УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВО ВРАЩАТЕЛЬНО-МАХОВОЕ ДВИЖЕНИЕ КРЫЛА ЭНТОМОТОПТЕРА Российский патент 1997 года по МПК B64C33/02 

Изобретение относится к области техники "летательные аппараты, орнитоптеры".

Описанные в литературе устройства представляют собой часто сложные механизмы колебательного действия, содержащие большое количество деталей. Эти механизмы, как правило, содержат кривошипы, шатуны, кулисы и т.п. что значительно усложняет и утяжеляет устройства.

Энергия двигателя расходуется не только на полезный мах крыла вниз, но и на подъем крыла плоскостью вверх. При таком движении крыло встречает большое сопротивление воздуха, а также расходуется энергия двигателя на преодоление инерции крыла и узла привода.

Устройство, взятое за прототип, относится к устройству колебательного действия (заявка ФРГ N 3510750, B 64 C 33/02, 1986). Оно содержит соединенные конические и цилиндрические шестерни, установленные на раме. На одной из конических шестерен прикреплено крыло. Движение этой шестерне передается от конической шестерни, ось которой является общей с осью цилиндрической шестерни. Цилиндрическая шестерня кинематически связана с приводом (двигателем). Вращение шестерен носит колебательный характер, как и движение вала привода. В процессе работы устройства противоположные концы крыльев движутся в противоположных направлениях. Таким образом, в процессе работы энергия расходуется на преодоление сил инерции как махового, так и вращательного движения, что снижает коэффициент полезного действия.

Задачей изобретения является создание устройства для преобразования вращательного движения во вращательно-маховое движение крыла энтомотоптера и с повышенным коэффициентом полезного действия.

Указанная задача решается тем, что устройство для преобразования вращательного движения во вращательно-маховое движение энтомотоптера - летательного аппарата, содержащее сцепленные конические шестерни, крыло, закрепленное на конической шестерне, имеющей возможность вращения, и цилиндрическую шестерню привода, представляет собой планетарный механизм, цилиндрическая шестерня привода которого жестко закреплена на реме, имеющей возможность вращения и установленной на оси жестко закрепленной конической шестерни. Таким образом, вращение конической шестерни (сателлита) с крылом осуществляется вокруг оси жестко закрепленной конической шестерни.

В заявляемом устройстве для преобразования вращательного движения во вращательно-маховое движение крыла отсутствует инерционность, присущая колебательному движению. Это позволяет предположить, что коэффициент полезного действия изобретения будет выше, чем у устройств, в основе которых лежит чисто колебательный процесс движения крыльев.

Заявленное устройство реализовано в модели.

Конструкция устройства показана на фиг. 1, где: 1 крыло /лопасть/, 2 - вал, способный вращаться, 3 вал, жестко закрепленный в несущем каркасе, 4 - шестерня, закрепленная на неподвижном валу, 5 коническая шестерня, способная вращаться (сателлит), 6 несущий каркас, 7 отверстия в раме, 8 рама, 9 - цилиндрическая шестерня, 10 кинематическая связь, 11 двигатель.

Устройство для преобразования вращательного движения во вращательное - маховое движение крыла энтомотоптера включает в себя валы 2, 3 с конической шестеренчатой передачей 4, 5. Шестерня 4 вместе с валом 3 жестко закреплена в несущем каркасе 6. Последнее является отличительным признаком. В аналоге конические шестерни могут свободно вращаться. Крыло 1 и коническая шестерня 5 заявляемого устройства жестко закреплены на валу 2, который установлен в отверстия 7 рамы 8. На раме закреплена цилиндрическая шестерня 9. Последняя находится в кинематической связи 10 с двигателем 11.

Вращение рамы 8 вокруг неподвижной конической шестерни 4 передается от двигателя 11. Поскольку вал 2 подвижной конической шестерни (сателлита) 5 установлен в раме и обе конические шестерни 5 и 4 находятся в зацеплении, то вращение рамы 8 приводит во вращение коническую шестерню 5 вокруг собственной оси и вокруг оси конической шестерни 4. Крыло 1, жестко закрепленное на валу шестерни 5, также будет участвовать одновременно в двух вращениях. Результатом такого сложного движения крыла является вращательно-маховое движение.

Изменение положения крыла (лопасти) 1 при работе устройства показано на фиг. 2. Различные положения крыла при вращении подвижной части устройства в одну сторону соответствуют шагу 45^o (вид спереди). Подъем крыла при плавном вращении подвижной части устройства происходит ребром вверх, а опускание плоскостью вниз.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить инерционность, повысить скорость движения крыла и частоту маха относительно скоростей и частот, используемых в ранее описанных устройствах орнитоптеров. Увеличение этих параметров дает возможность уменьшить размах летательного аппарата при сохранении подъемной силы, сделать аппарат более компактным, исключив при этом необходимость в складывании крыльев или убирании из в процессе работы в корпус.

Положения крыла срисованы с модели заявляемого устройства.

Использование: изобретение относится к летальным аппаратам - орнитоптерам, энтамотоптерам (по принципу насекомого). Сущность: устройство для преобразования вращательного движения во вращательно-маховое движение крыла энтамотоптера содержит сцепленные конические шестерни 4, 5, крыло 1, закрепленное на конической шестерне 5, и цилиндрическую шестерню 9 привода. Цилиндрическая шестерня 9 жестко закреплена на раме 8, имеющей возможность вращения и установленной на оси жестко закрепленной конической шестерни 4. 2 ил.

Устройство для преобразования вращательного движения во вращательно-маховое движение крыла энтомотоптера -летательного аппарата, содержащее сцепленные конические шестерни, крыло, закрепленное на конической шестерне, имеющей возможность вращения, и цилиндрическую шестерню привода, отличающееся тeм, что устройство представляет собой планетарный механизм, цилиндрическая шестерня привода которого жестко закреплена на раме, имеющей возможность вращения и установленной на оси жестко закрепленной конической шестерни.