Автожир с возможностью вертикального взлета
AUTOGYRO WITH POSSIBILITY OF VERTICAL TAKE-OFF

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к автожирам.
Известно, что автожир был изобретен испанцем Сиервой (1. Камов Н.И. Винтовые летательные аппараты. - М. Оборонгиз, 1948. - 207 с.) в 20-годы прошлого века. Летательный аппарат имел несущий винт (ротор), который вращался от набегающего потока воздуха. Для движения и полета имелся двигатель с тянущим винтом, типа самолетного. Для взлета требовался разбег для раскрутки несущего винта до полетных оборотов. Для сокращения взлета предусматривалась предварительная раскрутка несущего винта от двигателя с помощью трансмиссии. Был предложен и вертикальный взлет в виде прыжка, за счет увеличенной раскрутки несущего винта на малых углах установки лопастей, с последующим увеличением угла и прыжкового взлета за счет запаса энергии ротора. Автожиры с прыжковым взлетом строятся и сегодня (2. Carter Gyro взлетает вертикально (http://www.wing.com.ua/index.php.?option=com_rd_rss@id=1).
В 50 е годы прошлого века американцем Игорем Бенсоном был создан новый тип легкого автожира, который получил большое распространение (3. Автожиры Игоря Бенсена. Часть 2 (http:www.lightwings.org.ua/sobytiya/avtozhiri-igorya-bensena-chast-2.html).
Автожир Бенсена имеет двух лопастной ротор с жестким креплением лопастей и специальным (качельным) подвесом.
Благодаря этому автожир легко управляем, устойчив в полете и получил широкое распространение. Но для взлета автожира требуется разбег, для ускорения взлета применяется предварительная раскрутка ротора от двигателя с помощью трансмиссии. Автожир Бенсена наиболее близок к предлагаемому решению.
Целью изобретения является обеспечение вертикального взлета с сохранением всех преимуществ в виде легко управляемого и устойчивого полета автожира.
Поставленная задача обеспечения возможности вертикального взлета решается с помощью автожира имеющего корпус с пилоном, с установленным на нем ротором. К корпусу прикреплен хвостовой толкающий винт, с приводом от двигателя с помощью вала. К хвостовой части корпуса крепится хвостовое оперение с помощью съемных стержней.
Двигатель автожира имеет подключаемый редуктор, для привода несущего винта с помощью валов, углового редуктора с муфтой свободного хода, позволяющий передавать полную мощность двигателя на ротор, а так же постоянный привод толкающего винта с помощью вала. Хвостовое оперение имеет развитые вертикальные поверхности с рулями направлениями и горизонтальное оперение с рулем высоты.
Конструкция втулки ротора позволяет изменять углы установки лопастей за счет конструкции крепления лопастей. Толкающий винт автожира установлен на хвостовой части корпуса автожира и втулка винта имеет возможность изменять шаг винта.
Ниже показан один из возможных вариантов автожира с возможностью вертикального взлета.
На фиг. 1 показан общий вид автожира.
На фиг. 2 показан вид сверху автожира.
На фиг. 3 показано положение хвостового оперения при вертикальном взлете.
На фиг. 4 показан вид сбоку втулки несущего винта.
На фиг. 5 показан вид спереди втулки несущего винта
На фиг. 6 показан вид сверху втулки крепления лопастей несущего винта.
На фиг. 7 показан вид сверху на крепление втулки несущего винта.
На фиг. 8 показано в сечении положение лопасти несущего винта в полетном положении.
На фиг. 9 показано в сечении положение лопасти несущего винта при вертикальном взлете.
Автожир состоит из корпуса 1, фиг. 1, стойки пилона 2, втулки ротора 3, ротора 4, толкающего винта 5, хвостового оперения 6, трехколесного шасси 7. Хвостовое оперение крепится к корпусу с помощью стержней 8. В корпусе установлен двигатель с редуктором 9. Редуктор имеет трансмиссию, состоящую из вала 10, соединяющего редуктор с угловым редуктором 11, имеющий муфту свободного хода. Угловой редуктор соединен карданным валом с шлицевым соединением 12 с валом 17 втулки несущего винта. Карданный вал 12 передает мощность двигателя на несущий винт и позволяет управлять втулкой несущего винта с помощью тяг управления 13, соединенных с ручкой управления автожира 14. Трансмиссия позволяет передавать полную мощность двигателя на несущий винт автожира с сохранением возможности управления несущим винтом и имеет механизм отключения трансмиссии от несущего винта. Двигатель постоянно соединен с толкающим винтом 5 с помощью вала 16. Толкающий винт имеет механизм изменения шага за счет конструкции втулки винта.
Втулка несущего винта фиг. 4 имеет вал 17 который вращается в подшипниках, установленных во втулке 18. Втулка 18 закреплена шарнирно в рамке 19, которая в свою очередь закреплена шарнирно с помощью кронштейнов 20 к основанию 22 пилона корпуса автожира. К втулке 18 прикреплен неподвижно рычаг 23, который позволяет с помощью тяг 13 позволяет управлять несущим винтом автожира. К оси втулки 17 с помощью щек 24 и траверсы 25 крепятся лопасти автожира 26. Лопасти автожира крепятся к траверсе с помощью пластин 27. Пластины прикреплены к траверсе с помощью кронштейнов 28, которые установлены с помощью оси 29.
Конструкция крепления лопастей позволяет изменять угол установки в полете за счет осевого упорного подшипника и механизма 30.
Хвостовое оперение 6 крепится к хвостовой части корпуса стержнями 8 и вынесено за плоскость несущего винта. Состоит из центрального вертикального оперения с рулем направления с управлением от педалей пилота, горизонтального управления с рулем высоты и боковых вертикальных рулей с рулями направления. Хвостовое оперение 5 имеет увеличенные размеры для обеспечения компенсации реактивного момента несущего винта при вертикальном взлете. Конструкция позволяет фиксировать хвостовое оперение в отклоненном положении фиг. 3, при этом боковые рули фиксируются в отклоненном положении, а центральный руль сохраняет возможность управления автожиром от педалей.
Автожир работает следующим образом.
Автожир может взлетать обычным образом с разбегом. В этом случае трансмиссия раскручивает несущий винт до определенных оборотов и отключается, затем автожир взлетает за счет тяги толкающего винта. Посадка осуществляется обычным образом.
Для вертикального взлета выполняются следующие операции одновременно или последовательно.
Лопасти несущего винта устанавливаются на взлетный угол (увеличенный) механизмом 30, фиг. 9.
Лопасти толкающего винта устанавливаются на малый шаг втулкой винта. Хвостовое оперение устанавливается в фиксированном отклоненном положении фиг. 3, при этом центральный руль направления управляется от педалей пилота, установленные в кабине.
Пилот автожира запускает двигатель и подключает трансмиссию, при этом происходит раскрутка несущего винта. Затем двигатель выводится на максимальную мощность и автожир вертикально взлетает за счет тяги несущего винта. При этом толкающий винт работает на малой тяге, достаточной для компенсации реактивного момента несущего винта за счет обдува хвостового оперения. Автожир взлетает и набирает высоту и скорость для безопасного полета. После этого лопасти несущего винта устанавливаются в полетное положение (установочный угол лопастей уменьшается) фиг. 8 механизмом 30, трансмиссия привода несущего винта отключается. Лопасти толкающего винта 5 увеличивают шаг втулкой винта для создания максимальной тяги, хвостовое оперение устанавливается в нейтральное положение. Автожир переходит в обычный авторотирующий полет. Посадка осуществляется обычным образом.