Реактивный поворотный несуще-тяговый воздушный винт высокоскоростного бескрылого самолета короткого взлета и посадки

Полезная модель относится к РЕАКТИВНЫМ ПОВОРОТНЫМ НЕСУЩЕ-ТЯГОВЫМ ВОЗДУШНЫМ ВИНТАМ ПИТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ.
Аналогом и, соответственно, прототипом является реактивный поворотный несуще-тяговый воздушный винт * Бескрылого самолета короткого взлета и посадки с электрической силовой установкой* по патенту на ПМ №198450. Препятствием к достижению высокой скорости горизонтального полета самолета снабженного реактивным поворотным несущее-тяговым воздушным винтом является то, что в области концевых сечений, связанных концами стреловидно расположенных лопастей воздушного винта самолета по патенту на ПМ №198450, течение потока воздуха осложнено влиянием близко расположенных лопастей, что приведет к резкому уменьшению КПД винта, т.к. в несуще-тяговом винте основной вклад в создание силы тяги винта создает область концевых сечений лопастей. Задачей технического решения является повышение горизонтальной скорости бескрылого самолета снабженного реактивным поворотным несуще-тяговым воздушным винтом до высоких дозвуковых значений. Поставленная цель достигается тем, что *РЕАКТИВНЫЙ ПОВОРОТНЫЙ НЕСУЩЕ-ТЯГОВЫЙ ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО БЕСКРЫЛОГО САМОЛЕТА КОРОТКОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ* включающий реактивный поворотный несуще-тяговый воздушный винт фиксированного шага лопастей, содержащий опорные силовые лопасти и две группы стреловидно расположенных лопастей жестко связанных между собой концами отличающийся тем, что на конструкции силовых фрагментов лопастей реактивного поворотного несуще-тягового воздушного винта фиксированного шага лопастей жестко закреплены широкохордные лопасти саблевидной формы с углом стреловидности на периферии винта ~ 50-60 градусов, дополнительно конструкция связанных между собой концами пар стреловидно располженных лопастей, в диапазоне ~ от R до 0,7 R, выполнена в виде концевого отсека одной общей широкохордной лопасти саблевидной формы, а винтомоторные электрические силовые установки с малогабаритными винтами закреплены на свободных участках стреловидно расположенных лопастей.
Между достигаемым техническим эффектом и существом предложения имеется следующая причинно-следственная связь:
1. Устранено взаимовлияние двух связанных между собой концами лопастей.
2. Известно, что стреловидность увеличивает длину поточной хорды и пропорционально уменьшает вектор скорости притекания потока к сечению аэродинамического профиля лопасти, а большой угол стреловидности лопастей позволяет увеличить горизонтальную скорость полета и существенно увеличить окружную скорость вращения винта.
3. Работа несущее-тягового винта, при повороте оси винта на 50-60 градусов, позволяет рассматривать его работу как работу тягового винта, а известно, что испытания тяговых воздушных винтов с широкохордными лопастями саблевидной формы на современных самолетах позволило достичь скорости полета почти 1000 км/час.
На чертеже изображена схема устройства РЕАКТИВНОГО ПОВОРОТНОГО НЕСУЩЕ-ТЯГОВОГО ВОЗДУШНОГО ВИНТА фиксированного шага лопастей высокоскоростного бескрылого самолета короткого взлета и посадки. Из рассмотрения схемы винта видно, что на периферии винта, в области от R до 0,7R, концы связанных между собой пар стреловидно расположенных лопастей (1) выполнены в виде одного общего концевого отсека широкохордной лопасти саблевидной формы (2), а электродвигатели (3) винтомоторных электрических силовых установок закреплены на стреловидно расположенных лопастях.
Винт содержит четыре концевых отсека широкохордных лопастей (2) и четыре полных широкохордных лопастей саблевидной формы (4).
Работа воздушного винта самолета рассматривалась при наклоне оси винта на угол 50 градусов. При расчете утрированно принималось, что суммарная скорость притекания потока воздуха к аэродинамической поверхности концевого сечения широкохордной лопасти саблевидной формы на периферии винта и притекание потока к стреловидно расположенной лопасти, на радиусе 0,7 R. где суммарный вектора окружной скорости вращения винта и вектора скорости горизонтального полета равен квадратному корню из суммы квадратов этих скоростей. При расчете окружная скорость вращения концов лопастей винта принята равной 180-250 м/сек, а горизонтальной скорости полета 1000 км/час (278 м/сек). При этом расчетные скорости суммарных векторов притекания потока воздуха не превысили допустимой величины равной ~ 265 м/сек.
Т.к. стреловидно расположенные лопасти создают только жесткую связь между широкохордными лопастями, их размеры должны быть минимизированы. Учитывая резкое сокращение профильного сопротивления бескрылого самолета по сравнению со схемами винтокрылов, в связи отсутствием потерь от обдувки крыла винтом (~ 20% силы тяги винта) и при наклоне винта, за счет уменьшения потерь от обдувки винтом фюзеляжа, При наклоне винта на 50 - 60 градусов воздушный винт следует рассматривать как тяговый. Такие винты способны развивать горизонтальную скорость самолета до ~ 1000 км/час.
ВЫВОДЫ:
Жесткая конструкция всего воздушного винта и самих лопастей позволяет использовать отсеки широкохордных лопастей саблевидной формы с углами стреловидности на периферии более 60 градусов. Это и является основным преимуществом винта по сравнению с известными воздушными винтами с широкохордными лопастями саблевидной формы.
Одновременно существенно уменьшится взаимовлияние близко расположенных лопастей винта, полное отсутствие динамической крутки и появляется надежда на создание, в перспективе, СВЕРХЗВУКОВОГО МАЛОШУМНОГО БЕСКРЫЛОГО САМОЛЕТА КОРОТКОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ.