САМОЛЕТ
AIRCRAFT

Изобретение относится к области авиастроения, в частности, к моделированию самолетов вертикального взлета и посадки гражданского назначения.
Известен самолет, содержащий кабину управления, фюзеляж с вертикально расположенным каналом, имеющим входное и выходное отверстия, хвостовое оперение, прикрепленные к фюзеляжу крылья с напорными соплами на концах, силовую установку, шасси [1]. В составе силовой установки такого самолета может быть использован роторный нагнетатель воздуха [2].
Задача изобретения заключается в расширении модельного ряда самолетов вертикального взлета и посадки.
Технический результат достигается тем, что в самолете вертикального взлета и посадки, содержащем кабину управления, фюзеляж с вертикально расположенным каналом, имеющим входное и выходное отверстия, хвостовое оперение, прикрепленные к фюзеляжу крылья с напорными соплами на концах, силовую установку, шасси, отличающийся тем, что канал выполнен щелевым и расположен вдоль фюзеляжа, причем в канале расположен роторный нагнетатель для всасывания наружного воздуха и выброса его вертикально вниз. Канал разделен поперечными перегородками на секции, одна из которых сообщается воздуховодами с напорными соплами. Роторы нагнетателя для всасывания наружного воздуха и выброса его вертикально вниз, выполнены полыми. Полости роторов заполнены газом легче воздуха.
На фиг. 1 и 4 изображен общий вид модели самолета вертикального взлета и посадки; на фиг. 2 показано сечение фиг. 1 плоскостью Q; на фиг. 3 изображена поперечная перегородка; на фиг. 5 показано сечение фиг. 4 плоскостью R.
Самолет (фиг. 1 и 4) вертикального взлета и посадки содержит кабину 1 управления, фюзеляж 2, хвостовое оперение 3, прикрепленные к фюзеляжу крылья 4, расположенную в фюзеляже силовую установку (не показана), прикрепленные к крыльям маршевые двигатели 5, колесное шасси 6. На концах крыльев установлены напорные сопла 7. Вдоль фюзеляжа расположен вертикально канал 8 с входным 9 и выходным 10 отверстиями в виде прямоугольной щели (фиг. 2). Со стороны входного отверстия канала установлена защитная решетка 11. У входного и выходного отверстий канала могут быть установлены поворотные створки 12. В канале расположен нагнетатель 13 для всасывания наружного воздуха и выброса его вертикально вниз, имеющий закрепленные на валу (оси) 14 роторы 15. Вал соединен с приводом силовой установки, выполненной в виде двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя и генератора электрического тока. Роторы выполнены полыми с возможностью вращения с переменной скоростью. Полости 16 роторов могут быть заполнены газом легче воздуха. Канал и расположенный в нем роторный нагнетатель для всасывания наружного воздуха и выброса его вертикально вниз разделен поперечными перегородками 17, на секции 18, например, на носовую секцию 18a, центральную секцию 18b, хвостовую секцию 18с. Каждая перегородка (фиг. 3) имеет встроенные опорные подшипники 19 для установки вала (оси). Одна из секций, например, центральная, сообщается воздуховодами 20 (фиг. 5) с напорными соплами, расположенными на концах крыльев. Воздуховоды могут быть снабжены клапанами 21, регулирующими подачу воздуха в сопла.
Самолет вертикального взлета и посадки гражданского назначения (фиг. 1 и 4) выполняют беспилотным или пилотируемым одним человеком.
Изготавливают модель, экспериментальный образец самолета, содержащего фюзеляж 2 с кабиной 1 управления и хвостовым оперением 3. Вдоль фюзеляжа устраивают вертикальный канал 7 с входным 8 и выходным 9 отверстиями в виде прямоугольной щели. К фюзеляжу V-образно прикрепляют крылья (прямые, стреловидные) 4 с напорными соплами 7 на концах. Профиль крыла традиционный (Н.Е. Жуковского). На крылья устанавливают турбовинтовые или поршневые двигатели 5. Шасси изготавливают колесным неубирающимся.
Из тонкостенного листового материала изготавливают роторный нагнетатель 13 для всасывания наружного воздуха и выброса его вертикально вниз (фиг. 2), содержащий валы (оси) 14 и полые роторы 15. Роторы могут быть изготовлены из сопряженных фрагментов тонкостенных труб. Полости 16 роторов заполняют негорючим газом легче воздуха (гелием, аммиаком). Из алюминиевых, титановых сплавов изготавливают поперечные перегородки 17 с встроенными подшипниками 19 качения для установки вала (оси).
Роторный нагнетатель для всасывания наружного воздуха и выброса его вертикально вниз устанавливают в вертикальный канал фюзеляжа так, чтобы поперечные перегородки разделяли его на секции 18, например, на носовую секцию 18a, центральную секцию 18b, хвостовую секцию 18с/ Вал роторного нагнетателя соединяют с приводом силовой установки (не показана), которая может быть расположена в носовой или хвостовой части фюзеляжа. У входного отверстия вертикального канала в фюзеляже устанавливают защитную решетку 11. Возможна установка у входного и выходного отверстий вертикального канала поворотных створок 12. Центральную секцию канала с роторным нагнетателем соединяют воздуховодами 20 (фиг. 5) с напорными соплами, расположенными на концах крыльев. Воздуховоды снабжают клапанами 21, регулирующими подачу воздуха в сопла.
Стоящий на какой-либо площадке (грунтовой, асфальтированной) самолет вертикально поднимают в воздух. Из кабины управления открывают поворотные створки для свободного перемещения воздуха через вертикальный канал в фюзеляже. Включают роторный нагнетатель для всасывания наружного воздуха и выброса его вертикально вниз. При этом наружный воздух всасывается через входное отверстие канала, создавая зону разряжения воздуха над фюзеляжем по его длине, и выбрасывается вертикально вниз, создавая зону положительного давления под фюзеляжем. Горизонтальное положение самолета или его наклон обеспечивают струи воздуха исходящие из напорных сопел на концах крыльев. При наборе заданной высоты полета включают маршевые двигатели, выключают роторный нагнетатель, закрывают створки. Режим вертикальной посадки самолета выполняют в обратном порядке.
При отсутствии поворотных створок в конструкции самолета роторный нагнетатель не выключают, но уменьшают частоту вращения его роторов. В нелетных условиях самолет, не имеющий поворотных створок на фюзеляже, защищают (например, покрывают брезентом) от попадания в роторный нагнетатель снега, града, капель дождя.
Изобретение расширяет модельный ряд самолетов вертикального взлета и посадки.
Источники информации
1. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский. - М: Советская энциклопедия, 1976. - С. 436 (рис. 4, сверху).
2. Энциклопедический словарь юного техника. Сост. Б.В. Зубков, С.В. Чумаков. - М.: Педагогика, 1980. - С. 114.