ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1999 года по МПК B64C23/02 B64C39/00 

Изобретение относится к летательным аппаратам с укороченным взлетом и посадкой.

Известны автожиры - летательные аппараты, имеющие крылья, на которых установлены воздушные винты-роторы, свободно вращающиеся вокруг вертикальной оси под действием встречного потока воздуха и являющиеся основными несущими поверхностями (1).

Недостатками известной конструкции являются конструктивная сложность и невысокие летно-технические характеристики (грузоподъемность, скорость).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности признаков является летательный аппарат, содержащий корпус, двигатель и подъемные устройства, расположенные в горизонтальной плоскости, симметрично относительно корпуса, создающие подъемную силу при приведении двигателем в движение летательного аппарата и выполненные в виде крыльев, каждое из которых имеет профиль, обладающий кривизной. Одним из основных параметров, по которым оценивается степень совершенства крыла является его аэродинамическое качество, показывающее во сколько раз при данном угле атаки подъемная сила крыла больше силы его лобового сопротивления. Величина аэродинамического качества во многом зависит от геометрических характеристик крыла. Так подъемная сила крыла при данной скорости полета увеличивается при увеличении циркуляции вдоль профиля крыла, что может быть достигнуто увеличением кривизны профиля. Однако с увеличением кривизны профиля крыла его аэродинамическое качество уменьшается, так как коэффициент лобового сопротивления растет быстрее коэффициента подъемной силы (2).

Подъемная сила такой конструкции крыла может быть увеличена лишь при увеличении размаха крыла.

Недостатками конструкции летательного аппарата, имеющего крылья с криволинейным профилем, являются большой размах крыльев, требующий больших площадей для стоянки летательных аппаратов, а также большие взлетно-посадочные дистанции.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение взлетно-посадочных дистанций, а также уменьшение поперечных габаритов аппарата.

Поставленная задача решается тем, что в летательном аппарате, включающем корпус, двигатель и подъемные устройства, создающие подъемную силу при приведении двигателем в движение аппарата и расположенные в горизонтальной плоскости, симметрично относительно продольной оси корпуса, согласно изобретению каждое устройство выполнено в виде двух соосно расположенных друг над другом с возможностью синхронного вращения в противоположных друг относительно друга направлениях приводных дисков, половины поверхностей которых расположены внутри корпуса, а вторые половины их поверхностей - снаружи корпуса. Оси вращения дисков подъемных устройств закреплены на боковых сторонах корпуса летательного аппарата симметрично относительно его продольной оси, а по окружности наружных поверхностей дисков выполнены кожухи с зазорами к поверхности дисков, закрепленные на корпусе летательного аппарата.

В таком летательном аппарате при приведении его двигателем горизонтальной тяги в движение, а также при приведении во вращение приводных дисков создается (аналогично эффекту Магнуса) подъемная сила за счет разности давлений под и над наружными поверхностями подъемного устройства, причем наличие кожухов исключает обтекание внутреннего пространства между верхним и нижним вращающимися дисками каждого подъемного устройства встречным потоком воздуха, что создало бы препятствие возникновению подъемной силы.

Сопоставительный анализ заявляемого летательного аппарата с прототипом показывает, что заявляемый аппарат отличается от известного тем, что его подъемные устройства выполнены в виде двух соосно расположенных друг над другом с возможностью синхронного вращения в противоположных друг относительно друга направлениях приводных дисков, половины поверхностей которых расположены внутри корпуса, а вторые половины их поверхностей - снаружи корпуса.

Оси вращения дисков закреплены на боковых сторонах корпуса аппарата симметрично относительно его продольной оси, а по окружности наружных поверхностей дисков выполнены кожухи с зазорами к поверхности дисков, закрепленные на корпусе аппарата.

Таким образом, заявляемый летательный аппарат соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области, позволило сделать вывод, что оно явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию "изобретательский уровень".

Возможность широкого использования заявляемого летательного аппарата в авиационной технике обеспечивает ему критерий "промышленная применимость".

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где:
на фиг.1 показан вид летательного аппарата сбоку;
на фиг.2 показан вид летательного аппарата сверху;
на фиг.3 показан вид сечения А-А на фиг.2.

Летательный аппарат включает корпус 1, двигатель 2, подъемные устройства, каждое из которых выполнено в виде двух соосно расположенных друг над другом с возможностью синхронного вращения в противоположных друг относительно друга направлениях приводных дисков 3 и 6, двигатель подъемного устройства 7 и кожухи 4, выполненные в виде полуокружностей с зазорами 5 к окружностям наружных поверхностей приводных дисков. Оси вращения дисков 3 и 6 закреплены на боковых сторонах корпуса летательного аппарата симметрично относительно его продольной оси.

При приведении в горизонтальное движение летательного аппарата с помощью двигателя 2 и приведении дисков 3 и 6 во вращение с помощью двигателя подъемного устройства 7 встречный поток воздуха обтекает наружные поверхности дисков подъемных устройств. При этом кожухи 4 не допускают проникновения встречного потока воздуха в пространство между плоскостями дисков. При таких условиях обтекания встречным потоком воздуха на наружных поверхностях дисков создается (аналогично эффекту Магнуса) подъемная сила за счет разности давлений под и над наружными поверхностями подъемных устройств.

Расчеты показывают, что подъемная сила вышеописанной конструкции при небольших скоростях движения летательного аппарата на взлете значительно превосходит подъемную силу конструкции, описанной в прототипе, при одинаковых площадях рабочих поверхностей подъемных устройств, что позволяет существенно сократить взлетно-посадочные дистанции при уменьшении поперечных габаритов летательного аппарата.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.

1. Сборник статей под редакцией Г.И. Таганова., М., Мир, 1965, с. 35.

2. Л. Х. Кокунина "Основы аэродинамики", М., Транспорт, 1982, с. 54 (прототип).

Аппарат содержит корпус и подъемное устройство, которое выполнено в виде двух соосно расположенных друг над другом с возможностью синхронного вращения в противоположных друг относительно друга направлениях приводных дисков (3). Первые половины дисков расположены внутри корпуса, а вторые половины их поверхностей - снаружи корпуса. Оси вращения дисков (3) подъемных устройств закреплены на боковых сторонах корпуса (1) симметрично относительно его продольной оси. По окружности наружных поверхностей дисков выполнены кожухи (4) с зазорами (5) к поверхности дисков, закрепленные на корпусе (1). Изобретение направлено на решение задачи грузоподъемности и скорости. 3 ил.

Летательный аппарат, включающий корпус, двигатель и подъемные устройства, создающие подъемную силу при приведении в движение аппарата двигателем и расположенные в горизонтальной плоскости симметрично относительно продольной оси корпуса, отличающийся тем, что каждое подъемное устройство выполнено в виде двух соосно расположенных друг над другом с возможностью синхронного вращения в противоположных друг относительно друга направлениях приводных дисков, половины которых расположены внутри корпуса, а вторые половины - снаружи корпуса, причем оси вращения дисков подъемных устройств закреплены на боковых сторонах корпуса летательного аппарата симметрично относительно его продольной оси, а по окружности наружных поверхностей дисков выполнены кожухи с зазорами к поверхности дисков, закрепленные на корпусе летательного аппарата.