ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ, СПОСОБНЫЙ ПЕРЕДВИГАТЬСЯ ПО ЗЕМЛЕ Российский патент 2013 года по МПК B60F5/02 B64C29/00 B64C3/56 

Предшествующий уровень техники

Область техники

Настоящее изобретение относится к летательному аппарату, способному передвигаться по земле, взлетать и приземляться во время такого движения или из неподвижного положения, который способен не только передвигается по земле, но и летать по воздуху, имеющему низкий вес для снижения расхода топлива и высокий уровень безопасности, а также способен достигать места назначения за кратчайшее время.

Описание предшествующего уровня техники

В последнее время потребность в транспортных средствах, а именно в наземных транспортных средствах, возросла в связи с промышленным развитием и увеличением уровня жизни. В то же время число дорог, предназначенных для передвижения транспортных средств, ограничено, что вызывает рост серьезных проблем, таких как дорожные заторы движения.

Для решения таких проблем затрудненного дорожного движения предлагались различные меры. Увеличение ширины дорог ограничено рядом факторов с архитектурно-строительной точки зрения, в связи с чем обычно предлагаются кольцевые схемы движения транспортных средств. Тем не менее со стремительным увеличением потребности в транспортных средствах, что связано с улучшением экономической стабильности, такие меры не являются фундаментальным решением.

Поэтому для преодоления вышеописанных проблем наземного транспорта должно быть найдено другое решение с помощью других способов. Одним из таких способов является использование подземного или воздушного транспорта.

Однако для передвижения подземного транспорта (например, метро) требуется пространство под землей для движения, ограниченное как с геологической точки зрения, так и с точки зрения необходимости нести огромные затраты на строительство.

Далее воздушный транспорт (например, авиатранспорт) требует обширные площади для целей взлета и посадки, а также приводит к трудностям при передвижении по земле и при путешествии на короткие расстояния, поэтому также не является фундаментальным решением транспортных проблем.

Соответственно, с точки зрения существования вышеописанных проблем различных видов транспорта, требуется такой транспорт, который может передвигаться по дороге на земле, а также может оторваться от земли и взлететь в случае дорожного затора, или летать по воздуху и приземляться и передвигаться по дороге на земле, в случае необходимости, тем самым достаточно быстро передвигаясь к пункту назначения вне зависимости от наличия дорожных заторов.

Как одно из средств решения проблемы дорожных заторов, заявитель настоящего изобретения уже разработал аэромобиль, который может передвигаться по земле и воздуху, раскрытый в патенте Республики Корея KR 150340. Как показано на фиг.1, этот аэромобиль включает два блока крыла 10, каждый из которых имеет блок винта 12, который может изменять свою ориентацию по горизонтали и вертикали так, чтобы аэромобиль мог подниматься, опускаться, а также перемещаться вперед и назад, фюзеляж 20, на котором установлены блоки крыла 10 с возможностью складывания с горизонтальной и вертикальной ориентацией и снабженный на его нижней части левым и правым ведущими колесами, и полой оболочкой 5, разделенной внутри па множество отсеков 5b с помощью множества перегородок 5а так, чтобы полая оболочка 5 могла расширяться или сжиматься за счет подачи газа в отсеки 5b, выполненные в модулях крыльев 10 и в фюзеляже 20 и изготовленные из силикона.

Далее винт 13 блока винта 12, приводимый в действие гидромотором М3, опирается на каждый из модулей крыла 10 с использованием поворотного вала, при этом угол наклона лопастей 13а винта 13 регулируется для увеличения или снижения скорости аэромобиля при взлете и посадке, а также при перемещении по земле и во время полета. Аэромобиль также включает вертикальный стабилизатор 6, снабженный рулем поворота 6', и горизонтальный стабилизатор 7, снабженный рулем высоты 7'.

Однако в этом аэромобиле, снабженном винтами 13 с двух сторон фюзеляжа 20, когда фюзеляж не отбалансирован надлежащим образом по носовой и хвостовой частям, в случае приземления достаточно трудно добиться мягкой посадки и устойчивого приземления аэромобиля, а когда происходит отказ винта 13 любого из блоков винта 13Б, практически невозможно добиться устойчивости полета.

Раскрытие изобретения

В связи с вышеизложенным, настоящее изобретение было создано ввиду существования вышеприведенных проблем, и целью настоящего изобретения является обеспечения такого летательного аппарата, который мог бы передвигаться по дороге на земле и взлетать и лететь по воздуху в случае дорожного затора, а также перемещаться по воздуху и приземляться с дальнейшим передвижением по дороге на земле в случае необходимости, чтобы быстро достичь места назначения вне зависимости от дорожных заторов, и имел бы округлую формы в целом для смягчения удара в случае крушения и стабилизации полета, а также мог изменять форму крыльев и подъемную силу, создаваемую соответствующими винтами, подходящим образом в соответствии с условиями полета для улучшения аэродинамических характеристик.

В соответствии с настоящим изобретением, вышеуказанные и другие цели могут быть достигнуты за счет обеспечения летательною аппарата, способного передвигаться по земле, включающего три или более колеса для передвижения по земле, присоединенных к нижней части фюзеляжа, крылья для создания подъемной силы, установленные симметрично с двух сторон фюзеляжа, и множество винтов, выполненных с возможностью быть управляемыми с помощью рычага управления и установленных на крыльях и, по крайней мере, на одной части фюзеляжа так, чтобы создавать подъемную силу и тяговую силу фюзеляжа, при этом каждое из крыльев разделено на множество отсеков так, чтобы иметь возможность складываться или изменять форму за счет давления воздуха или газа.

Краткое описание фигур чертежей

Вышеуказанные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятным из последующего более подробного описания, сопровождающегося чертежами, на которых представлено:

фиг.1 - вид в плане, иллюстрирующий известный летательный аппарат;

фиг.2, 3 и 4 - вид сбоку, вид сзади и вид в плане, соответственно, иллюстрирующие летательный аппарат по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 - вид сбоку, иллюстрирующий летательный аппарат по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения в состоянии со сложенными крыльями;

фиг.6 и 7 - вид сбоку и вид сзади, соответственно, иллюстрирующие летательный аппарат по другому варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг.8 - блок-схема, иллюстрирующая управление летательным аппаратом по настоящему изобретению.

Варианты осуществления изобретения

Сейчас подробно будут описаны преимущественные варианты осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Как показано на фиг.2-6, летательный аппарат по настоящему изобретению включает три или более колеса 220 для передвижения но земле, которые смонтированы снизу на нижней части фюзеляжа 200 и каждое из которых оборудовано блоком управления 228, причем такие блоки управления выполнены с возможностью управлять направлением вращения колес 220 и регулировать высоту колес 220 за счет давления жидкости или газа.

Здесь двигатель (не показан) соединен с каждым из колес 220 так, чтобы иметь возможность приводить колеса 220 во вращение.

Далее фюзеляж 200 может быть изготовлен из такого материала, как дюралюминий, подобно как и обычные летательные аппараты, или элементы фюзеляжа 200, за исключением кабины управления 209, формирующие каркас фюзеляжа 200, могут быть изготовлены в виде полой оболочки, содержащей множество отсеков, которые отделены один от другого с помощью перегородок, как будет описано ниже.

Отсеки устроены так, что воздух может подаваться в них или выпускаться из них одновременно или выборочно с помощью насоса 205.

Полую оболочку получают за счет нанесения покрытия из силикона на сетку из термостойкого волокна, служащую в качестве каркаса.

Также имеются узел управления полетом по вертикали 204 и узел управления полетом по горизонтали 202, размещенные на хвостовой части фюзеляжа 200 для обеспечения требуемого направления полета летательного аппарата.

Далее имеются крылья, присоединенные к фюзеляжу 200 с обоих его сторон через узлы изменения положения крыла 300, соответственно.

Каждый из узлов изменения положения крыла 300 включает множество камер изменяемого объема, выполненных в узле соединения между каждым из крыльев 100 и фюзеляжем 200.

Каждый из узлов изменения положения крыла 300 также включает узел изменения объема 303 для регулирования степени расширения, выполненный с одной стороны камер изменяемого объема.

В то время, как крылья 100 присоединены к фюзеляжу 200 с обоих его сторон через узлы изменения положения крыла 300, соответственно, два или более винта 130 устанавливаются на каждое из крыльев 100.

Каждый из винтов 130 соединен с опорным узлом 170, который, в свою очередь, соединен с крепежным узлом 105, выполненным в вертикальном сквозном проеме в каждом из крыльев 100, через поворотный вал 190 с помощью узла изменения положения винта 180, и непосредственно соединен с силовой установкой 160.

Узел изменения положения винта 180 включает соединительную конструкцию, состоящую из первой опоры 183, которая может поворачиваться, и второй опоры, которая наклонена в одном направлении.

Силовая установка 160 может быть выполнена в виде двигателя с питанием от обычных топливных элементов или двигателя внутреннего сгорания.

Каждое из крыльев 100 состоит из множества отсеков 103, разделенных перегородками 101.

Каждое из крыльев 100 также включает камеру регулирования 107, размещенную в центральной части.

Здесь отсеки 103 и камера регулирования 107 устроены так, что воздух может подаваться в отсеки 103 и камеру регулирования 107 или выпускаться из них одновременно или выборочно с помощью насоса 205, соединенного с отсеками и камерами с помощью трубопровода.

Также крылья 100 могут имеет двойную конструкцию, включающую внешний блок крыла и внутренний блок крыла.

В фюзеляже 200 обеспечиваются анемометр 265 и анемоскоп 267, а задние участки крыльев 100 обеспечиваются элеронами 800 для управления креном летательного аппарата.

Нижняя часть кабины управления 209 фюзеляжа 200 оборудована пуленепробиваемыми элементами 950, которые могут раздвигаться вручную или автоматически, а с другой стороны от нее на верхней части фюзеляжа обеспечивается аэростат 900 для увеличения подъемной силы и защиты кабины управления 209 в случае авиакатастрофы.

Здесь аэростат 900 большей частью помещен внутри фюзеляжа 200 и служит в качестве парашюта за счет присоединения к нему множества строп, при этом аэростат 900 предназначен для чрезвычайных ситуаций и расположен в области центра тяжести фюзеляжа 200. Его стропы могут использоваться в качестве буксировочного троса.

Имеется механическая застежка 970, выполненная по кромке каждого из крыльев 100 так, что крылья 100 могут складываться, когда крылья 100 не используются. Также с одной стороны каждого из крыльев 100 обеспечивается ручка 975 для облегчения манипуляций с ними.

Далее на носовой части фюзеляжа 200 обеспечивается винт 980.

Ниже будет описан подробно принцип действия летательного аппарата по настоящему изобретению.

Как показано на фиг.2-7, летательный аппарат способен передвигаться по земле с помощью трех или более колес 220, установленных на нижней части фюзеляжа 200, при этом колеса 220 соединены с рычагом управления так, чтобы направление вращения колес 220 могло быть изменено с помощью манипуляций рычагом управления 206.

Далее высота колес 220 может регулироваться за счет давления жидкости, подаваемой в колеса 220 через блоки управления 228, за счет чего уровень горизонтального положения летательного аппарата относительно земли поддерживается даже тогда, когда летательный аппарат приземляется на неровную поверхность земли.

Приведение во вращение колес 220 при передвижении по земле осуществляется с помощью двигателей за счет энергии, подаваемой из фюзеляжа 200, когда летательный аппарат перемещается с небольшой скоростью или ставится на стоянку, или за счет тяговой силы винтов 130, установленных на крыльях 100, когда летательный аппарат перемещается с высокой скоростью.

Далее фюзеляж 200 обеспечивается приемным отсеком и кабиной управления 209, устроенных внутри него и которые могут быть изготовлены из материалов с небольшим удельным весом и однородными характеристиками прочности типа дюралюминия и титана, или внутренняя часть фюзеляжа 200, за исключением рычага управления 206 и некоторых каркасных элементов, может быть изготовлена в виде полой оболочки, заполняемой воздухом или газом типа гелия, в последнем случае подъемная сила возрастает и снижается расход топлива. Далее, в последнем случае, при наличии ударной нагрузки на фюзеляж 200, например, при крушении, амортизируется, за счет чего пилоты защищены с высокой степенью безопасности.

Далее, крылья 100, обеспечивающие подъемную силу летательного аппарата, установлены с двух сторон фюзеляжа 200 так, чтобы не нарушить балансировку фюзеляжа 200. Крылья 100 также выполнены в виде полой оболочки, снабженной множеством отсеков 103, разделенных перегородками 101, тем самым обеспечивая такой же эффект, как было описано выше в отношении части фюзеляжа 200, выполненной в виде полой оболочки.

Узлы изменения положения крыла 300 обеспечиваются у верхних и нижних участков оснований крыльев 100, при этом крылья 100 присоединены к фюзеляжу 200 с использованием поворотных валов (не показаны). Поэтому угол подъема или опускания крыльев 100 относительно горизонтали, отсчитываемый от узлов соединения между фюзеляжем 200 и крыльев 100, можно изменять за счет подачи воздуха в узлы изменения положения крыла 300 с помощью насоса 205.

Узлы изменения положения крыла 300 включают множество камер изменяемого объема, которые могут расширяться за счет подачи воздуха в эти камеры. Поэтому, в случае подачи достаточного количества сжатого воздуха в узлы изменения положения крыла 100 у верхних участков или нижних участков оснований крыльев 100, последние могут складываться вверх в перпендикулярном направлении по отношению к фюзеляжу 200 за счет расширения соответствующих узлов изменяемого объема 303, каждый из которых выполнен в виде эластичного трубчатого тела или сильфона, изготовленных из полимера, включающего внешнюю ограничительную планку, позволяющую расширение или сжатие только до определенных пределов. За счет этого летательный аппарат может перемещаться, занимая минимальное пространство.

Далее, газ подается в крылья 100 за счет давления нагнетания насосов 205 или использования двигателя в качестве источника энергии для этих целей. Газ может подаваться в крылья 100 выборочно через разветвители 201, при этом линии подачи, выходящие из разветвителей 201, соединены с соответствующими отсеками 103 так, чтобы газ также мог подаваться одновременно во все отсеки 103 крыльев 100.

Два или более винта 130 установлены на каждом из крыльев 100, в этом случае винты 130 улучшают устойчивость при смещении центра тяжести фюзеляжа 200 летательного аппарата.

Поскольку винты 130 могут поворачиваться и наклоняться с помощью узлов изменения положения винтов 180, углы наклона винтов 130 могут регулироваться во всех направлениях, тем самым направление полета летательного аппарата может изменяться без задействования узла управления полетом по вертикали 204 и узла управления полетом по горизонтали 202. Далее за счет этого могут достигаться зависание, изменение направления полета в пространстве и движение летательного аппарата в прямом или обратном направлении.

Далее силовая установка 160 может быть соединена с винтом 130 так, чтобы винт 130 мог повернуться с помощью поворотного вала 190, как это показано на фиг.6 и 7, создавая за счет этого тяговую силу в направлении под определенным углом относительно крыла 100.

На носовой части фюзеляжа 200 может устанавливаться вспомогательный винт 980.

Когда конструкция включает вспомогательный винт 980 на носовой части фюзеляжа 200, при его работе скорость полета или перемещения летательного аппарата по земле возрастает.

Далее наклон вспомогательного винта 980 может регулироваться, в частности в зависимости от скорости и направления ветра, что обеспечивает большую безопасность при зависании, вертикальном взлете или приземлении летательного аппарата за счет винтов 130.

Тяговая сила, создаваемая винтами 130, вызывает подъемную силу на крыльях 100, благодаря их геометрии, а управление летательным аппаратом осуществляется с помощью узла управления полетом по вертикали 204, узла управления полетом по горизонтали 202 и элеронов 800.

Каждое из крыльев 100 включает камеру регулирования 107, устроенную перпендикулярно по отношению к отсекам 103, за счет чего толщина крыльев 100 может увеличиваться или уменьшаться за счет подачи газа в камеру регулирования 107, при этом крылья 100 могут принимать различную форму в зависимости от условий полета.

Далее, анемометр 265 и анемоскоп 267, которые имеются в фюзеляже 200, оценивают внешние условия во время полета летательного аппарата, за счет чего регулируются углы наклона и число работающих винтов 130 для создания необходимых подъемной и тяговой сил.

Вышеописанный летательный аппарат по настоящему изобретению оценивает внешнее лобовое сопротивление, зависящее от ряда внешних факторов, в направлении полета с использованием анемометра 265 и анемоскопа 267, оценивает текущее положение летательного аппарата с использованием гироскопического датчика пространственного положения 207, а затем определяет направление полета летательного аппарата и регулирует подъемную и тяговую силы за счет управления насосами 205, силовыми установками 160 и узлами изменения положения винта 180, связанными с рычагом управления 206.

Здесь винты 130, углы наклона которых регулируются узлами изменения положения винта 180, могут обеспечивать создание только тяговой силы, а летательный аппарат может управляться при этом с использованием узла управления полетом по вертикали 204, узла управления полетом по горизонтали 202 и элеронов 800, связанными с рычагом управления 206.

Далее на фюзеляже 200 может быть смонтировано множество камер (не показаны), которые передают данные о положении летательного аппарата на удаленный пункт с помощью проводной или беспроводной связи, т.е. при этом при использовании устройства беспроводной связи, в частности мобильного телефона, летательный аппарат может контролироваться снаружи.

Вышеописанный летательный аппарат по настоящему изобретению оснащен складными крыльями и за счет этого может занимать относительно мало места, позволяя более эффективно использовать площади для стоянки. Более того, благодаря этому, этот летательный аппарат может легко проезжать узкие участки дороги.

Летательный аппарат по настоящему изобретению может быть поставлен на стоянку на крыше или веранде дома. Далее крылья 100 летательного аппарата могут быть разложены, после чего он может взлететь, например, в случае возникновения затора на дороге при передвижении по земле, тем самым разгружая транспортный поток и внося вклад в национальную экономику за счет облегчения движения общественного транспорта.

Из приведенного выше описания понятно, что по настоящему изобретению обеспечивается летательный аппарат, способный передвигаться по земле, который имеет небольшой вес, позволяющий экономить топливо, передвигаться по дороге на земле, взлетать и лететь по воздуху в случае дорожного затора, а также перемещаться по воздуху и приземляться с дальнейшим передвижением по дороге на земле в случае необходимости, чтобы быстро достичь место назначения вне зависимости от дорожных заторов, имеет полую конструкцию для смягчения удара в случае крушения, и может эксплуатироваться устойчиво за счет изменения формы крыльев и регулирования подъемной силы, создаваемой винтами в соответствии с внешними условиями для улучшения условий выполнения полета.

Хотя здесь, в целях иллюстрации были описаны только некоторые предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в этой области техники понятно, что возможны различные модификации, дополнения и замены без отхода от сущности и объема правовой охраны настоящего изобретения в соответствии с прилагаемой формулой.

Летательный аппарат, способный передвигаться по земле и по воздуху, имеет фюзеляж, колеса для передвижения по земле, которые присоединены к нижней части фюзеляжа, крылья для создания подъемной силы, установленные симметрично с двух сторон фюзеляжа, и винты, установленные на крыльях и на фюзеляже с возможностью управления рычагом так, чтобы создавать подъемную силу и тяговую силу для фюзеляжа. Крылья присоединены к фюзеляжу через узлы изменения положения, каждый из которых включает множество камер изменяемого объема и узел изменения объема, выполненный с одной стороны камер изменяемого объема для регулирования степени их расширения так, чтобы каждое из крыльев могло быть сложено. Изобретение направлено на повышение устойчивости полета. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Летательный аппарат, способный передвигаться по земле, включающий три или более колеса для передвижения по земле, присоединенных к нижней части фюзеляжа, крылья для создания подъемной силы, установленные симметрично с двух сторон фюзеляжа, и множество винтов для создания подъемной силы и тяговой силы фюзеляжа, выполненных с возможностью быть управляемыми с помощью рычага управления и установленных на крыльях, при этом каждое из крыльев разделено на множество отсеков так, чтобы иметь возможность складываться или изменять форму за счет давления газа, отличающийся тем, что множество винтов дополнительно включает по меньшей мере один винт, установленный по меньшей мере на одной части фюзеляжа, причем крылья присоединены к фюзеляжу с обеих его сторон, соответственно, через узлы изменения положения крыла и выполнены складными относительно фюзеляжа, при этом каждый из узлов изменения положения крыла включает множество камер изменяемого объема и узел изменения объема, выполненный с одной стороны камер изменяемого объема для регулирования степени их расширения так, чтобы каждое из крыльев могло быть сложено.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что включает узлы изменения положения винтов, выполненные с возможностью изменять угол наклона винтов, расположенных на крыльях, после взлета летательного аппарата так, чтобы обеспечить зависание летательного аппарата в воздухе, изменение направления его полета в трехмерном пространстве и его движение в прямом и обратном направлениях.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью изменять направление полета после взлета за счет изменения угла наклона винтов с помощью узлов изменения положения винтов, а также с помощью узла управления полетом по вертикали, узла управления полетом по горизонтали, и элеронов, которые установлены у хвостовой части фюзеляжа, когда винты создают подъемную силу и тяговую силу.

4. Аппарат по п.2 или 3, отличающийся тем, что каждый из узлов изменения положения винтов включает первую опору, выполненную с возможностью поворота на опорном узле, который присоединен к крепежному узлу каждого из крыльев с помощью поворотного вала, и вторую опору, наклоненную относительно первой опоры, выполненные так, чтобы обеспечить возможность поворота и наклона винтов в любом направлении.

5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что каждое из крыльев разделено на множество отсеков, в которые может быть подан газ с помощью насоса, установленного в фюзеляже, при этом отсеки отделены друг от друга перегородками так, что газ может подаваться в отсеки или выпускаться из них с помощью насоса одновременно или выборочно, а также дополнительно обеспечена камера регулирования, размещенная с одной стороны отсеков с возможностью изменения размеров каждого из крыльев.

6. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что рычаг управления обеспечен гироскопическим датчиком пространственного положения летательного аппарата, а также анемометром и анемоскопом для контроля устойчивого положения летательного аппарата при изменении направления в соответствии со скоростью и направлением ветра, режимами полета, взлета и посадки.

7. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что рычаг управления связан с узлом управления полетом по вертикали, узлом управления полетом по горизонтали и элеронами для управления положением летательного аппарата.

8. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что включает силовую установку для каждого из винтов, выполненную в виде двигателя с питанием от обычных топливных элементов или двигателя внутреннего сгорания.

9. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что включает вспомогательный винт, установленный на носовой части фюзеляжа.

10. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что на верхней части фюзеляжа с одной стороны размещен аэростат.

11. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что каждое из крыльев имеет двойную конструкцию, включающую внешний блок крыла и внутренний блок крыла.

12. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что колеса выполнены регулируемыми по высоте за счет давления жидкости.

13. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что на кромках крыльев выполнена механическая застежка.

14. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть кабины управления оборудована раздвижными пуленепробиваемыми элементами.

15. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что включает множество камер, смонтированных на фюзеляже так, чтобы полет летательного аппарата мог контролироваться снаружи.