Летательный аппарат вертикального взлета и посадки с конфигурациями наклона крыла - RU2018143878A
Код документа: RU2018143878A
Формула
1. Беспилотный электрический летательный аппарат вертикального взлета и посадки (ВВП), содержащий
фюзеляж, имеющий первую сторону и вторую сторону, противоположную первой стороне;
первое заднее крыло, выполненное с возможностью поворота относительно фюзеляжа и расположенное на первой стороне фюзеляжа;
второе заднее крыло, выполненное с возможностью поворота относительно фюзеляжа и расположенное на второй стороне фюзеляжа;
первое переднее крыло, выполненное с возможностью поворота относительно фюзеляжа и расположенное на первой стороне фюзеляжа;
второе переднее крыло, выполненное с возможностью поворота относительно фюзеляжа и расположенное на второй стороне фюзеляжа;
первый воздушный винт, соединенный с первым передним крылом и расположенный с возможностью обдувать воздухом первое переднее крыло;
второй воздушный винт, соединенный со вторым передним крылом и расположенный с возможностью обдувать воздухом второе переднее крыло;
третий воздушный винт, соединенный с первым задним крылом и расположенный с возможностью обдувать воздухом первое заднее крыло;
четвертый воздушный винт, соединенный со вторым задним крылом и расположенный с возможностью обдувать воздухом второе заднее крыло; и
контроллер, выполненный с возможностью поворачивать каждое из крыльев относительно фюзеляжа из положения горизонтального полета в положение висения, причем, когда первое переднее крыло находится в своем соответствующем положении висения, направление тяги для первого воздушного винта смещено от вертикали, что обеспечивает первую горизонтальную составляющую тяги от первого воздушного винта, при этом, когда второе переднее крыло находится в своем соответствующем положении висения, направление тяги для второго воздушного винта смещено от вертикали, что обеспечивает вторую горизонтальную составляющую тяги от второго воздушного винта, при этом, когда первое заднее крыло находится в своем соответствующем положении висения, направление тяги для третьего воздушного винта смещено от вертикали, что обеспечивает третью горизонтальную составляющую тяги от третьего винта, при этом, когда второе заднее крыло находится в своем соответствующем положении висения, направление тяги для четвертого воздушного винта смещено от вертикали, что обеспечивает четвертую горизонтальную составляющую тяги от четвертого воздушного винта, причем контроллер выполнен с возможностью управления рысканием летательного аппарата путем регулирования тяги для первого, второго, третьего и четвертого воздушных винтов так, чтобы горизонтальные составляющие тяги вызывали движения рыскания летательного аппарата для полета в режиме висения.
2. Летательный аппарат по п. 1, в котором первая горизонтальная составляющая тяги и вторая горизонтальная составляющая тяги противодействуют третьей горизонтальной составляющей тяги и четвертой горизонтальной составляющей тяги, когда каждое из крыльев находится в своем соответствующем положении висения.
3. Летательный аппарат по п. 1, в котором первый воздушный винт установлен на конце первого переднего крыла, а второй воздушный винт установлен на конце второго переднего крыла.
4. Летательный аппарат по п. 1, дополнительно содержащий
пятый воздушный винт, соединенный с первым передним крылом и расположенный с возможностью обдувать воздухом первое переднее крыло;
шестой воздушный винт, соединенный со вторым передним крылом и расположенный с возможностью обдувать воздухом второе переднее крыло;
седьмой воздушный винт, соединенный с первым задним крылом и расположенный с возможностью обдувать воздухом первое заднее крыло; и
восьмой воздушный винт, соединенный со вторым задним крылом и расположенный с возможностью обдувать воздухом второе заднее крыло.
5. Летательный аппарат по п. 1, в котором первое переднее крыло имеет первую подвижную поверхность управления полетом, при этом второе переднее крыло имеет вторую подвижную поверхность управления полетом, при этом первое заднее крыло имеет третью подвижную поверхность управления полетом, при этом второе заднее крыло имеет четвертую подвижную поверхность управления полетом, причем контроллер выполнен с возможностью регулирования каждой из подвижных поверхностей управления полетом для управления движениями рыскания летательного аппарата для полета в режиме висения.
6. Летательный аппарат по п. 5, в котором контроллер выполнен с возможностью регулирования по меньшей мере одной из подвижных поверхностей управления полетом для управления тангажом или креном летательного аппарата во время горизонтального полета.
7. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки (ВВП), содержащий
фюзеляж;
множество крыльев, соединенных с фюзеляжем в конфигурации с тандемным расположением крыльев, причем множество крыльев включает в себя по меньшей мере одно заднее крыло, выполненное с возможностью поворота относительно фюзеляжа, и по меньшей мере одно переднее крыло, выполненное с возможностью поворота относительно фюзеляжа;
первое движительное устройство, соединенное с передним крылом;
второе движительное устройство, соединенное с задним крылом; и
контроллер, выполненный с возможностью поворачивать переднее крыло относительно фюзеляжа из первого положения для горизонтального полета во второе положение для полета в режиме висения, причем, когда переднее крыло находится во втором положении, направление тяги для первого движительного устройства смещено от вертикали, что обеспечивает первую горизонтальную составляющую тяги от первого движительного устройства, контроллер дополнительно выполнен с возможностью поворачивать заднее крыло относительно фюзеляжа из третьего положения для горизонтального полета в четвертое положение для полета в режиме висения, причем, когда заднее крыло находится в четвертом положении, направление тяги для второго движительного устройства смещено от вертикали, что обеспечивает вторую горизонтальную составляющую тяги от второго движительного устройства, причем контроллер выполнен с возможностью управлять рысканием летательного аппарата при полете в режиме висения на основании первой горизонтальной составляющей тяги и второй горизонтальной составляющей тяги.
8. Летательный аппарат по п. 7, в котором первая горизонтальная составляющая тяги противодействует второй горизонтальной составляющей тяги, когда переднее крыло находится во втором положении для полета в режиме висения, а заднее крыло находится в четвертом положении для полета в режиме висения.
9. Летательный аппарат по п. 8, в котором фюзеляж имеет первую сторону и вторую сторону, противоположную первой стороне, при этом переднее крыло расположено на первой стороне фюзеляжа, а заднее крыло расположено на второй стороне фюзеляжа так, что момент крена, создаваемый вертикальной составляющей тяги первого движительного устройства, когда переднее крыло находится во втором положении для полета в режиме висения, противодействует моменту крена, создаваемому вертикальной составляющей тяги второго движительного устройства, когда заднее крыло находится в четвертом положении для полета в режиме висения.
10. Летательный аппарат по п. 9, в котором центр тяжести летательного аппарата находится между передним крылом и задним крылом, так что момент тангажа, создаваемый вертикальной составляющей тяги первого движительного устройства, когда переднее крыло находится во втором положении для полета в режиме висения, противодействует моменту тангажа, создаваемому вертикальной составляющей тяги второго движительного устройства, когда заднее крыло находится в четвертом положении для полета в режиме висения.
11. Летательный аппарат по п. 7, в котором первое движительное устройство содержит первый воздушный винт, расположенный с возможностью обдувать воздухом переднее крыло, причем второе движительное устройство содержит второй воздушный винт, расположенный с возможностью обдувать воздухом заднее крыло.
12. Летательный аппарат по п. 11, в котором первый воздушный винт установлен на конце переднего крыла.
13. Летательный аппарат по п. 11, в котором контроллер выполнен с возможностью обеспечивать беспилотный полет летательного аппарата во время горизонтального полета и полета в режиме висения.
14. Летательный аппарат по п. 11, в котором контроллер выполнен с возможностью управлять поворотом переднего крыла из второго положения в первое положение во время перехода от полета в режиме висения к горизонтальному полету так, чтобы динамика переднего крыла оставалась, по существу, линейной, тем самым предотвращая попадание переднего крыла в режим срыва во время указанного перехода.
15. Летательный аппарат по п. 11, в котором первый воздушный винт и второй воздушный винт являются электроприводными.
16. Летательный аппарат по п. 15, дополнительно содержащий множество аккумуляторных батарей, связанных с каждым из первого воздушного винта и второго воздушного винта.
17. Летательный аппарат по п. 7, в котором переднее крыло имеет первую подвижную поверхность управления полетом, причем контроллер выполнен с возможностью перемещать первую подвижную поверхность управления полетом для управления рысканием при полете в режиме висения так, чтобы первая подвижная поверхность управления полетом перенаправляла поток воздуха от первого движительного устройства.
18. Летательный аппарат по п. 17, в котором контроллер выполнен с возможностью управлять первой подвижной поверхностью управления полетом во время горизонтального полета для управления тангажом или креном летательного аппарата.
19. Летательный аппарат по п. 17, в котором заднее крыло имеет вторую подвижную поверхность управления полетом, причем контроллер выполнен с возможностью перемещения второй подвижной поверхности управления полетом для управления рысканием при полете в режиме висения так, чтобы вторая подвижная поверхность управления полетом перенаправляла поток воздуха от второго движительного устройства.
20. Летательный аппарат по п. 7, дополнительно содержащий
третье движительное устройство, соединенное с задним крылом; и
четвертое движительное устройство, соединенное с передним крылом.
21. Летательный аппарат по п. 20, в котором множество крыльев включает в себя второе переднее крыло, выполненное с возможностью поворота относительно фюзеляжа, и второе заднее крыло, выполненное с возможностью поворота относительно фюзеляжа, при этом летательный аппарат дополнительно содержит
пятое движительное устройство, соединенное со вторым передним крылом;
шестое движительное устройство, соединенное со вторым передним крылом;
седьмое движительное устройство, соединенное со вторым задним крылом; и
восьмое движительное устройство, соединенное со вторым задним крылом.
22. Способ управления летательным аппаратом вертикального взлета и посадки (ВВП), имеющим множество крыльев, расположенных в конфигурации с тандемным расположением крыльев, включающий:
создают тягу посредством первого движительного устройства, соединенного с первым крылом из указанного множества крыльев;
создают тягу посредством второго движительного устройства, соединенного со вторым крылом из указанного множества крыльев;
поворачивают первое крыло относительно фюзеляжа летательного аппарата из первого положения для горизонтального полета во второе положение для полета в режиме висения, при этом, когда первое крыло находится во втором положении, направление тяги, создаваемой первым движительным устройством, смещено от вертикали, что обеспечивает первую горизонтальную составляющую тяги;
поворачивают второе крыло относительно фюзеляжа из третьего положения для горизонтального полета в четвертое положение для полета в режиме висения, при этом, когда второе крыло находится в четвертом положении, направление тяги, создаваемой вторым движительным устройством, смещено от вертикали, что обеспечивает вторую горизонтальную составляющую тяги; и
управляют рысканием летательного аппарата с помощью контроллера во время полета в режиме висения, при этом управление включает в себя регулирование тяги, создаваемой первым движительным устройством, и тяги, создаваемой вторым движительным устройством, в то время как первое крыло находится во втором положении для полета в режиме висения, а второе крыло находится в четвертом положении для полета в режиме висения, так что первая горизонтальная составляющая тяги и вторая горизонтальная составляющая тяги вызывают движение рыскания летательного аппарата во время полета в режиме висения.
23. Способ по п. 22, в котором первая горизонтальная составляющая тяги противодействует второй горизонтальной составляющей тяги, когда первое крыло находится во втором положении для полета в режиме висения, а второе крыло находится в четвертом положении для полета в режиме висения.
24. Способ по п. 22, в котором центр тяжести летательного аппарата находится между первым крылом и вторым крылом, так что момент тангажа, создаваемый первым движительным устройством, когда первое крыло находится во втором положении для полета в режиме висения, противодействует моменту тангажа, создаваемому вторым движительным устройством, когда второе крыло находится в четвертом положении для полета в режиме висения.
25. Способ по п. 22, в котором первое крыло и второе крыло расположены на противоположных сторонах фюзеляжа, так что момент крена, создаваемый первым движительным устройством, когда первое крыло находится во втором положении для полета в режиме висения, противодействует моменту крена, создаваемому вторым движительным устройством, когда второе крыло находится в четвертом положении для полета в режиме висения.
26. Способ по п. 22, дополнительно включающий:
обдувают воздухом первое крыло с помощью первого движительного устройства; и
обдувают воздухом второе крыло с помощью второго движительного устройства.
27. Способ по п. 22, в котором первое движительное устройство и второе движительное устройство являются электроприводными.
28. Способ по п. 22, дополнительно включающий поворот первого крыла относительно фюзеляжа летательного аппарата из второго положения для полета в режиме висения в первое положение для горизонтального полета так, чтобы динамика первого крыла оставалась, по существу, линейной, что предотвращает попадание первого крыла в режим срыва.
29. Способ по п. 22, в котором управление включает в себя:
регулируют подвижную поверхность управления полетом первого крыла; и
регулируют подвижную поверхность управления полетом второго крыла.
30. Способ по п. 29, дополнительно включающий управление креном или тангажом летательного аппарата с помощью контроллера во время горизонтального полета, при этом управление креном или тангажом летательного аппарата включает в себя:
регулируют подвижную поверхность управления полетом первого крыла; и
регулируют подвижную поверхность управления полетом второго крыла.
31. Способ по п. 22, дополнительно включающий:
создают тягу посредством третьего движительного устройства, соединенного с первым крылом; и
создают тягу посредством четвертого движительного устройства, соединенного со вторым крылом.
32. Способ по п. 31, дополнительно включающий:
создают тягу посредством пятого движительного устройства, соединенного с третьим крылом из множества крыльев;
создают тягу посредством шестого движительного устройства, соединенного с третьим крылом;
создают тягу посредством седьмого движительного устройства, соединенного с четвертым крылом из множества крыльев; и
создают тягу посредством восьмого движительного устройства, соединенного с четвертым крылом.
33. Способ по п. 22, дополнительно включающий беспилотное управление летательным аппаратом ВВП посредством контроллера во время вертикальных взлетов и посадок.
