ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2015 года по МПК B64C29/00 

Изобретение относится к области летательных аппаратов и по характеру применения сходно с вертолетной техникой.

В качестве аналога выбрано устройство по патенту США №-4568042, автора Роберта Карра, описанное в статье журнала ИР2/87 на с.27 под названием «Бескрылый самолет легче сделать невидимым». В соответствии с описанием устройство представляет собой самолет с одним фюзеляжем, без крыльев, выполненным в виде верхней и нижней поверхностей, ограниченных с боков стенками. Верхняя поверхность плоская, а нижняя поверхность волнистая, «как проселочная дорога». «Воздух, набегающий с передней части, будет двигаться вдоль пола с большей скоростью, чем вдоль потолка, то есть противоположно тому, что происходит при обтекании обычного крыла, где скорость воздушного потока выше сверху, чем снизу. В результате такого неравенства потолок крыла-тоннеля будет испытывать большее давление, чем пол, отчего будто бы возникает подъемная сила и аппарат взлетит» (В кавычках из текста статьи).

Недостатки прототипа:

1). Слои воздуха, обтекающие волнистый пол, не могут (как мне представляется) двигаться ламинарно, без срывов и завихрений, возмущая поток в целом, и ничто не может заставить эти слои двигаться быстрее, чем поток воздуха в целом, как указано в статье.

2). Тонкие слои воздуха у поверхностей неразрывно связаны с окружающим пространством и полет возможен только в атмосфере.

3). Для взлета обязательно нужна взлетно-посадочная полоса, подъем-спуск в одной точке пространства не возможен. Такой самолет не может летать ниже определенной скорости и зависать надолго в одной точке.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение одной из поверхностей более надежными, прогнозируемыми конструктивными элементами, изменяющими скорость потока газа у поверхности и при этом не возмущающими поток в целом, и существенное расширение диапазона применения.

Предлагаемое устройство «Летательный аппарат» схематически представлен на одном листе, где:

Фиг.1 - аппарат в плане;

Фиг.2 - аппарат в разрезе А-А;

Фиг.3 - выноска I, части сечения А-А, в увеличенном виде.

Обозначение позиции:

Поз.1 - нижняя поверхность;

Поз.2 - верхняя поверхность;

Поз.3 - генератор газового потока;

Поз.4 - ребро, отделяющее один тоннель от другого;

Поз.5 - нити щетки;

Поз.6 - конус.

Буквенные обозначения:

Р - атмосферное давление;

V₁, V₂ - скорость газового потока внизу и вверху тоннеля;

P₁, P₂ - давление в газовом потоке внизу и вверху тоннеля.

Устройство выполнено в виде двух поверхностей, нижней и верхней, в плане представляющих собой диски или многоугольники, расположенных одна над другой с зазором между ними. В центре верхнего диска 2 выстроен генератор газового потока 3. Полость между дисками 1 и 2 делится на ряд тоннелей посредством ребер 4, идущих от центральной части до периферии. На верхней стороне каждого тоннеля закреплены нити 5, обладающие термостойкостью, упругостью, необходимой длиной, толщиной, плотностью размещения. Нити 5 размещаются на верхней поверхности тоннеля.

Щеткообразная структура надежно замедляет скорость газового потока, прилегающего к верхней поверхности тоннеля, не возмущая или, по крайней мере, почти не возмущая слой газового потока от низа «Щетки» до нижней поверхности тоннеля.

Другие конструктивные решения не столько замедляют скорость газового потока у верхней поверхности, но и прежде всего непредсказуемо возмущают основной газовый поток в тоннеле.

В центре внутренней стороны нижнего диска 1 размещен конус 6, служащий для плавного перевода газового потока в горизонтальное направление по тоннелям.

Конус 6 необязателен, в случае, если основной газовый поток от генератора 3 отводится по трубкам во входные части тоннелей или если в начале каждого тоннеля выстроен отдельный малый источник газового потока.

Площадь сечения любого тоннеля в любом месте должна быть, как минимум, не больше, чем площадь сечения основного газового потока, деленного на число тоннелей.

Работа устройства состоит в следующем. Запускается генератор газового потока 3, газовый поток, обладающий определенным давлением, температурой и скоростью, переводится конусом 6 в горизонтальное направление, по тоннелям. Причем поток газа в верхней части тоннеля завихряется между нитями 5, значительно теряет скорость, но в целом движется, не возмущая потока в целом, в том же направлении, что и основной поток газа. Нижняя часть газового потока проходит по нижней поверхности тоннеля.

В итоге (см. Фиг. 3):

V₁ больше V₂, а Р₂ больше P₁

Р₀=[(Р₂-Р)-(P₁-P)]=(P₂-P₁);

где: P₀ - давление, поднимающее аппарат вверх.

P₀ не зависит от абсолютного значения P, т.е. устройство может подниматься вверх и в очень сильно разреженной атмосфере. Реактивная тяга генератора газового потока 3 при применении конуса или отводящих трубок, нейтрализуется, т.к. газовый поток выйдя из сопла и пройдя короткое расстояние с силой давит вниз на конус 6, т.е. силы вверх-вниз взаимно нейтрализуют друг друга.

Подъемная сила формируется, когда газовый поток движется по тоннелям.

Подъемной силы не будет, если:

1) Не работает генератор газового потока - нет потока по тоннелям;

2) Давление газового потока на выходе из тоннелей в пространство равно или ниже окружающего давления атмосферы, т.е. нет движения потока;

3) Выход потоку в окружающее пространство перекрыт (по переферии) - нет потока;

4) Выход потоку в окружающее пространство есть, но утерян щеткообразный слой на верхней поверхности тоннеля - нет перепада давления вверху и внизу тоннеля.

То есть подъемной силы не будет, если нет газового потока по тоннелям с выходом в окружающее пространство.

Применение аппарата.

Под аппаратом может размещаться кабина, стационарная или отсоединяемая для грузов.

Возможно размещение нескольких аппаратов на одной раме (в горизонтальной плоскости) - для увеличения (суммирования) подъемных сил.

Возможно размещение двух, трех аппаратов один над другим на коротких стяжках для суммирования подъемных сил.

На верхней поверхности аппарата возможно упаковать парашют, приводимый в действие в случае необходимости.

Аппарат обеспечивает подъем вверх в атмосфере и вне ее.

Для горизонтального полета возможен некоторый наклон аппарата в сторону движения, чем создается горизонтальная составляющая подъемной силы.

Для полетов на более высоких скоростях (горизонтально) на аппарате может быть смонтирован двигатель.

В качестве генератора газового потока и двигателя, обеспечивающего горизонтальный полет, могут применяться как аналоги, ТРД (для полетов в атмосфере) или РД (с окислителем топлива в баке) для полетов в атмосфере и, прежде всего, для полетов вне атмосферы.

Возможно, кроме двигателя для горизонтального полета, придать аппарату аэродинамическую форму (выпуклый верх), тогда аппарат может взлетать, летать и приземляться как вертолет и самолет, в полете возможен переход с одного режима на другой с использованием подъемной силы от аппарата и от аэродинамической формы одновременно, полностью или частично, и то и другое в разных пропорциях, что существенно увеличит диапазон полетов по высоте, направлениям, скорости и грузоподъемности. При выходе за атмосферу аэродинамический фактор исчезает. Придавать ли аппарату двигатель для горизонтального полета и аэродинамическую форму - зависит от предназначения и условий эксплуатации.

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам создания подъемной силы летательных аппаратов. Летательный аппарат выполнен в виде двух дискообразных поверхностей, размещенных одна над другой с зазором между ними. В центре верхнего диска встроен генератор газового потока, поступающего в тоннели, образованные между верхней и нижней поверхностями и отделенные между собой ребрами, размещенными по радиусам от центральной части дисков до периферии. Верхние поверхности тоннелей снабжены нитями, образующими щеткообразную поверхность, обращенную вниз. Достигается расширение диапазона применения летательного аппарата. 3 ил.

Летательный аппарат, включающий тоннель, ограниченный сверху и снизу поверхностями, а с боков - стенками, вдоль которого проходит газовый, в частности воздушный, поток, на одной из поверхностей тоннеля размещены конструктивные элементы, изменяющие скорость прилегающей части газового потока, относительно потока в целом, и этим создающие подъемную силу, отличающийся тем, что с целью более надежного формирования подъемной силы и расширения диапазона применения аппарат выполнен в виде двух дискообразных поверхностей, размещенных одна над другой с зазором между ними, в центре верхнего диска встроен генератор газового потока, поступающего в тоннели, образованные между верхней и нижней поверхностями и отделенные между собой ребрами, размещенными по радиусам от центральной части дисков до периферии, верхние поверхности тоннелей снабжены нитями, образующими щеткообразную поверхность, обращенную вниз.