 12, перемещают с помощью ручки управления 10 рычажной системы управления 9 несущим винтом 7 в положение «на себя», увеличивая таким образом угол атаки несущего винта 7 (в пределах от положения II до положения I оси несущего винта). С уменьшением скорости полета автожир начинает снижение по траектории до касания земли на трехопорное шасси 13, 14.
После остановки автожира обороты несущего винта 7 гасят увеличением общего шага рычагом общего шага 12 вверх и последующим торможением несущего винта 7 электродвигателем 11 до полной остановки несущего винта 7.
Преимущества заявленной полезной модели по сравнению с прототипом.
1. Обеспечение улучшения устойчивости автожира на всех режимах полета, увеличение безопасности на земле, уменьшение винтового шума за счет использования кольцевой насадки.
2. Применение рычажной системы управления несущим винтом уменьшает вес системы за счет уменьшения количества элементов, повышается жесткость системы, снижаются люфты за счет использования меньшего количества элементов рычажной системы управления несущим винтом по сравнению с прототипом, что приводит к лучшему срабатыванию системы.
3. Электрическая система раскрутки, используемая в заявленной полезной модели существенно упрощает эксплуатацию автожира и облегчает пилотирование.
Сказанное выше позволяет сделать вывод о том, что поставленная техническая задача решена.
Промышленная применимость
Все детали и узлы, составляющие данное устройство автожира производятся промышленностью, поэтому данная полезная модель промышленно применима.
Перечень позиций
Фюзеляж
1
кабина пилота
2
силовая установка
3
толкающий винт
4
кольцевая насадка
5
руль направления
6
несущий винт
7
пилон
8
рычажная система управления
9
ручка управления
10
электродвигатель
11
рычаг общего шага
12
основное шасси
13
хвостовое колесо
14
рукоятка газа
15