СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ САМОЛЕТА ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ
METHOD OF CONVERSION OF VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к винтокрылым летательным аппаратам, и может быть использовано при создании самолетов вертикального взлета и посадки для существенного увеличения скорости, а также уменьшения расхода топлива и увеличения дальности полета.
Известны самолеты вертикального взлета и посадки (Ружицкий Е.И. Американские самолеты вертикального взлета. - М.: Астрель, ACT, 2000 - 192 с. [1]), наиболее известным представителем которых является V-22 «Osprey», имеющий ограничение по скорости до 550 км/ч из-за использования одних и тех же винтов в качестве и несущих, и тянущих, малую грузоподъемность и большой расход топлива, определяющий дальность полета.
Прототипом предлагаемого изобретения может быть вертолет-самолет фирмы Райан (США) «Дискротор» (Обзоры. Переводы. Рефераты. №296 / Ред. Е.И. Ружицкий. ЦАГИ. Бюро научно-технической информации, 1969 г. - с.44), имеющий дискообразный обтекатель втулки несущего винта, в который убираются лопасти при полете с большой скоростью, превращая диск в дополнительное крыло.
Недостатком такого самолета является расположение диска-крыла, имеющего низкое аэродинамическое качество в потоке воздуха в крейсерском полете. Это вызывает большое аэродинамическое сопротивление самолета, снижение его скорости, увеличение расхода топлива и уменьшение дальности полета.
Предлагаемое изобретение решает задачу снижения лобового сопротивления самолета вертикального взлета и посадки, сведения к нулю доли сопротивления диска в сопротивлении самолета в целом, задачу увеличения скорости самолета, вплоть до сверхзвуковой, при меньшей тяге двигателя, уменьшения расхода топлива и увеличения дальности полета.
Поставленная задача достигается тем, что диск располагают в центроплане крыла практически традиционного самолета высокоплана. При этом аэродинамические обводы верхней части диска и центроплана крыла самолета выполняют совпадающими, удовлетворяющими лишь осевой симметрии диска и минимальному повышению лобового сопротивления самолета. Диск разрезают параллельно диаметральной плоскости, оставляя возможность совместного вращения верхней части диска, в которой размещают лопасти и которую на взлете и посадке выдвигают из центроплана в поток, а также нижней части, которую вращают от двигателя самолета. Нижняя часть диска служит вращающейся опорой при выдвижении верхней части в поток, в ней располагают систему уборки и выпуска лопастей и систему их управления.
На режимах взлета и посадки верхнюю часть диска выдвигают из центроплана крыла в поток, прикладывая усилия со стороны нижней части диска, раскручивают диск, выпускают лопасти, превращая диск в несущий винт. Вращение диска выполняют через редуктор или реактивными силами от маршевых двигателей самолета. Выпуск лопастей начинают с появлением соответствующих сил инерции при вращении диска, уборка лопастей осуществляется за счет кинетической энергии вращения диска.
Для пояснения технической сущности рассмотрим чертежи:
фиг.1 - вид самолета в плане с убранным в центроплан крыла диском,
фиг.2 - вид самолета с выдвинутым из центроплана диском, где:
1 - диск (верхняя часть);
2 - центроплан крыла;
3 - крыло;
4 - нижняя часть диска;
5 - механизмы выдвижения верхней части диска, управления и уборки лопастей;
6 - лопасть несущего винта;
7 - двигатель;
8 - фюзеляж.
Реализация предлагаемого способа.
Перед взлетом самолета вертикального взлета и посадки с диском, у которого диск убран из потока и помещен в центроплан 2 крыла 3 (фиг.1), выдвигают верхнюю часть диска 1 из центроплана 2 (фиг.2), воздействуя на нее со стороны нижней части диска 4, раскручивают верхнюю часть диска 1, вращение которой передается от нижней части 4 синхронно. С появлением соответствующих центробежных сил выдвигают из верхней части диска 1 лопасти 6 и за счет образовавшегося из лопастей 6 несущего винта начинают вертикальный взлет.
С набором необходимой высоты, или сразу после отрыва от взлетно-посадочной поверхности, постепенно переводят часть мощности двигателей 7 на горизонтальную тягу и после набора скорости полета, позволяющей лететь на крыле 3, втягивают лопасти 6 в верхнюю вращающуюся часть диска 1, используя кинетическую энергию вращения, останавливают вращение верхней части диска 1 и убирают ее в центроплан 2, прикладывая усилия со стороны нижней части диска 4. Набирают скорость в соответствии с возможностями самолета и двигателей 7. При этом диск не создает аэродинамического сопротивления полету.
Перед посадкой снижают скорость полета, выдвигают верхнюю часть диска 1, раскручивают ее, передавая вращение от нижней части 4, выдвигают лопасти 6, производят вертикальную посадку на несущем винте, втягивают лопасти 6 в верхнюю часть диска 1, останавливают ее вращение и убирают в центроплан 2 крыла 3. Полет закончен.