САМОЛЕТ С ПЛОСКИМ ФЮЗЕЛЯЖЕМ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ Российский патент 2008 года по МПК B60V3/08 

Изобретение относится к авиационной промышленности и может найти применение в создании самолета нового типа, не имеющего аналога. Данное изобретение является зависимым и объединяет четыре изобретения, то есть является главным.

Смотрите изобретения:

1. Самолет с плоским фюзеляжем. Патент на изобретение №2297951;

2. Поточнопринудительный воздушно-реактивный двигатель. Патент на изобретение №2300006;

3. Механизированный корпус поточнопринудительного воздушно-реактивного двигателя. Решение о выдаче патента на изобретение, заявка №2005127411/11.

Настоящее изобретение усовершенствует самолет, у которого фюзеляж имеет круглое сечение, а крылья расположены фронтально.

Недостатками этого самолета являются:

- Фюзеляж, который имеет большую площадь поверхности, но не выполняет функцию подъемной силы;

- Крылья расположены фронтально и этим самым создают лобовое сопротивление;

- Высокая, опасная скорость при взлете и посадке, так как крылья создают подъемную силу за счет профиля крыла только при высокой скорости - от 250 км/ч.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, то есть полностью устранить крылья, а их функцию подъемной силы возложить на фюзеляж, а функцию управления самолетом, связанную с крыльями и хвостовым опереньем, возложить на механизированный корпус поточнопринудительного воздушно-реактивного двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что фюзеляж выполнен плоским, вытянутым по продольной оси.

Данное изобретение объединяет указанные выше зависимые изобретения, с помощью которых:

- Делается наддув под нижнюю плоскость фюзеляжа от поточнопринудительного воздушно-реактивного двигателя с целью создания воздушной подушки под плоским фюзеляжем.

- Над верхней поверхностью фюзеляжа создается скоростной воздушный поток с помощью турбореактивных двигателей и за счет скоростного потока согласно закона Бернулли в физике создается пониженное давление и над верхней плоскостью фюзеляжа работает подъемная сила при нулевой скорости самолета, т.е. самолет стоит, а подъемная сила работает.

За счет этих двух факторов предлагаемый самолет становится невесомым, отрывается от взлетно-посадочной полосы на небольшую высоту, в результате чего взлет становится легким и безопасным. Здесь нет цели поднять самолет вертикально, такая задача экономически не выгодна, затратна.

Управление самолетом обеспечивается с помощью механизированного корпуса поточнопринудительного воздушно-реактивного двигателя. Этот орган управления более эффективный, так как осуществляется с помощью реактивного потока газов, который работает при малой скорости самолета, в момент взлета и посадки, а хвостовое оперение также можно оставить, так как оно не является обременительным и может служить дополнительным дублирующим органом в управлении самолетом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

Фиг.1 - самолет с плоским фюзеляжем в разрезе, вид сбоку;

Фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

Фиг.3 - турбореактивный двигатель, к боку которого присоединен через отвод поточнопринудительный воздушно-реактивный двигатель вид в разрезе;

Самолет с плоским фюзеляжем на воздушной подушке включает в себя плоский фюзеляж 1, который имеет высоту потолка 1,4-1,5 м., пассажирский проход 5, в котором высота потолка позволяет проходить в полный рост, боковые стенки 3, которые направляют воздушный поток над плоскостью фюзеляжа, получаемый с помощью забора воздуха турбореактивными двигателями 4, пилотская кабина 2 соединена с пассажирским проходом 5.

К боку турбореактивного двигателя 4 присоединен поточнопринудительный воздушно-реактивный двигатель 6, у которого в передней части корпуса встроен воздуховод 7 с дроссельной заслонкой 15, который соединен с воздуховодами 9, находящимися под нижней плоскостью фюзеляжа 1. Воздуховоды 9 имеют квадратное сечение, во внутренние вертикальные стенки которых вмонтированы прямоугольные дроссельные заслонки 10. В передней части фюзеляжа установлены поворотные заслонки 11, а в задней части фюзеляжа установлены поворотные заслонки 12.

В момент начала взлета запускаются турбореактивные двигатели 4, которые за счет забора воздуха с верхней полости фюзеляжа 1 создают скоростной воздушный поток и этим самым понижают давление над фюзеляжем согласно закону Бернулли в физике. Скорость самолета нулевая, а подъемная сила уже работает, и не надо развивать скорость 250 км/ч, чтобы подъемная сила заработала, как это происходит с крыльями. Стенки 3 направляют воздушный поток по всей длине фюзеляжа и частично накрывают его сверху, так за счет этого создают разряженную атмосферу над фюзеляжем, вследствие чего самолет выдавливается из плотных слоев атмосферы как дирижабль.

Данное изобретение включает в себя также изобретение "Поточнопринудительный воздушно-реактивный двигатель" и его измененный вариант "Механизированный корпус поточнопринудительного воздушно-реактивного двигателя". С помощью последнего осуществляется наддув воздушного потока под нижнюю плоскость фюзеляжа 1 для создания воздушной подушки 13. Перед взлетом самолета запускаются турбореактивные двигатели 4, и воздух от компрессоров поступает в двигатели 6, на которых заслонки 14, фиг.4, закрыты и воздушный поток, через воздуховод 7, при этом дроссельная заслонка 15 открыта, поступает в рамочное пространство 13, которое ограждается воздуховодами 9 и заслонками 11 и 12. Дроссельные заслонки 10 открыты и через них воздушные потоки направлены навстречу друг другу, вследствие чего скорость их гасится и переходит в напор, то есть в давление, создается подъемная сила, самолет отрывается от взлетно-посадочной полосы и совершает взлет с помощью турбореактивных двигателей 4. Дроссельные заслонки 10 могут вращаться таким образом, что способны направлять воздушный поток как навстречу друг другу, при взлете самолета с места, так и в сторону хвостовой части при взлете или вперед, в сторону носовой части при посадке, с целью увеличения или уменьшения скорости самолета соответственно.

При скорости сто км/ч (приблизительно) поворотные заслонки 11 убираются, а встречный поток воздуха уплотняет воздушную подушку 13, что способствует повышению подъемной силы. И в этот момент включается двигатель 6 (ППВРД) в работу, открываются заслонки 14, в реактивном сопло, поднимаются заслонки 12, закрывается заслонка 15 в воздуховоде 7, закрываются дроссельные заслонки 10, на воздуховодах 9 и самолет переходит в режим полета.

Самолет увеличивает скорость, и за счет скоростного воздушного потока на верхней плоскости плоского фюзеляжа 1 понижается давление, увеличивается его подъемная сила, и он легко набирает высоту, не затрачивая на это энергию.

Фюзеляж 1 предлагаемого самолета ничем не отличается от корпуса ракеты, только сплющенный и такой же аэродинамичный, поэтому, набрав высоту 15000 м, а это легко сделать, включает на полную мощность двигатель 6 (ППВРД), преодолевает звуковой барьер за счет высокой температуры в камерах сгорания (1500-2000°С) и продолжает полет на сверхзвуковой скорости до места назначения. Сверхзвуковая скорость для предлагаемого самолета необязательна, это будет установлено в последующих испытаниях и расчетах конструкторов.

Предлагаемый комплекс изобретений для данного самолета включает в себя помимо вышеизложенных "Механизированный корпус поточнопринудительный воздушно-реактивный двигатель", предназначенный с помощью поворотных заслонок управлять самолетом во время взлета, посадки при минимальной скорости и в полете заменяя крыло и хвостовое оперение. С помощью боковых заслонок 8 изменяется направление полета, с помощью заслонок 14 в реактивном сопло, фиг.4, фиг.5, фиг.6, изменяется направление высоты, с помощью воздуховода 7 создается воздушная подушка и также газовый поток может направляться навстречу полета, чтобы затормозить самолет без помощи тормозных парашютов и тормозных тросов, так, например, для палубной авиации в момент посадки. Фюзеляж 1 не имеет шасси, то есть колес, он имеет маленькие колеса, как у вертолета. Это для него точки опоры на стоянке. Воздуховоды 9 и поворотные заслонки 11 и 12 являются нижней кромкой фюзеляжа. Первоначальная щель (зазор) между ними и взлетно-посадочной полосой составляет где-то 5-10 см. Самолет по мере увеличения скорости набирает высоту, воздушная подушка утрачивает необходимость. Воздуховоды 9 удерживают встречный поток по бокам, под фюзеляжем 1, не дают ему растекаться по сторонам, самолет летит "верхом" на встречном воздушном потоке, что обеспечивает ему подъемную силу. Совокупная подъемная сила плоского фюзеляжа 1 более эффективна, чем крылья. Во время полета турбореактивные двигатели 4 создают ускоренный поток воздуха над верхней плоскостью фюзеляжа, более скоростной, чем скорость самолета. Существует закон физики о неразрывности массы, а это значит, что оба потока - верхний и нижний имеют одинаковую скорость, то есть более высокую, чем скорость самолета. В этом случае самолет находится в разряженной оболочке, как дирижабль. Данный самолет с большей легкостью преодолеет звуковой барьер, чем самолет с крыльями, так как у него минимальная лобовая площадь и тонкий фюзеляж. Имея такие технические данные, можно строить планы о создании гиперзвукового самолета.

Библиографические данные

Политехнический словарь за 1980 г. Издательство «Советская Энциклопедия».

1. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель, стр.421;

2. Турбореактивный двигатель, стр.545;

3. Турбовинтовой двигатель, стр.544;

4. Самолет пассажирский ТУ-154, взлетная масса 98 тонн, число мест 180.

Расчетные данные

Берем размер фюзеляжа 5х50 м площадью 250 м². Осевой компрессор дает давление одну атмосферу, это значит на каждый м нижней плоскости фюзеляжа будет создаваться давление 10 тонн. Учитывая утечку воздуха по периметру воздушной подушки, допускаем минимальное давление - 0,1 атмосферы (в 10 раз меньше), таким образом, под низом фюзеляжа подъемная сила будет составлять 250 тонн (взлетная масса самолета ТУ-154 составляет 98 тонн).

Такого давления достаточно, чтобы воздушная подушка функционировала эффективно, да еще плюс подъемная сила на верхней плоскости фюзеляжа. Расчетные данные приведены для одного компрессора, а так как двигателей может быть несколько, то и подъемная сила под нижней плоскостью возрастет соответственно во столько же раз.

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания самолетов с плоским фюзеляжем на воздушной подушке. Самолет с плоским фюзеляжем на воздушной подушке имеет боковые стенки для направления воздушного потока над плоскостью фюзеляжа, получаемого с помощью забора воздуха турбореактивными двигателями. Под плоским фюзеляжем по его бокам в нижней части установлены воздуховоды, имеющие квадратное сечение и вертикальные стенки, в которые вмонтированы дроссельные заслонки для направления через них воздушных потоков навстречу друг другу и создания воздушной подушки, образующей подъемную силу. Изобретение позволяет создавать подъемную силу самолета на воздушной подушке без наличия у него крыльев, а также обеспечивать управление самолетом. 6 ил.

Самолет с плоским фюзеляжем на воздушной подушке, отличающийся тем, что он имеет боковые стенки для направления воздушного потока над плоскостью фюзеляжа, получаемого с помощью забора воздуха турбореактивными двигателями, под плоским фюзеляжем по его бокам в нижней части установлены воздуховоды, имеющие квадратное сечение и вертикальные стенки, в которые вмонтированы дроссельные заслонки для направления через них воздушных потоков навстречу друг другу и создания воздушной подушки, образующей подъемную силу.