ВОЗДУШНО-ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ КУЩЕНКО В.А. Российский патент 2011 года по МПК B64C29/00 B64D25/00 

Изобретение относится к летательным аппаратам в воздушной среде.

Известен новый летательный аппарат «НЛА» (заявка РФ №96102162, МПК В64Д 27/02,опуб. 1996), содержащий тяговый канал, образованный за счет расположения реактивного двигателя по периметру полого тела, например кольца. Недостатком известного устройства является плохая управляемость, отсутствие поверхности взаимодействия с воздухом, что ведет к большому расходу топлива.

Известна автоматизированная высокоинтеллектуальная система обеспечения полетов летательных аппаратов по патенту РФ №2339547, МПК В64Д 45/00, опуб.2008. Система содержит штатные и экспертные системы управления, блоки определения катастрофической ситуации, базу знаний, блок прогноза. Система громоздкая и не имеет средств на реальное спасение пассажиров и грузов многоместного летательного аппарата.

Известна малогабаритная мобильная авиационная система по патенту РФ №2015067, МПК В64С 29/02, опуб.1994, содержащая беспилотный летательный аппарат с автономным электроприводом, передвижной контейнер и систему дистанционного управления. Причем летательный аппарат выполнен в виде вертикально взлетающих платформ с жесткими винто-вентиляторами, снабженными системами автоматической посадки. Недостатками известного устройства являются отсутствие системы регулирования полета, средств обеспечения устойчивости полета.

Известен летательный аппарат вертикального взлета и посадки по патенту РФ №2043949, МПК В64С 29/00, опуб. 1995 (прототип), содержащий фюзеляж, газотурбинные двигатели, вихревые аппараты, крыло, киль, стабилизатор, шасси. Недостатком известного устройства является малая поверхность крыла, ее незамкнутость, что не позволяет получить достаточную подъемную силу и увеличить эффективность реактивного потока при полете. Отсутствие системы спасения при катастрофах.

Недостатком самолетов являются невозможность вертикального взлета и посадки. Недостатком вертолетов является относительно низкая грузоподъемность, ненадежность винтового механизма, малый срок службы. При использовании вертолетов и самолетов в качестве средств доставки пассажиров, отсутствие спасательных устройств в воздухе делают их опасными при катастрофе. Самолеты также не могут при необходимости медленно двигаться и маневрировать.

Технический результат заключается в наличии средств спасения пассажиров при катастрофах и повышении маневренности летательного аппарата.

Технический результат достигается тем, что воздушно-летательный аппарат, содержащий корпус, хвостовую конструкцию, шасси, крылья, двигатели, винты, руль поворота, рули наклона, закрылки, кресла для пассажиров, согласно изобретению дополнительно снабжен замкнутыми крыльевыми поверхностями с возможностью поворота, в которых крепятся двигатели, хвостовая конструкция снабжена двумя соосными винтами с раздельными приводами, корпус снабжен этажерками, в которых крепятся кресла, причем этажерки свободно перемещаются в корпусе по направляющим, снабжены механизмами вывода их в воздух в экстремальных ситуациях и автономными парашютными системами, этажерки размещены наклонно в корпусе с крышками в верхней части корпуса или размещены горизонтально, и крышки находятся в задней части корпуса, аппарат снабжен системой управления на основе цифрового процессора.

Предлагаемый воздушно-летательный аппарат (ВЛА) устраняет вышеперечисленные недостатки.

На фиг.1 и 2 изображен общий вид летательного аппарата (вид спереди и сбоку), на фиг.3 - вид аппарата с повернутыми крыльевыми поверхностями, на фиг.4 (а, б) - варианты размещения этажерок, на фиг.5 - вид этажерок с парашютом во время спуска, на фиг.6 - схема блока управлении, на фиг.7 - схема блока исполнительных элементов, на фиг.8 - схема системы управления.

К корпусу 1 прикреплены крепежные кольца 2 с зубчатыми венцами 3, которые входят в зацепление с шестернями 4, укрепленными на валу 5, подключенному к редуктору 6, подключенному к приводу 7. К кольцам 2 крепятся замкнутые крыльевые поверхности (КП) 8, в которых посредством креплений 9 крепятся двигатели 10, на вал которых прикреплены винты 11. К КП 8 прикреплены крылья 12, которые имеют продолжение крыльев (ПК) 13 за КП 8. К ПК 13 крепятся управляемые закрылки 14. К корпусу 1 крепится хвостовая конструкция (ХК) 15, к которой крепятся задние крылья 16, к которым крепятся рули наклона 17. К ХК 15 также крепится руль поворота (РП) 18. К корпусу 1 также крепится вторая пара КП 19, аналогично вышеописанному. В ХК 15 крепятся два винта с противоположной тягой (и регулируемым шагом винта) приводимыми в движение двумя различными приводами 20, 21. Один привод осуществляет движение своего винта 22 и поворот в одну сторону, второй - привод своего винта 23 и поворот в другую сторону. В кабине 24 находятся экипаж и система управления на базе процессоров (ВК-Ц, ВК-О). К корпусу 1 крепится трап 25. Он может быть грузовым и пассажирским. В корпусе 1 крепятся лифты 26, имеющие выходы (входы) на каждую палубу 27, на которой крепятся пассажирские кресла 28, образующие этажерки 29 (фиг.4а), свободно перемещающиеся в направляющих 30. Под этажерками находится механизм вывода 31 этажерок 29 из корпуса 1. В корпусе 1 крепятся шасси 32. Верхняя часть этажерок имеет крышки 33 и места крепления парашютов 34, которые стропами 35 прикреплены к этажеркам 29. На фиг.4б изображен второй вариант системы спасения пассажиров при катастрофе ВЛА. Пилоты снабжены стандартными катапультами. Пассажирские кресла 28 образуют горизонтальные этажерки 29, свободно перемещающиеся в направляющих 30. Впереди этажерок 29 находится механизмы вывода 31 этажерок из корпуса. Задние части этажерок 29 снабжены герметичными крышками 33. К этажеркам 29 крепятся парашюты 34.

Пульт управления (ПУ) 36 состоит из генератора (Г) 37, подключенного к делителю (Д) 38, подключенного к первым входам элементов И 39, 40. Клавиша (КЛ) 41 подключена к пороговому элементу (ПЭ) 42, подключенного к второму входу элемента И 39, подключенного к первому входу ИЛИ 43, подключенного +1 входу счетчика (СЧ) 44, который подключен к входам шифратора (Ш) 45, подключенного к входам индикатора (ИН) 46. Клавиша (КЛ) 47 подключена к пороговому элементу (ПЭ) 48, подключенного к второму входу элемента И 40, подключенного к первому входу элемента ИЛИ 49, подключенного к -1 входу счетчика (СЧ) 44, подключенного также к цифроаналоговому преобразователю (ЦАП) 50, подключенного к входам дешифратора (ДШ) 51, подключенного к разрешающим входам делителей (Д) 52.1-52.n, подключенных к соответствующим входам смесителя (СМ) 53, подключенного к разъему (РЗМ) 54, подключенного к линии Л 55а. Элементы 37-52 образуют блок набора команды (БНК) 56.1-56.d. Цифровой процессор (ВК-Ц) 57 подключен к запрещающим (ЗП), к -1, +1 входам БНК 56. Процессор может быть снабжен клавиатурой и устройством отображения данных. Линия 55 (а) подключена к разъемам (РЗМ) 58.1 - 58.d, каждый выход которого подключен к фильтрам (Ф) 59.1-59.n, подключенным к соответствующим детекторам (ДТ) 60.1-60.n, подключенных к входам шифратора (Ш) 61, подключенного к исполнительному органу (ИО) 62.1. Таких исполнительных органов 62.1-62.d. Элементы 59-60 образуют преобразователь сигналов (ПС) 61 (61.1-61.d). Элементы 58-62 образуют исполнительный элемент (ИЭ) 63.1-63.d. Элементы 63.1-63.d образуют блок исполнительных элементов (БИЭ) 64. Если в БНК 56 заменить клавиши на датчики (ДЧ) 41, 47 и убрать элементы И 39, 40 (вход соединить с выходом), убрав также делитель 38, то оставшиеся элементы БНК 56 образуют блок формирования сигналов БФС 65.1-65.d. Если в исполнительном элементе (ИЭ) 63.1-63.d поставить вместо исполнительного органа (ИО) 62.1-62.d индикаторы (ИН) 66.1-66.d, получится индикаторный элемент (ИНЭ) 67.1-67.d. Тогда система управления (СУ) 67 состоит из ПУ 36, линии 55(а), подключенной к исполнительному элементу (ИЭ) 63.1-63.d, далее БФС 65.1-65.d подключены к смесителю (СМ) 68, подключенному посредством линии Л 556 к ИНЭ 67.1-67.d.

ВЛА функционирует следующим образом. Крыльевая поверхность (КП) 8, кроме обеспечения подъемной силы, обеспечивает концентрацию воздушного потока, что усиливает тягу винтов. Биплановые замкнутые конструкции также имеют меньшую длину крыльев при той же поверхности подъема и обеспечивают большую выдерживаемую нагрузку. ВЛА может взлетать в режиме самолета. В этом случае КП 8, находится в горизонтальном положении, обеспечивая подъемную силу КП 8, также может быть наклонен на угол α, β (фиг.3). Управление поворотом осуществляется рулем 18, наклоном 17 торможения 14. При вертикальном взлете или посадке КП 8, КП 19 переходит в вертикальное положение, и ВЛА осуществляет вертикальный взлет (посадку). При осуществлении медленного движения и маневрирования посредством задания углов α, β и КД 8, 19 регулируется скорость движения посредством приводов 20, 21 и винтов 22, 23 (изменяя угол атаки винтов и (или) числа оборотов), создающих противоположный поток, осуществляется поворот корпуса 1. При задании α и β >90° осуществляется движение хвостом вперед. Движение боком задается при различных оборотах боковых КД 8, 19 и вертикальном их положении, при наклоне корпуса 1 в различном направлении и движении боком. При углах -α(-β), КД 8, 19 осуществляют режим экстренного ухода (уклонения) вниз. При выключенных двигателях осуществляется режим авторотации. Трап 25 используется для осуществления загрузки и для посадки пассажиров, используются лифты 26. При наличии аварийной ситуации автоматикой или по приказу командира (земли) открываются крышки 33, с помощью механизмов подъема 31 (пирапатрон, воздушный выброс) кресла 28 с этажерками 29 выбрасываются в воздух, раскрываются парашюты 34, и пассажиры опускаются на них на поверхность. Система управления может задать порядок выброса этажерок. Например, вначале выбрасываются задние этажерки 28, а затем передние. Во втором случае (фиг.4б) при наличии аварийной ситуации открываются крышки 33 с помощью механизма вывода 31. Кресла 28 с этажерками 29 выбрасываются в пространство. Пассажиры на парашютах 34 спускаются на землю.

Пульт управления (ПУ) 36 работает следующим образом. Генератор (Г) 37 подает импульсы через делитель (Д) 38 на первые входы элементов И 39, 40. При нажатии клавиши КЛ 41 сигнал проходит на пороговый элемент (ПЭ) 42 и далее на второй вход элемента И 39. Сигнал с выхода И 39 проходит на первый вход ИЛИ 43 и далее на +1 вход счетчика (СЧ) 44. При нажатии КЛ 41 сигнал с выхода Д 38 проходит на +1 вход СЧ 44, увеличивая код его состояния, который через шифратор (Ш) 45 отображается на индикаторе (ИН) 46. При нажатии клавиши (КЛ) 47 сигнал с порогового элемента (ПЭ) 48 и ИЛИ 49 проходит на -1 вход счетчика 44, уменьшая код его состояния. Код состояния счетчика (СЧ) 44 поступает на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 50, полученный код поступает на дешифратор (ДШ) 51, который разрешает работу одному из делителей (Д) 52.1-52.n, который пропускает сигнал от Г 37 и подает сигнал соответствующей частоты на вход смесителя 53 и далее - через разъем 54 в линию Л 55а. Так работают блоки набора команды (БНК) 56.1-56.d. При работе цифрового процессора (ВК-Ц) 57 он подает сигнал запрещения «запрет» на входы ПЭ 42-48, соответствующего БНК 56 и далее через ИЛИ 43 увеличивает код СЧ 44, через ИЛИ 49 уменьшает код СЧ 44, подавая команды управления для соответствующих исполнительных органов. Сигнал управления по линии Л 55а проходит на соответствующий разъем (РЗМ) 58 и поступает на фильтры (Ф) 59.1-59.n. Срабатывает соответствующий фильтр, сигнал с которого проходит на соответствующий детектор (ДТ) 60.1-60.n и далее поступает на шифратор (Ш) 61, который подает код команды (сигнал) на исполнительный орган (ИО) 62.d, который осуществляет соответствующую операцию, например поворота крыльевой поверхности. Таким образом, работает исполнительный элемент (ИЭ) 63.1-63.d блока исполнительных элементов (БИЭ) 64.

Блок формирования сигнала (БФС) 65.1-65.d устанавливается на том месте, где необходимо снять информацию, например поворот крыльевой поверхности, рулей и т.д. Он имеет структуру, аналогичную БНК 56, и также функционирует. Только вместо КЛ 41-47 стоят датчики (ДЧ) 41-47, например, срабатывающих при движении на определенную величину (Δφ, Δ1), а элементы И 39 убраны. То есть вход и выход соединены. Сигнал с соответствующего датчика (ДЧ) 41 проходит на ПЭ 42, проходит ИЛИ 43 (39), увеличивает код счетчика 44. От датчика (ДЧ) 47 сигнал проходит пороговый элемент (ПЭ) 48, элемент ИЛИ 49 на -1 вход счетчика 44. Индикаторы 46 могут быть убраны. Тогда при повороте, например, крыльевой поверхности срабатывает в одну сторону ДЧ 41, а в другую ДЧ 47. Соответствующий ИНЭ 67 принимает информацию и отображает ее на индикаторе (ИН) 66, который помещен вместо исполнительного органа (ИО) 62. Таким образом, функционирует система управления воздушно-летательного аппарата (СУ) 67. Посредством пульта управления (ПУ) 36 даются установки. ИЭ 63.1-63.d осуществляет воздействие, например поворот крыльевой поверхности. При этом ДТ 41, 47 срабатывает. Соответствующий БФС 65 подает сигналы на смеситель (СМ) 68 и далее по линии Л 55б подает информацию в соответствующий ИНЭ 67 для отображения на ИН 66.

Изобретение относится к летательным аппаратам. Воздушно-летательный аппарат содержит корпус, хвостовую конструкцию, шасси, крылья, винты, руль поворота, рули наклона, закрылки, кресла для пассажиров, систему управления на основе цифрового процессора. Крыльевые поверхности, в которых крепятся двигатели, выполнены замкнутыми с возможностью поворота. Хвостовая конструкция снабжена двумя соосными винтами с раздельными приводами. Корпус снабжен этажерками, в которых крепятся кресла. Этажерки свободно перемещаются в корпусе по направляющим, снабжены механизмами вывода их в воздух в экстремальных ситуациях и автономными парашютными системами. Этажерки размещены наклонно в корпусе с крышками в верхней части корпуса или размещены горизонтально, и крышки находятся в задней части корпуса. Достигается возможность вертикального взлета и посадки, возможность спасения пассажиров при катастрофах и повышение маневренности летательного аппарата. 9 ил.

Воздушно-летательный аппарат, содержащий корпус, хвостовую конструкцию, шасси, крылья, двигатели, винты, руль поворота, рули наклона, закрылки, кресла для пассажиров, отличающийся тем, что воздушно-летательный аппарат дополнительно снабжен крыльевыми поверхностями, выполненными замкнутыми с возможностью поворота, в которых крепятся двигатели, хвостовая конструкция снабжена двумя соосными винтами с раздельными приводами, корпус снабжен этажерками, в которых крепятся кресла, этажерки свободно перемещаются в корпусе по направляющим, снабжены механизмами вывода их в воздух в экстремальных ситуациях и автономными парашютными системами, причем этажерки размещены наклонно в корпусе с крышками в верхней части корпуса или размещены горизонтально, и крышки находятся в задней части корпуса, аппарат снабжен системой управления на основе цифрового процессора.