УСТРОЙСТВО МАСЛОЦОВА В.А. ДЛЯ РАЗБРЫЗГИВАНИЯ ЖИДКОСТИ С ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 1999 года по МПК B64D1/18 B64D1/16 

Изобретение относится к области обработки полей жидкими ядохимикатами с летательных аппаратов, в частности, к ультрамалообъемному опылению.

Известен способ обработки полей ядохимикатами с самолета /например, по а. с. СССР N 805575/. При этом равномерность распыления рабочей жидкости довольно низка, а расход ее слишком велик, что требует введения специальных систем дозировки распыления. В связи с этим стали очевидными преимущества ультрамалообъемного опрыскивания растений. Для этой цели наиболее эффективно используются летательные аппараты сверхлегкой авиации, например, моторные дельтапланы: нет необходимости брать на борт много жидкости, полеты производятся на 1-2 м высоты, себестоимость полетов низка. На мотодельтапланах устанавливаются штанги с разнесенными по всей их ширине соплами-распылителями, обычно двумя-пятью /например, п. США N 4629148/.

Такие приспособления для разбрызгивания жидкости усложняют и утяжеляют конструкцию, во время работы частоты выходят из строя, так как имеют вращающиеся детали, взаимодействующие с агрессивной жидкостью, все сопла-распылители трудно настроить на одинаковый режим работы, создают дополнительное воздушное сопротивление при полете, летательный аппарат имеет большую опасность при вынужденной посадке, например, на обрабатываемый подсолнечник. Распыление производится неравномерно: за летящим аппаратом тянутся шлейфы жидкости по количеству сопел-распылителей.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для распыления жидкого вещества с вертолета, в котором несущий винт выполнен с каналами в лопастях, оканчивающихся форсунками. Полый вал несущего винта размещен внутри полого вала двигательной установки и связан, с одной стороны, посредством гибких трубопроводов с каналами лопастей, а с другой стороны, помещен в емкость с распыляемым веществом /N п. России N 2000252/.

Недостатками данного устройства являются неравномерность распыления и большой расход рабочей жидкости, а также высокая материалоемкость устройства в целом, стоимость производимых с его помощью работ, сложность его воплощения в жизнь.

Проведенные исследования по результатам авиахимических работ показали, что "при одном и том же составе химиката количество его, получаемое растениями, зависит от скорости и высоты рабочего гона. Аэродинаические характеристики летательного аппарата /ЛА/ оказывают большое влияние на параметры следа при разбрызгивании жидких веществ. Опытные испытания показали, что наилучшая равномерность опрыскивания достигается на высотах 1-4 м при скорости 25-30 км/ч".

"Перспективы использования сельскохозяйственной авиации для борьбы с вредителями", "Jnd Saccari", 1985, 78 N 4, с. 115-120/, чего нельзя добиться на самолете или вертолете вышеописанной конструкции.

К тому же при обработке полей с вертолета возникающие колебания вертикальной и поступательной скорости ЛА оказывают неблагоприятное влияние на интенсивность обработки поверхности.

Кроме того, стоимость мотодельтаплана составляет менее 10% от стоимости вертолета, выполняющего ту же работу.

Рассмотрим недостатки конкретного устройства для распыления жидкости с вертолета, описанного в прототипе. Здесь вал несущего винта, как и вал двигателя, расположены вертикально, а лопасти винта вращаются в горизонтальной плоскости. При этом для подачи жидкости к форсункам требуется впрыскивающее устройство и насос.

Неравномерность распыления и большой расход рабочей жидкости возникает из-за того, что жидкость разбрызгивается лопастями несущего винта с высоты, превышающей верхнюю границу в 4 м оптимального диапазона.

К недостаткам данного устройства относится также невозможность добиться образования равновеликих капель малого диаметра при распылении, так как очень непросто поставить на конец лопасти несущего винта вращающуюся сетку или окружить сеткой несущий винт, учитывая его диаметр.

Экономически очень невыгодно использовать для распыления спецвертолет, да еще и со специальными лопастями.

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, упрощение конструкции, повышение эксплуатационных характеристик системы распыления и безопасности.

Вышеуказанные недостатки устраняются и поставленная задача решается благодаря использованию для распыления жидкости штатного винта, при изготовлении которого в лопастях выполнены каналы, оканчивающиеся форсунками. Жидкость подается в центральную втулку винта через расположенный горизонтально полый вал редуктора винтомоторной установки, при этом воздушный винт, вращающийся в вертикальной плоскости, является великолепным центральным насосом.

Разбрызгиваемая жидкость ложится на землю сплошной широкой полосой. Для создания равновеликих капель малого диаметра винт окружен по диаметру неподвижным кольцом из сетки, которое заодно выполняет функцию ограждения для безопасности.

Такая компоновка устройства для разбрызгивания позволяет располагать его на сверхлегких летательных аппаратах со штатным воздушным винтом, за счет чего обеспечивается предельно низкая высота полета, малая поступательная скорость летательного аппарата, что, в свою очередь, способствует увеличению равномерности распыления жидкости.

Благодаря установке вокруг воздушного винта кольца из сетки уменьшается непроизводительное расходование жидкости, так как при этом образуются капли столь малого диаметра, что 100% их достигает поверхности земли, не испаряясь.

К тому же намного сокращается материалоемкость и себестоимость устройства в целом.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для разбрызгивания жидкости с летательного аппарата.

На фиг. 2 - кольцо из сетки вокруг воздушного винта /в аксонометрии/.

Устройство содержит емкость с рабочей жидкостью для распыления 1, двигательную установку 2, редуктор 3 с полым валом 4. Вал 4 соединен, с одной стороны, с помощью уплотнения 5, посредством шланга 6, через кран отсекания 7 с емкостью 1 для жидкости, а с другой стороны через втулку 8 сообщен с каналами 9, выполненными в лопастях 10 тягового винта и оканчивающимися на периферии форсунками 11.

Винт окружен кольцом из сетки 12.

Устройство работает следующим образом. В полете пилот открывает кран 7. Жидкость под воздействием центробежной силы винта засасывается из емкости 1 через шланг 6 в полый вал 4 редуктора 3 во втулку 8 винта и по каплям 9 лопастей 10 с давлением через форсунки 11 попадает на сетку 12, которая калибрует капли, а далее рабочая жидкость в виде капельного тумана расходится по расширяющемуся конусу под воздействием скорости полета.

Устройство может быть использовано в сельскохозяйственной авиации для ультрамалообъемного распыления жидкости. На сверхлегком летательном аппарате в вертикальной плоскости устанавливается штатный тяговый воздушный винт с выполненными в его лопастях каналами, оканчивающимися форсунками. Каналы сообщаются через втулку винта, полый вал редуктора, шланг, кран отсекания с емкостью, содержащей распыляемую жидкость. Для калибрования капель и ограждения тягового винта вокруг него установлено кольцо из сетки. Достигается упрощение конструкции и повышение эксплуатационных характеристик - равномерности распыления и уменьшения расхода. 1 з.п.ф-лы. 2 ил.

1. Устройство для разбрызгивания жидкости с летательного аппарата, содержащее корпус летательного аппарата, двигательную установку, штатный воздушный винт с каналами в лопастях и установленными на концах лопастей форсунками, емкость с распыляемым веществом, соединенную с каналами лопастей винта, отличающееся тем, что каналы и форсунки выполнены в лопастях винта, расположенного в вертикальной или близкой к вертикальной плоскости, и соединены с емкостью через втулку винта. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вокруг винта установлено кольцо из сетки для калибрования капель и ограждения винта.