УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТЯГИ Российский патент 2004 года по МПК B64D27/02 B64C29/02 F02K1/80 

Изобретение относится к устройствам для создания тяги для летательных аппаратов и других транспортных средств.

Известен “Способ создания тяги” по патенту РФ №2104188, публикация 10.02.98, приоритет 03.01.96, МПК B 60 V 1/14, заключающийся в том, что камеру, имеющую по крайней мере один выход в окружающую среду, заполняют текучей средой под давлением и используют струйную завесу из текучей среды.

Известен “Вихревой движитель” по а.с. №1713209, публикация 20.01.96, приоритет 27.06.89, МПК В 63 Н 11/00, в котором движитель содержит центральное тело, которое образует горообразные вихревые камеры, из которых поток направляется в диффузор.

Известен “Способ создания подъемной силы и устройство для его осуществления” по патенту РФ №2089420, публикация 10.09.97, приоритет 31.01.96, МПК B 60 V 1/06, в котором в область под куполообразным корпусом подают центральную струю сжатого воздуха и формируют воздушную подушку под этим куполом, причем струю выдувают радиально в сторону нижней поверхности днища куполообразного корпуса в виде веерообразной или плоской струи.

Наиболее близким к изобретению является патент Германии №3742771 “Летательный аппарат”, публикация 29.06.89, МПК В 64 С 29/02, в котором в тороидальную камеру подается воздух и затем выбрасывается через кольцевое сопло, за счет чего создается подъемная сила.

Известные устройства не исчерпывают спектр возможных устройств для создания тяги.

Технической задачей, на которую направлено изобретение, является создание простого по конструкции и эффективного устройства, создающего подъемную тягу.

Устройство для создания тяги содержит корпус с камерой и нагнетатель. Полость камеры выполнена в форме сплющенного эллипсоида вращения и сообщена с внешней средой через отверстие в корпусе, расположенное в нижней части камеры параллельно плоскости, проходящей через большую ось эллипсоида вращения полости камеры. Нагнетатель установлен в отверстии корпуса на оси симметрии, проходящей через малую ось эллипсоида вращения полости камеры, с возможностью нагнетания текучей среды внутрь упомянутой полости камеры.

Нагнетатель засасывает текучую внешнюю среду и нагнетает ее внутрь корпуса по оси камеры. Внутри камеры образуется устойчивый тороидальный вихрь. В полости создается равномерно распределенное избыточное давление. За счет избыточного давления вихрь отжимается от стенок корпуса и часть текучей среды выбрасывается наружу в зазор, образующийся в отверстии корпуса, между поверхностью вихря и корпусом. Энергия нагнетателя используется для поддержания устойчивого состояния вихря и давления внутри корпуса. Нескомпенсированное давление на верхнюю часть полости камеры создает тягу, приложенную к устройству с вектором вверх.

Если боковые стенки полости камеры в сечении, проходящем через малую ось эллипсоида вращения полости камеры, имеют форму, близкую к форме части круга, то тороидальный вихрь более устойчив.

Упомянутый нагнетатель может быть выполнен в виде вентилятора и прикреплен к корпусу по меньшей мере двумя жесткими связями. При этом вентилятор выполняется с горизонтально расположенным рабочим колесом.

При использовании внешней среды в виде воздуха ширина полости камеры в наиболее широкой части составляет от 8,6 D до 9 D, где D - наружный диаметр проходного сечения нагнетателя, а высота полости камеры составляет не менее 4 D.

Техническое решение поясняется чертежами.

На фиг.1 приведен вертикальный разрез подъемного устройства; на фиг.2 - вид снизу подъемного устройства; на фиг.3 - схема движения текучей среды в подъемном устройстве.

Устройство для создания тяги содержит корпус 1 с камерой 2 и нагнетателем 3 (фиг.1). Полость 4 камеры 2 выполнена в форме сплющенного эллипсоида вращения и сообщена с внешней средой через отверстие 5 в корпусе 1. Отверстие 5 расположено в нижней части камеры 2 параллельно плоскости симметрии 6 (фиг.3), проходящей через большую ось 7 эллипсоида вращения полости 4 камеры 2. Нагнетатель 3 установлен в отверстии 5 корпуса 1 на оси 8 симметрии, проходящей через малую ось эллипсоида вращения полости 4 камеры 2. Боковые стенки 9 полости 4 камеры 2 имеют форму, близкую к форме части круга.

Нагнетатель 3 выполнен в виде вентилятора с горизонтально расположенным рабочим колесом 11 и скреплен с корпусом 1 по жесткими связями 10. На нагнетателе 3 установлено направляющее сопло 14.

При использовании внешней среды в виде воздуха ширина полости 4 камеры 2 в наиболее широкой части составляет от 8,6 D до 9 D, где D - наружный диаметр проходного сечения нагнетателя 3, а высота полости камеры составляет не менее 4 D.

Отверстие 5 в корпусе 1 (фиг.3) образовано пересечением полости 4 камеры 2 с конической поверхностью 12, имеющей вершину в центре 13 симметрии полости 4, ось симметрии, совпадающую с вертикальной осью 8 симметрии полости 4, и образующую, расположенную под углом α 20-40° от плоскости симметрии 6, проходящей через большую ось 7 эллипсоида вращения полости.

Устройство для создания тяги работает следующим образом.

При работе нагнетателя 3 текучая среда, например воздух, через направляющее сопло 14 нагнетается по вертикальной оси камеры 2 внутрь полости 4, где формируется устойчивый тороидальный вихрь. Струя от нагнетателя тормозится на стенке полости 4, противоположной от нагнетателя, и кинетическая энергия струи переходит в потенциальную. Внутри полости 4 в области, ограниченной ее поверхностью, поверхностью вихря и нагнетателем 3, создается равномерно распределенное избыточное давление, которое и создает подъемную силу. Тороидальный вихрь затрудняет выход воздуха из полости 4, однако часть текучей среды выбрасывается наружу через зазор, образующийся между поверхностью вихря и кромкой корпуса 1.

Данное устройство может быть применено как в воздушной среде, в этом случае в качестве нагнетателя может быть применен вентилятор, так и в другой среде, например в воде, в этом случае нагнетателем может быть винт.

Устройство может быть применено для различных транспортных средств, в том числе и дисковых. Устройств для создания тяги на транспортном средстве может быть установлено несколько. Кроме того, данное устройство может применяться как тяговое для различных типов судов, например на воздушной подушке.

Изобретение относится к устройствам для создания тяги для летательных аппаратов. Устройство содержит корпус с камерой и нагнетатель. Полость камеры выполнена в форме сплющенного эллипсоида вращения и сообщена с внешней средой через отверстие в корпусе, расположенное в нижней части камеры параллельно плоскости симметрии, проходящей через большую ось эллипсоида вращения полости камеры. Нагнетатель установлен в отверстии корпуса на оси симметрии, проходящей через малую ось эллипсоида вращения полости камеры, с возможностью нагнетания текучей среды внутрь упомянутой полости. Технический результат – упрощение конструкции. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для создания тяги, содержащее корпус с камерой и нагнетатель, отличающееся тем, что полость камеры выполнена в форме сплющенного эллипсоида вращения и сообщена с внешней средой через отверстие в корпусе, расположенное в нижней части камеры параллельно плоскости, проходящей через большую ось эллипсоида вращения полости камеры, нагнетатель установлен в отверстии корпуса на оси симметрии, проходящей через малую ось эллипсоида вращения полости камеры, с возможностью нагнетания текучей среды внутрь упомянутой полости.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый нагнетатель выполнен в виде вентилятора и прикреплен к корпусу по меньшей мере двумя жесткими связями.3. Устройство по п.3, отличающееся тем, что вентилятор выполнен с горизонтально расположенным рабочим колесом.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при использовании внешней среды в виде воздуха ширина полости камеры в наиболее широкой части составляет от 8,6 D до 9 D, где D - наружный диаметр проходного сечения нагнетателя.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при использовании внешней среды в виде воздуха высота полости камеры составляет не менее 4 D.