МОДУЛЬ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, СОЗДАЮЩИЙ ПОДЪЕМНУЮ СИЛУ Российский патент 2017 года по МПК B64C39/08 B64C29/00 

Изобретение относится к транспортным летательным средствам многоцелевого назначения для применения в военной, гражданской авиации и МЧС в сложных условиях взлета и посадки в тайге, горах и болотах [В64С 29/00].

Известна ГОНДОЛА С ВНУТРЕННИМ КРЫЛОМ [патент РФ №2389653], имеющая на реактивном двигателе щелевой воздухосборник, в полости которого расположено внутреннее крыло.

Недостатком аналога является то, что подъемная сила у дополнительного крыла возникает только во время движения при значительной скорости летательного аппарата относительно воздуха.

Известен ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ [заявка на изобретение РФ №94022100], содержащий фюзеляж, крылья, установленные по обеим сторонам фюзеляжа, реактивные силовые установки и движители, хорды крыльев лежат в плоскостях, перпендикулярных продольной оси фюзеляжа, причем крылья выполнены в вариантах моноплана, или биплана, или n-плана и снабжены элеронами. На фюзеляже установлены экраны, образующие с соплами реактивных двигателей инжекторы для смешения потоков газов с воздухом, при этом подъемная сила создается воздействием реактивных струй, направляемых соплами в стороны многоярусных крыльев, расположенных параллельно оси фюзеляжа на некотором расстоянии от него.

Недостатками аналога является низкая надежность использования многоярусных крыльев, обусловленная тем, что во время полета крылья с большой скоростью обдувают раскаленные реактивные струи, из-за чего происходит выгорание материала крыльев, кроме того, аналог имеет невысокую эффективность использования крыльев из-за многочисленных завихрений в газовой реактивной струе после ее инжекции с воздухом, что приводит к срыву воздушного потока с поверхности крыльев и уменьшению подъемной силы.

Также из уровня техники известен ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ [патент РФ №2172705], у которого аэродинамические плоскости расположены в воздухозаборных каналах, расположенных по периметру корпуса и радиально сходящихся в открытой вниз корытообразной подкорпусной полости, при этом экраны замыкают снизу воздухозаборные каналы.

Недостатками прототипа являются недостаточно полная отдача энергии до и за источником генерации потока воздуха, использование инжекции воздуха, снижающей скорость потока, а также использование части подъемной силы для последующего горизонтального полета.

Наиболее близким по технической сущности является АППАРАТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ [патент РФ №2459746], содержащий генератор воздушного потока, аэродинамические поверхности, кабину, силовую установку, системы управления и стабилизации полета и аэродинамические поверхности, которые выполнены многоплановым крылом по типу решетки с сечением на большем участке в виде дужек окружности и множественно, не менее чем в двух местах, размещены в прямоугольных частях прямоточного воздуховода под положительным углом атаки относительно генерируемого потока воздуха.

Недостатком прототипа является невысокая подъемная сила летательного аппарата, обусловленная неоптимальным расположением аэродинамических поверхностей.

Задача настоящего изобретения состоит в улучшении летных характеристик летательного аппарата.

Технический результат изобретения заключается в повышении удельной подъемной силы, повышении энергетической эффективности и повышении дальности полета, упрощении конструкции.

Технический результат достигается за счет того, что заявлен модуль летательного аппарата, создающий подъемную силу, содержащий нескольких блоков с аэродинамическими поверхностями, отличающийся тем, что выполнен состоящим из нескольких однотипных блоков, установленных горизонтально так, что один параллелен другому с разворотом на 180 градусов, причем присоединены дополнительно воздуховоды для разворота воздушного потока перед каждым блоком на 180 градусов так, что входящий поток одного собирает выходящий поток предыдущего, причем каждый блок представляет собой аэродинамические поверхности в виде крылышек по четыре вертикальных ряда с предохранительными вертикальными плоскостями, перед которым установлен вентилятор со спрямляющим воздушный поток устройством; в хвосте модуля установлен винт с защитным кольцом, выполняющий функцию горизонтального руля.

Предпочтительно, аэродинамические поверхности каждого блока выполнены в виде крылышек по четыре вертикальных ряда с предохранительными вертикальными плоскостями, установлены в блоки крыльев таким образом, чтобы крылышки не оказывали взаимного негативного влияния друг на друга, по вертикали крылышки одно от другого расположены на расстоянии двойной ширины крылышка, а по горизонтали один ряд от другого отстоит на ширину крылышка, второй ряд по вертикали относительно первого ряда поднят вверх на ширину крылышка, третий ряд относительно первого поднят на одну треть ширины крылышка, четвертый ряд по вертикали относительно третьего ряда поднят вверх на ширину крылышка; перед первым блоком крылышек установлен вентилятор со спрямляющим воздушный поток устройством.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен вид сверху летательного аппарата вертикального взлета и посадки (общая блок-схема).

Осуществление изобретения

Модуль летательного аппарата состоит из нескольких однотипных блоков 3 (см. фиг. 1), установленных горизонтально так, что один параллелен другому с разворотом на 180 градусов. Дополнительно к ним присоединены воздуховоды 1 для разворота воздушного потока перед каждым блоком 3 на 180 градусов так, что входящий поток одного собирает выходящий поток предыдущего.

Поскольку модуль при взлете совершает вращательное движение, противоположное направлению движения воздушного потока, для его нейтрализации используется в хвосте винт 2 с защитным кольцом, как у вертолета. Он будет выполнять роль горизонтального руля.

Каждый блок 3 представляет собой аэродинамический модуль, выполненный, например, (см. фиг. 2) так, что аэродинамические поверхности имеют вид крылышек 6 по четыре вертикальных ряда с предохранительными вертикальными плоскостями 7, установлены в блоки крыльев таким образом, чтобы крылышки не оказывали взаимного негативного влияния друг на друга, по вертикали крылышки одно от другого расположены на расстоянии двойной ширины крылышка, а по горизонтали один ряд от другого отстоит на ширину крылышка, второй ряд по вертикали относительно первого ряда поднят вверх на ширину крылышка, третий ряд относительно первого поднят на одну треть ширины крылышка, четвертый ряд по вертикали относительно третьего ряда поднят вверх на ширину крылышка; перед первым блоком крылышек установлен вентилятор 4 со спрямляющим воздушный поток устройством 5.

Принцип работы заключается в следующем.

Вертикальные предохранительные плоскости 7 предназначены для защиты крылышек 6 от переломов при больших нагрузках, при этом концы предохранительных плоскостей 7 прикреплены к внутренней части блоков 3. Чем меньше ширина крылышек 6, тем больше устанавливается вертикальных предохранительных плоскостей 7.

Верхняя и нижняя части блоков 3 должны быть открытыми.

В качестве вентилятора 4 может быть использован дутьевой вентилятор, у которого очень мощный воздушный поток при малом тяговом усилии.

В качестве спрямляющего устройства 5 может использоваться второй вентилятор с аналогичными характеристиками, у которого лопасти вращаются в противоположную сторону относительно вентилятора 4. Также в качестве устройства 5 может использоваться набор вертикальных и горизонтальных плоскостей, выпрямляющих воздушный поток.

Полет летательного аппарата происходит следующим образом.

Первоначально запускают вентиляторы 4, которые создают мощный воздушный поток, устройство 5 спрямляет воздушный поток и направляет в сборку блоков 3. При этом крылья 6 создают подъемную силу. Одновременно включаются хвостовая аэродинамическая установка, на режим удержания аппарат на месте, иначе он медленно начнет подниматься и самостоятельно вращаться. Для разгона включается тянущая аэродинамическая установка.

После того как создаваемая подъемная сила крыльями 6 уравновешивает силу тяжести летательного аппарата, он отрывается от земли. И спокойно поднимается на необходимую высоту.

Во время полета летательный аппарат может притормаживать, зависать и разворачиваться на месте или двигаться задним ходом.

Использование сложного сборного крыла, состоящего из генератора спрямленного воздушного потока 4, 5 и нескольких блоков 3 с аэродинамическими поверхностями, расположенными в замкнутой системе кольца (каждый из которых состоит из множества крылышек 6), позволяет значительно улучшить летные характеристики в сравнении с серийно производимыми летательными аппаратами.

При этом первый установленный блок 3 в процессе работы показывает характеристики обычного летательного аппарата.

Непосредственно перед вторым находится встречный воздушный поток, прошедший через воздуховод, потерявший 20% необходимой мощности. Для доведения его до необходимых 240 км/ч второму необходимо затратить менее 1/2 мощности первого блока, а затем на первый блок по воздуховоду поступает воздушный поток, потерявший 20% необходимой мощности. Для доведения его до необходимых 240 км/ч первому необходимо затратить менее 1/2 мощности второго блока и т.д. На практике оба блока одновременно разгонят воздушный поток, затратив каждый по 1/2 мощности. При работе двух блоков таким образом затрачивается половина их мощности, что позволяет увеличить подъемную силу полезной нагрузки в 2 раза.

Изобретение предназначено для применения для транспортных и грузовых средств малых и средних размеров.

Изобретение относится к транспортным летательным средствам многоцелевого назначения. Модуль летательного аппарата, создающий подъемную силу, содержит несколько однотипных блоков, установленных горизонтально так, что один параллелен другому с разворотом на 180 градусов. Блоки соединены воздуховодами для разворота воздушного потока перед каждым блоком на 180 градусов, при этом входящий поток одного собирает выходящий поток предыдущего. Каждый блок представляет собой аэродинамические поверхности в виде крылышек по четыре вертикальных ряда с предохранительными вертикальными плоскостями. Перед блоком установлен вентилятор со спрямляющим воздушный поток устройством. В хвосте модуля установлен винт с защитным кольцом, выполняющий функцию горизонтального руля. Достигается повышение энергетической эффективности и дальности полета, упрощение конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Модуль летательного аппарата, создающий подъемную силу, содержащий нескольких блоков с аэродинамическими поверхностями, отличающийся тем, что выполнен состоящим из нескольких однотипных блоков, установленных горизонтально так, что один параллелен другому с разворотом на 180 градусов, причем присоединены дополнительно воздуховоды для разворота воздушного потока перед каждым блоком на 180 градусов так, что входящий поток одного собирает выходящий поток предыдущего, причем каждый блок представляет собой аэродинамические поверхности в виде крылышек по четыре вертикальных ряда с предохранительными вертикальными плоскостями, перед которым установлен вентилятор со спрямляющим воздушный поток устройством; в хвосте модуля установлен винт с защитным кольцом, выполняющий функцию горизонтального руля.

2. Модуль летательного аппарата по п. 1, отличающийся тем, что аэродинамические поверхности каждого блока выполнены в виде крылышек по четыре вертикальных ряда с предохранительными вертикальными плоскостями, установлены в блоки крыльев таким образом, чтобы крылышки не оказывали взаимного негативного влияния друг на друга, по вертикали крылышки одно от другого расположены на расстоянии двойной ширины крылышка, а по горизонтали один ряд от другого отстоит на ширину крылышка, второй ряд по вертикали относительно первого ряда поднят вверх на ширину крылышка, третий ряд относительно первого поднят на одну треть ширины крылышка, четвертый ряд по вертикали относительно третьего ряда поднят вверх на ширину крылышка; перед первым блоком крылышек установлен вентилятор со спрямляющим воздушный поток устройством.