УСТРОЙСТВО АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ С НАКОПЛЕНИЕМ ЭНЕРГИИ Российский патент 2012 года по МПК B64C9/32 B64D27/02 B64D35/00 B60K16/00 

2420-163277RU/019

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ С НАКОПЛЕНИЕМ ЭНЕРГИИ

Настоящее изобретение относится к области управления полетом самолетов. В частности, изобретение относится к устройствам, предназначенным для воздействия на силу лобового сопротивления, обычно объединенных термином «воздушные тормоза».

Обычно лобовое сопротивление летательных аппаратов считают недостатком, с которым необходимо бороться, так как лобовое сопротивление противодействует движению самолета и приводит к повышенному расходу топлива.

Однако иногда во время полета самолета возникают моменты, когда требуется увеличить лобовое сопротивление, чтобы сбросить скорость быстрее, чем при действии обычного лобового сопротивления самолета, или чтобы избежать чрезмерного ускорения при снижении.

Возможность увеличения лобового сопротивления в определенный момент полета становится тем более интересной, поскольку конструкторские коллективы прилагают максимум усилий, чтобы уменьшить лобовое сопротивление при крейсерской скорости.

Для увеличения лобового сопротивления самолет 1 содержит воздушные тормоза 2, как правило, выполненные в виде жестких элементов, установленных таким образом, чтобы не создавать лобового сопротивления в крейсерском полете, и имеющих одно или несколько положений, называемых развернутыми, в которых жесткие элементы разворачивают поверхность, противодействующую движению в воздухе. На гражданских или военных самолетах существуют и применяются многие виды воздушных тормозов, расположенных на крыльях или на фюзеляже.

Эффективность этих воздушных тормозов повышается с увеличением скорости самолета. В частности, сила лобового сопротивления и, следовательно, получаемое торможение напрямую зависит от динамического давления, то есть при данном положении воздушных тормозов она пропорциональна одному члену выражения ρv², где ρ - плотность текучей среды (воздуха на высоте полета), и V - скорость движения самолета относительно текучей среды.

Таким образом, проблемой этого средства торможения является потеря его эффективности при снижении скорости. Эта эффективность, например, в 6 раз ниже на скорости 50 м/с, то есть на стандартной скорости современного самолета в момент посадки, чем на скорости 125 м/с, то есть стандартной скорости в конце снижения, и быстро становится ничтожной, когда скорость продолжает падать, в частности, после посадки.

Существуют другие средства для замедления движения самолета 1, в частности, после посадки, такие как реверс тяги двигателей 3 самолета или торможение колесами 4 при контакте с посадочной полосой.

Несмотря на их широкое применение на гражданских самолетах, эти средства имеют много недостатков.

Реверсы 5 тяги, используемые на реактивных двигателях, являются сложными, тяжелыми и дорогими как в изготовлении, так и в эксплуатации. Кроме увеличения массы самолета в результате их установки, они снижают характеристики двигателя в нормальном режиме работы по причине неизбежных недостатков этих устройств, которые приводят к аэродинамическим сопротивлениям и к потерям напора, в результате чего повышается расход топлива.

Что касается тормозных систем колес 4, то их эффективность ограничена, если посадочная полоса покрыта водой, снегом или льдом, и их использование приводит к износу фрикционных элементов тормозов и пневматических шин, которые необходимо заменять тем чаще, чем интенсивнее используются тормоза.

Поэтому существует реальная необходимость в использовании средств, которые позволяют получить эффективную силу торможения самолета на всех скоростях и которые позволяют упростить существующие устройства и ограничить их использование во время торможения.

Для создания в необходимый момент силы аэродинамического торможения, на которую не влияет низкая скорость транспортного средства относительно воздуха, изобретением предлагается способ генерирования силы аэродинамического торможения на транспортном средстве, движущемся в определенном направлении перемещения относительно массы окружающего воздуха.

Упомянутый способ содержит:

- этап генерирования энергии упомянутым транспортным средством,

- этап накопления энергии, генерируемой упомянутым транспортным средством, и

- этап использования упомянутой энергии для создания аэродинамической силы, отличной от сил лобового сопротивления, действующей на транспортное средство и по существу противоположной направлению перемещения.

Энергия накапливается в виде, который может использоваться средствами, генерирующими силу аэродинамического торможения, например, по меньшей мере, частично в виде кинетической энергии или в виде пневматической энергии, или в виде электрической или электрохимической энергии.

В варианте реализации способа этап генерирования энергии транспортным средством содержит этап, на котором генерируемую энергию отбирают из кинетической энергии транспортного средства, или этап, на котором генерируемую энергию производят бортовые средства.

Когда накапливаемая энергия отбирается из кинетической энергии транспортного средства, отбор производят, используя перемещение транспортного средства относительно массы воздуха, в частности, в периоды, во время которых скорость относительно воздуха является высокой, или используя перемещение транспортного средства относительно земли.

Предпочтительно отбор энергии из кинетической энергии транспортного средства используют для обеспечения торможения транспортного средства и чтобы избежать или ограничить использование других средств торможения.

Предпочтительно интенсивность и направление силы аэродинамического торможения, генерируемой во время этапа использования энергии, модулируют, чтобы они соответствовали искомому торможению, и используют средства аэродинамического торможения для создания аэродинамического лобового сопротивления, что позволяет избежать или ограничить использование специальных воздушных тормозов.

Для получения эффективного аэродинамического торможения во всех условиях, в частности, на низкой скорости, устройство аэродинамического торможения транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением содержит первые бортовые средства для производства предназначенной для накопления энергии, вторые бортовые средства, выполненные с возможностью накопления энергии, генерируемой упомянутыми первыми средствами, и третьи бортовые средства для генерирования аэродинамической силы при помощи энергии, накопленной в упомянутых вторых средствах.

В варианте выполнения первые бортовые средства для производства энергии содержат, по меньшей мере, один винт, выполненный с возможностью приведения во вращение за счет относительного перемещения транспортного средства относительно воздушной массы.

Упомянутый, по меньшей мере, один винт соединен, по меньшей мере, с одним генератором, выполненным с возможностью производства накапливаемой энергии.

В другом варианте выполнения, когда транспортное средство содержит колеса, вращающиеся, по меньшей мере, временно за счет перемещения транспортного средства на земле, первые бортовые средства для производства энергии содержат, по меньшей мере, один генератор, выполненный с возможностью производства накапливаемой энергии и с возможностью приведения во вращение за счет вращения колес.

Упомянутый, по меньшей мере, один генератор, выполненный с возможностью производства накапливаемой энергии, предпочтительно является компрессором, сжимающим газ, и/или электрическим генератором, и/или гидравлическим насосом.

Вторые бортовые средства, выполненные с возможностью накопления энергии, являются статическими средствами накопления энергии, содержащими, по меньшей мере, один резервуар сжатого газа и/или, по меньшей мере, одну электрическую или электрохимическую аккумуляторную батарею, или являются кинетическими средствами накопления энергии, содержащими, по меньшей мере, один маховик, выполненный с возможностью вращения вокруг оси.

Если средства накопления энергии используют маховик, упомянутый маховик приводится во вращение вокруг своей оси пневматическим двигателем и/или гидравлическим двигателем или механически соединен с винтом, работающим в режиме ветряка.

Предпочтительно, чтобы облегчить установку маховика, если средства накопления используют маховик, упомянутый маховик выполняют с возможностью приведения во вращение средств генерирования энергии, которые содержат, по меньшей мере, один пневматический компрессор, и/или электрический генератор, и/или гидравлический насос.

Предпочтительно средства приведения во вращение упомянутого, по меньшей мере, одного маховика выполнены с возможностью генерирования энергии, когда они приводятся во вращение упомянутым, по меньшей мере, одним маховиком.

Для получения силы аэродинамического торможения с высоким КПД и достаточной интенсивности третьи бортовые средства генерирования аэродинамической силы предпочтительно содержат, по меньшей мере, один винт, выполненный с возможностью соединения со средствами приведения во вращение, которые предпочтительно содержат, по меньшей мере, один пневматический двигатель, и/или электрический двигатель, и/или гидравлический двигатель, выполненный с возможностью питания энергией, накопленной вторыми бортовыми средствами.

Предпочтительно упомянутый, по меньшей мере, один винт, используемый третьими средствами для генерирования аэродинамической силы торможения, используется также первыми средствами для производства энергии, которую можно накапливать, и упомянутый, по меньшей мере, один генератор, выполненный с возможностью производства энергии, когда он приводится во вращение упомянутым, по меньшей мере, одним винтом, тоже может вращать винт, когда на него подается энергия.

В комбинации или альтернативно средства накопления выполнены с возможностью получения энергии от генераторов, соединенных с бортовыми силовыми генераторами.

Чтобы контролировать нагрузку средств накопления и силу аэродинамического торможения, устройство содержит средства регулирования, действующие на шаг лопастей упомянутого, по меньшей мере, одного винта.

Для минимизации влияния устройства на аэродинамику транспортного средства устройство содержит средства для убирания элементов генерирования энергии или генерирования силы аэродинамического торможения, входящих в контакт с аэродинамическим потоком во время их использования, чтобы снизить аэродинамическое лобовое сопротивление, когда их не используют.

Далее следует подробное описание варианта выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 (уже упоминалась) - общий вид самолета и различных частей, используемых во время применения изобретения.

Фиг.2 - принципиальная схема изобретения и его основных компонентов.

Фиг.3 - принципиальная схема варианта выполнения изобретения с использованием компонентов во время работы в реверсивном режиме.

Фиг.4 - принципиальная схема варианта выполнения изобретения с использованием кинетического накопления энергии и ветрового режима отбора энергии.

Фиг. 5а и 5b - вид в разрезе примера установки устройства в соответствии с настоящим изобретением в крыле самолета в рабочем положении на фиг.5а и в убранном положении на фиг.5b.

На первом этапе способа в соответствии с настоящим изобретением осуществляют накопление энергии, имеющейся в наличии на борту, отбирая эту энергию при помощи средств и на этапах полета, когда влияние упомянутого отбора энергии на характеристики самолета является благотворным или допустимым с точки зрения их ухудшения, а на втором этапе используют накопленную энергию для генерирования аэродинамической силы, противодействующей скорости движения самолета.

В первом варианте выполнения способа накопленную энергию отбирают из кинетической энергии самолета 1 и генерируют, используя скорость V самолета 1 относительно воздуха.

Энергию отбирают при помощи, по меньшей мере, одного винта 10, закрепленного на самолете 1 и работающего в режиме ветряка, то есть винт приводится во вращение за счет относительной скорости потока, создаваемого при перемещении самолета 1 в воздухе.

Вал 11 вращения винта 10 соединен с вращающимся валом генератора 12 таким образом, чтобы генератор 12 приводился во вращение от вращения винта 10. Генератор 12 выбирают таким образом, чтобы производить энергию, которая может быть перенесена средствами 16 передачи для накопления в бортовых средствах 13 накопления. Средства 17 контроля и регулирования, управляемые, например, не показанным на чертеже компьютером, соединены со средствами генерирования, передачи и накопления энергии.

Способ состоит в накоплении энергии в виде сжатого газа, по меньшей мере, в одном резервуаре средств 13 накопления, например, воздуха, и в этом случае генератор 12 предпочтительно содержит средства сжатия, которые соединены с винтом 10. Когда винт 10 приводится во вращение за счет относительного перемещения воздуха вокруг самолета 1, средства сжатия сжимают газ, например, воздух, отбираемый из окружающей среды самолета, и этот сжатый газ направляется в упомянутый, по меньшей мере, один резервуар хранения через трубопроводы, содержащие средства, такие как вентили, клапаны, датчики и регуляторы, необходимые для работы устройства.

Другой способ состоит в накоплении энергии в виде электрической энергии в электрических аккумуляторных батареях 13, и в этом случае генератор 12 предпочтительно содержит средства электрического генерирования, соединенные с винтом 10. Когда винт 10 приводится во вращение за счет относительного перемещения воздуха вокруг самолета, средства электрического генерирования производят электрическую энергию, используемую для зарядки аккумуляторной батареи.

Еще один способ состоит в накоплении энергии в кинетическом виде при помощи средств кинетического накопления, содержащих, по меньшей мере, один маховик 14, приводимый во вращение приводными средствами, выполненными с возможностью соединения вала 11 винта 10 с валом упомянутого, по меньшей мере, одного маховика. В этом случае накапливаемая энергия зависит от скорости вращения ω маховика или маховиков 14, и приводные средства предпочтительно выполнены с возможностью изменения соотношения между скоростью вращения вала 11 винта 10 и скоростью вращения ω упомянутого, по меньшей мере, одного маховика 14.

Эти приводные средства с переменным соотношением могут быть выполнены, например, в виде набора шестерен, различные относительные положения которых позволяют получать разные соотношения скоростей вращения между входным валом и выходным валом. Они могут быть также выполнены в виде гидравлических приводных средств, и в этом случае винт 10 приводит в действие гидравлический насос, а упомянутый, по меньшей мере, один маховик 14 приводится во вращение гидравлическим двигателем, соединенным с упомянутым насосом, при этом упомянутый насос и/или упомянутый двигатель имеют переменный рабочий объем.

Они могут быть также выполнены в виде электрических или пневматических приводных средств, и в этом случае винт 10 приводит в действие электрический или пневматический генератор, и упомянутый, по меньшей мере, один маховик 14 приводится во вращение электрическим или пневматическим двигателем, соединенным с генератором, связанным с приводными средствами.

Предпочтительно применяют не показанные средства регулирования, чтобы устройство, предназначенное для генерирования и накопления упомянутой энергии, работало с соблюдением различных механических или электрических, или гидравлических ограничений, относящихся к этим средствам. В частности, предпочтительно винт 10 содержит лопасти 15 с переменным шагом, и средства регулирования управляют шагом в зависимости от скорости вращения винта и от нагрузки на винт.

После накопления энергии в бортовых средствах 13 накопления упомянутую энергию используют для генерирования силы аэродинамического торможения при помощи винта 20, соединенного с двигателем 21, соединенным со средствами 13 накопления через средства 18 передачи энергии, направление вращения которого и шаг выбирают таким образом, чтобы создавать действующую на самолет 1 силу, противоположную направлению перемещения в воздухе упомянутого самолета. Сила, создаваемая этим винтом 20, имеет следующие преимущества:

1) ее можно модулировать по интенсивности, в частности, воздействуя на средства 19 управления мощностью, выдаваемой двигателем 21;

2) она может сохранять высокую интенсивность при низкой скорости V самолета, чего невозможно было достичь при использовании известных воздушных тормозов 2.

Двигатель 21, вращающий винт 20 во время фаз аэродинамического торможения, адаптирован к режиму накопления энергии и к режиму ее высвобождения. Предпочтительно двигатель 21 является пневматическим двигателем, если энергию накапливают в средствах 13 накопления в виде сжатого газа, или электрическим двигателем, если энергию накапливают в электрических аккумуляторных батареях.

Когда энергию накапливают в кинетическом виде, винт 20 приводится во вращение либо через механическое соединение с маховиком 14, при этом маховик 14 выполняет функцию ротора двигателя, либо маховик 14 приводит в действие генератор, который может быть, например, гидравлическим, пневматическим или электрическим, и винт 20 приводится во вращение двигателем, который соединен с генератором и приводится во вращение маховиком, адаптированным к выбранной технологии.

Предпочтительно некоторые средства, используемые для осуществления этапа накопления энергии и для этапа создания аэродинамической силы торможения, являются одинаковыми и выполнены с возможностью работы в реверсивном режиме, как показано на фиг. 3 и 4.

В частности, винт 30, используемый для генерирования силы аэродинамического торможения, когда он приводится во вращение двигателем, предпочтительно используют для производства предназначенной для накопления энергии путем приведения в действие генератора. В этом случае предпочтительно генератор (пневматический, гидравлический или электрический) выбирают таким образом, чтобы он мог работать в режиме двигателя в зависимости от того, работает устройство в режиме накопления энергии или в режиме создания силы аэродинамического торможения.

Такие генераторы/двигатели 31 реверсивного типа хорошо известны в областях гидравлики, пневматики и электрики, и, используя двигатель/генератор 31, соединенный с винтом 30, и двигатель/генератор 32, соединенный с кинетическими средствами накопления, если их применяют, можно уменьшить массу, объем и стоимость устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Чтобы избежать появления во время полета недопустимого лобового сопротивления, когда устройство не используют, предпочтительно винт 10, 20, 30 складывают, то есть лопасти 15 винта располагают таким образом, чтобы их ось была по существу параллельной оси вращения винта.

В другом варианте выполнения, не показанном на чертежах, винт установлен на механическом устройстве, которое позволяет убирать винт со сложенными или не сложенными лопастями, когда этот винт не используют, в специально выполненное для этой цели гнездо.

Предпочтительно компоненты (генераторы, двигатели, средства накопления и системы управления и регулирования устройства) располагают в свободных объемах фюзеляжа 7 или крыла 6 самолета 1. Если условия установки различных компонентов, в частности, расстояния между средствами накопления и средствами генерирования и/или двигателями являются ограниченными, например, для прокладки пневматических или гидравлических соединений, компоненты можно объединить в объемах, защищенных аэродинамическими обтекателями 8, которые предпочтительно объединены с обтекателями самолета, выполненными для других целей, например, с обтекателями, закрывающими направляющие закрылков.

Предназначенную для накопления энергию, производимую винтом 10, 30, соединенным с генератором и приводимым во вращение под действием относительного перемещения самолета относительно массы воздуха, предпочтительно производят в момент, когда, с одной стороны, требуется обеспечить аэродинамическое торможение, так как производство этой энергии приводит к созданию силы лобового сопротивления, и когда, с другой стороны, скорость самолета является еще относительно высокой, чтобы использовать высокое динамическое давление для приведения во вращение винт и генератор, соединенный с упомянутым винтом. Эти условия возникают во время полета самолета, например, во время снижения с высоты крейсерского полета до высоты зоны ожидания или захода на посадку скорость V является высокой, и часто используют воздушные тормоза для сохранения или снижения скорости на траектории при снижении или для более быстрого снижения без увеличения скорости на траектории. Во время фазы снижения можно, таким образом, использовать высокое динамическое давление для эффективного приведения во вращение винта в режиме ветряка и создания лобового сопротивления, которое приводит к требуемому торможению. Кроме того, фаза снижения, во время которой возникают эти условия, то есть высокое динамическое давление и потребности в аэродинамическом торможении, как правило, предшествует фазе самолета, приводящей к посадке, во время которой динамическое давление намного ниже по причине пониженной скорости самолета и во время которой полезно и даже иногда необходимо эффективно использовать средства аэродинамического торможения. Если аэродинамическое торможение, возникающее за счет работы винта 10, 30 в режиме ветряка для накопления энергии, является недостаточным, используют энергию, накопленную в средствах 13, для приведения в действие винта 20, 30, предпочтительно описанного выше винта 30, и для динамического генерирования силы аэродинамического торможения.

Во втором варианте выполнения способа накапливаемую энергию отбирают из кинетической энергии самолета 1 и генерируют за счет скорости самолета относительно земли, когда самолет 1 произвел посадку на полосу.

В этом втором варианте колеса 4 приводят в действие средства 12 генерирования энергии, которую могут накапливать средства 13 накопления или которую могут использовать средства аэродинамического торможения.

Аналогично первому варианту силу аэродинамического торможения создают при помощи, по меньшей мере, одного винта 20, шаг и направление вращения которого создают действующую на самолет 1 силу, противоположную направлению движения самолета. Упомянутый, по меньшей мере, один винт 20 приводится во вращение двигателем 21, питаемым энергией, накопленной в средствах 13 накопления.

Например, во время посадки самолета 1 на полосу, когда его колеса приводятся во вращение за счет перемещения самолета по полосе, средства генерирования сжатого воздуха, соединенные с колесами, приводятся в действие и производят воздух под давлением, который накапливается, по меньшей мере, в одном резервуаре. Упомянутый воздух под давлением используется пневматическим двигателем, соединенным с упомянутым, по меньшей мере, одним винтом, для приведения во вращение упомянутого, по меньшей мере, одного винта. Средства генерирования и накопления могут, как было указано выше, использовать другой вид энергии, например, электрическую энергию.

В этом втором варианте предпочтительно средства 13 накопления являются средствами, обеспечивающими быстрое накопление энергии. Действительно, фаза руления самолета при посадке является короткой, и необходимо отобрать максимум энергии, когда скорость руления является максимальной, то есть кинетическая энергия самолета еще остается большой, чтобы использовать ее для создания силы аэродинамического торможения во время всей фазы руления. В комбинации или альтернативно энергию, произведенную средствами генерирования, соединенными с колесами 4, могут непосредственно использовать средства генерирования силы аэродинамического торможения без ее предварительного накопления.

Кроме того, отбор энергии на колесах 4 для питания средств генерирования аэродинамической силы торможения участвует в замедлении движения самолета при рулении, что позволяет ограничить использование обычных тормозов.

В третьем варианте выполнения способа накапливаемую энергию производит, по меньшей мере, один двигатель 3 самолета 1. Этот двигатель может быть двигателем, используемым для создания тяги движения самолета или двигателем вспомогательной силовой установки.

В этом третьем варианте упомянутый, по меньшей мере, один двигатель 3 приводит в действие средства 12 генерирования энергии, которую можно накапливать или использовать в средствах аэродинамического торможения. Предпочтительно средства 12 генерирования являются уже существующими и имеющимися в наличии средствами. Действительно, большинство двигателей современных самолетов содержат электрические генераторы, и/или гидравлические генераторы, и/или генераторы сжатого воздуха, которые могут генерировать энергию для ее накопления, поэтому нет необходимости в использовании дополнительных средств генерирования.

Предпочтительно накапливаемую энергию получают от упомянутого, по меньшей мере, одного двигателя 3 во время фаз полета самолета 1, на которых характеристики работы упомянутого двигателя не являются критическими, например, во время снижения, которое предшествует посадке, если речь идет о двигателе, используемом для создания тяги. В комбинации или альтернативно энергию, производимую упомянутым, по меньшей мере, одним двигателем 3, можно использовать напрямую для средств генерирования силы аэродинамического торможения без ее предварительного накопления.

Во всех вариантах выполнения настоящего изобретения упомянутый, по меньшей мере, один винт 20, 30, используемый устройством для создания силы аэродинамического торможения, предпочтительно используют для создания регулируемого пассивного аэродинамического лобового сопротивления, когда средства накопления энергии не соединены с генератором 12, например, когда они достигают максимального значения своей емкости накопления. Значение этого аэродинамического лобового сопротивления можно модулировать, в частности, воздействуя на нагрузку винта в режиме ветряка.

Этот вариант работы позволяет избежать установки известного устройства воздушных тормозов или упростить такое устройство по сравнению с известной технической конструкцией.

При всех вариантах выполнения, когда скорость V становится слишком низкой и недостаточной для обеспечения эффективности других средств аэродинамического торможения генерированием аэродинамического лобового сопротивления, накопленную энергию используют для приведения во вращение винта 20, 30, шаг и скорость вращения которого регулируют таким образом, чтобы создавать силу, противоположную направлению движения самолета и соответствующую необходимому аэродинамическому торможению.

В зависимости от способа можно получать силу аэродинамического торможения вплоть до момента, пока скорость самолета на полосе станет нулевой, то есть в условиях, когда воздушные тормоза полностью теряют свою эффективность, и, следовательно, по меньшей мере, частично заменить устройства, обычно используемые для торможения самолета 1 после посадки, такие как реверсоры 5 тяги двигателей 3 или тормоза колес 4.

Предпочтительно самолет оборудуют двумя или несколькими устройствами в соответствии с настоящим изобретением или одним устройством, содержащим два или несколько винтов генерирования энергии или аэродинамического торможения, использующих общие средства накопления энергии.

Для обеспечения достаточной эффективности аэродинамического торможения и минимального влияния на характеристики во время крейсерского полета устройство необходимо с особой тщательностью интегрировать в самолет с точки зрения аэродинамики.

Аэродинамическое интегрирование форм самолета является частью повседневной работы конструкторов в области аэродинамики.

Предпочтительно элементы устройства интегрируют в свободные объемы конструкции, в существующие обтекатели 8, такие как обтекатели закрылков, или в специальные обтекатели, разработанные для нужд устройства.

Когда самолет оборудован, по меньшей мере, одним винтом аэродинамического торможения с каждой стороны плоскости симметрии самолета, например, на крыльях, разности сил аэродинамического торможения между левой и правой сторонами позволяют влиять на боковое управление самолетом, как в обычных летательных аппаратах, но до гораздо более низких скоростей и даже до нулевых скоростей.

Несмотря на то что способ аэродинамического торможения и соответствующие средства были подробно описаны для частного случая применения в самолете, специалист может легко адаптировать устройство для наземных или надводных транспортных средств, которые в некоторых условиях предпочтительно могут использовать средства аэродинамического торможения. Такие условия возникают, в частности, когда сцепление указанных транспортных средств с землей не позволяет создавать достаточные силы торможения за счет трения, например, на скользком покрытии, чтобы получить необходимое замедление движения.

Изобретение относится к области авиации. Устройство аэродинамического торможения транспортного средства содержит первые бортовые средства для производства энергии, предназначенной для накопления, вторые бортовые средства, выполненные с возможностью накопления энергии, генерируемой первыми средствами, и третьи бортовые средства для генерирования аэродинамической силы за счет энергии, накопленной во вторых средствах. Первые бортовые средства содержат винт, выполненный с возможностью приведения во вращение за счет относительного перемещения транспортного средства относительно воздушной массы. Винт соединен одним генератором, выполненным с возможностью производства накапливаемой энергии. Энергию можно накапливать в пневматическом, электрическом или кинематическом виде. Изобретение направлено на повышение эффективности торможения. 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство аэродинамического торможения транспортного средства (1), содержащее первые бортовые средства (12, 10, 3, 4) для производства предназначенной для накопления энергии, вторые бортовые средства (13), выполненные с возможностью накопления энергии, генерируемой упомянутыми первыми средствами, и третьи бортовые средства (20, 21) для генерирования аэродинамической силы за счет энергии, накопленной в упомянутых вторых средствах, при этом упомянутые первые бортовые средства содержат, по меньшей мере, один винт (10, 30), выполненный с возможностью приведения во вращение за счет относительного перемещения транспортного средства (1) относительно воздушной массы, при этом упомянутый, по меньшей мере, один винт соединен, по меньшей мере, с одним генератором (12, 31), выполненным с возможностью производства накапливаемой энергии.

2. Устройство по п.1, в котором транспортное средство (1) содержит колеса (4), вращающиеся, по меньшей мере, временно за счет перемещения транспортного средства на земле, и в котором первые бортовые средства для производства энергии содержат, по меньшей мере, один генератор (12), выполненный с возможностью производства накапливаемой энергии и с возможностью приведения во вращение за счет вращения упомянутых колес.

3. Устройство по п.2, в котором упомянутый, по меньшей мере, один генератор (12, 31), выполненный с возможностью производства накапливаемой энергии, является компрессором, сжимающим газ, или электрическим генератором, или гидравлическим насосом, в котором вторые бортовые средства (13), выполненные с возможностью накопления энергии, являются статическими средствами накопления энергии, содержащими, по меньшей мере, один резервуар сжатого газа и/или, по меньшей мере, одну электрическую или электрохимическую аккумуляторную батарею, и/или средствами кинетического накопления энергии, содержащими, по меньшей мере, один маховик (14), выполненный с возможностью вращения вокруг оси.

4. Устройство по п.3, в котором маховик (14) выполнен с возможностью приведения во вращение вокруг своей оси пневматическим двигателем, и/или электрическим двигателем, и/или гидравлическим двигателем (32).

5. Устройство по п.4, в котором маховик (14) выполнен с возможностью приведения во вращение средств (32) генерирования энергии, содержащих, по меньшей мере, один пневматический компрессор, и/или электрический генератор, и/или гидравлический насос.

6. Устройство по п.5, в котором средства (32) приведения во вращение упомянутого, по меньшей мере, одного маховика выполнены с возможностью генерирования энергии, когда они приводятся во вращение упомянутым, по меньшей мере, одним маховиком.

7. Устройство по п.1, в котором упомянутый, по меньшей мере, один генератор (12, 31), выполненный с возможностью производства накапливаемой энергии, является компрессором, сжимающим газ, или электрическим генератором, или гидравлическим насосом, в котором вторые бортовые средства (13), выполненные с возможностью накопления энергии, являются статическими средствами накопления энергии, содержащими, по меньшей мере, один резервуар сжатого газа и/или, по меньшей мере, одну электрическую или электрохимическую аккумуляторную батарею, и/или средствами кинетического накопления энергии, содержащими, по меньшей мере, один маховик (14), выполненный с возможностью вращения вокруг оси.

8. Устройство по п.7, в котором маховик (14) выполнен с возможностью приведения во вращение вокруг своей оси пневматическим двигателем, и/или электрическим двигателем, и/или гидравлическим двигателем (32).

9. Устройство по п.8, в котором маховик (14) выполнен с возможностью приведения во вращение средств (32) генерирования энергии, содержащих, по меньшей мере, один пневматический компрессор, и/или электрический генератор, и/или гидравлический насос.

10. Устройство по п.9, в котором средства (32) приведения во вращение упомянутого, по меньшей мере, одного маховика выполнены с возможностью генерирования энергии, когда они приводятся во вращение упомянутым, по меньшей мере, одним маховиком.

11. Устройство по одному из пп.1-10, в котором вторые бортовые средства (13) выполнены с возможностью питания энергией при помощи, по меньшей мере, одного генератора (12), соединенного с бортовыми силовыми генераторами (3).

12. Устройство по одному из пп.1-10, содержащее средства регулирования, управляющие шагом лопастей (15) винта или винтов (10, 20, 30).

13. Устройство по одному из пп.1-10, в котором третьи бортовые средства генерирования аэродинамической силы содержат, по меньшей мере, один винт (20, 30), выполненный с возможностью соединения со средствами (21, 31) приведения во вращение.

14. Устройство по п.13, в котором средства (21, 31) приведения во вращение содержат, по меньшей мере, один пневматический двигатель, и/или электрический двигатель, и/или гидравлический двигатель, выполненный с возможностью питания энергией, накопленной вторыми бортовыми средствами (13), причем средства (14) кинетического накопления энергии механически соединены, по меньшей мере, с одним винтом (30).

15. Устройство по п.14, в котором, по меньшей мере, один винт (20, 30), используемый третьими средствами для генерирования аэродинамической силы торможения, используется также первыми средствами для производства предназначенной для накопления энергии.

16. Устройство по п.15, в котором упомянутый, по меньшей мере, один генератор (31), выполненный с возможностью производства энергии, когда он приводится во вращение упомянутым, по меньшей мере, одним винтом (30), тоже может вращать винт (30), когда на него подается энергия.

17. Устройство по п.13, в котором вторые бортовые средства (13) выполнены с возможностью питания энергией при помощи, по меньшей мере, одного генератора (12), соединенного с бортовыми силовыми генераторами (3).

18. Устройство по п.13, содержащее средства регулирования, управляющие шагом лопастей (15) винта или винтов (10, 20, 30).

19. Устройство по одному из пп.15-16, в котором вторые бортовые средства (13) выполнены с возможностью питания энергией при помощи, по меньшей мере, одного генератора (12), соединенного с бортовыми силовыми генераторами (3).

20. Устройство по одному из пп.15-16, содержащее средства регулирования, управляющие шагом лопастей (15) винта или винтов (10, 20, 30).