МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛЕТАЮЩИЙ АВТОМОБИЛЬ-АМФИБИЯ (МФЛАА), СИЛОВАЯ УСТАНОВКА (СУ) ДЛЯ МФЛАА И СПОСОБ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МФЛАА С СУ. Российский патент 2019 года по МПК B60F5/02 

Группа изобретений относится к области гибридного транспорта, использующего силовую установку, содержащую маятниково-шиберное устройство реактивного детонационного горения, и представляющего собой многофункциональный гибридный транспортный аппарат, способный эффективно использовать легкое топливо - метан (сравнительно недорогой природный газ), и который сочетает в себе свойства вертолета, автожира и автомобиля-амфибии с набором сменных отдельных шасси: или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода.

Из существующего уровня техники известно транспортное средство - вертолет, винтокрылый аэродинамический летательный аппарат, обладающий свойством совершать взлет и посадку по вертикали, зависать в воздухе и перемещаться в любом направлении и у которого подъемная и движущая (пропульсивная) силы на всех этапах полета создаются одним или несколькими несущими винтами с приводом от одного или нескольких двигателей.

Также из существующего уровня техники известно транспортное средство - автожир (от греч. - сам и - круг), винтокрылый летательный аппарат, использующий для создания подъемной силы свободновращающийся в режиме авторотации несущий винт.

Однако из уровня техники не известен многофункциональный гибридный транспортный аппарат, сочетающий в себе свойства вертолета, автожира и автомобиля-амфибии со сменным отдельным шасси, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода.

Известен также патент на полезную модель RU 164690 от 22.03.2016 (автор Криштоп Анатолий Михайлович (RU), в котором описано «Маятниково-шиберное устройство реактивного детонационного горения», характеризующееся тем, что включает в себя систему подачи воздуха, использующую, как минимум один источник предварительно сжатого воздуха, систему подачи топлива, использующую, как минимум, один вид топлива, и систему детонационного горения, состоящую из динамичной камеры газогенерации, керамической камеры сгорания, с, как минимум, двумя отдельными устройствами запуска процесса детонационного горения, работающими, как минимум, от основной топливной системы, выходного сопла и маятникового керамического шибера, расположенного внутри системы детонационного горения, ось которого имеет возможность фиксации его в среднем положении, для разделения системы детонационного горения в продольном сечении на две равные симметричные незапертые области в нерабочем режиме, и возможность ограниченных поворотов в крайние положения керамического шибера в рабочем режиме, для разделения системы детонационного горения в продольном сечении на две поочередно динамично запираемые в противофазе области системы детонационного горения, одна из которых открыта со стороны подачи топливовоздушной смеси и заперта в сторону выходного сопла, а другая в противофазе, заперта со стороны подачи топливно-воздушной смеси и открыта в сторону выходного сопла, а также включает в себя как минимум одно стартерное устройство, которое имеет возможность ограниченно поворачивать ось маятникового керамического шибера в его крайние положения, а также фиксировать ось маятникового керамического шибера в его среднем положении. Для вариантов исполнения маятниково-шиберного устройства реактивного детонационного горения, использующих в работе режимы разной степени предварительного сжатия основной рабочей смеси, в режиме малой степени предварительного сжатия основной рабочей смеси высокая эффективность системы запуска процесса детонационного горения может быть достигнута за счет использования комбинированных устройств запуска процесса детонационного горения в керамической камере сгорания, которые содержат дополнительную топливную систему с отдельным баком дополнительного легковоспламеняющегося топлива для возможности инициации и запуска общего процесса детонационного горения в режиме низкой степени предварительного сжатия основной топливовоздушной смеси и это позволяет осуществлять переход на прямоточный режим при скоростях набегающего воздушного потока в несколько раз ниже 1,5 Маха, в отличие от обычных прямоточных воздушных реактивных двигателей.

Из уровня техники также известно, что реактивные двигатели, использующие «быстрое» детонационное горение намного эффективнее существующих реактивных двигателей, использующих «медленное» обычное горение топлива. Кроме того, высокоэффективное детонационное горение в авиационных двигателях позволяет эффективно использовать такое легкое топливо, как - метан (сравнительно недорогой природный газ), который не используется в настоящее время для авиационных реактивных двигателей, что может значительно облегчить летательные аппараты и придать им новые необычные свойства.

Однако в настоящее время не известен многофункциональный гибридный транспортный аппарат, сочетающий в себе свойства вертолета, автожира и автомобиля-амфибии с набором сменных отдельных шасси: или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода, с силовой установкой, содержащей маятниково-шиберное устройство реактивного детонационного горения, и способной эффективно использовать легкое топливо - метан (сравнительно недорогой природный газ), сжигаемый в атмосферном воздухе.

Таким образом, остается актуальной задача создания многофункционального гибридного транспортного аппарата, сочетающего в себе свойства вертолета, автожира и автомобиля-амфибии с набором сменных отдельных шасси: или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода, с силовой установкой, содержащей маятниково-шиберное устройство реактивного детонационного горения, и способной эффективно использовать легкое топливо - метан (сравнительно недорогой природный газ), сжигаемый в атмосферном воздухе.

Задачей достижения технического результата, на который направлена заявленная группа изобретений, является создание многофункционального гибридного транспортного аппарата, сочетающего в себе свойства вертолета, автожира и автомобиля-амфибии с набором сменных отдельных шасси, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода, с силовой установкой, содержащей маятниково-шиберное устройство реактивного детонационного горения, и способной эффективно использовать легкое топливо -метан (сравнительно недорогой природный газ), сжигаемый в атмосферном воздухе.

Указанная задача (достижение технического результата) решается тем, что предложена силовая установка, которая предназначена для конструкции многофункционального летающего автомобиля-амфибии, сочетающего в себе свойства вертолета, автожира и автомобиля-амфибии с набором сменных отдельных шасси с электроприводом, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода, характеризующийся тем, что включает в себя систему управления, первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются одна обратимая электромашина и один электрический аккумулятор, воздушный роторный двигатель детонационного горения, включающий в себя, два роторных колеса, противоположного вращения, по краям каждого из которых расположены тороидальные газовые топливные баки высокого давления и, как минимум, два противоположно расположенных и противоположно направленных маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения, реактивная тяга которых обеспечивает вращение двух роторных колес противоположного вращения, содержащих также несущие лопасти воздушного винта, с изменяемым углом атаки, в зоне воздушных потоков которых, расположены, как минимум, два, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами изменения положения в вертикальной плоскости, маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения, система подачи воздуха каждого, из которых также имеет дополнительный воздухозаборник, имеющий возможность регулирования по величине и направлению входящего воздушного потока.

Указанная задача (достижение технического результата) решается также тем, что предложен многофункциональный летающий автомобиль-амфибия, сочетающий в себе свойства вертолета, автожира и автомобиля-амфибии с набором сменных отдельных шасси с электроприводом: или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода, характеризующийся тем, что включает в себя несущий корпус, с кабиной пилотов и грузовым отсеком, и установленной на нем силовой установкой для многофункционального летающего автомобиля-амфибии, содержащей в себе систему управления, первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются одна обратимая электромашина и один электрический аккумулятор, воздушный роторный двигатель детонационного горения, включающий в себя, два роторных колеса, противоположного вращения, по краям каждого из которых расположены тороидальные газовые топливные баки высокого давления и, как минимум, два противоположно расположенных и противоположно направленных маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения, реактивная тяга которых обеспечивает вращение двух роторных колес противоположного вращения, содержащих также несущие лопасти воздушного винта, с изменяемым углом атаки, в зоне воздушных потоков которых, расположены, как минимум, два, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами изменения положения в вертикальной плоскости, маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения, система подачи воздуха каждого, из которых также имеет дополнительный воздухозаборник, имеющий возможность регулирования по величине и направлению входящего воздушного потока, а также включает в себя устройство регулирования изменения положения в полете многофункционального летающего автомобиля-амфибии в горизонтальной плоскости, устройство стыковки - расстыковки сменного шасси и набор сменных отдельных шасси с электроприводом, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода.

Технический результат достигается также в способе функционирования многофункционального летающего автомобиля-амфибии (далее - МФЛАА) с силовой установкой (далее - СУ), заключающемся в том, что при отключенном состоянии всех маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения (далее - МШУРДГ) в составе СУ, МФЛАА может маневрировать в зоне движения пешеходов без запуска всех МШУРДГ в составе СУ в режиме функционирования МФЛАА, как электромобиля-амфибии с электроснабжением электроприводов любого из сменных отдельных шасси, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода от аккумулятора в составе СУ, а при необходимости движения вне пешеходной зоны с максимальной скоростью, включается обратимая электромашина в составе СУ в режиме электродвигателя и путем раскрутки до оборотов, достаточных для создания достаточного давления воздуха в воздухозаборниках МШУРДГ воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ, запускается воздушный роторный двигатель детонационного горения в составе СУ, в режиме нулевого угла атаки несущих лопастей воздушных винтов, механической нагрузкой которого будет обратимая электромашина, уже в режиме генератора, которая будет обеспечивать электроснабжение электроприводов любого из сменных отдельных шасси, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода в режиме функционирования МФЛАА, как гибридного автомобиля-амфибии, а далее при необходимости еще более скоростного воздушного движения электроснабжение электроприводов любого из сменных отдельных шасси отключается, а угол атаки несущих лопастей воздушных винтов воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ переводится во взлетно-посадочный режим и запускаются два МШУРДГ, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами изменения положения в вертикальной плоскости, в составе СУ и суммарная тяга всех МШУРДГ в составе СУ обеспечивает вертикальный набор высоты, горизонтальный полет, снижение высоты полета и посадку в режиме функционирования МФЛАА, как летающего автомобиля, сочетающего в себе свойства вертолета и автожира, с возможностью выбора вертолетного или автожирного способа полета и маневрирования МФЛАА по крену и тангажу путем изменения векторов и силы тяги двух, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами изменения положения в вертикальной плоскости, МШУРДГ в составе СУ, а также с возможностью горизонтального маневрирования МФЛАА в полете вплоть до «торможения задним ходом» путем изменения положения несущего корпуса МФЛАА в горизонтальной плоскости устройством регулирования изменения положения в полете в горизонтальной плоскости.

Сущность группы изобретений поясняется чертежами фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3.

Из опубликованного патента на полезную модель RU 164690 от 22.03.2016 (автор Криштоп Анатолий Михайлович (RU), в котором представлена сущность маятниково-шиберного устройства реактивного детонационного горения и описана работа с процессом детонационного горения в автоколебательном режиме при достижении режима «белого каления» керамической камеры сгорания, доведенной до температуры стенки в 1300 - 1500°С с эффектом калильного зажигания для паров рабочей топливовоздушной смеси, что позволяет весьма эффективно и полноценно сжигать очень бедную рабочую топливовоздушной смесь при значительном и гарантированном коэффициенте избытка воздуха.

Описанные варианты исполнения маятниково-шиберного устройства реактивного детонационного горения в RU 164690 могут быть использованы для конструкций роторных детонационных двигателей, роторы которых получают крутящий момент за счет реактивной тяги маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения, расположенных по краям ротора такого двигателя для привода несущих винтов летательных аппаратов, а также в конструкциях дозвуковых прямоточных детонационных реактивных двигателей для летательных аппаратов, использующих в работе режимы разной степени предварительного сжатия основной рабочей смеси. И, именно, в режиме малой степени предварительного сжатия основной рабочей смеси высокая эффективность системы запуска процесса детонационного горения может быть достигнута за счет использования комбинированных устройств запуска процесса детонационного горения в керамической камере сгорания, которые содержат дополнительную топливную систему с отдельным баком дополнительного легковоспламеняющегося топлива для возможности инициации и запуска общего процесса детонационного горения в режиме низкой степени предварительного сжатия основной топливовоздушной смеси (в соответствии с RU 164690) и это позволяет осуществлять переход на прямоточный режим при скоростях набегающего воздушного потока в несколько раз ниже 1,5 Маха, в отличие от обычных прямоточных воздушных реактивных двигателей и при этом эффективно использовать для летательных аппаратов легкое топливо - метан (сравнительно недорогой природный газ), сжигаемый в атмосферном воздухе.

На чертеже фиг. 1 представлен пояснительный эскиз многофункционального летающего автомобиля-амфибии (далее - МФЛАА) с силовой установкой (далее - СУ) и пристыкованным сменным шасси для наземного автомобиля с электрическими мотор-колесами (фиг. 1 -А-), который содержит систему управления (на чертеже не показана), первичный источник энергии, в котором используются одна обратимая электромашина, статор 9 и ротор 10 которой свободно вращаются в верхнем подшипниковом узле 8 и нижнем подшипниковом узле 13, жестко закрепленных в несущем корпусе 7, и один электрический аккумулятор (на чертеже не показан), воздушный роторный двигатель детонационного горения, включающий в себя верхнее роторное колесо, содержащее несущие лопасти воздушного винта 2, имеющие возможность изменения углов атаки, и тороидальный газовый топливный бак высокого давления 3, на котором жестко закреплены противоположно расположенные и противоположно направленные два верхних маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения 1, и при этом верхнее роторное колесо жестко закреплено на оси вращения ротора 10 обратимой электромашины, и включающий в себя нижнее роторное колесо, содержащее несущие лопасти воздушного винта 6, имеющие возможность изменения углов атаки, и тороидальный газовый топливный бак высокого давления 5, на котором жестко закреплены противоположно расположенные и противоположно направленные два нижних маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения 4, и при этом нижнее роторное колесо жестко закреплено на оси вращения статора 9 обратимой электромашины В зоне воздушных потоков воздушного роторного двигателя детонационного горения, с обеих боковых сторон несущего корпуса 7 (фиг. 1 -В-), расположены соосно два маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения 19, система подачи воздуха каждого, из которых также имеет дополнительный воздухозаборник 18, имеющий возможность регулирования по величине и направлению входящего воздушного потока, и оснащенных также индивидуальными поворотными устройствами 20 для изменения в вертикальной плоскости положения сопла 21, определяющего направление вектора тяги маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения 19. Несущий корпус 7 (фиг. 1 -А-) содержит также кабину пилота и пассажиров 12, грузовой отсек 11, устройство регулирования изменения положения в полете в горизонтальной плоскости 15, устройство стыковки - расстыковки сменного шасси 17 для подключения сменных отдельных шасси с электроприводом, к которому подключено шасси 16 для наземного автомобиля с электрическими мотор-колесами, которое может быть достаточно быстро и просто заменено на шасси или для водного катамарана с электрическим водометом, или для снегохода с электрическим гусеничным движителем.

На чертеже фиг. 2 представлен эскиз воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ для МФЛАА и набор сменных отдельных шасси с электроприводом: или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода. На эскизе (фиг. 2 -А-) показан вид сверху воздушного роторного двигателя детонационного горения, включающего в себя верхнее роторное колесо, содержащее несущие лопасти воздушного винта 2, имеющие возможность изменения углов атаки, и тороидальный газовый топливный бак высокого давления 3, на котором жестко закреплены противоположно расположенные и противоположно направленные два верхних маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения 1 и включающий в себя нижнее роторное колесо, содержащее несущие лопасти воздушного винта 6, имеющие возможность изменения углов атаки, и тороидальный газовый топливный бак высокого давления 5, на котором жестко закреплены противоположно расположенные и противоположно направленные два нижних маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения 4, и при этом оба роторных колеса имеют возможность свободного вращения в подшипниковых узлах, жестко закрепленных в несущем корпусе 7. А также на эскизе набор сменных отдельных шасси представлен (фиг. 2 -В-) шасси 16 для наземного автомобиля, содержащее электрические мотор-колеса 14 и устройство стыковки - расстыковки сменного шасси 17, а также (фиг. 2 -С-) шасси 16 для водного катамарана, содержащее левый поплавок 22 с электрическим водометом 23 и правый поплавок 24 с электрическим водометом 25 и устройство стыковки - расстыковки сменного шасси 17, а также (фиг. 2 -D-) шасси 16 для снегохода, содержащее левую направляющую лыжу 26 и левый электрический гусеничный движитель 27 и правую направляющую лыжу 26 и правый электрический гусеничный движитель 27, а также устройство стыковки - расстыковки сменного шасси 17.

На чертеже фиг. 3 - представлен эскиз (фиг. 3 -В-) устройства регулирования изменения положения в полете в горизонтальной плоскости и эскизы (фиг. 3 -А, С, D, Е, F-) различных режимных положений МФЛАА с СУ. На эскизе (фиг. 3 -А-) показан вид МФЛАА во взлетно-посадочном режиме, когда расположенные соосно с обеих боковых сторон несущего корпуса 7, два маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения 19 повернуты в вертикальное положение (в направлении 12-18 часов по циферблату) индивидуальными поворотными устройствами 20 и вектор тяги сопла 21 направлен вниз в одном направлении с вектором тяги несущих лопастей воздушных винтов 2 и 6 воздушного роторного двигателя детонационного горения (угол между векторами тяги ноль), а дополнительный воздухозаборник 18, имеющий возможность регулирования по величине и направлению входящего воздушного потока, вариант исполнения которого состоит, например, из двух поворотных коробов 18/1 и 18/2, способных поворачиваться на полное открытие или полное закрытие на направление набегающего воздушного потока, максимально открыт на направление входящего воздушного потока от несущих лопастей воздушных винтов 2 и 6 воздушного роторного двигателя детонационного горения. На эскизе (фиг. 3 -С-) показан вид МФЛАА в вертолетном режиме горизонтального полета с набором высоты, когда расположенные соосно с обеих боковых сторон несущего корпуса 7, два маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения 19 повернуты в положение (в направлении 10-16 часов по циферблату) индивидуальными поворотными устройствами 20 и вектор тяги сопла 21 направлен под углом 60 градусов относительно вектора тяги несущих лопастей воздушных винтов 2 и 6 воздушного роторного двигателя детонационного горения, а дополнительный воздухозаборник 18 в положении двух поворотных коробов 18/1 и 18/2 максимального открытия на направление входящего воздушного потока от несущих лопастей воздушных винтов 2 и 6 воздушного роторного двигателя детонационного горения. На эскизе (фиг. 3 -D-) показан вид МФЛАА в вертолетном режиме с крейсерской скоростью горизонтального полета на заданной высоте, когда расположенные соосно с обеих боковых сторон несущего корпуса 7, два маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения 19 повернуты в положение (в направлении 9-15 часов по циферблату) индивидуальными поворотными устройствами 20 и вектор тяги сопла 21 направлен под углом 90 градусов относительно вектора тяги воздушного потока от несущих лопастей воздушных винтов 2 и 6 воздушного роторного двигателя детонационного горения, а дополнительный воздухозаборник 18 в параллельном открытом положении двух поворотных коробов 18/1 и 18/2 на оптимальное направление набегающего встречного воздушного потока. На эскизе (фиг. 3 -Е-) показан вид МФЛАА в автожирном режиме с крейсерской скоростью горизонтального полета на заданной высоте, когда расположенные соосно с обеих боковых сторон несущего корпуса 7, два маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения 19 повернуты в положение (в направлении 8-14 часов по циферблату) индивидуальными поворотными устройствами 20 и вектор тяги сопла 21 направлен под углом 120 градусов относительно вектора тяги воздушного потока от несущих лопастей воздушных винтов 2 и 6 воздушного роторного двигателя детонационного горения, а дополнительный воздухозаборник 18 в параллельном открытом положении двух поворотных коробов 18/1 и 18/2 на оптимальное направление набегающего встречного воздушного потока. На эскизе (фиг. 3 -F-) показан вид МФЛАА в положении на твердой поверхности в режиме стоянки или движения как электромобиля, когда расположенные соосно с обеих боковых сторон несущего корпуса 7, два маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения 19 повернуты в положение (в направлении 9-15 часов по циферблату) индивидуальными поворотными устройствами 20 и выключены из работы, а дополнительный воздухозаборник 18 в закрытом положении двух поворотных коробов 18/1 и 18/2 и воздух предварительного сжатия для маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения 19 полностью закрыт.На эскизе (фиг. 3 -В-) показан вид нижнего подшипникового узла 13 и устройства регулирования изменения положения МФЛАА в полете в горизонтальной плоскости 15. Наружная обойма 30 нижнего подшипникового узла 13 и корпус устройства регулирования изменения положения в полете в горизонтальной плоскости 15 жестко закреплены в несущем корпусе 7. Внутри нижнего подшипникового узла 13 через ролики 33 свободно вращается внутренняя цельная ось вала 32, на котором расположены ротор 10 обратимой электромашины и верхнее (левого вращения) роторное колесо с несущими лопастями воздушного винта 2 воздушного роторного двигателя детонационного горения, а также через ролики 33 свободно вращается внешняя полая ось вала 31, на котором расположены статор 9 обратимой электромашины и нижнее (правого вращения) роторное колесо с лопастями 6 воздушного роторного двигателя детонационного горения. Снизу, вплотную к нижнему подшипниковому узлу 13 примыкает устройство регулирования изменения положения в полете в горизонтальной плоскости 15, представляющее собой полый цилиндр, внутри которого напротив вала 32 расположен управляемый приводом (на чертеже не показан) фрикцион с возвратной пружиной 36, а напротив вала 31 расположен управляемый приводом (на чертеже не показан) фрикцион с возвратной пружиной 35.

Работа описанного МФЛАА с СУ происходит следующим образом. В исходном положении СУ отключено, с полностью заправленными газовыми топливными баками высокого давления сжатым метаном и на МФЛАА, например, установлено сменное отдельное шасси 16 (фиг. 2 -В-) для наземного автомобиля, а два, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами 20 (фиг. 1 -В-) изменения положения в вертикальной плоскости, маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения 19 (фиг. 1 -В-) (далее - МШУРДГ) в составе СУ находятся в горизонтальном положении (в направлении 9-15 часов по циферблату), и МФЛАА находится в положении на стоянке (фиг. 3 -F-) и дополнительный воздухозаборник 18 в закрытом положении двух поворотных коробов 18/1 и 18/2 и воздух предварительного сжатия для маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения 19 полностью закрыт, например в гараже или ангаре. А далее при необходимости поездки, через систему управления подается электроэнергия от аккумулятора (на чертежах не показан) на электрические мотор-колеса 14 электропривода сменного отдельного шасси 16 для наземного автомобиля и МФЛАА маневрирует в зоне движения пешеходов в режиме электромобиля без запуска МШУРДГ, а затем при необходимости движения вне пешеходной зоны, например по шоссе для движения с максимальной скоростью, включается обратимая электромашина в режиме электродвигателя и путем раскрутки в противоположных направлениях статора 9 и ротора 10, которые свободно вращаются в верхнем подшипниковом узле 8 и нижнем подшипниковом узле 13 до оборотов, достаточных для создания достаточного давления набегающего потока воздуха в системе подачи воздуха МШУРДГ воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ, и после чего запускается воздушный роторный двигатель детонационного горения в составе СУ, в режиме нулевого угла атаки несущих лопастей 2 и 6 воздушных винтов, механической нагрузкой которого будет обратимая электромашина, переведенная уже в режиме генератора, и которая будет обеспечивать электроснабжение электрических мотор-колес 14 привода сменного отдельного шасси 16 для наземного автомобиля в режиме гибридного автомобиля с СУ. А далее при необходимости еще более скоростного воздушного движения электроснабжение электрических мотор-колес 14 отключается, а угол атаки несущих лопастей 2 и 6 воздушных винтов воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ переводится во взлетно-посадочный вертолетный режим и после плавного отрыва от земной поверхности два, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами 20 изменения положения в вертикальной плоскости МШУРДГ 19 в составе СУ переводятся в вертикальное положение (в направлении 12-18 часов по циферблату) (фиг. 3 -А-), а их дополнительные воздухозаборники 18, имеющие возможность регулирования по величине и направлению входящего воздушного потока переводятся в положение максимального открытия двух поворотных коробов 18/1 и 18/2 и воздух предварительного сжатия для маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения 19 полностью открыт на направление максимального воздушного потока от несущих лопастей 2 и 6 воздушных винтов воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ. И после запуска двух, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами 20 изменения положения в вертикальной плоскости, МШУРДГ 19 в составе СУ суммарная работа всех МШУРДГ в составе СУ с совпадающим вектором тяги от МШУРДГ 19 и вектором тяги от воздушного потока от несущих лопастей 2 и 6 воздушных винтов воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ обеспечивает необходимый для полета вертикальный набор высоты во взлетно-посадочном вертолетном режиме МФЛАА, а затем вектор тяги двух, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами 20 изменения положения в вертикальной плоскости МШУРДГ 19 в составе СУ переводится в положение (в направлении 10-16 часов по циферблату) (фиг. 3 -С-), а их дополнительные воздухозаборники 18, имеющие возможность регулирования по величине и направлению входящего воздушного потока, переводятся в положение максимального поворота двух поворотных коробов 18/1 и 18/2 на направление максимального воздушного потока несущих лопастей 2 и 6 воздушных винтов воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ (фиг. 3 -С-), и таким способом маневрирования с отрицательным углом по тангажу МФЛАА переводится на горизонтальный полет в вертолетном режиме, когда плоскость вращения несущих лопастей 2 и 6 воздушных винтов воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ имеет наклон вниз по ходу движения.

Далее при достижении горизонтальной скорости, при которой встречный воздушный поток достаточен для перехода на прямоточный режим работы двух, оснащенных, индивидуальными поворотными устройствами 20 изменения положения в вертикальной плоскости, МШУРДГ 19 в составе СУ, их вектор тяги переводится в положение (в направлении 9-15 часов по циферблату) (фиг. 3 -D-), а их дополнительные воздухозаборники 18, имеющие возможность регулирования по величине и направлению входящего воздушного потока переводятся в параллельное открытое положение двух поворотных коробов 18/1 и 18/2 на оптимальное направление набегающего встречного воздушного потока, и таким способом маневрирования с нулевым углом по тангажу МФЛАА переводится на горизонтальный полет в вертолетном режиме, когда плоскость вращения несущих лопастей 2 и 6 воздушных винтов воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ горизонтальна по ходу движения. В соответствии с патентом на полезную модель RU 164690 для вариантов исполнения маятниково-шиберного устройства реактивного детонационного горения, использующих в работе режимы разной степени предварительного сжатия основной рабочей смеси, в режиме малой степени предварительного сжатия основной рабочей смеси высокая эффективность системы запуска процесса детонационного горения может быть достигнута за счет использования комбинированных устройств запуска процесса детонационного горения в керамической камере сгорания, которые содержат дополнительную топливную систему с отдельным баком дополнительного легковоспламеняющегося топлива для возможности инициации и запуска общего процесса детонационного горения в режиме низкой степени предварительного сжатия основной топливовоздушной смеси и это позволяет осуществлять переход на прямоточный режим при скоростях набегающего воздушного потока в несколько раз ниже 1,5 Маха, в отличие от обычных прямоточных воздушных реактивных двигателей.

Далее при необходимости общего более экономичного режима полета, у двух, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами 20 изменения положения в вертикальной плоскости, МШУРДГ 19 в составе СУ, их вектор тяги переводится в положение (в направлении 8-14 часов по циферблату) (фиг. 3 -Е-), а их дополнительные воздухозаборники 18, имеющие возможность регулирования по величине и направлению входящего воздушного потока остаются в параллельном открытом положении двух поворотных коробов 18/1 и 18/2 на оптимальное направление набегающего встречного воздушного потока, а МШУРДГ 1 и 4 воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ отключаются и угол атаки несущих лопастей 2 и 6 воздушных винтов переводится на автожирный режим авторотации, и с таким способом маневрирования с положительным углом по тангажу МФЛАА переводится на горизонтальный полет в автожирном режиме, когда плоскость вращения воздушных винтов воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ имеет наклон вверх по ходу движения.

На вертолетном и автожирном режимах полета маневрирование МФЛАА по крену может осуществляться путем изменения направления векторов тяги каждого отдельного сопла 21 относительно друг друга на двух, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами 20 изменения положения в вертикальной плоскости, каждого МШУРДГ 19 в составе СУ.

Кроме того, в вертолетном режиме, при переводе в положение максимального открытия двух поворотных коробов 18/1 и 18/2 на направление максимального воздушного потока от несущих лопастей 2 и 6 воздушных винтов воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ, имеется также возможность дополнительного маневрирования МФЛАА для изменения направления полета, вплоть до режима «торможения задним ходом», путем изменения положения несущего корпуса 7 МФЛАА в горизонтальной плоскости с помощью устройства регулирования изменения положения в полете МФЛАА в горизонтальной плоскости 15 (фиг. 3 -В-), которое работает следующим образом - при приближении до момента фрикционного сцепления управляемого приводом (на чертеже не показан) фрикциона с возвратной пружиной 36 к оси вала 32, на котором расположены ротор 10 обратимой электромашины и верхнее (левого вращения) роторное колесо с несущими лопастями 2 воздушного роторного двигателя детонационного горения - несущему корпусу 7 МФЛАА будет передаваться вращательный момент левого вращения в горизонтальной плоскости и МФЛАА будет делать левый поворот, а при приближении до момента фрикционного сцепления управляемого приводом (на чертеже не показан) фрикциона с возвратной пружиной 35 к оси вала 31, на котором расположены статор 9 обратимой электромашины и нижнее (правого вращения) роторное колесо с несущими лопастями 6 воздушного роторного двигателя детонационного горения - несущему корпусу 7 МФЛАА будет передаваться вращательный момент правого вращения в горизонтальной плоскости и МФЛАА будет делать правый поворот. Таким образом можно изменять направление полета, изменяя положение несущего корпуса 7 МФЛАА в горизонтальной плоскости, вплоть до режима «торможения задним ходом». В настоящее время в мире нет аналогов существующего летательного аппарата, способного в диапазоне номинальных скоростей осуществлять подобные маневры с полетным режимом «торможения задним ходом».

Далее, при необходимости осуществить посадку, МФЛАА может производить ее, как в автожирном режиме, например на загородное шоссе для последующего движения в режиме гибридного электромобиля с СУ, так и в вертолетном режиме при посадке на ограниченную площадку с использованием горизонтального маневрирования вплоть до «торможения задним ходом», путем изменения положения несущего корпуса МФЛАА в горизонтальной плоскости с помощью устройства регулирования изменения положения в полете МФЛАА в горизонтальной плоскости.

Благодаря вышеперечисленному в группе изобретений достигается технический результат, заключающийся в создании многофункционального летающего автомобиля-амфибии, сочетающего в себе свойства вертолета, автожира и автомобиля-амфибии с набором сменных отдельных шасси, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода, с силовой установкой, содержащей маятниково-шиберное устройство реактивного детонационного горения, и способной эффективно использовать легкое топливо - метан (сравнительно недорогой природный газ), сжигаемый в атмосферном воздухе.

Группа изобретений относится к конструкциям гибридных транспортных средств. Многофункциональный летающий автомобиль-амфибия включает в себя несущий корпус с кабиной пилотов, грузовым отсеком и установленной на нем силовой установкой, содержащей в себе систему управления, первичный источник энергии и один электрический аккумулятор, воздушный роторный двигатель детонационного горения, включающий в себя два роторных колеса противоположного вращения. По краям каждого колеса расположены тороидальные топливные баки высокого давления и два противоположно расположенных и противоположно направленных маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения. Колеса содержат также несущие лопасти воздушного винта с изменяемым углом атаки. В зоне воздушных потоков лопастей расположены два оснащенных индивидуальными поворотными устройствами изменения положения в вертикальной плоскости, маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения. Обеспечивается возможность создания гибридного транспортного средства, работающего на легком газе – метане. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Силовая установка, которая предназначена для конструкции многофункционального летающего автомобиля-амфибии, сочетающего в себе свойства вертолета, автожира и автомобиля-амфибии с набором сменных отдельных шасси с электроприводом, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода, характеризующийся тем, что включает в себя систему управления, первичный источник энергии, в котором как минимум используются одна обратимая электромашина и один электрический аккумулятор, воздушный роторный двигатель детонационного горения, включающий в себя, два роторных колеса, противоположного вращения, по краям каждого из которых расположены тороидальные газовые топливные баки высокого давления и как минимум два противоположно расположенных и противоположно направленных маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения, реактивная тяга которых обеспечивает вращение двух роторных колес противоположного вращения, содержащих также несущие лопасти воздушного винта, с изменяемым углом атаки, в зоне воздушных потоков которых, расположены как минимум два оснащенных индивидуальными поворотными устройствами изменения положения в вертикальной плоскости, маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения, система подачи воздуха каждого, из которых также имеет дополнительный воздухозаборник, имеющий возможность регулирования по величине и направлению входящего воздушного потока.

2. Многофункциональный летающий автомобиль-амфибия, сочетающий в себе свойства вертолета, автожира и автомобиля-амфибии с набором сменных отдельных шасси с электроприводом: или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода, характеризующийся тем, что включает в себя несущий корпус, с кабиной пилотов и грузовым отсеком, и установленной на нем силовой установкой для многофункционального летающего автомобиля-амфибии, содержащей в себе систему управления, первичный источник энергии, в котором как минимум используются одна обратимая электромашина и один электрический аккумулятор, воздушный роторный двигатель детонационного горения, включающий в себя, два роторных колеса, противоположного вращения, по краям каждого из которых расположены тороидальные газовые топливные баки высокого давления и как минимум два противоположно расположенных и противоположно направленных маятниково-шиберных устройства реактивного детонационного горения, реактивная тяга которых обеспечивает вращение двух роторных колес противоположного вращения, содержащих также несущие лопасти воздушного винта, с изменяемым углом атаки, в зоне воздушных потоков которых, расположены как минимум два оснащенных индивидуальными поворотными устройствами изменения положения в вертикальной плоскости, маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения, система подачи воздуха каждого, из которых также имеет дополнительный воздухозаборник, имеющий возможность регулирования по величине и направлению входящего воздушного потока, а также включает в себя устройство регулирования изменения положения в полете многофункционального летающего автомобиля-амфибии в горизонтальной плоскости, устройство стыковки - расстыковки сменного шасси и набор сменных отдельных шасси с электроприводом, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода.

3. Способ функционирования многофункционального летающего автомобиля-амфибии (далее - МФЛАА) с силовой установкой (далее - СУ), заключающийся в том, что при отключенном состоянии всех маятниково-шиберных устройств реактивного детонационного горения (далее - МШУРДГ) в составе СУ, МФЛАА может маневрировать в зоне движения пешеходов без запуска всех МШУРДГ в составе СУ в режиме функционирования МФЛАА, как электромобиля-амфибии с электроснабжением электроприводов любого из сменных отдельных шасси, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода от аккумулятора в составе СУ, а при необходимости движения вне пешеходной зоны, с максимальной скоростью, включается обратимая электромашина в составе СУ в режиме электродвигателя и путем раскрутки до оборотов, достаточных для создания достаточного давления воздуха в воздухозаборниках МШУРДГ воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ, запускается воздушный роторный двигатель детонационного горения в составе СУ, в режиме нулевого угла атаки несущих лопастей воздушных винтов, механической нагрузкой которого будет обратимая электромашина, уже в режиме генератора, которая будет обеспечивать электроснабжение электроприводов любого из сменных отдельных шасси, или для наземного автомобиля, или для водного катамарана, или для снегохода в режиме функционирования МФЛАА, как гибридного автомобиля-амфибии, а далее при необходимости еще более скоростного воздушного движения электроснабжение электроприводов любого из сменных отдельных шасси отключается, а угол атаки несущих лопастей воздушных винтов воздушного роторного двигателя детонационного горения в составе СУ переводится во взлетно-посадочный режим и запускаются два МШУРДГ, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами изменения положения в вертикальной плоскости, в составе СУ и суммарная тяга всех МШУРДГ в составе СУ обеспечивает вертикальный набор высоты, горизонтальный полет, снижение высоты полета и посадку в режиме функционирования МФЛАА, как летающего автомобиля, сочетающего в себе свойства вертолета и автожира, с возможностью выбора вертолетного или автожирного способа полета и маневрирования МФЛАА по крену и тангажу путем изменения векторов и силы тяги двух, оснащенных индивидуальными поворотными устройствами изменения положения в вертикальной плоскости, МШУРДГ в составе СУ, а также с возможностью горизонтального маневрирования МФЛАА в полете вплоть до «торможения задним ходом» путем изменения положения несущего корпуса МФЛАА в горизонтальной плоскости устройством регулирования изменения положения в полете в горизонтальной плоскости.