МОДУЛЬНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к области авиационной техники, в частности к конструкции и эксплуатации авиационных транспортных средств, предназначенных для региональных перевозок.
Известны транспортные средства самолетного типа модульной конструкции (RU 2297371, 17.01.2002; RU 110716, 1.08.2011; RU 2010144931, 2.11.2010; GB 2455362, 7.12.2007; многоцелевой самолет-амфибия на воздушной подушке "Динго", http://www.aviaport.ru/directory/aviation/dingo/) содержащие фюзеляж, крыло, движители, силовую установку, взлетно-посадочные устройства и перевозящие пассажиров и грузы. Для повышения эффективности перевозок в них используются модульные конструкции пассажирского или грузового отсеков, оборудуются места для перевозки больных, специального груза и т.п., которые монтируются при подготовке к полету в зависимости от полетного задания.
Недостатком этих транспортных средств является большая разнотипность и отсутствие унификации дополнительного оборудования, приводящая к необходимости иметь на одном аэродроме разные типы самолетов, что снижает эффективность региональных перевозок. Другим недостатком является использование при взлете и посадке только специально оборудованных аэродромов или участков водной поверхности.
Известны также транспортные средства вертикального взлета и посадки модульной конструкции различного назначения (RU 2448869, 3.12.2010; US 7946530, 24.052011; вертолеты Ка-26, http://www.airwar.ru/enc/uh/ka26.html#LTH; RU 110715, 27.11.2011), содержащие фюзеляж, несущую систему, силовую установку, взлетно-посадочные устройства. В качестве модулей эти транспортные средства используют крылья, пропульсивные движители, съемные грузовые и пассажирские отсеки.
Недостатком указанных транспортных средств является низкая эффективность при использовании на оборудованных аэродромах, т.к. они имеют большой вес и низкую скорость полета. Недостатком является также и то, что указанные транспортные средства предназначены для решения узкого круга задач.
Ближайшим по типу летательного аппарата аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели является скоростной винтокрыл (патент на полезную модель RU 127038), содержащий фюзеляж с хвостовой балкой и килем, две консоли крыла и два несущих винта, расположенных на консолях крыла и установленных с перекрытием, при этом несущие винты выполнены жесткими. Силовая установка состоит из двух газотурбинных двигателей, которые встроены в корневую часть консолей крыла. На киле спереди установлен тяговый винт, предназначенный для создания дополнительной пропульсивной силы, и выполнено горизонтальное оперение, причем ось тягового винта расположена в плоскости горизонтального оперения. Два газотурбинных двигателя соединены через элементы трансмиссии с несущими винтами и с тяговым винтом. Силовая установка может содержать третий газотурбинный двигатель с возможностью передачи вращения через элементы трансмиссии либо тяговому винту, либо несущим винтам, либо одновременно несущим винтам и тяговому винту.
Недостатком указанного транспортного средства является низкая эффективность при использовании на оборудованных аэродромах, т.к. скоростной винтокрыл разработан для решения узкого круга задач и предназначен для вертикального взлета и посадки с вертолетных площадок. Другим недостатком является ограничение скорости полета из-за наличия несущих винтов.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности летательного аппарата и расширение круга решаемых задач путем создания модульного летательного аппарата самолетного и вертолетного типа с использованием базового транспортного модуля.
Поставленная задача решена за счет того, что модульный летательный аппарат, содержащий фюзеляж с кабиной экипажа, пассажирский и/или грузовой отсек и хвостовую часть, вертикальное и горизонтальное хвостовое оперение, две консоли крыла, силовую установку из двух или трех газотурбинных двигателей, элементы трансмиссии и тянущий винт, установленный перед вертикальным и горизонтальным хвостовым оперением, в соответствии с заявляемой полезной моделью, выполнен в виде базового модуля со средствами для разъемного присоединения двух парных съемных модулей к концевым частям консолей крыла, а парные съемные модули выполнены либо в виде двух несущих винтов, либо в виде двух тянущих винтов, или в виде двух тянущих винтов с элементами удлинения консолей крыла, в соединении каждый со своим редуктором и трансмиссионным валом, либо в виде двух элементов удлинения консолей крыла, и снабжены ответными средствами для присоединения к концевым частям консолей крыла базового модуля.
Причем средства на концевых частях консолей крыла базового модуля и ответные средства для разъемного присоединения съемных модулей включают фланцы для соединения валов трансмиссии и проушины для жесткого присоединения съемных модулей с помощью штифтов.
Базовый модуль содержит все основные системы обеспечения полета летательного аппарата: силовую установку, топливную систему, взлетно-посадочные устройства, систему электроснабжения, систему управления полетом и др. Присоединение к базовому модулю съемных модулей в зависимости от полетной задачи и условий применения позволит повысить эффективность применения транспортных средств и расширить круг решаемых задач при региональных перевозках.
Конструкция модульного летательного аппарата поясняется рисунками, на которых изображено:
Фиг. 1 - базовый модуль;
Фиг. 2 - фрагмент базового модуля;
Фиг. 3 - фрагмент парного съемного модуля: несущий винт со своим редуктором и трансмиссионным валом;
Фиг. 4 - фрагмент парного съемного модуля: боковой тянущий винт со своим редуктором и трансмиссионным валом вместе с элементом удлинения консоли крыла;
Фиг. 5 - фрагмент парного съемного модуля: съемный элемент удлинения консоли крыла;
Фиг. 6 - модульный летательный аппарат вертолетного типа;
Фиг. 7 - модульный летательный аппарат самолетного типа с боковыми тянущими винтами;
Фиг. 8 - модульный летательный аппарат самолетного типа с элементами удлинения консолей крыла.
Базовый модуль летательного аппарата (фиг. 1) содержит фюзеляж 1 с кабиной экипажа 2, пассажирским и/или грузовым отсеком 3 и хвостовой частью 4, вертикальное 5 и горизонтальное 6 хвостовое оперение, две консоли крыла 7, силовую установку 8 из двух или трех газотурбинных двигателей, элементы трансмиссии, состоящей из промежуточных редукторов и трансмиссионных валов (на рисунке не показаны), тянущий винт 9, установленный перед вертикальным 5 и горизонтальным 6 хвостовым оперением. Базовый модуль (фиг. 2) оборудован средствами для разъемного присоединения съемных модулей: фланцем 10 для соединения трансмиссионных валов и проушины 11 для жесткого присоединения съемного модуля с помощью штифтов (на рисунке не показаны).
Парный съемный модуль с несущим винтом 12 (фиг. 3) со своим редуктором и трансмиссионным валом (на рисунке не показаны) содержит ответные средства для разъемного присоединения к концевым частям консоли крыла 7 базового модуля: фланцы 13 для соединения трансмиссионных валов и проушины 14 для жесткого соединения к базовому модулю с помощью штифтов (на рисунке не показаны).
Парный съемный модуль с тянущим винтом 15 (фиг. 4), со своим редуктором и трансмиссионным валом (на рисунке не показаны) и элементом удлинения 18 консолей крыла 7, также содержит ответные средства для разъемного присоединения к концевым частям консолей крыла 7 базового модуля: фланцы 16 для соединения трансмиссионных валов и проушины 17 для жесткого соединения с базовым модулем с помощью штифтов (на рисунке не показаны). Съемный модуль может не содержать элементы удлинения 18 консолей крыла 7.
Парный съемный модуль с элементами удлинения 19 консолей крыла 7 (фиг. 5) содержит ответные средства для разъемного присоединения к концевым частям консолей крыла 7 базового модуля: проушины 20 для жесткого соединения к базовому модулю с помощью штифтов (на рисунке не показаны).
На рисунке фиг. 6 представлена конструкция модульного летательного аппарата вертолетного типа, а на рисунках фиг. 7 и фиг. 8 варианты конструкции модульного летательного аппарата самолетного типа.
Модульный летательный аппарат работает следующим образом. В организацию, занимающуюся региональными перевозками и имеющую оборудованный аэродром и взлетно-посадочную полосу, поставляется один или несколько базовых модулей модульного летательного аппарата и комплекты парных съемных модулей. Специалисты организации, в зависимости от условий применения и полетного задания монтируют на базовый модуль те или иные парные съемные модули.
При перевозке пассажиров и грузов с одного аэродрома на другой применяется парный съемный модуль с удлинением консолей крыла 19 (фиг. 8 и фиг. 5). Подъемная сила такого модульного летательного аппарата самолетного типа создается консолями крыла 7 базового модуля и удлинениями консолей крыла съемных модулей 19. Пропульсивная сила обеспечивается тянущим винтом 9, установленным перед хвостовым оперением и приводящимся в движение от силовой установки 8 с помощью трансмиссии.
Для увеличения скорости полета или веса полезного груза модульного летательного аппарата самолетного типа может применяться парный съемный модуль с тянущим винтом (фиг. 7) или, как вариант, с тянущим винтом 15 с элементом удлинения консоли крыла 18 (фиг. 4). Пропульсивная сила, создаваемая тремя тянущими винтами, позволяет значительно увеличить скорость полета.
При перевозке пассажиров и грузов вне аэродромной сети, на базовый модуль модульного летательного аппарата вертолетного типа устанавливается парные съемные модули с несущим винтом 12 (фиг. 6 и фиг. 3). В режиме вертикального взлета, посадки и висения подъемная сила создается двумя несущими винтами 12, расположенными по поперечной схеме. Несущие винты приводятся во вращение от силовой установки 8 с помощью трансмиссии. Тянущий винт 9 флюгирован. В режиме горизонтального полета подъемная сила создается вертикальной составляющей силы тяги несущих винтов 12 и консолями крыла 7. Пропульсивная сила создается горизонтальной составляющей силы тяги воздушных винтов 12 и силой тяги тянущего винта 9. Управление угловым положением модульного летательного аппарата осуществляется с помощью рулей на вертикальном 5 и горизонтальном 6 хвостовом оперении.