ВОЗДУХОНАГНЕТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АППАРАТОВ С МЯГКИМ ГАЗОНАПОЛНЯЕМЫМ КРЫЛОМ Российский патент 2007 года по МПК B64D41/00 B64C31/36 F04D29/54 

Изобретение относится к области сверхлегкой авиации и может быть использовано в различных летательных аппаратах с мягким газонаполняемым крылом.

Техническим решением, аналогичным заявляемому (направленным на решение аналогичной задачи), является использование для заполнения газонаполняемых отсеков мягкого газонаполняемого крыла газом, емкости со сжатым газом (патент РФ №2121943).

Этот способ заключается в том, что перед взлетом пилот, открыв вентиль баллончика со сжатым газом, наполняет герметичные газонаполняемые отсеки купола через гибкие газопроводы легким газом (водородом или гелием), при этом крыло разворачивается из сложенного положения, приобретает аэродинамическую форму, и, за счет подъемной силы легкого газа, всплывает, натянув стропы, и занимает максимально удобную предстартовую позицию. Такой способ позволяет парапланеристам взлетать с неподготовленных площадок, так как в момент старта купол будет находиться выше препятствий, расположенных на земле.

Главным недостатком вышеупомянутого технического решения является большой вес и ограниченный объем емкости со сжатым газом. Запаса газа может хватить лишь на ограниченное количество взлетов, а в случае повреждения газонаполняемых отсеков значительное время компенсировать утечки будет невозможно. Пополнить запасы газа можно далеко не везде, что существенно ограничивает автономность аппаратов с мягким газонаполняемым крылом.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение автономности и степени безопасности аппаратов с мягким газонаполняемым крылом.

Техническим результатом изобретения является возможность поддерживания необходимого давления в газонаполняемых отсеках купола аппарата с мягким газонаполняемым крылом, во все время работы парамотора.

Решение упомянутой задачи достигается тем, что заполнение газонаполняемых отсеков купола газом (воздухом) происходит посредством воздухонагнетающего устройства совмещенного с парамотором, путем отвода части воздушной струи парамотора.

Прилагаемые графические материалы представляют заявляемое устройство. На фиг.1 показан вид сзади воздухонагнетающего устройства. Имеющий цилиндрическую форму несущий корпус устройства 3, выполняющий также функции защитного ограждения, крепится при помощи шин 5 к штатным креплениям парамотора, предназначенным для установки защитного ограждения. Жесткие воздухозаборные карманы 1 закреплены на корпусе устройства 3 (возможна установка воздухозаборных карманов непосредственно на защитное ограждение), 2 - винт парамотора, 4 - переходные штуцеры воздуховодов. На фиг.2 показан вид устройства сбоку, корпус 3 изображен в разрезе.

Устройство работает следующим образом. Часть воздушной струи, создаваемой винтом парамотора 2, захватывается воздухозаборными карманами 1 и направляется в переходные штуцеры 4 (далее через гибкие газопроводы в газонаполняемые отсеки купола). При выключении парамотора воздух из газонаполняемых отсеков через гибкие газопроводы переходные штуцеры 4 и воздухозаборные карманы свободно выходит в атмосферу.

Воздушный поток парамотора имеет как осевую, так и определенную винтовую составляющую. При взлете "Способом облегченного старта аппаратов с мягким газонаполняемым крылом" (см. патент РФ №2223890) это может негативно влиять на устойчивость купола в воздушной струе парамотора. В значительной степени компенсировать такое влияние можно сместив расположение воздухозаборных карманов относительно горизонтальной оси (см. фиг.1 и 2). В этом случае воздухозаборные карманы выполнят также и роль экранов, корректирующих направление воздушного потока.

К достоинствам данного варианта исполнения воздухонагнетающего устройства можно отнести легкость, простоту и надежность конструкции. К недостаткам - невозможность отключения устройства при работающем парамоторе (во время полета в благоприятных условиях затраты мощности на работу воздухонагнетающего устройства не всегда оправданы).

Более совершенный вариант воздухонагнетающего устройства предусматривает установку убирающихся воздухозаборников с системой управления и системой перепускных клапанов.

Устройство убирающихся воздухозаборников изображено на фиг.3, 4 и 5. На фиг.3 изображен вид устройства сбоку. Корпус 3 показан в разрезе. Пунктирной линией 18 обозначено воздухоотводное отверстие в стенке корпуса. Убирающийся карман состоит из подвижного упругого элемента 7 и эластичной части 6. Элемент 7 представляет собой упругую, например стальную, пластину, посредством шарниров 8 закрепленную на корпусе 3 и способную, благодаря силам упругости, фиксироваться в одном из двух положений ("карман открыт", "карман закрыт"). Эластичная часть 6 воздухозаборного кармана может быть матерчатой и изготавливаться из плотной ткани или аналогичного ей материала. Одной стороной она 5 крепится к корпусу 3, а другой - к подвижному элементу 7. На фиг.4 показан момент, когда подвижная упругая пластина 7 прижата к корпусу 3 (зафиксирована в положении "карман закрыт"). Воздушный поток, создаваемый винтом 2, полностью используется для движения аппарата. Выпускной клапан 9, установленный в корпусе системы перепускных клапанов 10, открыт. На фиг.5 показан момент, когда подвижная упругая пластина 7 находится в рабочем положении (зафиксирована в положении "карман открыт"). Выпускной клапан 9, установленный в корпусе системы перепускных клапанов 10, закрыт. Часть воздушного потока, создаваемого винтом 2, захватывается открывшимся карманом и через воздухоотводное отверстие направляется в корпус системы перепускных клапанов и далее по гибким газопроводам в газонаполняемые отсеки купола.

Устройство системы перепускных клапанов изображено на фиг.6 и фиг7. На фиг.6 изображен разрез устройства. Показан момент, когда упругий элемент 7, подвижно закрепленный посредством шарниров 8 на корпусе воздухонагнетающего устройства 3, зафиксирован в положении "карман открыт". В корпусе 10 системы перепускных клапанов, изображенном в разрезе, установлен выпускной клапан 9, подпружиненный пружиной 11, и впускной клапан 12, подвижно закрепленный в направляющих втулках 13 и подпружиненный пружинами 14. Обозначенный стрелками воздушный поток 15, захваченный воздухозаборным карманом, проходя через воздухоотводное отверстие в корпусе воздухонагнетающего устройства, давит на впускной клапан 12 и, преодолевая силу упругости пружин 14, открывает впускной клапан. Далее воздушный поток 15 проникает в корпус перепускных клапанов и через переходной штуцер 4 попадает в гибкий газопровод 16 (далее в газонаполняемые отсеки купола). На выходе переходного штуцера 4 установлена пружина 17, позволяющая гибкому газопроводу плавно изгибаться и не дающая ему перекрывать выходное отверстие штуцера 4. Если система не имеет утечек, то после того, как гибкие газопроводы и газонаполняемые отсеки купола полностью заполнятся воздухом и давление в них сравняется с давлением, создаваемым парамотором в воздухозаборных карманах, впускной клапан 12 под воздействием пружин 14 закроется. Если утечки есть, то они будут автоматически компенсироваться постоянной подкачкой.

Силу упругости пружины 11 выпускного клапана 9 можно подобрать таким образом, чтобы в случае повышения давления в газонаполняемых отсеках и гибких газопроводах выше критического (грозящего механическими повреждениями вышеназванных узлов) клапан 9 автоматически открывался и стравливал излишний воздух. В этом случае клапан 9 будет выполнять функцию предохранительного клапана.

На фиг.7 показан момент, когда упругий элемент 7 прижат к корпусу 3 и зафиксирован в положении "карман закрыт". Воздухозаборный карман не создает сопротивления воздушному потоку парамотора. Впускной клапан 12 под силой воздействия пружин 14 закрыт. Выпускной клапан 9, приведенный в действие упругой пластиной 7, открыт. Воздух, вытесняемый из газонаполняемых отсеков купола и гибких газопроводов, двигаясь по направлению 15, свободно проходит через корпус 10 системы перепускных клапанов и через отверстие выпускного клапана 9 выходит в атмосферу. Такое положение деталей при работающем парамоторе соответствует моменту, когда полет проходит в благоприятных условиях и затраты энергии на поддержание дополнительной жесткости купола не рентабельны.

На фиг.8 изображен момент открывания воздухозаборного кармана. Выпускной клапан 9 открыт частично. Упругая пластина 7 находится в промежуточном положении. Стрелка 22 показывает направление и точку приложения силы механизма управления убирающимися воздухозаборными карманами. Механизм управления убирающимися воздухозаборными карманами может быть рычажным, тросовым или иным.

На фиг.9 и 10 показан поперечный разрез гибкого газопровода 16 во время полета. На фиг.9 показан момент, когда в газонаполняемые отсеки купола и в гибкие газопроводы закачан воздух, гибкий газопровод оказывает сопротивление встречному воздушному потоку, обозначенному стрелками 20. На фиг.10 показан момент, когда воздух из газонаполняемых отсеков купола и гибких газопроводов выпущен. Гибкий газопровод 16, опирающийся на армирующую стропу 19, сложился. Лобовое сопротивление встречному воздушному потоку минимально.

При взлете и приземлении "Способом вертикального запуска и принудительной посадки аппаратов с мягким газонаполняемым крылом" (см. патент РФ №2205131) пилоту важно на момент запуска и посадки всю мощность парамотора направить на поддержание необходимого давления в газонаполняемых отсеках купола и исключить влияние воздушной струи парамотора на горизонтальное перемещение аппарата. Этого можно добиться, дополнив воздухонагнетающее устройство воздухозапорными жалюзи. На фиг.11 и 12 изображено устройство воздухозапорных жалюзи. На фиг.11 жалюзи 21 открыты и не препятствуют прохождению воздушного потока парамотора. На фиг.12 жалюзи 21 закрыты. При работающем парамоторе в корпусе 3 между винтом парамотора 2 и закрытыми воздухозапорными жалюзи создается максимально высокое давление, которое по соответствующим каналам передается в газонаполняемые отсеки купола. Работает устройство следующим образом. На момент запуска или принудительной посадки пилот посредством рычажной или тросовой системы управления, аналогичной системам управления жалюзи подобного типа, закрывает воздухозапорные жалюзи 21, установленные в корпусе 3, за воздухозаборными карманами 1. Воздухозапорные жалюзи 21 запирают проход воздушной струи парамотора и не дают ей влиять на горизонтальное перемещение аппарата. В пространстве между воздухозапорными жалюзи 21 и вращающимся винтом парамотора 2, а следовательно, и в воздухозаборных карманах 1 давление воздуха значительно возрастает, что и требуется для придания необходимой жесткости V-образно изогнутому куполу аппарата. На время горизонтального полета (см. фиг.11) воздухозапорные жалюзи открываются и не оказывают или оказывают минимальное сопротивление воздушной струе парамотора, двигающей аппарат вперед. Если воздухонагнетающее устройство оснащено убирающимися воздухозаборниками, то пилот может открывать или закрывать их по мере необходимости.

Изобретение относится к области сверхлегкой авиации. Устройство имеет несущий корпус цилиндрической формы с расположенными внутри него воздухозаборными карманами, шины крепления корпуса к парамотору и переходные штуцеры воздуховодов, соединенные с гибкими газопроводами. Предусмотрены воздухозапорные жалюзи. Изобретение направлено на повышение безопасности полета. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Воздухонагнетающее устройство для аппаратов с мягким газонаполняемым крылом, отличающееся тем, что оно имеет крепящийся при помощи шин к парамотору корпус цилиндрической формы, внутри которого расположены жесткие воздухозаборные карманы и переходные штуцеры воздуховодов, соединенные с гибкими газопроводами.2. Воздухонагнетающее устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет убирающиеся воздухозаборные карманы, состоящие из упругих элементов и эластичных частей, а также имеет корпус перепускных клапанов, внутри которого расположены подпружиненные впускной и предохранительно-выпускной клапаны.3. Воздухонагнетающее устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет систему воздухозапорных жалюзи.