(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T4 Int.Cl. B64C 29/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2016/14 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Samolot startujący pionowo (30) Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2014/38 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2016/12 (47) O złożeniu tłumaczenia poprawionego ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2016/12 (73) Uprawniony z patentu: Hesselbarth, Jonathan, Darmstadt, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T4 JONATHAN HESSELBARTH, Darmstadt, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Dorota Rzążewska JWP RZECZNICY PATENTOWI DOROTA RZĄŻEWSKA SP. J. ul. Żelazna 28/30 Sienna Center Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 26804/16/ZWA/DR EP Opis Samolot startujący pionowo [0001] Wynalazek dotyczy pionowo startującego samolotu z jednym skrzydłem, przy czym pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa są ułożyskowane obrotowo na skrzydle, przy czym pierwsza odległość pierwszej jednostki napędowej od osi podłużnej samolotu jest w przybliżeniu równa drugiej odległości drugiej jednostki napędowej od osi podłużnej samolotu i przy czym pierwszą jednostkę napędową i drugą jednostkę napędową można obracać do położenia lotu poziomego i położenia lotu pionowego i przy czym w położeniu lotu pionowego pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa są umieszczone w płaszczyźnie w przybliżeniu poziomej. [0002] Taki samolot jest znany z US A. Inny samolot startujący pionowo jest znany z GB A. [0003] Samoloty startujące pionowo są używane między innymi jako drony i do zastosowań wojskowych. Te samoloty mają zwykle dwa skrzydła, umieszczone po przeciwległych stronach kadłuba, przy czym na każdym skrzydle są w dopasowanych do danego celu zastosowania i połączonych nieruchomo ze skrzydłami elementach nośnych obrotowo ułożyskowane po dwie jednostki napędowe. Znane są też samoloty, w których nie jest ukształtowany osobny kadłub i skrzydło jest utworzone z dwóch połówek skrzydła, ukształtowanych symetrycznie wzdłuż osi podłużnej, przy czym na każdej z połówek skrzydła są w dopasowanych do danego celu zastosowania i połączonych nieruchomo z połówkami skrzydeł elementach nośnych obrotowo ułożyskowane po dwie jednostki napędowe. [0004] Elementami nośnymi mogą być przykładowo gondole, umieszczone pod skrzydłami, w których jednostki napędowe są ułożyskowane obrotowo jedna za drugą w kierunku lotu. Do startu, lądowania lub w zawisie jednostki napędowej są obracane do położenia lotu pionowego, przy czym siła napędu, wywierana przez jednostki napędowe działa zasadniczo pionowo w kierunku ziemi i w ten sposób umożliwia pionowe położenie wznoszenia się, opadania i zawisu. Gdy tylko samolot osiągnie kursową wysokość lotu, jednostki napędowe obracają się do położenia lotu poziomego. W położeniu lotu poziomego siła napędu, wywierana przez jednostki napędowe działa zasadniczo poziomo, w kierunku przeciwnym do kierunku lotu. Ponieważ w przypadku samolotów, startujących pionowo, które w każdej gondoli mają umieszczone po dwie jednostki napędowe, te jednostki napędowe są umieszczone w gondoli jedna za drugą w kierunku lotu, jednostka napędowa, umieszczona z przodu, wpływa na umieszczoną za nią jednostkę napędową. Wskutek tego sprawność samolotu, startującego pionowo, w położeniu lotu poziomego spada w stosunku do dostępnej powierzchni wirnika. [0005] Znane są też osobne elementy nośne, przewidziane dla jednostek napędowych na skrzydłach, przy czym jeden osobny element nośny jest umieszczony na skrzydle na jego

3 -2- wierzchu, a drugi osobny element nośny na skrzydle pod jego spodem. W ten sposób jednostki napędowe w położeniu lotu poziomego nie wpływają na siebie nawzajem, tak że sprawność w położeniu lotu poziomego poprawia się. Ponieważ jednostki napędowe są umieszczone na różnych wysokościach, to te jednostki napędowe w locie pionowym w pobliżu ziemi mają jednak różny wpływ na ziemię, przy czym siła wyporu, pochodząca z niżej umieszczonej jednostki napędowej jest zwykle wyższa niż z jednostki napędowej, umieszczonej wyżej. Dlatego moc napędu jednostek napędowych, umieszczonych na różnych wysokościach, w locie pionowym należy ciągle regulować. Prowadzi to do niespokojnego zachowania w locie pionowym. [0006] Dlatego jako zadanie wynalazku traktuje się taki dalszy rozwój znanych samolotów, startujących pionowo, by osiągnąć możliwie jak najwyższą sprawność w locie poziomym i możliwie jak najspokojniejsze zachowanie w locie pionowym. [0007] To zadanie zostało rozwiązane według wynalazku dzięki temu, że cały ciężar jednostek napędowych jest przenoszony przez jedną lub kilka odpowiednich belek, umieszczonych w obrębie skrzydła, na kadłub samolotu, że w położeniu lotu poziomego pierwsza jednostka napędowa jest umieszczona na skrzydle nad powierzchnią skrzydła, a druga jednostka napędowa pod powierzchnią skrzydła i że pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa są umieszczone na skrzydle w pewnej odległości od tego końca skrzydła, który jest odwrócony od podłużnej osi samolotu. [0008] W ten sposób w fazie lotu pionowego w pobliżu ziemi osiąga się jednolity wpływ na ziemię pierwszej i drugiej jednostki napędowej, tak że osiąga się spokojniejsze zachowanie w locie, zwłaszcza w fazie startu i lądowania. W położeniu lotu poziomego pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa nie wpływają nawzajem na siebie, tak że dzięki temu nie występują straty współczynnika sprawności. Pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa powinny, o ile to możliwe, w pozycji lotu pionowego być umieszczone w płaszczyźnie poziomej. Co prawda niewielkie odchylenia od takiego układu, które można tłumaczyć przykładowo tolerancjami produkcyjnymi, nie mają wpływu lub mają tylko nieznaczny wpływ na zachowanie w locie. [0009] W korzystny sposób przewidziano, że pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa mają po jednym obrotowym ramieniu, przy czym obrotowe ramiona są obrotowo ułożyskowane na skrzydle. W ten sposób można tak zaprogramować oś obrotu jednostek napędowych, że pierwsza i druga jednostka napędowa w położeniu lotu pionowego są zasadniczo umieszczone w płaszczyźnie poziomej, a w płaszczyźnie lotu poziomego są umieszczone nad i pod powierzchnią skrzydła. Obrotowe ramiona celowo są tak umieszczone na skrzydle, że pierwsza jednostka napędowa w położeniu lotu pionowego znajduje się przed skrzydłem, a druga jednostka napędowa za skrzydłem. Przy tym obrotowe ramiona mogą być tak ukształtowane i umieszczone na skrzydle, że pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa w położeniu lotu poziomego są umieszczone zasadniczo w płaszczyźnie pionowej pod i nad skrzydłem. Ale możliwe jest też, że pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa w położeniu lotu poziomego są umieszczone na skrzydle w pewnej odległości od płaszczyzny pionowej.

4 -3- [0010] Zachowanie w locie samolotu, startującego pionowo można jeszcze bardziej ulepszyć dzięki temu, że odległość z kadłuba pierwszej jednostki napędowej i drugiej jednostki napędowej od podłużnej osi samolotu jest mniejsza niż odległość z końca skrzydła pierwszej jednostki napędowej i drugiej jednostki napędowej od osi skrzydła, przebiegającej przez koniec skrzydła i równoległej do osi podłużnej. Jednostki napędowe są celowo umieszczone możliwie jak najbliżej kadłuba. Najmniejsza możliwa odległość z kadłuba jest ograniczona przykładowo średnicą wirnika pierwszej jednostki napędowej lub drugiej jednostki napędowej. [0011] Według wynalazku cały ciężar jednostek napędowych jest przenoszony na kadłub przez jedną lub kilka odpowiednich belek, umieszczonych w obrębie skrzydła. Gdy jednostki napędowe są umieszczone na skrzydłach w pobliżu kadłuba, można zastosować lżejszą konstrukcję skrzydeł, gdyż ciężar jednostek napędowych musi być kierowany do kadłuba tylko przez niewielką część skrzydła. [0012] Z uwagi na umieszczenie jednostek napędowych przed i za skrzydłem można to skrzydło przedłużyć i w ten sposób wygenerować dodatkowe rozciągnięcie skrzydła. Dzięki temu indukowany opór skrzydeł w locie poziomym spada i parametry lotu ulegają poprawie. [0013] Poza tym wskutek umieszczenia jednostek napędowych w pobliżu kadłuba konstrukcja skrzydeł staje się ogólnie sztywniejsza, tak że w skrzydłach lub belkach nośnych występują mniejsze drgania zginające. Dzięki temu poprawia się zwłaszcza możliwość manewrowania w położeniu lotu pionowego i osiąga się spokojniejsze zachowanie w locie. [0014] Według wynalazku w korzystny sposób przewiduje się, że na skrzydle jest umieszczone urządzenie obrotowe, a pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa są funkcjonalnie połączone z urządzeniem obrotowym. Dzięki wspólnemu wykorzystaniu urządzenia obrotowego dla pierwszej i drugiej jednostki napędowej można jeszcze bardziej zredukować wagę skrzydła i jeszcze bardziej poprawić zachowanie w locie samolotu, startującego pionowo. [0015] Aby można było w możliwie najprostszy sposób regulować pionowo startujący samolot i dzięki temu umożliwić spokojniejsze zachowanie w locie, w korzystny sposób przewidziano według wynalazku, że ruch obrotowy pierwszej jednostki napędowej jest połączony z ruchem obrotowym drugiej jednostki napędowej. Dzięki połączeniu ruchu obrotowego można dodatkowo zrezygnować z kompleksowych pojedynczych napędów do niezależnego przekręcania jednostek napędowych i zastosować szczególnie ekonomiczne i lekkie urządzenia obrotowe. [0016] W jednej ze szczególnie korzystnych form ukształtowania pionowo startującego samolotu według wynalazku przewidziano, że pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa tworzą urządzenie napędowe i że na skrzydle są umieszczone w pewnej odległości od siebie przynajmniej dwa urządzenia napędowe. Wobec tego, aby zwiększyć redundancję, można przewidzieć umieszczenie na skrzydle dwóch lub trzech urządzeń napędowych. Ale w zależności od wymagań można też umieścić na skrzydle więcej niż trzy urządzenia napędowe.

5 -4- [0017] Szczególnie ekonomiczną konstrukcję i szczególnie dobre zachowanie w locie osiąga się według wynalazku dzięki temu, że pierwsza jednostka napędowa i druga jednostka napędowa to napędy śmigłowe lub napędy wirnikowe, lub odrzutowe mechanizmy napędowe. Napędy śmigłowe są celowo wykonane nieruchomo lub z przestawieniem łopat wirnika. [0018] Kolejne zalety i formy wykonania pionowo startującego samolotu są bliżej objaśnione na podstawie przykładów wykonania, przedstawionych na rysunku. [0019] Figury pokazują: - figura 1 schemat pionowo startującego samolotu ze skrzydłami, umieszczonymi po bokach kadłuba samolotu, w locie poziomym; - figura 2 schemat pionowo startującego samolotu ze skrzydłami, umieszczonymi po bokach kadłuba samolotu, w locie pionowym; - figura 3 schemat pionowo startującego samolotu bez tylnego usterzenia w locie poziomym ze skrzydłami, umieszczonymi na wierzchu kadłuba; - figura 4a schematycznie przedstawiony widok z góry pionowo startującego samolotu w locie pionowym z dwoma urządzeniami napędowymi na każde skrzydło; - figura 4b schematycznie przedstawiony widok z przodu przedstawionego na figurze 4a pionowo startującego samolotu w locie poziomym; - figura 5 schemat urządzenia obrotowego z jednostkami napędowymi, umieszczonymi na urządzeniu obrotowym. [0020] Figury 1 i 2 pokazują schematy pionowo startujących samolotów 1 z umieszczonymi po przeciwnych stronach kadłuba 2 skrzydłami 3. Na każdym skrzydle 3 jest ułożyskowana obrotowo pierwsza jednostka napędowa 4 i druga jednostka napędowa 5. Pierwsza jednostka napędowa 4 i druga jednostka napędowa 5 ma śmigło 6 i ramię obrotowe 7. Ramiona obrotowe 7 są ułożyskowane obrotowo na skrzydłach 3, przy czym połączony ruch obrotowy jest wyzwalany i napędzany przez urządzenia obrotowe 8, umieszczone na skrzydłach 3. [0021] Pierwsza jednostka napędowa 4 i druga jednostka napędowa 5 są tak umieszczone na skrzydłach 3, że odległość z kadłuba 9 jednostek napędowych 4 i 5 od osi podłużnej 10 pionowo startującego samolotu 1 jest mniejsza niż odległość z końca skrzydła 11 pierwszej jednostki napędowej 4 i drugiej jednostki napędowej 5 od osi skrzydła 13, przebiegającej przez koniec skrzydła 12 i równoległej do osi podłużnej 10. [0022] Na figurze 1 pierwsza jednostka napędowa 4 i druga jednostka napędowa 5 znajdują się w położeniu lotu poziomego, podczas gdy na figurze 2 pierwsza jednostka napędowa 4 i druga jednostka napędowa 5 są przedstawione w położeniu lotu pionowego. [0023] Na figurze 3 przedstawiono schemat pionowo startującego samolotu 1 bez tylnego usterzenia z dwoma skrzydłami 3, umieszczonymi na wierzchu kadłuba 2. [0024] Figura 4a pokazuje schematycznie przedstawiony widok z góry, a figura 4b schematycznie przedstawiony widok z przodu pionowo startującego samolotu 1 z dwoma

6 -5- skrzydłami 3, umieszczonymi po przeciwległych stronach kadłuba 2, przy czym na każdym skrzydle 3 są umieszczone po 2 urządzenia napędowe 14. Każde urządzenie napędowe 14 ma pierwszą jednostkę napędową 4 i drugą jednostkę napędową 5, które są wraz z ramionami obrotowymi ułożyskowane obrotowo na skrzydłach 3. [0025] Pionowo startujący samolot 1 jest przedstawiony na figurze 4a w fazie lotu pionowego. Na figurze 4b przedstawiono jednostki napędowe 4 i 5 w położeniu lotu poziomego. [0026] Na figurze 5 przedstawiono schematycznie urządzenie obrotowe 8 z dwoma wałkami napędowymi 16, napędzanymi za pomocą pasa napędowego 15. Pas napędowy 15 jest umocowany do wałków napędowych 16 w punktach mocowania 17. Położenie pasa napędowego 15 można regulować za pomocą podnośnika 18. W celu montażu i demontażu pasa napędowego 15 przewidziano na pasie napędowym 15 urządzenie naprężające 19. [0027] Na wałkach napędowych 16 jest umieszczona pierwsza jednostka napędowa 4 i druga jednostka napędowa 5. Pierwsza jednostka napędowa 4 i druga jednostka napędowa 5 mają ramię obrotowe 7 i umieszczone na ramieniu obrotowym 7 śmigło 6. [0028] Dzięki regulacji pasa napędowego 15 za pomocą podnośnika 18 wałki napędowe 16 są przekręcane w połączeniu. Do napędzania podnośnika 18 można użyć przykładowo nieprzedstawionego siłownika elektrycznego. Dorota Rzążewska Rzecznik patentowy

7 -6- Zastrzeżenia patentowe 1. Pionowo startujący samolot (1) z jednym skrzydłem (3), gdzie pierwsza jednostka napędowa (4) i druga jednostka napędowa (5) są ułożyskowane obrotowo na skrzydle (3), gdzie pierwsza odległość pierwszej jednostki napędowej (4) od osi podłużnej (10) samolotu (1) jest w przybliżeniu równa drugiej odległości drugiej jednostki napędowej (5) od osi podłużnej (10) samolotu (1), gdzie pierwszą jednostkę napędową (4) i drugą jednostkę napędową (5) można obracać do położenia lotu poziomego i położenia lotu pionowego i gdzie w położeniu lotu pionowego pierwsza jednostka napędowa (4) i druga jednostka napędowa (5) są umieszczone w płaszczyźnie w przybliżeniu poziomej, znamienny tym, że cały ciężar jednostek napędowych (4, 5) jest przenoszony przez jedną lub kilka odpowiednich belek, umieszczonych w obrębie skrzydła (3), na kadłub (2) samolotu (1), że w położeniu lotu poziomego pierwsza jednostka napędowa (4) jest umieszczona na skrzydle (3) nad powierzchnią skrzydła, a druga jednostka napędowa (5) pod powierzchnią skrzydła (3) i że pierwsza jednostka napędowa (4) i druga jednostka napędowa (5) są umieszczone na skrzydle (3) w pewnej odległości od tego końca (12) skrzydła (3), który jest odwrócony od podłużnej osi (10) samolotu (1). 2. Pionowo startujący samolot (1) według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza jednostka napędowa (4) i druga jednostka napędowa (5) mają po jednym obrotowym ramieniu (7), przy czym obrotowe ramiona (7) są obrotowo ułożyskowane na skrzydle (3). 3. Pionowo startujący samolot (1) według jednego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że odległość z kadłuba (9) pierwszej jednostki napędowej (4) i drugiej jednostki napędowej (5) od podłużnej osi (10) samolotu (1) jest mniejsza niż odległość z końca skrzydła (11) pierwszej jednostki napędowej (4) i drugiej jednostki napędowej (5) od osi skrzydła (13), przebiegającej przez koniec skrzydła (12) i równoległej do osi podłużnej (10). 4. Pionowo startujący samolot (1) według jednego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że na skrzydle (3) jest umieszczone urządzenie obrotowe (8), a pierwsza jednostka napędowa (4) i druga jednostka napędowa (5) są funkcjonalnie połączone z urządzeniem obrotowym (8). 5. Pionowo startujący samolot (1) według jednego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że ruch obrotowy pierwszej jednostki napędowej (4) jest połączony z ruchem obrotowym drugiej jednostki napędowej (5). 6. Pionowo startujący samolot (1) według jednego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że pierwsza jednostka napędowa (4) i druga jednostka napędowa (5) tworzą urządzenie napędowe (14) i że na skrzydle (3) są umieszczone w pewnej odległości od siebie przynajmniej dwa urządzenia napędowe (14). 7. Pionowo startujący samolot (1) według jednego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że pierwsza jednostka napędowa (4) i druga jednostka napędowa (5) to napędy śmigłowe (6) lub napędy wirnikowe, lub odrzutowe mechanizmy napędowe. Dorota Rzążewska Rzecznik patentowy

8 -7-

9 -8-

10 -9-

11 -10-

12 -11-

13 -12-