Koncepce V/STOL letounu

Abstract

Tato práce řeší netradiční koncepce letounů VTOL a STOL. Zabývá se rozborem druhů a možných konstrukcí obou koncepcí. Dále se věnuje rámcovému návrhu letounu typu VTOL s překlopnými oplášťovanými rotory. V první části věnované rešerši se zabýváme popisem dané koncepce, představením jednotlivým možností, výhod a nevýhod. Nastiňujeme konstrukční řešení dřívější i moderní. U každé varianty jsou uvedeni zástupci, na kterých si dále přibližujeme jednotlivé prvky. Druhá část práce je věnována právě obecnému návrhu elektricky poháněného jednomístného letounu s překlopnými oplášťovanými rotory, s úkolem zjistit, zda je proveditelný. Rozsah návrhu je omezen na základní parametry, jako je výkon motorů, obecné rozměry částí letounu a výsledný hmotový rozbor. Návrhem jsme dosáhli zjištění, že jednomístný letoun typu VTOL může být proveditelný. Omezeni jsme byli maximální vzletovou hmotností 600 kg, kterou jsme za použití kompozitních materiálů splnili. Použité jsou čtyři oplášťované rotory o průměru 1,35 m s integrovanými elektromotory o výkonu 70 kW. Výsledná hmotnost letounu bez baterií, ale včetně posádky a zavazadel, byla stanovena na 445,42 kg a zbylá hmotnost 154,58 kg byla vyplněna bateriemi. Celková délka letounu je 7,3 m, výška 2,7 m a rozpětí včetně rotorů přibližně 11,50 m. Výsledky této práce ukazují, že je možné zkonstruovat letoun tohoto typu pouze pro jednu osobu a má smysl se takovou koncepcí zabývat.

This work solves non-traditional concepts of VTOL and STOL aircraft. It deals with the analysis of types and possible constructions of both concepts. He also deals with the framework design of the VTOL aircraft with tilt duct design. In the first part of the research, we deal with the description of the concept, the introduction of individual options, advantages and disadvantages. We outline previous and modern design solutions. Representatives are listed for each variant, on which we further approach the individual elements. The second part of the work is devoted to the general design of an electrically powered single-seater aircraft with tilting sheathed rotors, with the task of determining whether it is feasible. The scope of the design is limited to basic parameters such as engine power, general dimensions of aircraft parts and the resulting mass analysis. With the proposal, we have found that a single-seat VTOL aircraft can be feasible. We were limited to a maximum take-off weight of 600 kg, which we met using composite materials. Four 1.35 m diameter sheathed rotors with integrated 70 kW electric motors are used. The resulting weight of the aircraft without batteries, but including crew and luggage, was set at 445.42 kg and the remaining weight of 154.58 kg was filled with batteries. The total length of the aircraft is 7.3 m, height 2.7 m and span, including rotors, approximately 11.50 m. The results of this work show that it is possible to design an aircraft of this type for only one person and it makes sense to deal with such a concept.