Способ воздушных перевозок Российский патент 2021 года по МПК B61B13/00 B60L13/03 B60L13/10 B64C39/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области техники, связанной с транспортными системами для воздушных перевозок людей и грузов, особенно на дальние расстояния, и более конкретно, где используется по крайней мере одно воздушное транспортное средство, привод которого находится, полностью или частично, за пределами данного воздушного транспортного средства.

Цель данного изобретения - повышение эффективности и безопасности таких систем.

Уровень техники

Сейчас используются четыре вида массовых перевозок людей и грузов на дальние расстояния:

а) автомобильные перевозки, которые относительно дешевы, но медленны и, как правило, не экологичны;

б) железнодорожные перевозки, которые обычно экологичны, но медленны и дороги;

в) воздушный транспорт, который очень быстр, но очень дорог, и не экологичен, нанося ущерб окружающей среде;

г) водный транспорт, который очень дешев, но очень медленный, и обычно экологически не безопасен.

Известна высокоскоростная железная дорога, где пытались объединить скорость воздушного транспорта с экологичностью электрической железной дороги. Однако огромные затраты на строительство и техническое обслуживание делают этот транспорт чрезвычайно дорогим и, в конечном счете, экономически не выгодным.

Ведутся новые разработки по давно известной технологии вакуумного трубного транспорта, например, HyperLoop. При этом столкнулись с критическими техническими проблемами, которые потребуют годы глубоких исследований и неограниченные средствa для их решения, если это вообще будет возможно. Эти проблемы включают, среди прочего, такие проблемы безопасности, как: a) нарушение 1 мм воздушной подушки между капсулой и трубой при скорости 1000 км/ч неизбежно создаст огромное трение, которое вызовет высокую температуру, возгорание, и разрушение трубы и капсулы в ней, не говоря уже о физически непереносимом ускорении торможения – и все это внутри герметичной металлической трубы протяженностью в сотни километров; б) нестабильность положения капсулы внутри трубы из-за отсутствия трения при опирании на воздушную подушку, которая хотя и дает решающее преимущество этой технологии, но делает невозможной стабилизацию капсулы при вхождении ротора линейного двигателя в паз статора с зазором всего 20 мм; в) поддержание сверхнизкого давления на протяжении сотен километров трубы – проблема, которая никогда прежде не решалась; г) минимальный радиус поворота 30-50 км для ограничения перегрузки пассажиров от бокового ускорения.

Известны различные способы обеспечения безопасности дальних воздушных перевозок людей и грузов, где существует острая необходимость предотвращения или, по крайней мере, значительного смягчения, трагических последствий транспортных катастроф со смертельным исходом, что бы ни было их причиной: террористическая атака, отказ техники, или человеческий фактор. В настоящее время экипаж и пассажиры на борту авиалайнеров являются фактически заложниками чрезвычайных воздушных ситуаций, где сам авиалайнер – это летающий топливный танкер (топливо составляет около двух третей, а полезная нагрузка только 15-20 % взлетной массы), насыщенный электрокабелями. Поэтому даже слабый начальный взрыв может быть достаточным для детонирования топлива с последующим катастрофическим взрывом со смертельным исходом.

Если военные пилоты имеют реальные шансы выжить в опасной ситуации благодаря бортовым спасательным системам, то коммерческие авиалайнеры вообще лишены каких-либо средств спасения в воздухе, несмотря на их большие размеры, массу и количество пассажиров и грузов на борту. Более того, из-за растущего спросa, авиаперевозчики выбрали не адекватный, с точки зрения безопасности, путь развития – еще большие авиалайнеры, таким образом увеличивая число возможных заложников на борту и снижая живучесть из-за увеличения размеров и массы авиалайнеров.

Наиболее частая и опасная угроза для безопасности воздушных перевозок – угроза взрыва. Известны два способа частичного решения проблемы предотвращения катастрофических последствий от взрыва бомбы на борту пассажирского лайнера. Во-первых, предполетный поиск взрывчатых веществ. Во-вторых, снижение ущерба от взрыва с помощью конструктивных особенностей грузового отсека, обеспечивая его устойчивость к взрыву благодаря упрочнению и быстрой декомпрессии газов при взрыве. Однако оба способа сложны, дороги, ненадежны, и малоэффективны.

Известна система безопасности в коммерческих аэропортах, включающая обработку пассажиров и багажа (патент США № 4,137,567, Грубе, 30 января 1979 г.). Она имеет все перечисленные недостатки первого способа, включая неэффективность самих методов и средств обнаружения, даже обученных собак.

Известен cпособ обеспечения безопасности, где используется грузовой контейнер для снижения ущерба от взрыва бомбы (патент США № 5,195,701, Виллан, 23 марта 1993 г.). В этом техническом решении предусмотрено устройство для пробивания сквозного отверстия в фюзеляжe самолета при взрыве для вывода газов и ударных волн наружу. К недостаткам этого метода следует отнести то, что если устройство возможно и пробивает фюзеляж (хотя разгерметизация опасна для пассажиров и самолета), то нет никакой гарантии, что весь газ и ударные волны уйдут через пробитое сквозноe отверстие.

Известны военныe планеры, которые хорошо зарекомендовали себя во время Второй мировой войны благодаря обеспечению десантирования (без парашютов) готовых к бою наземных войск не будучи разбросанными на местности после высадки; возможности легко преодолевать по воздуху естественные препятствия и оборону противника; дешевизна и легкость производства и использования; двойное или тройное увеличение несущей способности тягового самолета для доставки живой силы и военныx грузов. Однако ни до, ни после той войны, такие планеры никогда не использовались, и в гражданской авиации тоже. В то время проблемы противодействия террористам еще не существовало, т.к. массовые пассажирские авиаперевозки и сопутствующие террористические угрозы имеют относительно короткую историю.

Известны cпособы запуска планеров буксировкой автомашиной, лебедкой, или самолетом. Например, известно аэродромное устройство для запуска планеров (патент РФ № 119,801, автор Макаров).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ с использованием транспортной системы, где комбинируются по крайней мере два воздушных транспортных средства (патент США 6,220,543; 24 апреля 2001 г.). В этом техническом решении обеспечение эффективности и безопасности воздушных перевозок достигается тем, что пассажирское и грузовое воздушные транспортные средства размещаются достаточно далеко друг от друга и/или от тягового воздушного средства с топливом и моторами.

К недостаткам этого способа следует отнести то, что в качестве тягового привода здесь используется воздушное моторное транспортное средство, что требует решения ряда технических проблем, например, при взлете и посадке. Также у его моторов сгорания топлива недостаточны эффективность и экологичность.

Сущность изобретения

Задачей данного изобретения является повышениe эффективности воздушных перевозок пассажиров и грузов на дальние расстояния, и одновременно обеспечение безопасности таких перевозок. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности воздушных перевозок людей и грузов на дальние расстояния и одновременно обеспечение безопасности таковых.

Технический результат предлагаемого изобретения в виде способа воздушных перевозок достигается тем, что для воздушного транспортного средства применяется намного более эффективный наземный тяговый привод вместо воздушного приводa в виде бортовых тяжелых моторов с камерой сгорания ископаемого топлива, имеющих низкий КПД и загрязняющих окружающую среду, и которые вместе с высокообъемным запасом топлива и системой управления на борту предельно сокращают долю полезной нагрузки.

Настоящее изобретение направлено на создание способа перевозок пассажиров и/или грузов безопасно, эффективно, с увеличенной вместимостью, быстро, не дорого и безвредно для окружающей среды. Все варианты способа включают бортовое воздушное транспортное средство с наземным приводом. Данное воздушное транспортное средство может быть типа Брюнелли, т.е. летающий фюзеляж. В некоторых из вариантов есть два транспортных средства: наземное транспортное средство и по меньшей мере одно воздушное транспортное средство. В другом варианте есть гибридное воздушное транспортное средство, поддерживаемое в воздухе за счет его аэродинамического взаимодействия с воздухoм, и имеющее наземный привод в виде линейного индукционного двигателя.

Перечень фигур чертежей и иных материалов

На чертежах Фиг. 1-Фиг. 6 схематически изображены варианты выполнения данного способа.

Один вариант осуществления изобретения на Фиг. 1 иллюстрирует работу наземного тягового транспортного средства 1 (здесь высокоскоростная железнодорожная система), буксирующего воздушное бортовое транспортное средство 2 (здесь планер типа Брюнелли) с помощью буксирного троса 3.

Фиг. 2 показывает другой вариант осуществления данного способа воздушных перевозок. Он иллюстрирует работу наземного тягового трaнспортного средства (в данном случае кабельной системы 10 с подвижным замкнутым контуром). Буксировка бортового воздушного транспортного средства планера 2 с использованием буксирного троса 3. Фиг. 3 показывает еще один вариант данного способа воздушных перевозок. Он иллюстрирует работу наземного тягового трaнспортного средства 1 (здесь железнодорожной системы). Буксировка бортового воздушного транспортного средства (дирижабля) 11 – с использованием буксирного троса 3.

Фиг. 4 показывает еще вариант данного способа воздушных перевозок. Он иллюстрирует работу наземного тягового транспортного средства, в данном случае кабельной системы 10 с подвижным замкнутым контуром. Буксировка бортового воздушного транспортного средства (дирижабля) 11 – с использованием буксирного троса 3.

Фиг. 5 и 6 показывают гибридное воздушное транспортное средство, приводимое в движение от наземного привода в виде линейного индукционного электродвигателя, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Примеры выполнения:

- при реализации способа воздушных перевозок производят следующие операции:

а) помещение пассaжиров и/или грузов в бортовое воздушное транспортное средство и/или наземное транспортное средство;

б) активацию наземного транспортного средства;

в) взлет и перемещение бортового воздушного транспортного средства;

г) снижение и посадку бортового воздушного транспортного средства;

д) выгрузку пассажиров и/или груза из бортового воздушного транспортного средства и/или наземного транспортного средства;

- при реализации способа авиаперевозки с использованием воздушного гибридного транспортного средства выполняются следующие операции:

а) запуск линейного индукционного электродвигателя, вызывающего ускорение, взлет, и подъем воздушного гибридного транспортного средства;

б) его подъем вызывает уменьшение магнитной индукции;

в) уменьшенная магнитная индукция и, следовательно, тяга замедляют воздушное гибридное транспортное средство, его замедление уменьшает подъемную силу, вызывая снижение, которое увеличивает магнитную индукцию и, следовательно, тягу, заставляя это транспортное средство ускоряться и подниматься опять;

г) повторение б) и в) до достижения динамического равновесия между оптимальной скоростью воздушного гибридного транспортного средства и его вертикальным положением.

На Фиг. 1 наземное тяговое транспортное средство 1 соединено с воздушным транспортным средством 2 через буксировочный трос 3. Наземным транспортным средством 1 в данном варианте является высокоскоростное железнодорожное транспортное средство. Возможны другие варианты наземного транспорта, такие, как обычный локомотив, тяговое моторное средство на колесном ходу, воздушной или магнитной подвеске, и т.п. Наземное тяговое транспортное средство 1 может быть безлюдным, и/или иметь грузовую и/или пассажирскую зону 5, расположенную внутри наземного транспортного средства 1. Воздушное транспортное средство 2 в этом варианте представляет собой планер типа Брюнелли, может быть беспилотным и/или иметь грузовую и/или пассажирскую зону 4, расположенную внутри воздушного транспортного средства 2. В большинстве вариантов воздушное бортовое транспортное средство 2 не содержит двигателя, но может содержать по меньшей мере один поворотный пропеллер, необходимый для самостоятельного полета при аварийной посадке, когда также может использоваться бортовая надувная оболочка, например, наполненная газом легче воздуха.

Воздушное транспортное средство 2 соединено с наземным транспортным средством 1 с помощью буксирного троса 3. Этот буксирный трос 3 соединен с наземным приводным транспортным средством 1 с помощью наземной сцепки 6.1 и соединен с воздушным транспортным средством 2 с помощью воздушной сцепки 6.2. Буксирный трос 3 может быть удлинен или укорочен с помощью наземной сцепки 6.1 и/или с помощью воздушной сцепки 6.2, когда воздушному транспортному средству 2 нужно накрениться и повернуть. Буксирный трос 3 также может быть отсоединен либо с помощью наземной сцепки 6.1, либо с помощью воздушной сцепки 6.2, позволяя наземному транспортному средству 1 и воздушному транспортному средству 2 временно разъединиться в случае, если наземное транспортное средство 1 движется под мостом или в туннеле.

Другой пример варианта осуществления показан на Фиг. 2. Наземное тяговое транспортное средство 7 соединено с воздушным бортовым транспортным средством 2 буксирным тросом 3. В этом варианте, наземное приводное транспортное средство 7 приводится в движение по меньшей мере одной кольцевой замкнутой кабельной системой 10. Замкнутая кабельная система 10 представляет собой кольцевой кабель 8 между по меньшей мере двумя станциями 9. Система может включать в себя более двух станций 9 или более одного кабеля 8, но данный вариант описывает две основные станции 9, один кабель 8 в кольцевой замкнутой кабельной системе 10. Замкнутая кабельная система 10 соединена с наземным транспортным средством 7, которoe может быть пилотируемым или беспилотным. Эта связь между замкнутой системой 10 и наземным транспортным средством 7 может соединяться или разъединяться, когда кабель 8 находится в движении или неподвижен. Кроме того, предполагается, что в варианте с более чем двумя станциями 9 и более одного кабеля 8, отсоединяют наземное транспортное средство 7 от одного кабеля 8 и подсоединяют к другому кабелю. Также предполагается, что в варианте с двумя и более кабельными системами 10, наземное транспортное средство 7 может переходить от одной замкнутой кабельной системы к последующей кабельной системе, и т.д.

Наземное тяговое транспортное средство 7 на кольцевой замкнутой кабельной системе 10 соединено с воздушным транспортным средством 2 через буксирный трос 3, как на Фиг.1, посредством наземной сцепки 6.1 и воздушной сцепки 6.2 на концах троса 3. Буксирный трос 3 удлиняют или укорачивают посредством наземной сцепки 6.1 и/или воздушной сцепки 6.2 на концах троса 3, когда воздушному транспортному средству 2 необходимо накрениться и повернуть. Буксирный трос 3 отсоединяют и затем соединяют посредством наземной сцепки 6.1 или воздушной сцепки 6.2 на концах троса 3 в случае, если наземное транспортное средство 7 движется под мостом или в туннеле. Воздушное транспортное средство 2, как и средство 7, может перевозить пассажиров и/или грузы.

Так же как на Фиг.1, в большинстве вариантов осуществления воздушное транспортное средство 2 не содержит тягового двигателя, но может содержать по меньшей мере один поворотный пропеллер, необходимый для самостоятельного полета при аварийной посадке, когда также может использоваться бортовая надувная оболочка, наполненная газом, например, легче воздуха.

На Фиг.3 и 4 показаны два других примера осуществления способа.

На Фиг. 3 представлено наземное тяговое транспортное средство 1, буксирный трос 3, который соединен с наземным транспортным средством 1 с помощью наземной сцепки 6.1 и с воздушным транспортным средством 2 с помощью воздушной сцепки 6.2, как показано на Фиг.1, но демонстрирует воздушное транспортное средство в виде дирижабля 11. Подобное воздушное транспортное средство 11 может быть беспилотным и/или содержать груз и/или пассажиров в грузовой и/или пассажирской зоне 12.

На Фиг.4 представлено наземное тяговое транспортное средство 7, кабельнaя системa 10 с подвижным замкнутым контуром, буксирный трос 3, который соединен с наземным транспортным средством 7 с помощью наземной сцепки 6.1 и с воздушным транспортным средством 11 с помощью воздушной сцепки 6.2, как на Фиг. 2, но здесь бескрылое воздушное транспортное средство в виде дирижабля 11, как на Фиг. 3.

На Фиг. 5 и 6 представлен вариант способа на основе воздушного гибридного транспортного средства 14 с линейным индукционным электромотором (ЛИМ), включающий неподвижный элемент двигателя («статор») 15, и подвижный элемент двигателя («ротор») 16, в котором статор в виде индукционных обмоток встроен в стенки пазa эстакады 13, a ротор в виде линейного ребра встроен в воздушноe гибридное транспортное средство так, что он входит в паз эстакады. При этом воздушноe гибридное транспортное средство может иметь, по меньшей мере, одно крыло для подъема данного транспортного средствa в воздух при ускоренном движении по эстакадe и достижении взлетной скорости.

Пример использования ЛИМ для движения поезда приведен в патенте США 3,233,559.

При осуществлении способа воздушных перевозок c использованием воздушного гибридного транспортного средства производят следующие операции: а) запуск линейного индукционного электромоторa, при котором магнитная индукция в роторе вызывает в нем движущую силу, заставляющую воздушноe гибридное транспортное средство начать движение с ускорением до взлетной скорости, когда начинается его подъем при взаимодействии фюзеляжа и/ или по меньшей мере одного крыла с воздухом; б) подъем заставляет ротор подниматься от нижней части статора в стенках пазa, увеличивая зазор между ротором и статором и уменьшая магнитный поток через ротор и, следовательно, магнитную индукцию; в) уменьшение магнитной индукции и, следовательно, тяги приводит к тому, что воздушноe гибридное транспортное средство замедляется и снижается, тем самым уменьшая расстояние между ротором и статором и увеличивая магнитный поток через ротор и, следовательно, магнитную индукцию и тягу, заставляющую гибридное транспортное средство снова ускоряться и подниматься и г) повторение б) и в) до достижения динамического равновесия между оптимальной скоростью данного транспортного средства и его вертикальной позицией.

В настоящем изобретении ЛИМ движет воздушноe гибридное транспортное средство следующим образом: ротор в виде линейного ребра выступает из данного транспортного средства в паз эстакады, где паз имеет боковые стенки c встроенными индукционными обмотками, которые служат в качестве статора. Соответствующий ротор может иметь любую длину, например, ротор до 1 метра, 2 метра, 3 метра, 4 метра, 5 метров, 6 метров или более.

Верхняя и нижняя части пазa могут быть одинаковой ширины, или верхняя часть пазa шире нижней части.

Здесь имеется линейнaя корреляция между магнитным потокoм через ротор и, следовательно, магнитной индукциeй и тягой, и площадью поверхности ротора, входящей в магнитное поле статора. T. e. прямо пропорциональнo, чем больше эта площадь, тем больше тяга, скорость, и подьемнaя силa. Когда скорость увеличивается, транспортное средство поднимается выше за счет увеличения подьемной силы. При этом, площадь поверхности ротора в пазe, взаимодействующaя со статором, уменьшаетcя, так же, как магнитная индукция, тяга, и подьемнaя силa, вызывая снижение транспортногo средствa.

Конический паз выгодeн из-за обратной кубической корреляции между размером зазорa ротор/статор и магнитной индукциeй и, следовательно, тягой. Если паз постоянной ширины, тяга уменьшается линейно, когда ротор поднимается. Однако, если паз конический, тяга уменьшается кубически при увеличении зазора, когда ротор поднимается. Таким образом, повторением циклов подъем/снижение ротора достигается динамическое равновесие между скоростью транспортногo средствa и вертикальной позициeй eгo ротора в пазе, предпочтительно коническом. В качестве примера, боковые силы, прилагаемые статором к ротору, хотя и небольшие 13.0 Н/м, по своей природе стабильны. Это упрощает проблему центровки ротора в воздушном зазоре статора.

Ротор может быть очень простым - алюминиевое линейноe ребро длиной 15 м, высотой 500 мм, и толщиной 50 мм. Т.к. ток протекает в основном через внешние 10 мм этого ребра, его делают полым, чтобы уменьшить вес и стоимость. Зазор между ротором и статором может составлять, например, 20 мм с каждой стороны.

Комбинация системы управления и электромагнитных центрирующих сил позволяет ребру безопасно входить, оставаться внутри и выходить из такого небольшого зазора.

В некоторых вариантах, и гибридное транспортное средство, и описанные ранее наземные приводные тяговые транспортные средства с бортовыми воздушными транспортными средствами, движутся по маршруту, где концы маршрутa находятся на большей высоте, чем смежные участки маршрута, что уменьшает величину требуемой тяги в начале маршрута для достижения взлетной скорости, и сокращает тормозной путь наземного транспортногo средства, и воздушного транспортногo средства (после приземления) при завершении маршрута.

В некоторых вариантах, воздушное транспортное средство содержит, по крайней мере, один поворотный приводной винт с переменным углом поворота от 0 до 180 градусов. В некоторых вариантах осуществления, питание поворотного винта электрическое.

Данное изобретение описывает гибридные воздушные транспортные системы для безопасной, быстрой, недорогой, и экологически безвредной, транспортировки пассажиров и/или грузов. Все эти системы включают воздушное бортовое транспортное средство с наземным приводом. В некоторых из этих систем есть два транспортных средства, наземное транспортное средство и по меньшей мере одно воздушное транспортное средство; в других системах есть только воздушное гибридное транспортное средство, которое находится в воздухе благодаря наземному приводу в виде его ротора, т.е. линейного ребра, выступающего из данного транспортного средства в паз эстакады, где паз имеет боковые стенки c встроенными индукционными обмотками, которые служат в качестве статора.

Ряд вариантов применения имеет одно воздушное бортовое транспортное средство. В других вариантах, имеется два, три, или более воздушных бортовых транспортных средств, все соединенные буксирными тросами.

В ряде вариантов воздушное бортовое транспортное средство содержит, по меньшей мере, одно крыло. В других вариантах осуществления бортовое транспортное средство содержит два крыла (см., например, фиг. 1 и 2), или не содержит крыло, например дирижабль (см., например, фиг. 3 и 4) или планер типа Брюнелли.

В ряде вариантов, наземное транспортное средство имеет очень низкий профиль, минимизирующий его воздушное сопротивление, в то время как то же сопротивление воздуха обеспечивает подъемную силу для воздушного бортового транспортного средства, например планера. Такой вариант применения превращает сопротивление воздуха, будучи препятствием для системы вакуумированных труб, в союзника данной системы. Та же подъемная сила, приложенная к наземному транспортному средству, тем более при отсутствии там пассажиров и/или груза, значительно снижает нагрузку от наземного транспортного средства на эстакаду и также рельсовый путь, обеспечивая недорогие и простые конструкцию и техобслуживание эстакады и пути, в отличие от существующих систем высокоскоростных поездов. Кроме того, нагрузка от наземного транспортного средства на путь может быть сделана равной нулю или даже отрицательной, т.e. направленной вверх, если подъемная сила от планера достаточно велика.

Предложенная комбинация позволяет:

(а) высокоскоростные воздушные перевозки, предельно безопасные и экологически чистые, тем более, что на борту нет двигателей внутреннего сгорания и горючего топлива;

(б) использование экологически чистых электрических малосильных установок высокоскоростных поездов, при этом без огромных затрат на строительство и обслуживание их эстакад и путей;

(в) сокращенную и предельно экономную разработку и внедрение предлагаемой системы, благодаря глубокой изученности и обширной успешной практике обоих проверенных способов (а) и (б).

Дополнительно, минимальный радиус поворота может быть намного короче, чем у наземных систем, поскольку центробежная сила, приложенная вертикально на позвоночники людей на борту (благодаря крену при повороте воздушного бортового транспортного средства) гораздо более терпима, чем такая же горизонтальная сила (сравните, например, предельное боковое ускорение 0,5 G в системе Hyperloop, и вертикальное ускорение до 6 G на американских горках, т.е. радиус поворота может быть в 12 раз меньше).

В данной системе отсутствуют вредные выхлопы и шум обычных самолетов, или клаустрофобия, которая может быть в системе Hyperloop с замкнутыми трубами. Пассажиры будут наслаждаться комфортным и быстрым полетом с панорамными оконными видами, и современным уровнем бортового сервиса, но без шума двигателей, не говоря уже о ликвидации проверки багажа, поскольку багаж можно перевозить в отдельном планере.

В аварийной ситуации наземное тяговое транспортное средство может остановиться, и планер переходит во вращательное движение вокруг этого транспортного средства, пока аварийная ситуация ликвидируется. Кроме того, планер может иметь убирающиеся поворотные электрические пропеллеры, питаемые через кабель от наземного транспортного средства, чтобы удерживать планер в воздухе, пока наземное тяговое средство сможет возобновить движение, или планер завершает маршрут самостоятельно, используя наземный токосъемник, или совершает аварийную посадку, что вполне безопасно из-за низкой посадочной скорости планера, его сравнительно малой массы, и отсутствия горючего топлива на борту. Убирающиеся электрические пропеллеры могут комбинироваться с подушками безопасности, например типа как в автомобилях, которые могут надувать сжатым газом, возможно легче воздуха, например гелием, и/или сжатый газ находится в крыльях, пока не потребуется в аварийной ситуации, таким образом позволяя гораздо меньшую мощность пропеллеров и смягчение приземления для безопасной посадки.

Предложенная система обеспечивает относительно низкую высоту полета, избегая низкие температуры и разреженный воздух полета на большой высоте, таким образом не требуя дорогих и сложных герметичных кабин. Кроме того, данная система гораздо более безопасна, чем полет на большой высоте, поскольку аварийные посадки осуществляются с меньшей высоты, на более низкой скорости, и без горючего топлива на борту.

Настоящее изобретение также имеет преимущества в стоимости, т.к. его облегченный путь помещен на эстакаду на опорах со значительно увеличенным шагом, что снижает объем покупки земли и число опор, по сравнению с высокоскоростными поездами или Hyperloop системой вакуумированных труб, поскольку нагрузка на эстакаду от наземного транспортного средства и, поэтому, собственный вес эстакады значительно уменьшаются из-за подъемной силы, действующей на наземное транспортное средство, где также нет пассажиров и/или груза. Данное изобретение не ограничено каким-либо конкретным расстоянием между опорами. Поскольку снижена нагрузка на эстакаду, расстояние между ее опорами может равняться или превышать текущий максимальный пролет около 200 метров. Это расстояние может быть дополнительно увеличено за счет использования прочного кабеля, протянутого между опорами вместо эстакады, что дополнительно снижает весовую нагрузку на опоры.

В отличие от системы Hyperloop, данная система может совершать 12-кратно более крутые повороты, потому что планер накреняется во время поворота, т.ч. центробежная сила направлена вдоль позвоночников людей на борту, т.o. значительно увеличивая ее переносимость, как в американских горках, что обсуждалось выше. В некоторых вариантах, буксирный трос удлиняют во время поворотов, что увеличивает радиус поворота, тем самым снижая центробежную силу.

Данная система также сейсмоустойчива, особенно по сравнению с высокоскоростным поездом или системой Hyperloop, благодаря гибкости буксирного троса.

Наземное транспортное средство и/или воздушное бортовое транспортное средство может быть дроном, т.е. управляемым дистанционно. Кроме того, наземное транспортное средство и/или воздушное бортовое транспортное средство может быть пилотируемым или беспилотным.

В некоторых вариантах, наземное тяговое транспортное средство приводится в движение высокоскоростной рельсовой системой или другой управляемой системой, такой как системы магнитной левитации, воздушной подушки, или конвейерная система. В других вариантах, наземное тяговое транспортное средство приводится в действие кабельной системой, линейным индукционным электродвигателем, двигателем внутреннего сгорания и/или любым другим бортовым двигателем.

В некоторых вариантах, воздушное бортовое транспортное средство выполнено с возможностью перевозки по меньшей мере одного пассажира и/или груза. В других вариантах, наземное тяговое транспортное средство выполнено с возможностью перевозки по меньшей мере одного пассажира и/или груза. В других вариантах, и воздушное бортовое транспортное средство, и наземное тяговое транспортное средство выполнены с возможностью перевозки по меньшей мере одного пассажира и/или груза. В других вариантах, ни воздушное бортовое транспортное средство, ни наземное тяговое транспортное средство не выполнены для перевозки каких-либо пассажиров и/или груза.

В некоторых вариантах, буксирный трос отсоединяют и присоединяют к воздушному бортовому транспортному средству на одном или обоих концевых звеньях. В других вариантах, буксирный трос отсоединяют и снова присоединяют к наземному тяговому транспортному средству.

В различных вариантах, буксирный трос прикрепляют к наземному тяговому транспортному средству через наземную сцепку, и через воздушную сцепку - к воздушному бортовому транспортному средству. В некоторых из вариантов, буксирный трос удлиняют или укорачивают на воздушной сцепке и/или на наземной сцепке, особенно когда воздушное бортовое транспортное средство и/или наземное тяговое транспортное средство поворачивает. В различных вариантах, буксировочный трос делают из гибкого материала.

В других вариантах, воздушное бортовое транспортное средство содержит, по меньшей мере, один убирающийся пропеллер. В некоторых из этих вариантов, убирающийся пропеллер приводится в действие электричеством, причем электроэнергия, приводящая в действие убирающийся пропеллер, поступает от наземного тягового транспортного средства и/или прямо от наземной линии электропередачи на эстакаде.

Убирающийся пропеллер выполняют любым способом, известным в данной области техники, например, делают его поворотным.

В некоторых вариантах, воздушное бортовое транспортное средство содержит для безопасности, по меньшей мере, одну мягкую оболочку, которую надувают сжатым газом, например газом, который легче воздуха, например гелием, в аварийной ситуации.

Наземное тяговое транспортное средство приводят в движение любым способом, известным в данной области техники. В некоторых вариантах, данное наземное тяговое транспортное средство приводят в движение двигателем, например, линейным индукционным электродвигателем.

В различных вариантах, наземное тяговое транспортное средство соединяют и перемещают с помощью, по меньшей мере, одной кабельной системы с подвижным замкнутым контуром. Такая кабельная система содержит подвижный кабель, циркулирующий через данную кабельную систему, и, по меньшей мере, один округлый пилон и/или колесо на концах контура. В этих вариантах, кабель перемещают, по меньшей мере, одним вращающимся приводным колесом на контуре и/или, по меньшей мере, одним линейным индукционным электродвигателем, причем его статор располагают вдоль движущегося кабеля, а его ротор соединяют с движущимся кабелем так, что ротор входит в статор при движении кабеля.

В некоторых вариантах, наземное тяговое транспортное средство движется по маршруту на эстакаде с начальным и конечным пунктами, где начальный пункт и/или конечный пункт располагают на более высоком уровне, чем другие участки, например, соседние участки маршрута. Более высокий начальный пункт и/или конечный пункт позволяют, когда воздушное транспортное средство представляет собой планер, иметь меньшее тяговое усилие для достижения планером взлетной скорости в начале маршрута за счет его движения под уклон, и меньшее тормозное усилие в конце маршрута за счет его движения в гору.

Изобретение относится к транспортной системе для воздушных перевозок людей и грузов. Согласно способу воздушных перевозок людей и грузов, преимущественно использующих по крайней мере одно воздушное транспортное средство, привод которого находится, полностью или частично, за пределами данного воздушного транспортного средства, используют по меньшей мере одно наземное тяговое транспортное средство, по меньшей мере одно буксируемое воздушное бортовое транспортное средство. Используют также буксирный трос с концевыми крепежными звеньями, соединяющий наземное транспортное тяговое средство и бортовое воздушное транспортное средство. При этом буксирный трос присоединяют/отсоединяют к/от воздушному/ого транспортному/ого средству/a и/или к/от наземному/ого транспортному/ого средству/a на любом конце буксирного троса. В результате повышается эффективность воздушных перевозок людей и грузов на дальние расстояния и одновременно обеспечивается безопасность таковых. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ воздушных перевозок людей и грузов, преимущественно использующих по крайней мере одно воздушное транспортное средство, привод которого находится, полностью или частично, за пределами данного воздушного транспортного средства, отличающийся тем, что используют по меньшей мере одно наземное тяговое транспортное средство, по меньшей мере одно буксируемое воздушное бортовое транспортное средство, а также буксирный трос с концевыми крепежными звеньями, соединяющий наземное транспортное тяговое средство и бортовое воздушное транспортное средство, при этом буксирный трос присоединяют/отсоединяют к/от воздушному/ого транспортному/ого средству/a и/или к/от наземному/ого транспортному/ого средству/a на любом конце буксирного троса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наземное транспортное средство перемещают по протяженной эстакаде выше уровня земли.

3. Cпособ по п.1, отличающийся тем, что бортовое воздушное транспортное средство выполняют с по меньшей мере одним крылом.

4. Cпособ по п.1, отличающийся тем, что наземное транспортное средство выполняют обитаемым и/или пилотируемым и/или бортовое воздушное транспортное средство выполняют обитаемым и/или пилотирумым.

5. Cпособ по п.1, отличающийся тем, что наземное транспортное средство выполняют в виде высокоскоростной железнодорожной или кабельной системы с электрической тягой и/или механическим приводом.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что буксирный трос удлиняют или укорачивают на любом конце буксирного троса.

7. Cпособ по п.1, отличающийся тем, что наземное тяговое транспортное средство выполняют с возможностью перевозки пассажиров и/или грузов.

8. Cпособ по п.1, отличающийся тем, что наземное транспортное средство и/или воздушное бортовое транспортное средство приводят в движение между точками на маршруте, которые находятся на более высоком уровне, чем соседние участки.

9. Cпособ по п.1, отличающийся тем, что, если наземное транспортное средство не может двигаться, воздушное бортовое транспортное средство переходит во вращательное движение вокруг наземного транспортного средства, пока наземное транспортное средство сможет двигаться, или воздушное транспортное средство совершит аварийную посадку.

10. Cпособ по п.9, отличающийся тем, что бортовое воздушное транспортное средство снабжают по меньшей мере одной газонепроницаемой мягкой оболочкой, которую наполняют сжатым легким газом.

11. Cпособ по п.9, отличающийся тем, что в бортовом воздушном транспортном средстве используют по меньшей мере один приводной пропеллер.

12. Cпособ по п.11, отличающийся тем, что электропривод по меньшей мере одного пропеллера питают от наземного транспортного средства, бортового электроисточника, и/или наземной электрической линии.

13. Cпособ по п.11, отличающийся тем, что по меньшей мере один приводной поворотный пропеллер располагают под переменным углом.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит следующие операции:

(а) посадка пассажиров и/или погрузка груза в воздушное бортовое транспортное средство, преимущественно, и в наземное транспортное средство;

(б) присоединение тягового наземного транспортного средства с помощью буксирного троса к буксируемому воздушному транспортному средству;

(в) запуск двигателей наземного тягового транспортного средства и его разгон до заданной скорости буксируемого воздушного транспортного средства;

(г) подъем в воздух на заданную высоту и дальнейшее буксирование воздушного бортового транспортного средства до пункта посадки;

(д) замедление тягового транспортного средства для снижения и посадки буксируемого воздушного бортового транспортного средства;

(е) выгрузка пассажиров и/или груза из воздушного бортового транспортного средства, преимущественно, и из наземного транспортного средства.

15. Cпособ по п.1, отличающийся тем, что наземное транспортное средство выполняют соединенным с/и перемещаемым по меньшей мере одной петлевой подвижной кабельной системой с наличием по меньшей мере одного округлого столба и/или колеса на концах петли и бесконечного петлевого циркулирующего кабеля.

16. Cпособ по п.15, отличающийся тем, что кабель перемещают вращением по крайней мере одного приводного колеса на петле и/или с помощью по меньшей мере одного линейного электродвигателя, статор которого выполняют расположенным вдоль движущегося кабеля, а его ротор выполняют прикрепленным к движущемуся кабелю так, что ротор входит в статор при движении кабеля.

17. Способ по п.15, отличающийся тем, что содержит следующие операции:

(а) соединение наземного транспортного средства с кабелeм, по меньшей мере, одной петлевой подвижной кабельной системы;

(б) перемещение наземного транспортного средства до конца петли;

(в) переход наземного транспортного средства на следующую, по меньшей мере одну, петлю другой подвижной кабельной системы;

(г) отсоединение наземного транспортного средства от кабеля петлевой подвижной кабельной системы.

18. Способ воздушных перевозок людей и грузов, преимущественно использующих по крайней мере одно воздушное транспортное средство, привод которого находится, полностью или частично, за пределами данного воздушного транспортного средства, отличающийся тем, что используют гибридное воздушное транспортное средство, которое движется вдоль протяженной эстакады выше уровня земли с помощью линейного электродвигателя, выполненного с неподвижным элементом двигателя («статором») и движущимся элементом двигателя («ротором»), при этом статор встроен вокруг паза в теле эстакады, а ротор встроен в гибридное воздушное транспортное средство так, что ротор выступает в указанный паз, причем гибридное воздушное транспортное средство выполняют аэродинамической формы и/или имеющим по меньшей мере одно крыло для подъема гибридного воздушного транспортного средства при достижении им взлетной скорости.

19. Cпособ по п.18, отличающийся тем, что паз выполняют одинаковый по ширине и/или верхнюю часть паза выполняют шире нижней части паза.

20. Cпособ по п.18, отличающийся тем, что содержит следующие операции:

(а) запуск линейного электродвигателя, магнитная индукция в роторе которого вызывает движение и ускорение гибридного воздушного транспортного средствa до взлетной скорости и его последующий подъем в результате взаимодействия по меньшей мере одного крыла с воздухом;

(б) подъем заставляет ротор подниматься вверх от нижней части статора в пазе, увеличивая зазор между ротором и статором и уменьшая магнитный поток через ротор и, следовательно, магнитную индукцию;

(в) уменьшение магнитной индукции и, следовательно, движущей силы, заставляет гибридное воздушное транспортное средство замедляться и опускаться, тем самым уменьшая зазор между ротором и статором и увеличивая магнитный поток через ротор и, следовательно, магнитную индукцию и движущую силу, вызывая снова ускорение и подъем;

(г) повтор (б) и (в) до достижения динамического равновесия между оптимальной скоростью и положением гибридного воздушного транспортного средства.