БЕЗАЭРОДРОМНЫЙ САМОЛЕТ Российский патент 2007 года по МПК B64C29/00 

Изобретение относится к области самолетостроения и может быть использовано в качестве аппарата тяжелее воздуха для перемещения в воздушном пространстве.

Известен аппарат вертикального взлета и посадки, который может быть использован для горизонтального полета, т.к. он снабжен движителями горизонтальной тяги, обеспечивающими горизонтальную скорость аппарата. См. патент РФ №2198113 того же автора. Он содержит также движитель вертикальной тяги, за счет которого аппарат может выдерживать заданную высоту полета.

Однако он не может из-за отсутствия крыльев или других элементов, обеспечивающих подъемную силу при горизонтальном полете, выдерживать заданную высоту полета при неработающем движителе вертикальной тяги. Поэтому он не может быть назван самолетом, который при наличии лишь одной горизонтальной тяги обладает подъемной силой. Кроме того, аппарат не обладает безопасностью при отказе его двигателя.

Этот аппарат является аналогом и прототипом предлагаемого самолета.

Недостатки аппарата вертикального взлета и посадки устраняются, а приобретение им свойства самолета обеспечивается тем, что у безаэродромного самолета, содержащего фюзеляж, шасси, двигатель, движители вертикальной и горизонтальной тяги, соединенные кинематически с двигателем, руль направления полета и руль управления по тангажу и крену и салон с расположенными в нем пилотом, пассажирами и органами управления, фюзеляж выполнен в виде тонкостенного конуса с вершиной внизу, а основанием вверху с углом при вершине 140-150 градусов, двигатель с обслуживающими его устройствами размещен в центре внутри конуса, салон расположен внутри конуса и впереди по направлению полета вертикальной его оси, движитель вертикальной тяги помещен в центре внутри конуса и его ось совпадает с вертикальной осью конуса, движитель горизонтальной тяги расположен позади вертикальной оси конуса и его корпус пронизывает боковую поверхность конуса, рули управления по тангажу и крену выполнены в виде поворотных пластин, расположенных диаметрально противоположно на периферийных участках конуса, а ось их поворота перпендикулярна направлению полета, руль направления полета выполнен в виде поворотной пластины, расположенной сверху в задней части конуса.

Такое выполнение устройства позволяет обеспечить подъемную силу при горизонтальной тяге в отсутствие вертикальной, обеспечить вертикальный подъем и спуск самолета, а также аварийный спуск в случае отказа двигателя со значительной степенью безопасности. Поэтому самолет может обходиться без аэродрома.

На фиг.1 дан схематический чертеж безаэродромного самолета (вид спереди).

На фиг.2 - вид сверху.

Безаэродромный самолет состоит из фюзеляжа 1, представляющего собой тонкостенный конус с вершиной внизу, а основанием вверху с углом при вершине 140-150 градусов. Конус снабжен отбортовкой, величина которой "а" составляет 0,05-0,08 радиуса основания конуса. Внутри конуса в центре установлен двигатель 2 с обслуживающими его устройствами. Салон 3 с пилотом, пассажирами и органами управления расположен впереди по направлению полета (НП) относительно вертикальной оси конуса. В центре конуса внутри него расположен движитель вертикальной тяги 4, выполненный по патентам РФ №2153442 и №2240958 того же автора и представляющий собой наружную коническую часть и внутреннюю дисковую часть с отбортовкой, соединенные между собой криволинейными лопатками с образованием кольцевого зазора. Причем рабочее колесо этого движителя расположено в верхней его части. Движитель горизонтальной тяги 5 расположен позади вертикальной оси конуса и выполнен по патенту РФ №2136539 того же автора. Он представляет собой полукруглую коробку с дном и отбортованной боковой стенкой. Рабочее колесо движителя установлено внутри коробки с минимальными зазорами от стенок коробки. Корпус этого движителя пронизывает боковую поверхность конуса.

Оба движителя скреплены с конусом (фюзеляжем) и кинематически через вариаторы 6 и 7 соединены с двигателем 2. Вариаторы выполнены по авторскому свидетельству СССР №1237838 или №682696 того же автора и известны из уровня техники так же, как и движители. Они позволяют плавно изменять тягу движителей при работающем двигателе независимо друг от друга. На конусе укреплены стойки 8, в которых размещены амортизированные оси с опорами в виде лыж, что представляет собой шасси устройства.

Конус (фюзеляж) 1 укреплен изнутри ребрами жесткости (на чертежах не показаны). Кинематические связи рулей направления, тангажа, крена также на чертежах не показаны.

Руль направления 9 представляет собой пластину с осью и закреплен в конусе с возможностью поворота и фиксации в задней части периферии конуса.

Руль тангажа 10 и, одновременно, крена представляет собой две пластины, размещенные диаметрально противоположно на боковых периферийных частях конуса. Пластины расположены в вырезах конуса и снабжены осями, входящими с возможностью поворота и фиксации во втулки, которые закреплены по образующим конуса.

Самолет работает следующим образом.

Включают двигатель и через вариатор 6 плавно приводят во вращение рабочее колесо движителя вертикальной тяги. Аппарат поднимается, после чего через вариатор 7 плавно приводят во вращение рабочее колесо движителя горизонтальной тяги. Аппарат получает горизонтальную скорость, конус обдувается горизонтальным потоком, и на нем возникает подъемная сила, приложенная в центре давления ЦП воздуха на конус.

Таким образом, аппарат приобретает свойства самолета - появляется при горизонтальном полете подъемная сила, поддерживающая аппарат в воздухе. Управляющей ручкой вариатора изменяют вертикальную тягу, выбирая нужную высоту полета. Управление по тангажу осуществляется поворотными пластинами 10, для чего они разворачиваются обе на один и тот же угол.

Управление по крену - теми же пластинами, разворачиваемыми на разные углы. Управление по курсу - поворотом пластины 9.

При приземлении уменьшают плавно вертикальную и горизонтальную тяги.

Центровка самолета выполнена так, что центр тяжести его ЦТ расположен от вершины конуса дальше по направлению полета, чем ЦД. Это обеспечивает устойчивость самолета при горизонтальном полете.

Амортизированные оси с лыжами, имеющие необходимый вертикальный ход, обеспечивают приземление с допустимой перегрузкой.

В случае отказа двигателя произойдет потеря вертикальной и горизонтальной тяги, и самолет начнет падение. Благодаря стабилизирующему действию конуса, падение будет происходить вершиной вниз, а основанием вверх. Скорость снижения зависит от диаметра основания конуса и веса самолета. При определенном соотношении между ними достигается безопасная ее величина. Таким образом, безопасность полета повышается, и отпадает необходимость в аэродроме.

Изобретение относится к области самолетостроения. Безаэродромный самолет содержит фюзеляж, шасси, двигатель, движители вертикальной и горизонтальной тяги, соединенные кинематически с двигателем, руль направления полета, руль управления по тангажу и крену. Фюзеляж выполнен в виде тонкостенного конуса с вершиной внизу, а основанием вверху, с углом при вершине 140-150 градусов. Двигатель размещен в центре внутри конуса, салон расположен внутри конуса и впереди по направлению полета, движитель вертикальной тяги помещен в центре внутри конуса и его ось совпадает с вертикальной осью конуса. Движитель горизонтальной тяги расположен позади вертикальной оси конуса, руль управления по тангажу и крену выполнен в виде поворотных пластин, расположенных диаметрально противоположно на периферийных участках конуса, а оси их поворота перпендикулярны направлению полета. Руль направления полета выполнен в виде поворотной пластины, расположенной сверху в задней части конуса. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение безопасности полета. 2 ил.

Безаэродромный самолет, содержащий фюзеляж, шасси, двигатель, движители вертикальной и горизонтальной тяги, соединенные кинематически с двигателем, руль направления полета, руль управления по тангажу и крену, салон для пилота и пассажиров с расположенными в нем органами управления, отличающийся тем, что фюзеляж выполнен в виде тонкостенного конуса с вершиной внизу, а основанием вверху, с углом при вершине 140-150°, двигатель размещен в центре внутри конуса, салон расположен внутри конуса и впереди по направлению полета, движитель вертикальной тяги помещен в центре внутри конуса и его ось совпадает с вертикальной осью конуса, движитель горизонтальной тяги расположен позади вертикальной оси конуса, руль управления по тангажу и крену выполнен в виде поворотных пластин, расположенных диаметрально противоположно на периферийных участках конуса, а оси их поворота перпендикулярны направлению полета, руль направления полета выполнен в виде поворотной пластины, расположенной сверху в задней части конуса.