!HU00000748T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E 007 48 (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E 0 717176 (22) A bejelentés napja: 0. 02. 28. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 00717176 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 17314 A1 0. 09. 22. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 17314 B1 09. 09. 02. (1) Int. Cl.: B64C 27/24 (06.01) B64C 27/02 (06.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 008788 PCT/ES 0/000092 () Elsõbbségi adatok: 0038 04. 03. 0. ES (72) Feltaláló: DE LA CIERVA HOCES, Juan, E-28036 Madrid (ES) (73) Jogosult: Industria Helicat y Alas Giratorias, S.L., 08023 Barcelona (ES) (74) Képviselõ: Szabó Zsolt, DANUBIA Szabadalmi és Védjegy Iroda Kft., Budapest (4) Eljárás átalakítható légi jármû üzemeltetésére HU 007 48 T2 A leírás terjedelme 14 oldal (ezen belül 3 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 199. évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1 HU 007 48 T2 2 A találmány mûszaki területe A találmány általánosságban átalakítható légi jármûvek azon típusára irányul, amely repülõgéptörzset, csûrõkkel ellátott normál merevszárnyakat, oldalkormányokkal ellátott farokfelületet, propulziós hajtómûveket, lapátokkal ellátott forgószárnyat (rotort), a hajtómûvek és a forgószárny közötti, fékezõ és tengelykapcsoló eszközzel felszerelt közlõmûvet, futómûvet és helikopter üzemmódból giroplán üzemmódba, és fordítva, történõ átalakításra szolgáló eszközt tartalmaz. A találmány célja átalakítható légi jármû üzemeltetésére szolgáló olyan eljárás, amely helikopter üzemmódból giroplán üzemmódba, és fordítva, történõ átalakítást foglal magában, valamint az említett eljárást alkalmazó átalakítható légi jármû. A találmány háttere Juan de la Cierva y Codorniú US 1,90,497 és US 1,947,901 számú USA-beli szabadalmai, többek között, a giroplánt határozzák meg és védik, amely egy forgószárnyakkal felszerelt, repülés közben a fõ felhajtóerõt a levegõnek a szabadon forogni képes szárnyszelvények vagy forgószárnyak rendszerére kifejtett hatásából nyerõ gép. Ily módon azt mondhatjuk, hogy a giroplán egy olyan repülõgép, amely légcsavar alakú, függõleges tengely mentén összekapcsolt szárnyakkal van felszerelve, amelyek a gép elõrefelé történõ mozgása közben kialakuló légellenállás következtében forognak és felhajtóerõt létrehozó elemekként mûködnek. A giroplán Juan de la Cierva y Codorniú általi, 1923-ban Madridban történt feltalálásától kezdve napjainkig a forgószárnyas gépek, elsõsorban a giroplánok és helikopterek valamennyi tervezõje megkísérelte ezen gépek sebességtartományát növelni annak érdekében, hogy azokat a merevszárnyú repülõgépek sebességtartományához hasonlóvá tegyék. Az elsõ giroplánmodellektõl, különösen az Egyesült Államokban tervezett modellektõl kezdve ezek hibrid konstrukciók voltak, amelyeknél a nagy sebességû repüléshez szánt normál szárnyak és a forgószárny, a felhajtóerõ alacsony sebességeken történõ biztosításának alapeleme, egymás mellett léteztek. A forgószárnyas gépeknél a nagy repülési sebesség elérését célzó próbálkozásokat az az alapvetõ tény akadályozta, hogy repülés közben, viszonylag nagy sebességeken, a forgószárny a forgószárnylapát által létrehozott felhajtóerõ tekintetében igen aszimmetrikus profilt mutat a forgószárnynak a légi jármû elõrefelé történõ repülése által elõidézett légáramlásban való elõrehaladásakor és ugyanezen légáramlásban a forgószárnykör ellentétes oldalán való hátrafelé haladásakor. Ez az aszimmetrikus repülési profil a forgószárnylapát külsõ csúcsa (légáramláshoz viszonyított) sebességének elemzése esetén igen jól látható. Könnyen belátható, hogy amikor a lapát maximálisan elõremozdult helyzetben van, sebessége a légi jármû forgási és haladási sebességeinek összege. Ezzel szemben, amikor a lapát az ellentétes oldalon van, annak sebessége a két sebesség különbsége. 1 2 3 4 0 Ezért, amikor egy forgószárnyas légi jármû nagy sebességgel kísérel meg repülni, elõfordulhat, hogy a lapát csúcsának sebessége az elõrefelé haladó lapáton meghaladja a hangsebességet és/vagy a hátrafelé mozduló lapáton lecsökken, ami a forgószárny viselkedését illetõen erõteljesen nemkívánatos hatásokat eredményez. Ez a tényezõ a forgószárnyas légi jármûvek (giroplánok és helikopterek) végsebességét némileg km/h fölötti sebességre korlátozta. Ez különbözik a merevszárnyas légi jármûvek által rendszerint, ideértve a polgári légiszállítást is, elért 00 km/h¹t meghaladó sebességtõl. Ez a sebesség valamivel a hang levegõben tekintett terjedési sebessége alatt van, ami tengerszinten körülbelül 3 m/s és körülbelül 10 km/h¹nak felel meg. Számos katonai és néhány polgári repülõgép (mint például a Concorde ) szuperszonikus sebességeket ér el, de a fogyasztás, a zaj, a repülõgéptörzs melegedése és egyéb tulajdonságok jelentõs növekedése árán. A forgószárnyas légi jármûveknél a forgószárny repülés közbeni felhajtóerejének aszimmetriája a lapátok csúcsainak belsõ profiljain jelentkezõ sebességvesztés miatt ugyancsak aszimmetrikus hatást hoz létre. Ily módon, a forgás által elõidézett lineáris sebesség a sugárral arányosan csökken, míg a haladási sebesség állandó marad. Ezen okból az egyes lapátok azon területe, amelyen a sebesség az átesési sebesség alá esik, a légi jármû haladási sebességének növekedésével nagyobbá válik. A menetszélben hátrafelé haladó lapát egyre nagyobb részének veszteségessé válása (területi átesése ) a forgószárny felhajtóerejében szintén aszimmetriát idéz elõ. A forgószárnyas légi jármûvek korlátozott végsebessége komoly korlátokat szab azok alkalmazását illetõen. Nyilvánvaló, hogy ezen légi jármûvek fõ ösztönzõerejét létjogosultságát lassú, függeszkedõ repülésre való képességük, valamint a légi jármû és az annak forgószárnya méretétõl némileg nagyobb méretûre korlátozott helyen történõ fel- és leszállásra való képességük adja. Azonban sok, helikopterek részvételével operáló polgári és katonai küldetés személyek és/vagy rakomány olyan két pont közötti szállításából áll, amely pontok közül valamelyik vagy mindkettõ nem feltétlenül rendelkezik felszállásra vagy leszállásra szolgáló infrastruktúrával. Ilyen esetekben a giroplánok és a helikopterek alacsony vég- és utazósebességei hosszú szállítási idõket eredményeznek, ami számos küldetésnél nagymértékben korlátozza azok gyakorlatban történõ alkalmazását. A forgószárnyas repülés megszületése óta eltelt nyolcvan év alatt számos kísérlet történt ezen gépek nagy sebességgel kapcsolatos korlátainak az áttörésére. Ezek kivétel nélkül mindegyike szárnyakból és forgószárnyból álló hibrid konstrukciókon alapult azzal a szándékkal, hogy a forgószárnyon alacsony sebességek mellett jelentkezõ felhajtóerõt nagy sebességeken a szárnyakra helyezzék át. Ezek a légi jármûvek úgy ismertek, mint átalakítható vagy hibrid légi jármûvek, vagy konvertiplánok. 2
1 HU 007 48 T2 2 1 2 3 4 0 Ily módon jelenleg hatalmas számú olyan átalakítható légi jármû kiviteli alak ismeretes, amely közismert módon repülõgéptörzsbõl, csûrõkkel ellátott normál merevszárnyakból, oldalkormányokkal ellátott farokfelületbõl, hajtómûvekbõl, lapátokkal ellátott forgószárnyból, a hajtómûvek és a forgószárny közötti, fékezõ és forgószárny tengelykapcsoló eszközzel felszerelt közlõmûbõl és futómûbõl állnak. Az alábbiakban felsoroljuk és ismertetjük ezen kiviteli alakok jelentõs hányadát, amelyek együttesen kijelölik a legközelebbi technika állását. G. P. Herrick US 1,792,014 számú USA-beli szabadalma egy ilyen típusú légi jármûvet ismertet normál állapotban rögzített helyzetben lévõ emelõ szárnyakkal, továbbá egy olyan szerkezettel, amely lehetõvé teszi azok lényegében vízszintes síkoknak megfelelõ forgását egy mozgó levegõ által hajtott és a forgástengelyhez viszonyítva elforduló mozgást végzõ emelõ légcsavar formájában. Ezen légi jármû ugyancsak rendelkezik a szárny rögzített helyzetben, forgási lehetõség nélkül való megtartására szolgáló rögzítõeszközzel, a szárnynak az elforduláshoz viszonyított megfelelõ helyzetben való megtartására szolgáló rögzítõeszközzel és ezen rögzítõeszközök mindegyikéhez egyegy, a pilóta megítélésére bízott kioldóeszközzel, valamint a légi jármû levegõben történõ meghajtására szolgáló eszközzel. Ezért ezen US 1,792,014 számú USA-beli szabadalom szerinti légi jármû, amely a Herrick HV2A konvertiplánként került kereskedelmi forgalomba, egy olyan légi jármû volt, amely giroplánként és a forgószárnyat keresztirányú helyzetben leállítva repülõgépként tudott repülni, a két üzemmód között több repülés közbeni átalakítást végezve. A HV2A nyilvánvalóan a giroplánok sebességkorlátainak legyõzését célozza. Végsebessége 1 km/h volt. A Fairey Gyrodyne a Fairey Aviation Ltd. által Nagy-Britanniában 1946-ban tervezett átalakítható légi jármû. Ez az átalakítható légi jármû egy helikopter és egy giroplán közötti hibrid légi jármû, amely bal oldalon légcsavart használ, ami a forgószárny mûködésbe hozásakor fellépõ forgatónyomaték ellensúlyozását szolgálja. A gyors repülésre való giroplán üzemmódban ugyanez a légcsavar arra szolgál, hogy a légi jármû számára vonóerõt biztosítson. A légi jármû 0 km/h végsebességet ért el, ami abban az idõben, 1948. június 28¹án, világcsúcs felállítását jelentette a forgószárnyas légi jármûvek körében. Az eredeti Gyrodyne¹t a Jet Gyrodyne¹né (193) való átalakítás érdekében jelentõsen módosították, aminek célja az alábbiakban ismertetésre kerülõ Rotodyne-hez megalkotott lapátok sugárhajtása elvének tanulmányozása volt. Bár a módosított Jet Gyrodyne megtartotta a Gyrodyne általános kialakítását, az a korábban használatos háromlapátos típus helyett a csúcsokon augmentorokkal rendelkezõ kétlapátos forgószárnnyal és két légcsavarral volt felszerelve. Két, Rolls-Royce Merlin hajtómûben alkalmazott típusú légsûrítõ szállított sûrített levegõt a forgószárny csúcsaihoz, amelyek szabadon forogtak és a szárnyak csúcsaira szerelt, változtatható állásszögû két Fairey hajtó légcsavar mozgásba hozására egyetlen Leonides hajtómûvet alkalmaztak. A konstrukció által elért végsebességre vonatkozóan adatok nem voltak fellelhetõk. A Jet Gyrodine pozitív eredménye alapján ígéretesnek tûnt dr. J. A. J. Bennet, Juan de la Cierva egyik fõ munkatársa, és A. G. Forsyth kapitány egy nagy konvertiplán megépítésére vonatkozóan 1947-ben megfogalmazott javaslata. 191 decemberében a British European Airways egy üléses gépet rendelt rövid és középhosszúságú útvonalakra, és a Fairey olyan ajánlatot tett, amely többé-kevésbé megfelelt az elképzeléseinek. Az ajánlatot elfogadták és 193-ban az angol Kereskedelmi Minisztérium szerzõdést kötött a társasággal egy kísérleti prototípus megépítésére. A kísérleti rendszer egy fõ forgószárnyból, a két turbinából, szárnyakból stb. állt és a vezérlõszerveket az orr-rész közelében elhelyezett fülkében szerelték fel. A prototípus építésével egyidejûleg széles körû teszteket végeztek. A Rotodyne helikopterként 197. november 6¹án tette meg elsõ repülését, és az elsõ vízszintes repülésre történõ átalakítás a következõ év áprilisának közepén történt. A Rotodyne hagyományos, négyszögletes keresztmetszetû repülõgéptörzzsel és rövid, téglalap alakú szárnyakkal rendelkezett, amelyekre Elandtípusú turbinákat szereltek. A háromkerekû futómû a hajtómûgondolákba került visszahúzásra. A farokfelület szárnyszelvényének csúcsaira egy központi, késõbb egy másik vezérsíkkal is kiegészített dupla vezérsíkot szereltek fel, amely keresztmetszetben téglalap alakú volt és amelyet magas helyzetben szereltek fel. A függõleges felszállást egy hatalmas négylapátos forgószárnynak köszönhetõen érték el, csúcsain sugárhajtású légcsavarokkal, melyeket a turbinákból átfúvatott és üzemanyaggal kevert sûrített levegõvel tápláltak. Ezek lehetõség szerint torlónyomásos-sugárhajtású hajtómûvek voltak. Mindegyik turbina két szemközti lapátot táplált az esetleges hajtómû-meghibásodás esetén elõforduló aszimmetriák elkerülése érdekében. 199. január ¹én a Rotodyne 0 km¹es zárt körrepülésben 7,2 km/h sebességet elérve megdöntötte a forgószárnyas légi jármûvek sebességének konvertiplánokra vonatkozó világrekordját. Az 190-ben bejelentett US 2,702,168 számú USA-beli szabadalom olyan átalakítható légi jármûvet ismertet, amely helikopter üzemmódban és repülõgép üzemmódban tud repülni, a repülõgéptörzs két oldalán terjedõ szárnyakkal, valamint a szárnyakra felerõsített, vízszintes tengely körüli lengésekre képes forgószárnyakkal van felszerelve, az említett forgószárnyak támadási szög- és vonóerõvektorainak egymáshoz képest differenciáltan történõ módosításának lehetõségével. Az ezen szabadalomban ismertetett légi jármû gyakorlatban megvalósított kiviteli alakja a Bell-Boeing féle V¹22 Osprey, amely megoldja a forgószárnyban (vagy forgószárnyakban) nagy repülési sebességek mellett jelentkezõ felhajtóerõ-aszimmetria problémáit azáltal, hogy repülés közben ugyanezen forgószárnyakat oly módon alakítja át, hogy azok nagy sebességû vonó légcsavarként mûködnek. 3
1 HU 007 48 T2 2 Ennek az átalakítható légi jármûnek az utazósebessége 432 km/h, és az Egyesült Államok különbözõ haderõi több száz darabot rendeltek belõle. A V¹22 Osprey által elért végsebesség km/h. A Carter Copter cég US,727,74 számú USA-beli szabadalma giroplán és repülõgép között átalakítható vagy hibrid légi jármûvet ismertet, amely giroplán forgószárnnyal, meghajtást szolgáló változtatható állásszögû hajtó légcsavarral és viszonylag kis felületû szárnyakkal van ellátva. A CarterCopter a jelen szabadalom benyújtásának idõpontjában egy, az Egyesült Államokban fejlesztés alatt álló konvertiplán. A CarterCopter társaság bejelentette azon szándékát, miszerint a 1 elnevezésû technológia alkalmazásával kíván nagy végsebességeket elérni, ahol a forgószárnylapát csúcsa elõrehaladási sebességének és a CarterCopter lineáris sebességének a hányadosát jelöli. Carter azt állítja, hogy a nagy légi jármû sebességekhez tartozó, 1¹nél nagyobb értékek esetében a felhajtóerõ egyedül a CarterCopter szárnyaiból származik, továbbá az igen alacsony forgási sebességgel szabadon forgó forgószárny légellenállása szintén igen alacsony, ami a légi jármû számára nagy elõrehaladási sebességek elérését teszi lehetõvé a forgószárny alacsony forgási sebességgel zajló szabadforgása és stabilitásának megõrzése mellett, amihez a lapátok belsejében a csúcshoz közel elhelyezett súlyok járulnak hozzá. A jelen szabadalom idõpontjában a 1 elméletet repülés közben még nem igazolták. A prototípus eddig még nem ért el a teszteléshez elegendõ sebességet. Amint azt bemutatjuk majd, valamennyi ismertetett kísérlet, amely szárnyakból és forgószárnyból álló hibrid konstrukciókon alapul azzal a céllal, hogy az alacsony sebességeken a forgószárnyon keletkezõ felhajtóerõt nagy sebességeken a szárnyakra helyezze át, giroplán-repülõgép, helikopter-repülõgép és giroplánhelikopter kettõs hibridekre vagy kombinációkra korlátozódik. Nyilvánvalónak, hogy egy olyan légi jármû, amely alacsony vagy nulla sebességen helikopterként mûködhet, de elérheti a jelenlegi helikopterek végsebességeitõl jóval nagyobb végsebességeket és a giroplán repülés közbeni biztonsági jellemzõit, alapvetõ rést találna mind a polgári, mind a katonai piacokon a technika jelenlegi állása szerinti ûrt betöltve. A jelen találmány célja, hogy az átalakítható légi jármûvek egy új kiviteli alakját nyújtsa, valamint ezen légi jármûhöz egy olyan üzemeltetési eljárást biztosítson, amely megoldja a fennálló problémát és kitölti a fent említett ûrt. A legközelebbi technika állását jelentõ iratként az US02/001139A1 számú USA-beli szabadalmi bejelentésre kell hivatkozást tenni, amely az 1. és a 7. igénypont tárgyi körének megfelelõ eljárást és légi jármûvet ismertet. 1 2 3 4 0 A találmány ismertetése Ezért a találmány célja egyik vonatkozásban a legelsõ bekezdésben jelzett típusú átalakítható légi jármûvekhez való, új üzemeltetési eljárás, amit lényegét tekintve az jellemez, hogy az eljárás helikopter üzemmódból giroplán üzemmódba irányuló direkt és fordított átalakítást, valamint giroplán-helikopter üzemmódból repülõgép üzemmódba irányuló direkt és fordított átalakítást foglal magában, ahol a helikopter üzemmódból a giroplán üzemmódba irányuló direkt átalakítás az alábbi lépéseket tartalmazza: a forgószárny tengelykapcsolójának a forgószárny propulziós hajtómûveirõl való leválasztása, továbbá a giroplán-helikopter üzemmódból a repülõgép üzemmódba irányuló direkt átalakítás az alábbi lépéseket tartalmazza: a forgószárnylapátok kollektív és ciklikus állásszögeinek lényegében zérus fokra történõ beállítása oly módon, hogy azok a légi jármûre felhajtóerõt már ne gyakoroljanak és azt ne irányítsák, továbbá a légi jármûre a normál merevszárnyak gyakoroljanak felhajtóerõt és azt a csûrõk, valamint az oldalkormányok irányítsák; a forgószárny fékjét használva a forgószárny forgási sebességének gyors csökkentése; a forgószárnynak a lapátjai keresztirányú helyzetében történõ leállítása a repülés irányához képest lényegében keresztirányban; a forgószárnylapátoknak a légi jármû farokrésze irányába addig történõ behúzása, amíg azok hossztengelye a légi jármû mozgásának irányával egybe nem esik; azon lapátnak a kereszttengelyén megközelítõleg 180 -ban történõ elforgatása, amely a lapátok repülési irányhoz viszonyított keresztirányú leállításakor ellentétes irányú légárammal rendelkezett; a lapátok elõre meghatározott szögtartomány által kijelölt azimutális helyzetbe történõ egymástól független beállítása; és a beállított lapátok támadási szögének addig folytatódó jusztírozása, amíg a lapátok egy, a merevszárnyakkal párhuzamos helyzetbe nem kerülnek, és a fordított irányú átalakítás a fent említett lépéseket tartalmazza fordított sorrendben és ellentétes hatású mûveletekkel végrehajtva. A találmány szerinti eljárás egyéb jellemzõit és kiviteli alakjait a 2 6. igénypontok ismertetik. A találmány egy második vonatkozása szerint a leírt eljárás végrehajtásához adott egy átalakítható légi jármû, amit lényegében a 7. igénypont jellemzõ része határoz meg. A 8 19. aligénypontok a találmány szerinti légi jármû további jellemzõit határozzák meg. A területen járatos szakember valószínûleg felfigyel arra, hogy a jelen találmány szerinti eljárás új és feltalálói tevékenységen alapuló jellemzõi egy hármas, helikopter-giroplán-repülõgép funkcióval rendelkezõ hibrid légi jármû létrehozására nyújtanak lehetõséget. Valójában a felhajtóerõ alacsony sebességtartomány esetén a forgószárny, magas sebességtartomány esetén pedig a merevszárnyak révén jön létre; a felhajtóerõ, köztes sebességek adott tartománya mellett, giroplán üzemmódban a szárnyakkal és a forgószárnnyal egy- 4
1 HU 007 48 T2 2 szerre is létrehozható. A felszállás és a leszállás giroplán üzemmódban vagy helikopter üzemmódban hajtható végre a hajtómûvek forgószárnnyal összekapcsolt helyzetében, ami egy hibrid helikopter-giroplán-repülõgép légi jármûvet eredményez; a repülõgép üzemmódba irányuló direkt vagy fordított átalakítás mind a helikopter, mind pedig a giroplán üzemmódból megvalósítható. A rajz rövid ismertetése Az átalakítható légi jármû egyik elõnyös, ámbár nem kizárólagos kiviteli alakja és a találmány szerinti eljárás az alábbiakban kerül részletesen ismertetésre; annak jobb megértéséhez néhány szemléltetõ ábrát is mellékelünk, melyek csupán példaként szolgálnak és nem korlátozódnak ezen kiviteli alakra. Az említett rajzon: az 1. ábra a jelen találmány szerinti átalakítható légi jármû oldalnézeti rajza, melyen a forgószárnylapátok a giroplán vagy a helikopter üzemmódban történõ mûködéshez használt helyzetet veszik fel és a futómû kieresztett állapotban van; a 2. ábra az 1. ábra szerinti légi jármûvet mutatja felülnézetben; a 3. ábra az 1. ábra szerinti légi jármûvet szemlélteti elölnézetben; a 4. ábra a jelen találmány szerinti átalakítható légi jármûvet mutatja oldalnézetben merevszárnyú repülõgép üzemmódban történõ mûködtetés céljából, behúzott futómûvel; az. ábra a 4. ábrán vázolt légi jármûvet ábrázolja felülnézetben; a 6. ábra a 4. ábrán bemutatott légi jármûvet szemlélteti elölnézetben; és a 7. ábra a forgószárnylapátok töveinél elhelyezkedõ, átalakításra szolgáló eszköz mechanikai elemeit mutatja sematikus oldalnézetben. A rajz részletes ismertetése A fent említett rajzok a jelen találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû felépítését és üzemmódját mutatják. A találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû egy helikopter, egy giroplán és egy merevszárnyú repülõgép közötti hibrid légi jármûnek tekinthetõ. Az átalakítható 1 légi jármû 2 repülõgéptörzset, csûrõkkel ellátott 3 normál merevszárnyakat, oldalkormányokkal ellátott 4 normál farokfelületet, propulziós hajtómûveket, 7, 8 lapátokkal ellátott 6 forgószárnyat, az propulziós hajtómûvek és a 6 forgószárny közötti, fékezõ és 6 forgószárny tengelykapcsoló eszközzel ellátott közlõmûvet, 9 futómûvet, a helikopter üzemmódból a giroplán üzemmódba, és megfordítva, történõ átalakításra szolgáló eszközt, az alábbiakban ismertetésre kerülõ giroplán-helikopter üzemmódból a szintén a következõkben ismertetésre kerülõ repülõgép üzemmódba irányuló direkt és fordított irányú átalakításra szolgáló eszközt, 1 2 3 4 0 valamint a 12 pilótafülkét túlnyomás alatt tartó és fûtõ eszközt tartalmaz. Az átalakítható 1 légi jármû bemutatott példájában a légi jármû három darab behúzható kerék alkotta 9 futómûvet tartalmaz, amint azt az 1. és a 3. ábrák mutatják, bár ezt rögzített vagy félig behúzható sítalpak is alkothatják. Egyik kiviteli alakjában a rajzon bemutatott átalakítható 1 légi jármû két olyan propulziós hajtómûvel rendelkezõ gép, melyek mindig állandó sebességen mûködnek és két változtatható állásszögû 11 légcsavart mozgatnak. A 11 légcsavarok negatív állásszögûek is lehetnek. Továbbmenve, az propulziós hajtómûvek fékkel és tengelykapcsolóval felszerelt közlõmû révén kapcsolódnak a 6 forgószárnyhoz. Negatív vagy alacsony sebességtartomány esetén (jellemzõen 0 és 10 km/h között) a felhajtóerõt a 6 forgószárny hozza létre, amelynek forgástengelyét a 19¹es hivatkozási jel mutatja, továbbá az átalakítható 1 légi jármû forgószárnyas üzemmódban, vagyis helikopter vagy giroplán üzemmódban mûködik, míg nagyobb sebességek mellett a felhajtóerõt a 3 merevszárnyak biztosítják repülõgép vagy merevszárnyas üzemmódban történõ repülés céljára. A felhajtóerõ köztes sebességek egy adott tartománya mellett giroplán üzemmódban a 3 szárnyak és a 6 forgószárny révén egyidejûleg is létrehozható. A találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû forgószárnnyal, vagyis giroplán üzemmódban és helikopter üzemmódban egyaránt felszállhat és leszállhat az propulziós hajtómûveknek a 6 forgószárnnyal összekapcsolt állapotában, továbbá a repülõgép üzemmódba irányuló direkt vagy fordított irányú átalakítás helikopter üzemmódból és giroplán üzemmódból is elvégezhetõ. Az 1 3. ábrák a jelen találmány szerinti átalakítható 1 légi jármûvet szemléltetik, ahol a 6 forgószárny 7, 8 lapátjai a giroplán vagy a helikopter üzemmódban történõ mûködéshez használt helyzetet veszik fel és a futómû kieresztett állapotában van. A felül- és elölnézeten feltüntetett 13, 14 és 1 körök azt jelzik, hogy a 6 forgószárny és a 11 légcsavarok ezen két repülési üzemmód (forgószárnyas repülési üzemmód) valamelyikében forognak. A körök a 6 forgószárny 7 lapátjai csúcsainak, valamint a 11 légcsavaroknak a mozgási pályáit is jelzik. A 4 6. ábrák az átalakítható 1 légi jármûvet a merevszárnyú repülõgép üzemmódban történõ mûködtetés céljából a 6 forgószárny farokrész irányába állított 7, 8 lapátjaival és behúzott 9 futómûvel mutatják. Ebben a repülési üzemmódban a 6 forgószárny álló helyzetû, amint azt a 4 6. ábrákon a körök hiánya jelzi. A légcsavarok nyilvánvalóan tovább forognak. Az átalakítható 1 légi jármû példaként szemléltetett, de arra nem korlátozódó 6 forgószárnya a földön és a repülés közben is két-két behúzható típusú 7, 8 lapáttal rendelkezik, melyek a lapát aerodinamikai profiljának húrját illetõen szimmetrikus aerodinamikai profillal és változó húrral rendelkeznek, mivel amint az a 2. és az. ábrákon látható a húr a lapátok tövei-
1 HU 007 48 T2 2 nél nagyobb, mint azok csúcsainál. Elõnyösen a lapátok aerodinamikai profilja vastagságának és húrjának aránya 0,1 és 0,2 közé esik; konkrétabban, a lapátok profilja elõnyösen NACA 0012 vagy egyéb szimmetrikus típusú. A 6 forgószárny normál fékszárnyhasználati üzemmódban csuklós kapcsolaton keresztül a lapátok hossztengelyén van elhelyezve annak érdekében, hogy azok állásszögét ciklikusan és kollektívan egyaránt változtassa. A 6 forgószárny 7 és 8 lapátjai 17 elsõ hajtómûcsoport (7. ábra), például az x¹by-wire -ként ismert alább ismertetésre kerülõ szervomotorokkal felszerelt, függõleges tengelyek körül foroghatnak. A lapátok hossztengelyeire 18 második hajtómûcsoport, például szintén az x¹by-wire rendszerrel vezérelt szervomotorok vannak felszerelve. A földön behúzható 7, 8 lapátok ezen típusa lehetõvé teszi a lapátok összehajtását és az 1 légi jármû minimális méretekkel való elérését, miáltal az repülõgép-szállító liftekbe vagy kis hangárokba is befér. A 7. ábra azt mutatja, hogy a fenti elemek 23 védõborításban helyezkednek el. A jelen találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû 6 forgószárnyának 7, 8 lapátjai repülés közben is behúzhatók, amint azt az alábbiakban ismertetjük majd. A helikopter üzemmódból giroplán üzemmódba és megfordítva történõ átalakításra szolgáló eszköz tengelykapcsolója a helikopter üzemmódból a giroplán üzemmódba történõ átálláskor szétkapcsolásra kerül úgy, hogy a 6 forgószárny szabadforgásba kezd, a giroplán üzemmódból helikopter üzemmódba történõ átálláskor pedig összekapcsolásra kerül, amelynél a 6 forgószárnyat az propulziós hajtómûvek mûködtetik. A giroplán-helikopter üzemmódból a repülõgép üzemmódba irányuló direkt és a fordított irányú átalakításra szolgáló eszköz egy, a 6 forgószárny 7, 8 lapátjainak ciklikus és kollektív állásszögét szabályozó, 6 forgószárnyon elhelyezkedõ további eszközt tartalmaz, amely lehetõvé teszi az említett állásszögek nullára való beállítását annak érdekében, hogy a 6 forgószárny felhajtóereje a repülõgép üzemmódban megszûnjön. Ezen kiviteli alaknál a kollektív állásszög szabályozása a 18 második szervomotorok révén történik, a forgószárnylapátok állásszögét szabályozó elemek csoportjából álló, a repülés területén imbolygótárcsaként ( swash plate ) ismeretes normál elosztólemeznek egy, a pilóta vagy az x¹by-wire rendszer által vezérelt rögzített alsó elemmel és egy, a lapátok állásszögét szabályozó karokkal összekapcsolt, forgószárnnyal együtt forgó felsõ elemmel való helyettesítésével. A giroplán-helikopter üzemmódból a repülõgép üzemmódba irányuló direkt és a fordított irányú átalakításra szolgáló eszköz egy féket is tartalmaz az említett közlõmûhöz, amely azt a célt szolgálja, hogy a 6 forgószárny forgását repülõgép üzemmódban teljes mértékben leállítsa. Ez a fék egy normál fék, például az autóiparban rendszerint használt típusú tárcsafék lehet. 1 2 3 4 0 A giroplán-helikopter üzemmódból a repülõgép üzemmódba irányuló átalakításhoz egy, a fékszerkezettel kombinált megfelelõ szerkezet lehetõvé teszi a 6 forgószárny 7, 8 lapátjainak a repülési irányt keresztezõ helyzetben történõ leállítását. A giroplán-helikopter üzemmódból a repülõgép üzemmódba irányuló direkt és a fordított irányú átalakításra szolgáló eszköz a fent említett, függõleges forgástengellyel rendelkezõ 17 elsõ szervomotorokat és a fent említett, vízszintes forgástengellyel rendelkezõ 18 második szervomotorokat tartalmazza. A 17 elsõ szervomotorok azt a célt szolgálják, hogy a giroplán-helikopter üzemmódból a repülõgép üzemmódba irányuló direkt átalakítás során a 7 és 8 lapátokat addig húzzák a légi jármû farokrésze irányába, amíg azok hossztengelye az 1 légi jármû mozgásával ellentétes irányba nem esik. A 18 második szervomotorok a 6 forgószárny 7 vagy 8 lapátjai egyikének megközelítõleg 180 ¹ig történõ elforgatását teszik lehetõvé annak kereszttengelyén. A 17 elsõ szervomotorok azt a célt szolgálják, hogy a lapátok a direkt átalakítás során egymástól függetlenül egy elõre meghatározott szögtartomány által kijelölt azimutális helyzetbe legyenek állíthatók. Az említett elõre meghatározott szögtartományt elõnyösen a és 90 közötti szögtartomány képezi. A 18 második szervomotorok azt a célt is szolgálják, hogy a beállított 7, 8 lapátok támadási szögét oly módon igazítsák, hogy azok a légi jármû normál 3 merevszárnyain, azzal párhuzamosan helyezkedjenek el kétszárnyú repülõgép üzemmódban, megközelítõleg a 4. és 6. ábrákon bemutatott módon. Jól ismert, hogy a hibrid légi jármûvek tervezésének legsúlyosabb problémája a gépvezetési nehézségek kezelése, különösen a felhajtóerõ forgószárnyról szárnyakra és megfordítva történõ áttételei során. Nyilvánvaló, hogy a felhajtóerõt létrehozó aerodinamikai áramlás az egyik repülési üzemmódból egy másikba történõ átalakítási szakaszok közben teljes mértékben megváltozik. Ezért olyan tapasztalt pilótára van szükség, aki a légi jármû vezérlõszervein gyorsan, pontosan és bármilyen hiba nélkül képes végrehajtani a repülési üzemmód váltásához szükséges, egymást követõ lépéseket. A légi jármû viselkedése az átalakítás köztes szakaszai közben a várakozásokkal ellentétes lehet, ami szintén kiváló képzettséget és rátermettséget követel meg a pilóta részérõl. A gépvezetési probléma megoldása érdekében az ismertetett átalakítható 1 légi jármû nagymértékben használja a fly-by-wire -ként vagy általánosabban x¹by-wire -ként ismert új technológiát. Az x¹by-wire technológia abból áll, hogy a légi jármû vezérlõrendszerének mechanikai elemeit (karok, rudazatok, kezelõkarok, fogaskerekek, kábelek stb.) a vezérlõszervek esetében érzékelõk csoportjai és a vezérlõelemek esetében mûködtetõszervek helyettesítik, amelyek mindegyikét redundáns digitális számítógépek és megfelelõ program irányítják. Valamennyi elemet, számítógépet, érzékelõt és mûködtetõszervet egy elõnyösen optikai kábel alapú digitális adatátviteli rendszer kapcsolja össze. 6
1 HU 007 48 T2 2 1 2 3 4 0 A fly-by-wire és az x¹by-wire technológiákat széles körben tárgyalják az interneten. Néhány elérhetõség: http://www.vmars.tuwien.ac.at/projects/xbywire/docs/synthesis.doc http://dutera.et.tudelft.nl/~crweb/research/node6.html http://42volt.dupont.com/en/systems/bywire_main.html Ennélfogva az x¹by-wire rendszer az alábbiakban kifejtésre kerülõ különbözõ átalakítások eltérõ szakaszaira szolgáló olyan vezérlõrendszert jelent, amely mentes a vezérlõkarok és a légi jármû vezérlõelemei közé beiktatott manipulálható mechanikai elemektõl, amelyben a különbözõ átalakítások eltérõ szakaszai programozhatók és automatikusan kerülnek végrehajtásra, továbbá amely redundáns számítógépekbõl, érzékelõkbõl és mûködtetõszervekbõl álló redundáns biztonsági elemekkel van felszerelve. A légi jármû propulziós hajtómûveit tekintve, azok a változtatható állásszögû 11 légcsavarokat hajtó propulziós hajtómûveken alapuló elõnyös kiviteli alaknál a normál 3 merevszárnyakhoz képest a farokrészen helyezkednek el a rajzon bemutatott módon. Egy lehetséges másik kiviteli alaknál az propulziós hajtómûvek lehetnek dugattyús, gázturbinás hajtómûvek vagy sugárhajtómûvek. Amint kifejtettük, a találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû egy helikopter-giroplán-repülõgép hibrid légi jármû és mindhárom üzemmódban mûködhet. Az alábbiakban a különbözõ üzemmódokat és a találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû különbözõ átalakításait ismertetjük. Elõször a helikopter üzemmódot ismertetjük. Az átalakítható 1 légi jármû felszállása, leszállása és repülése igen alacsony sebességeken (0¹tól km/h¹ig) helikopter üzemmódban történik. Ebben az üzemmódban az propulziós hajtómûvek össze vannak kapcsolva a 6 forgószárnnyal és a 2 repülõgéptörzs forgásának megakadályozásához szükséges erõpárt a két 11 légcsavar teremti meg, melyek ezen repülési üzemmódban a tekintett erõpár létrehozásához differenciált vonóerõt hoznak létre. Ily módon relatív légáramlás nélküli, függeszkedõ repülés közben a 11 légcsavarok egyenlõ nagyságú, ellentétes vonóerõket hoznak létre, az egyik elõrefelé irányulót, a másik hátrafelé irányulót; az egyik légcsavar ehhez negatív állásszögû. Lassú elõrehaladó repülés közben a hosszirányú és oldalirányú mozgások vezérlése a 6 forgószárny ciklikus és kollektív állásszögeinek, valamint a 11 légcsavarok állásszögeinek módosításával, az iránymozgások végrehajtása a 11 légcsavarok differenciált vonóerõinek változtatásával történik, amelyek az propulziós hajtómûvek által a 6 forgószárnyra ható erõpár kompenzálása érdekében továbbra is erõpárt hoznak létre. Ezen körülmények között az átalakítható 1 légi jármû a hat ellenõrzött mozgásirányban, vagyis a három hosszirányú és a három tengely körüli irányban nagy szabadságfokkal rendelkezõ helikopterként viselkedik. Ezen alacsony sebességek mellett a 3 merevszárnyak kismértékben vagy egyáltalán nem járulnak hozzá az 1 légi jármûre a levegõben ható felhajtóerõhöz. Valójában a merevszárnyak parazita elemek, melyek csökkentik a 6 forgószárny felhajtóerejét, mivel azok az általa keltett aerodinamikai áramlásban helyezkednek el. Az alábbiakban a giroplán üzemmódot és a helikopter üzemmódból a giroplán üzemmódba történõ átalakítást mutatjuk be. Amikor az átalakítható 1 légi jármû példaként körülbelül km/h sebességet ér el, a 6 forgószárny szétkapcsolódik az propulziós hajtómûtõl, továbbá a 6 forgószárny ciklikus és kollektív állásszögei oly módon kerülnek beállításra, hogy megvalósulhasson annak szabad forgása. A két 11 légcsavar vonóereje egyenlõvé válik, mivel a 6 forgószárny szétkapcsolásakor az annak forgását helikopter üzemmódban elõidézõ erõpár megszûnik. Ilyen körülmények között az átalakítható 1 légi jármû kb. 10 km/h sebesség eléréséig giroplánként repül. Ilyen körülmények között a 3 merevszárnyak kismértékben járulnak hozzá az 1 légi jármûre ható felhajtóerõhöz, de már nem parazita elemek, mint helikopter üzemmódban, ami elõsegíti az 1 légi jármû repülési hatékonyságának növelését. Fordított irányú átalakítás akkor történik, amikor az üzemmód giroplán üzemmódról helikopter üzemmódra változik. A szakember valószínûleg felfigyel arra, hogy amennyiben a pilóta úgy kívánja, az átalakítható 1 légi jármû fel- és leszállhat giroplán üzemmódban, bár ez felszállás elõtti rövid nekifutást és leszállás utáni rövid kifutást igényelhet. A giroplán azonban a sebességvesztés ( átesés ) veszélye nélkül teszi lehetõvé a leállított propulziós hajtómûvekkel történõ leszállást, ami jelentõsen megnöveli a jelen találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû biztonságát. A giroplán üzemmódban történõ repülés az átalakítható 1 légi jármû jellegzetes repülésének aerodinamikai jellemzõit is javítja. Az alábbiakban a giroplán vagy helikopter üzemmódból a repülõgép üzemmódba történõ átalakítást ismertetjük. Amikor az átalakítható 1 légi jármû a 6 forgószárny 7, 8 lapátjainak a közlõmû révén vagy azok szabad forgásával eléri a kb. 10 km/h sebességet, kezdenek megjelenni a forgószárny aszimmetrikus felhajtóerejének hatásai. Ennél a sebességnél azonban az 1 gép 3 merevszárnyai által létrehozott felhajtóerõ már képes az 1 légi jármûvet vízszintes repülésben tartani. A nemkívánatos hatások és a 6 forgószárny átalakítási sebességnél nagyobb sebességek mellett fellépõ nagy légellenállásának megelõzése érdekében az átalakítható 1 légi jármû az alábbi mûveletsor végrehajtásával alakul át a repülõgép üzemmódba, amely mûveletek a jelen találmány sajátosságai és arra jellemzõek: 1. A 9 behúzható futómû behúzása. 2. A 6 forgószárny 7, 8 lapátjai kollektív és ciklikus állásszögeinek lényegében nulla fokra történõ beállítása oly módon, hogy azok az 1 légi jármûre felhajtóerõt ne gyakoroljanak és azt ne irányítsák. A repüléshez szükséges irányítóerõket ilyenkor a 3 merevszárnyak és a oldalkormányok csûrõi hozzák létre úgy, mint egy normál repülõgépnél. 7
1 HU 007 48 T2 2 1 2 3 4 0 3. A 6 forgószárny forgási sebességének gyors csökkentése a forgószárny fékjének használatával, amíg az a repülés irányához viszonyított keresztirányban teljes mértékben meg nem áll. Megjegyezzük, hogy ezen körülmények között az elõrehaladási sebességgel ellentétes irányban leállított 6 forgószárny lapátján keresztülhaladó légáram negatív (vagyis a légáram a 7, 8 leállított lapát kilépõélén keresztül lép be). A 6 forgószárny 7, 8 lapátjai oly módon vannak megtervezve, hogy könnyedén ellenállnak az ezen negatív áramlás által keltett erõknek. Ezért van az, hogy a húr a tõnél nagyobb, mint a csúcsokon, amint azt a 2. és. ábrák mutatják. 4. Mindkét 7, 8 lapát az 1 légi jármû farokrésze irányába történõ behúzása, amíg azok hossztengelye az átalakítható 1 légi jármû mozgásával ellentétes irányba be nem áll. Ilyenkor az aerodinamikai áramlás a két 7, 8 lapát hossztengelyeinek irányába esik.. Azon 7, 8 lapát kereszttengelyén 180 -ban történõ elforgatása, amelyre a beállításkor ellentétes irányú légáram hatott. 6. Mindkét 7, 8 lapát elõrefelé történõ állítása, amíg azok egy körülbelül ¹os azimutális helyzetet el nem érnek. Megjegyezzük, hogy ilyenkor a tekintett mûveletsor. lépését követõen a két 7, 8 lapátban haladó légáram az átalakítható 1 légi jármû sebességvektorához viszonyítva helyes irányú. Az átalakítható 1 légi jármû nézetét annak repülõgépkonfigurációjában a 3 6. ábrák mutatják. 7. Az ilyenkor egy kétszárnyú repülõgép felsõ szárnyaiként mûködõ 7, 8 lapátok támadási szögének beállítása (lásd a 4. és 6. ábrákat) annak érdekében, hogy azok olyan kis felhajtóerõt keltsenek, amely minden repülési sebességnél, magasságnál stb. optimális felhajtóerõ/légellenállás arányt eredményez. 8. Az átalakítás egésze alatt az átalakítható 1 légi jármû kormányzása az aerodinamikai elemeinek, vagyis a 4 farokfelület oldalkormányainak, a 3 merevszárnyak csûrõinek és a 11 légcsavarok állásszögének az igénybevételével. 9. A 12 pilótafülke túlnyomás alatt tartó és fûtõ rendszerének mûködtetése, továbbá a légiforgalom-irányítási elõírásokkal összhangban álló, kívánt repülési sebesség szempontjából optimális magasságban történõ kényelmes repülés eléréséig történõ emelkedés. Nyilvánvaló, hogy a tekintett átalakítás 3. és 4. szakaszaiban a 6 forgószárny 7 vagy 8 lapátjának egyikén jelentkezõ negatív áramlás nemkívánatos rezgéseket és instabilitásokat hoz létre. Ugyanez fordulhat elõ a 2. szakasz végén. Következésképpen ezeket az átalakítási szakaszokat határozottan és gyorsan kell elvégezni, továbbá a 6 forgószárny 7 és 8 lapátjait oly módon kell megtervezni, hogy azok az említett rezgések és instabilitások által létrehozott erõknek ellenálljanak. Hasonlóképpen az ezen átalakításokat végrehajtó x¹bywire rendszerprogramnak ezeket a lehetõ leggyorsabban kell teljesítenie, mivel a vezérlõkarok és a légi jármû vezérlõelemei között nincsenek mechanikai elemek. Az ezen manõver végrehajtásához szükséges mûködtetõszervek választékát, méreteit, teljesítményét és forgatónyomatékát ezen kritérium figyelembevételével kísérleti úton kell kiválasztani és ellenõrizni szélcsatornában és kísérleti repülések során. A repülõgéppé történõ átalakítási manõver sikeres végrehajtását követõen az átalakítható 1 légi jármûnek a legmegfelelõbb magasságba kell emelkednie ahhoz, hogy repülési tulajdonságait repülõgépként optimalizálja; ennek céljából a pilótafülkét túlnyomás alá kell helyezni és fûteni kell annak érdekében, hogy benne kellemes belsõ hõmérséklet és légköri nyomástartomány maradjon fenn. Ezen emelkedés és az utazórepülés közben a légiforgalmi hatóságok vonatkozó elõírásait is figyelembe kell venni. Az alábbiakban a jelen találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû repülõgép üzemmódját ismertetjük. Az átalakítható 1 légi jármû repülõgép üzemmódban történõ repülés közbeni megjelenését a 3 6. ábrák mutatják. Az átalakítható 1 légi jármû repülõgép üzemmódban történõ repülésének vezérlése normál aerodinamikai mûködtetõszervek, mint például a oldalkormányok és csûrõk révén, valamint a tolólégcsavarok ( tolók ) állásszögének szabályozásával történik. A szakember valószínûleg felfigyel arra, hogy a 6 forgószárny ilyenkor le van állítva és a 7, 8 lapátok megközelítõleg vagy teljesen keresztirányú helyzetben vannak. Az 1 légi jármû haladó mozgásához viszonyítva mindkét 7, 8 lapát belépõéle helyes pozícióban van. A 9 futómû be van húzva és az 1 gép elõrefelé tiszta profilt mutat. Ez a forgó alkotórészektõl mentes, tiszta aerodinamikai profil segíti a jelen találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû nagy haladósebességeinek elérését. A fordított irányú átalakításokat illetõen nyilvánvaló, hogy az átalakítható 1 légi jármûnek az átalakításokat az eddig leírtakhoz képest fordított sorrendben kell végrehajtania ahhoz, hogy a leszállást megelõzõen visszatérjen elõször a giroplánként, majd a helikopterként való repüléshez. Ezeket az átalakításokat nem szükséges ismertetni, mivel azok a leírtaknak pontosan az ellenkezõi és ugyanazokban a sebességtartományokban kerülnek végrehajtásra, bár ekkor csökkenõ sorrendben. Miután a repülési üzemmódok és az azok közötti átalakítások ismertetésre kerültek, egyértelmûen megállapítható a jelen találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû Fly-by-Wire technológián alapuló vezérlõrendszerének jelentõsége. Nem szabad elfelejtenünk, hogy az eddig tervezett konvertiplánok esetében az átalakítások szinte kivétel nélkül ezen technológia nélkül történtek. Ugyanakkor azokat az átalakításokat óriási tapasztalattal rendelkezõ pilótáknak kellett végrehajtaniuk, lassú tanulási folyamatot, sok esetben önképzést követõen. Érthetõ a pilóta részérõl az ahhoz szükséges kiváló rátermettség és képzettség szükséglete, hogy ezt az összetett mûveletsort a legnagyobb pontossággal és sebességgel, valamint bármilyen hiba nélkül 8
1 HU 007 48 T2 2 végrehajthassa, és szintén érthetõ az ezzel együttjáró magas kockázat. A találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû esetében és a Fly-by-Wire technológiának köszönhetõen az összetett átalakítási manõverek egyszerûen beprogramozásra kerülnek a rendszer központi számítógépeibe, ahol azok az egyes repülések valamennyi paraméter-variációja, például a hasznos teher, az üzemanyag mennyisége, a magasság és a környezeti hõmérséklet, az átalakításkor fennálló sebesség és sok egyéb paraméter szempontjából szintén optimalizálásra kerülnek. Ezen adatokkal a pilótának a megfelelõ gomb megnyomásával csupán utasítást kell adnia a vezérlõrendszernek az átalakítás végrehajtására és az egyes esetekben szükséges mûveletsor tökéletes végrehajtásáért a program felelõs. Továbbmenve, az átalakítás végrehajtása akár teljes mértékben automatizált módon is kezdeményezhetõ, ha a pilóta a normál repülésvezérlõk révén jelzi, hogy az átalakítható 1 légi jármû sebességét az átalakításkor fennálló egyes sebességek fölé vagy alá kívánja változtatni. Összegezve, a jelen találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû egy helikopter, egy giroplán és egy merevszárnyú repülõgép közötti hibrid légi jármû (vagy konvertiplán ), amely teljes mértékben újdonság. A légi jármû képes viszonylag alacsony sebességeken repülve a helikopterrel megegyezõ módon függõlegesen le¹ és felszállni, ideértve a függeszkedõ repülést ( lebegést ) is, és repülési üzemmódjának váltásával körülbelül 0 km/h végsebességeket érhet el, ami összevethetõ a légcsavarhajtású merevszárnyú repülõgépek sebességével. Emellett a jelen találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû nagy hatékonysággal képes repülni olyan fajlagos fogyasztásokkal, amelyek egy helikopter lassú (nullától körülbelül 10 km/h¹ig terjedõ) repülése és egy repülõgép nagy sebességeken történõ repülése során elért fogyasztásokhoz hasonlíthatók. A repülési végsebességektõl eltekintve a jelen leírásban említett valamennyi átalakítási sebesség megközelítõ értékû, szemléltetõ jellegû és nem korlátozódik csupán a megadott értékekre. Azon sebességeket, amelyeken a találmány szerinti átalakítható 1 légi jármû végrehajtja az átalakításokat szélcsatornában és kísérleti repülések során kell meghatározni, valamint a légi jármû és annak forgószárnyának aerodinamikai és szerkezeti tervezése során kell kiszámítani. A jelen találmány és annak kivitelezési módja kellõ mélységû bemutatását követõen kijelentjük, hogy bármely olyan megoldás, amely a találmányi gondolatot nem másítja, nem változtatja meg vagy nem módosítja, csupán a részletek szintjén jelentkezõ eltérésnek minõsül, továbbá a különféle elemek vagy alkatrészek velük ekvivalens mûszaki megfelelõkkel helyettesíthetõk. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Üzemeltetési eljárás repülõgéptörzzsel (2), csûrõkkel ellátott normál merevszárnyakkal (3), oldalkormányokkal () ellátott farokfelülettel (4), propulziós 1 2 3 4 0 hajtómûvekkel (), lapátokkal (7, 8) ellátott forgószárnnyal (6), a hajtómûvek és a forgószárny között fékezõ és tengelykapcsoló eszközzel ellátott közlõmûvel, futómûvel (9) rendelkezõ átalakítható légi jármûhöz (1), ahol az eljárás helikopter üzemmódból giroplán üzemmódba irányuló direkt és fordított irányú átalakítást, valamint giroplán-helikopter üzemmódból repülõgép üzemmódba irányuló direkt és fordított irányú átalakítást foglal magában, ahol a helikopter üzemmódból a giroplán üzemmódba irányuló direkt átalakítás az alábbi lépéseket tartalmazza: a forgószárny és a propulziós hajtómûvek csatlakoztatását oldjuk, és a giroplán-helikopter üzemmódból a repülõgép üzemmódba irányuló direkt átalakítás az alábbi lépéseket tartalmazza: a forgószárny (6) lapátjainak (7, 8) kollektív és ciklikus állásszögeit lényegében nulla fokra állítjuk be oly módon, hogy azok a légi jármûre (1) ható felhajtóerõ kifejtését és a légi jármû (1) irányítását abbahagyják, továbbá a légi jármûre a normál merevszárnyak gyakorolnak felhajtóerõt és azt a csûrõk és az oldalkormányok () irányítják; a forgószárny (6) forgási sebességét annak fékjét használva gyorsan csökkentjük, azzal jellemezve, hogy az eljárás keretében emellett a forgószárnyat lapátjainak (7, 8) keresztirányú helyzetében, a repülés irányához viszonyítva lényegében keresztirányban leállítjuk; a forgószárnylapátokat a légi jármû farokrésze irányába visszahúzzuk, amíg azok hossztengelye a légi jármû mozgásának irányával egybe nem esik; azon lapátot, amely a lapátoknak a repülés irányához viszonyított keresztirányú leállításakor ellentétes irányú légárammal rendelkezett, kereszttengelyén megközelítõleg 180 -ban elforgatjuk; a lapátokat egymástól függetlenül elõre meghatározott szögtartomány által kijelölt azimutális helyzetbe állítjuk; és a beállított lapátok támadási szögét addig jusztírozzuk, amíg a lapátok egy, a merevszárnyakkal párhuzamos helyzetbe nem kerülnek, és a fordított irányú átalakítás a fent említett lépések fordított sorrendben és ellentétes irányú mûveletekkel történõ végrehajtását tartalmazza. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a direkt átalakítás a futómû (9) behúzásának elõzetes lépését tartalmazza. 3. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy magában foglalja a légi jármû (1) túlnyomás alatt tartó és fûtõ rendszerei mûködtetésének lépését. 4. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy magában foglalja a légköri viszonyok és a légiforgalmi irányítás alapján elõre meghatározott optimális repülési magasságba történõ emelkedés lépését.. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett elõre meghatározott szögtartomány elõnyösen és 90 között van. 9
1 HU 007 48 T2 2 1 2 3 4 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a beállított lapátok (7, 8) támadási szögének szóban forgó jusztírozási lépése a lapátok (7, 8) olyan beállítását is tartalmazza, amelyben a lapátok (7, 8) a légi jármû normál merevszárnyain (3) kerülnek elhelyezésre a lapátok merevszárnyakhoz viszonyított helyzetében kétszárnyú repülõgépet formázón. 7. Átalakítható légi jármû (1), amely repülõgéptörzset (2), csûrõkkel ellátott merevszárnyakat (3), oldalkormányokkal () ellátott farokfelületet (4), propulziós hajtómûveket (), lapátokkal (7, 8) ellátott forgószárnyat (6), a hajtómûvek és a forgószárny között fékezõ és forgószárny tengelykapcsoló eszközzel felszerelt közlõmûvet, futómûvet, továbbá helikopter üzemmódból giroplán üzemmódba és megfordítva történõ átalakításra szolgáló eszközt tartalmaz, ahol a forgószárny giroplán-helikopter üzemmódból repülõgép üzemmódba történõ direkt és fordított irányú átalakításra szolgáló meghajtóeszközzel (17, 18) van ellátva, amely hajtómûvet (18) tartalmaz a forgószárny (6) lapátjai (7, 8) kollektív és ciklikus állásszögeinek lényegében nulla fokra történõ szabályozására úgy, hogy azok a légi jármûre (1) ható felhajtóerõ kifejtését és a légi jármû irányítását abbahagyják, továbbá a légi jármûre a normál merevszárnyak gyakorolnak felhajtóerõt és azt a csûrõk és az oldalkormányok () irányítják, azzal jellemezve, hogy a forgószárny tartalmaz a forgószárnynak lapátjai (7, 8) keresztirányú helyzetében, a repülés irányához viszonyítva lényegében keresztirányban történõ leállítására szolgáló eszközt; a forgószárnylapátoknak a légi jármû farokrésze irányába történõ visszahúzására és annak irányából történõ elhelyezésére szolgáló hajtómûvet (17), amely lehetõvé teszi a lapátok addig történõ behúzását, amíg azok hossztengelye a légi jármû mozgásának irányával egybe nem esik, valamint azokat egy elõre meghatározott szögtartomány által kijelölt azimutális helyzetbe állítja; és azon lapát kereszttengelyén megközelítõleg 180 ban történõ elforgatására szolgáló hajtómûvet (18), amely lapát a lapátoknak a repülés irányához viszonyított keresztirányú leállításakor ellentétes irányú légárammal rendelkezett. 8. A 7. igénypont szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy a különbözõ átalakítások különféle lépéseihez vezérlõrendszert tartalmaz, amely vezérlõrendszer mentes a vezérlõkarok és légi jármû vezérlõelemei közötti manipulálható mechanikai elemektõl. 9. A 8. igénypont szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy a különbözõ átalakítások különféle lépéseihez programozási és automatizálási eszközt tartalmaz, miáltal ezen lépések programozhatók és automatikusan kerülnek végrehajtásra.. A 9. igénypont szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy a vezérlõrendszer redundáns biztonsági elemeket tartalmaz. 11. A. igénypont szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy az említett redundáns biztonsági elemek redundáns számítógépek, érzékelõk és mûködtetõszervek. 12. A 8 11. igénypontok bármelyike szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy az említett automatikus vezérlõrendszer egy fly-by-wire vagy egy x¹by-wire típusú rendszer. 13. A 7 12. igénypontok bármelyike szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy a forgószárny (6) lapátjai (7, 8) a lapát aerodinamikai profiljának húrjára szimmetrikus aerodinamikai profillal rendelkeznek. 14. A 13. igénypont szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy a lapátok (7, 8) aerodinamikai profiljának vastagsága és húrja közötti arány 0,1 és 0,2 közé esik. 1. A 7 14. igénypontok bármelyike szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy a forgószárny (6) lapátjai (7, 8) oly módon vannak kialakítva, hogy a húr a tõnél nagyobb, mint a csúcsoknál. 16. A 7 1. igénypontok szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy az említett propulziós hajtómûvek () légcsavaros (11) hajtómûvek. 17. A 16. igénypont szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy a légcsavarok (11) a normál merevszárnyakhoz (3) viszonyítva a farokrészen vannak elhelyezve. 18. A 16. vagy a 17. igénypont szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy az említett légcsavarok (11) változtatható állásszögûek. 19. A 7 18. igénypontok bármelyike szerinti átalakítható légi jármû (1), azzal jellemezve, hogy az említett propulziós hajtómûvek () dugattyús, gázturbinás hajtómûvek vagy sugárhajtómûvek.
HU 007 48 T2 Int. Cl.: B64C 27/24 11
HU 007 48 T2 Int. Cl.: B64C 27/24 12
HU 007 48 T2 Int. Cl.: B64C 27/24 13
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest