Летательный аппарат - RU2750698C1
Код документа: RU2750698C1
Чертежи
Описание
[Область техники, к которой относится изобретение]
[0001]
Настоящее изобретение относится к летательному аппарату.
[Уровень техники]
[0002]
В настоящее время на практике используются летательные аппараты, способные выполнять вертикальный взлет и посадку.
[0003]
Однако, поскольку функции вертикального взлета и посадки реализуются за счет включения в состав механизмов, предназначенных для вертикального взлета и посадки, существует проблема, заключающаяся в том, что их конструкции более сложные и тяжелые, чем у летательных аппаратов типа с обычным взлетом и посадкой.
[0004]
Существуют проблемы, связанные с тем, что механизмы вертикального взлета и посадки не работают во время обычного полета, что их хвосты не работают во время вертикального взлета и посадки, и что не участвующие в полете тяжелые части, при этом постоянно включены в состав планера.
[0005]
Кроме того, поскольку планеры приспособлены для осуществления управления полетом с использованием различных механизмов во время вертикального взлета и посадки и во время обычного полета, необходимо изучить эти два способа управления, чтобы обеспечить полет планеров.
[0006]
По этим причинам планеры летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой неизбежно имеют проблему, заключающуюся в том, что их характеристики мобильности и крейсерской дальности ниже, чем у типа летательных аппаратов с обычным взлетом и посадкой, независимо от увеличения затрат на производство, обслуживание и эксплуатацию по сравнению с летательными аппаратами с обычным взлетом и посадкой.
[Раскрытие сущности изобретения]
[Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение]
[0007]
Проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в том, что существующие летательные аппараты с вертикальным взлетом и посадкой требуют два механизма и два различных типа управления для вертикального взлета и посадки и для обычного полета.
[Решение проблемы]
[0008]
Настоящее изобретение характеризуется управлением вертикальным взлетом и посадкой и обычным полетом с использованием одного и того же механизма за счет ввода данных об оси поворота плеча и оси поворота рычага в систему управления полетом летательного аппарата.
[Преимущества изобретения]
[0009]
Летательный аппарат в соответствии с настоящим изобретением, имеет преимущество, заключающееся в том, что, поскольку летательный аппарат не имеет механизма и системы управления, предназначенных для вертикального взлета и посадки, даже если этот летательный аппарат является летательным аппаратом с вертикальным взлетом и посадкой, этот летательный аппарат имеет более простую конструкцию и может управляться тем же способом, что и летательный аппарат с обычным взлетом и посадкой, в котором используется настоящее изобретение.
[Краткое описание чертежей]
[0010]
[фиг. 1]
фиг. 1 представляет собой вид в перспективе координат планера летательного аппарата, полученный путем обеспечения поворота оси 2 поворота плеча с левой стороны на 55°, путем обеспечения поворота оси поворота плеча с правой стороны на -35°, и путем обеспечения поворота обоих осей 3 поворота рычагов на 30° (первый вариант осуществления).
[фиг. 2]
фиг. 2 представляет собой вид спереди показанного на фиг. 1.
[фиг. 3]
фиг. 3 представляет собой вид сбоку показанного на фиг. 1.
[фиг. 4]
фиг. 4 представляет собой вид снизу показанного на фиг. 1.
[фиг. 5]
фиг. 5 представляет собой вид сверху координат планера летательного аппарата, полученный путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча и осей 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом (на 55° и 30° соответственно) (первый вариант осуществления).
[фиг. 6]
фиг. 6 представляет собой вид сбоку пространственного положения горизонтально летящего планера с фиг. 5.
[фиг. 7]
фиг. 7 представляет собой вид сверху координат планера, полученный путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча и осей 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом (на 33° и 52° соответственно) (первый вариант осуществления).
[фиг. 8]
фиг. 8 представляет собой вид сбоку пространственного положения планера с фиг. 7 с поднятой носовой частью.
[фиг. 9]
фиг. 9 представляет собой вид сверху координат планера летательного аппарата, полученный путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча и осей 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом (на 75° и 0° соответственно) (первый вариант осуществления).
[фиг. 10]
фиг. 10 представляет собой вид сбоку пространственного положения планера с фиг. 9 с опущенной носовой частью.
[фиг. 11]
фиг. 11 представляет собой вид сверху координат планера летательного аппарата, полученный путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча двухсторонне асимметричным образом (на 55° с левой стороны и на -35° с правой стороны), и путем обеспечения поворота оси 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом (60°) (первый вариант осуществления).
[фиг. 12]
фиг. 12 представляет собой вид сверху пространственного положения планера с фиг. 11, совершающего круговое движение.
[фиг. 13]
фиг. 13 представляет собой вид сзади показанного на фиг. 12.
[фиг. 14]
фиг. 14 представляет собой вид спереди координат планера кренящегося планера, полученный путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча двусторонне-симметричным образом, и путем обеспечения поворота осей 3 поворота рычага двусторонне-асимметричным образом (первый вариант осуществления).
[фиг. 15]
фиг. 15 представляет собой вид в перспективе координат планера летательного аппарата, полученный путем обеспечения поворота оси 2 поворота плеча с левой стороны на 45°, обеспечения поворота оси 2 поворота плеча с правой стороны на -35°, и обеспечения поворота обоих осей 3 поворота рычагов на 90° (второй вариант осуществления).
[фиг. 16]
фиг. 16 представляет собой вид спереди показанного на фиг. 15.
[фиг. 17]
фиг. 17 представляет собой вид сбоку показанного на фиг. 15.
[фиг. 18]
фиг. 18 представляет собой вид сверху координат планера летательного аппарата, полученный путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча и осей 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом (на 45° и 90° соответственно) (второй вариант осуществления).
[фиг. 19]
фиг. 19 представляет собой вид сбоку пространственного положения летящего горизонтально планера с фиг. 18.
[фиг. 20]
фиг. 20 представляет собой вид сверху координат планера, полученный путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча и осей 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом (на 25° и 90° соответственно) (второй вариант осуществления).
[фиг. 21]
фиг. 21 представляет собой вид сбоку пространственного положения планера с фиг. 20 с поднятой носовой частью.
[фиг. 22]
фиг. 22 представляет собой вид сверху координат планера летательного аппарата, полученный путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча и осей 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом (на 65° и 90° соответственно) (второй вариант осуществления).
[фиг. 23]
фиг. 23 представляет собой вид сбоку пространственного положения планера с фиг. 22 с опущенной носовой частью.
[фиг. 24]
фиг. 24 представляет собой вид сверху координат планера летательного аппарата, полученный путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча двухсторонне-асимметричным образом (на 45° с левой стороны и на -35° с правой стороны), и путем обеспечения поворота оси 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом (90°) (второй вариант осуществления).
[фиг. 25]
фиг. 25 представляет собой вид сверху пространственного положения планера с фиг. 24, совершающего круговое движение.
[фиг. 26]
фиг. 26 представляет собой вид сзади показанного на фиг. 25.
[фиг. 27]
фиг. 27 представляет собой вид сверху пространственного положения остановившегося в пространстве планера с поднятой носовой частью, что достигается путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча и осей 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом (на 25° и 90° соответственно) (второй вариант осуществления).
[фиг. 28]
фиг. 28 представляет собой вид сверху пространственного положения планера, поворачивающегося вокруг оси рыскания во время остановки в пространстве с поднятой носовой частью, что достигается путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча двусторонне-симметричным образом, и путем обеспечения поворота осей 3 поворота рычага двусторонне-асимметричным образом (на 30° с левой стороны и на 120° с правой стороны) (второй вариант осуществления).
[фиг. 29]
фиг. 29 представляет собой вид сбоку показанного на фиг. 28.
[фиг. 30]
фиг. 30 представляет собой вид сверху пространственного положения планера, который движется назад при остановке в пространстве с поднятой носовой частью, что достигается путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча и осей 3 поворота рычага двухсторонне-симметричным образом (на 25° и 120° соответственно) (второй вариант осуществления).
[фиг. 31]
фиг. 31 представляет собой вид сверху координат планера летательного аппарата, полученный путем обеспечения поворота осей 2 поворота плеча двухсторонне асимметричным образом (на 25° с левой стороны и на 0° с правой стороны), и путем обеспечения поворота оси 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом (90°).
[фиг. 32]
фиг. 32 представляет собой вид сверху пространственного положения планера с фиг. 31, движущегося в поперечном направлении во время остановки в пространстве (второй вариант осуществления).
[фиг. 33]
фиг. 33 представляет собой вид спереди показанного на фиг. 32.
[фиг. 34]
фиг. 34 представляет собой вид в перспективе пространственного положения летящего горизонтально планера (третий вариант осуществления).
[фиг. 35]
фиг. 35 представляет собой вид сверху пространственного положения планера, остановившегося в пространстве с поднятой носовой частью (третий вариант осуществления).
[фиг. 36]
фиг. 36 представляет собой вид в перспективе показанного на фиг. 35 (третий вариант осуществления).
[Описание вариантов осуществления]
[0011]
Далее описаны три варианта осуществления.
Первый вариант осуществления
[0012]
На фиг. 1-14 показан летательный аппарат типа с обычным взлетом и посадкой согласно настоящему изобретению.
[0013]
На фиг. 5 и 6 показана схема координат планера, иллюстрирующая состояние осей 2 поворота плеча и осей 3 поворота рычага, когда планер летит горизонтально, и схема их пространственного положения, когда планер летит в этом состоянии. Планер горизонтально уравновешивает планер и летит по горизонтали путем обеспечения поворота осей 2 поворота вращаться и установки точек 5 подъемной силы с левой и правой сторон планера и центра 4 тяжести планера в одинаковых положениях в координатах Z планера, а также регулирует направления подъемных сил в точках 5 подъемных сил, создаваемых в крыльях 6, путем обеспечения поворота осей 3 поворота рычага.
[0014]
На фиг. 7-10 показаны схемы координат планера, иллюстрирующие способ управления тангажом планера и схемы его пространственных положений. Управление тангажом для подъема носовой части выполняется с помощью действия, которое вызывается поворотом осей 2 поворота плеча для перемещения точек 5 подъемной силы с обеих сторон планера к передней стороне планера за пределами центра 4 тяжести планера, при этом центр 4 тяжести планера поворачивается с использованием прямой линии, соединяющей обе точки 5 подъемной силы, в качестве оси, и стремиться переместиться и стабилизироваться ниже упомянутой прямой линии. Аналогичным образом носовую часть опускают за счет перемещения обеих точек 5 подъемной силы на заднюю сторону планера за пределами центра 4 тяжести планера.
[0015]
На фиг. 11-13 показана схема координат планера, иллюстрирующая способ управления круговым движением планера, и схемы его пространственных положений. Угол поворота одной из двух осей 2 поворота плеча, в зависимости от того, какая из них находится на внутренней стороне во время кругового движения, уменьшают по сравнению с углом поворота другой оси, расположенной на наружной стороне, для перемещения точки 5 подъемной силы, расположенной на внутренней стороне кругового движения к передней стороне планера за пределами точки 5 подъемной силы, расположенной на наружной стороне, создавая наклон прямой линии, соединяющей обе точки 5 подъемной силы, относительно оси X, оси Y и ось Z координат планера. При этом два типа управления, а именно управление подъемом носовой части и управление креном, обеспечиваются посредством стабилизирующего действия, обеспечиваемого когда центр 4 тяжести планера поворачивается вокруг оси с наклоном и стремится переместиться ниже упомянутой оси. Кроме того, круговое движение происходит таким образом, что поворотом оси рыскания вокруг крыльев 6 управляют, когда крыло 6 на внутренней стороне кругового движения с увеличенным углом атаки замедляется из-за сопротивления воздуха, поскольку уменьшается угол поворота оси 2 поворота плеча.
[0016]
фиг. 14 представляет собой схему координат планера, иллюстрирующую способ управления креном планера. Управление поворотом осуществляют посредством поворота осей 3 поворота рычага двусторонне-асимметричным образом и наклона направлений подъемных сил двусторонне-асимметричным образом.
Второй вариант осуществления
[0017]
На фиг. 15-33 показан летательный аппарат типа с вертикальным взлетом и посадкой согласно настоящему изобретению.
[0018]
На фиг. 18 и 19 показаны схема координат планера во время горизонтального полета и схема его пространственного положения. Второй вариант осуществления не имеет отличий от первого в отношении способа управления и отличается от первого варианта осуществления только тем, что источником подъемной силы планера является плоскость 8 вращения пропеллера, а не крылья 6.
[0019]
На фиг. 20-23 показаны схемы координат планера, иллюстрирующие способ управления тангажом планера и схемы его пространственных положений. Способ управления является таким же, как в первом варианте осуществления.
[0020]
На фиг. 24 и 26 показана схема координат планера, иллюстрирующая способ управления круговым движением планера, и схемы его пространственных положений. Этот способ управления является таким же, как в первом варианте осуществления, и отличается от него только тем, что источником сопротивления воздуха, используемым для обеспечения поворота оси рыскания планера, является плоскость 8 вращения пропеллера, а не крылья 6.
[0021]
Способ управления креном планера является таким же, как в первом варианте осуществления.
[0022]
фиг. 27 представляет собой схему пространственного положения, когда планер остановился в пространстве с поднятой носовой частью. Это управление тангажом является таким же, как в первом варианте осуществления.
[0023]
фиг. 28 представляет собой схему пространственного положения, когда планер поворачивается вокруг оси рыскания при остановке в пространстве с поднятой носовой частью. Управление поворотом оси рыскания вокруг планера осуществляют посредством поворота осей 3 поворота рычага двусторонне-асимметричным образом и наклона направлений подъемных сил в точках 5 подъемной силы двусторонне-асимметричным образом.
[0024]
фиг. 29 представляет собой вид сбоку показанного на фиг. 28.
[0025]
На фиг. 30 показана схема пространственного положения, когда планер движется назад при остановке в пространстве с поднятой носовой частью. Планер движется назад путем обеспечения поворота оси 3 поворота рычага двусторонне-симметричным образом и наклона направления подъемных сил в обеих точках 5 подъемной силы на задней стороне планера.
[0026]
фиг. 31 представляет собой схему координат планера, когда планер движется в поперечном направлении планера при остановке в пространстве с поднятой носовой частью. Угол поворота оси двух осей 2 поворота плеча, в зависимости от того, какая из них находится на передней стороне в направлении продвижения во время бокового перемещения, уменьшен относительно другой оси на задней стороне для перемещения точки 5 подъемной силы, расположенной на передней стороне в направлении продвижения к передней стороне планера за пределами точки 5 подъемной силы на задней стороне, создавая наклон прямой линии, соединяющей обе точки 5 подъемной силы по отношению к оси X, оси Y и оси Z координат планера. При этом два типа управления, а именно управление подъемом носовой части и управление креном, обеспечиваются посредством стабилизирующего действия, обеспечиваемого когда центр 4 тяжести планера поворачивается вокруг оси с наклоном и стремится переместиться ниже упомянутой оси. В результате боковое движение происходит за счет использования наклона направлений подъемных сил в точках 5 подъемной силы в поперечном направлении вместе с планером.
[0027]
На фиг. 32 и 33 показаны схемы пространственных положений показанного на фиг. 31.
Третий пример
[0028]
На фиг. 34-36 показан летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой, в котором используется пункт 2 формулы настоящего изобретения и который включает реактивные двигатели на крыльях 6. Способ управления полетом планера является таким же, как во втором варианте осуществления.
[Перечень ссылочных обозначений]
[0029]
1 Носовая часть
2 Ось поворота плеча
3 Ось поворота рычага
4 Центр тяжести планера
5 Точка подъемной силы
6 Крыло
7 Вал пропеллера
8 Плоскость вращения пропеллера
Реферат
Изобретение относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха. Летательный аппарат содержит планер с верхней и носовой частями, а также крыло, представляющее подъемную силу, действующую на крыло, и ось поворота плеча. Планер характеризуется трехмерными ортогональными координатами, представленными осями XYZ. Имеется ось, полученная путем обеспечения поворота верхней части оси, параллельной оси Y, вокруг оси Z в диапазоне от 45 до 60°, наклона верхней части наружу относительно планера, обеспечения поворота верхней части вокруг оси X в диапазоне от 20 до 35° и наклона верхней части в направлении носовой части планера. Пары осей поворота плеча и осей поворота рычага предусмотрены на левой и правой сторонах планера летательного аппарата. Относительные положения точек подъемной силы, генерируемых источниками подъемной силы планера, прикрепленными к осям поворота рычага, изменяют относительно планера путем обеспечения поворота оси поворота плеча. При этом направления подъемных сил, генерируемых в точках подъемной силы, изменяют путем обеспечения изменения осей поворота рычага. Летательным аппаратом управляют посредством комбинаций упомянутых изменений. Изобретение направлено на расширение арсенала технических средств как для управления вертикальным взлетом и посадкой, так и обычным полетом посредством одного и того же механизма. 1 з.п. ф-лы, 36 ил.
