Пилотируемый летательный аппарат вертикального взлета-посадки с кольцевым крылом и приводом от мотор-колеса Российский патент 2024 года по МПК B64C29/00 

1. Область техники

Настоящее изобретение относиться к областям техники летательных аппаратов и воздушного транспорта.

2. Уровень техники

По уровню техники описываемый летательный аппарат имеет аналогом (прототипом) летательные аппараты, представленные патентами RU 2268845 С2 от 12.04.2004, RU 2307768 С1 от 14.02.2006, RU 2380287 от 02.04.2008 и RU 2483980 от 11.11.2011.

3. Сущность изобретения

Настоящий пилотируемый летательный аппарат вертикального взлета-посадки имеет габариты легкового автомобиля и строится на принципе поворотного кольцевого крыла рельсового типа, используемого в проектах, описанных в патентах выше, а именно, для создания управляющих моментов при переводе летательного аппарата из режима висения в режим поступательного движения или движения в боковом направлении используются четыре аэродинамических руля, установленных на раме кольцевого крыла по внешнему его контуру на главных осях аппарата и вдвигаемых в воздушный поток, отбрасываемый турбиной. В случае полета в поступательном направлении кольцевое крыло поворачивается относительно главной поперечной оси аппарата на угол в пределах ±90° (Фиг. 3), переводя избыток подъемной силы в силу тяги. При этом корпус аппарата, размещенный в центре кольцевого крыла, сохраняет свое положение в пространстве, поскольку подвешен шарнирно на консолях кольцевого крыла, соосных с поперечной осью аппарата.

Новым в настоящем проекте является использование адаптированного электрического мотор-колеса в качестве двигателя, ротор которого (соленоиды) смонтирован на внешней силовой обечайке турбины кольцевого крыла, а статор своим магнитопроводом - на внешних пилонах рамы. Такое конструктивное решение обеспечивает аппарату большой крутящий момент.

Также новым в проекте является способ борьбы с реактивным аэродинамическим моментом, возникающем при вращении турбины кольцевого крыла. Он представляет собой размещенный наверху рамы кольцевого крыла жидкостной компенсатор (реактор) в виде кольцевой трубы, заполненной жидкостью, прокачиваемой электрической шнековой турбиной в направлении обратном вращению турбины кольцевого крыла.

4. Краткое описание чертежа

Компоновка настоящего летательного аппарата представлена в трех видах: вид справа (Фиг. 1), вид сверху (Фиг. 2) и вид аппарата в полете (Фиг. 3).

На виде справа (фиг. 1) изображены корпус (1) с кабиной пилотов (2), кольцевое крыло (3), состоящее из рамы ферменной конструкции (4) с пилонами (5) и (6), на которых подвешена турбина (7), закрепленная между двумя сдвоенными обечайками и создающая при вращении силу тяги. Каждая пара обечаек состоит из силовой (с силовым набором) и монтажной (для монтажа лопаток турбины). Кольцевое крыло шарнирно на подшипниках соединено с корпусом двумя консолями (8) и может поворачиваться на значительные углы в пределах ±90°, обеспечивая энергичное движение летательного аппарата в поступательном направлении. Импульсы для поворотов кольцевому крылу придают четыре аэродинамических руля (9).

Турбину кольцевого крыла приводит во вращение электрический двигатель, представляющий собой адаптированное мотор-колесо, смонтированное на внешней силовой обечайке и наружных пилонах. Ротор мотор-колеса, состоящий из сдвоенных соленоидов (10), смонтирован на силовой обечайке турбины, а статор (11) с его магнитопроводом смонтирован на наружных пилонах кольцевого крыла (6). В виду неприхотливости источников электропитания в части объемов и местоположения, а также средств доставки электроэнергии к исполнительным органам двигателя, их конструктивное исполнение, допускающее размещение как на турбине, так и в корпусе аппарата, будет решаться из условий целесообразности.

Реактивный момент от вращения турбины кольцевого крыла парируется жидкостным компенсатором (реактором), представляющим собой кольцевую трубу (12), по которой электрической шнековой турбиной (13) прокачивается жидкость в направлении, обратном вращению турбины кольцевого крыла.

Повороты кольцевого крыла относительно поперечной оси летательного аппарата осуществляются четырьмя аэродинамическими рулями, вдвигаемыми в поток воздуха, отбрасываемого турбиной кольцевого крыла.

Чертеж летательного аппарата с видом сверху (фиг. 2) поясняет взаимное расположение элементов конструкции.

5. Осуществление изобретения

Предлагаемая конструкция имеет минимум составных оптимально взаимосвязанных элементов, не имеет механических редукторов и передач, проще в изготовлении, и поэтому на современном уровне технологии представляется вполне реализуемой.

Изобретение относится к области летательных аппаратов (ЛА) и воздушного транспорта. Пилотируемый двухместный ЛА вертикального взлета-посадки приводится в движение электрическим двигателем в виде адаптированного мотор-колеса с ротором, смотированным на силовой обечайке турбины, и статором, смотированным на пилонах рамы, с рельсового типа кольцевым крылом с центрально расположенным на его поперечной оси зафиксированным в пространстве корпусом с кабиной пилотов. Кольцевое крыло может поворачиваться вокруг поперечной оси под влиянием моментов от аэродинамических рулей, установленных в главных плоскостях аппарата, перераспределяя тягу между подъемной силой и толкающей силой в направлении курса движения. Наверху рамы кольцевого крыла закреплен жидкостный компенсатор реактивной аэродинамической силы турбины кольцевого крыла, а именно реактор, создающий крутящий момент обратного знака на крыле за счет движущейся в обратном вращению турбины направлении жидкости, прокачиваемой электрической шнековой турбиной по кольцевой трубе реактора. Повышается устойчивость ЛА. 3 ил.

Пилотируемый двухместный летательный аппарат вертикального взлета-посадки, приводимый в движение электрическим двигателем в виде адаптированного мотор-колеса с ротором, смотированным на силовой обечайке турбины, и статором, смотированным на пилонах рамы, с рельсового типа кольцевым крылом с центрально расположенным на его поперечной оси зафиксированным в пространстве корпусом с кабиной пилотов, которое может поворачиваться вокруг поперечной оси под влиянием моментов от аэродинамических рулей, установленных в главных плоскостях аппарата, перераспределяя тягу между подъемной силой и толкающей силой в направлении курса движения, а также с закрепленным наверху рамы кольцевого крыла жидкостным компенсатором реактивной аэродинамической силы турбины кольцевого крыла, а именно реактором, и создающим крутящий момент обратного знака на крыле за счет движущейся в обратном вращению турбины направлении жидкости, прокачиваемой электрической шнековой турбиной по кольцевой трубе реактора.