Способ подъёма в стартовое положение мягкого крыла летательного аппарата Российский патент 2024 года по МПК B64C3/30 

Изобретение относится к авиационной технике, и может быть использовано в способе подъема мягкого крыла в стартовое положение в конструкциях парашютов, кайтов и летательных аппаратах (ЛА) с мягким крылом.

В техническом решении по способу подъема мягкого крыла в стартовое положение в воздух, для удобства использования летательных аппаратов с мягким крылом, крыло в стартовое положение поднимается в воздух, натягивая стропы, вне зависимости от наличия набегающего внешнего воздушного потока (ветра).

Известен способ раскрытия мягкого крыла (купола) парашюта который раскрывается в рабочее положение с помощью набегающего воздуха при прыжке. Парашют-состоит из купола, строп, вытяжного парашюта и подвесной системы. Маневрирование парашютом осуществляется с помощью строп. Недостатком данного способа раскрытия парашюта - требуется давление воздуха для раскрытия купола создаваемое при свободном падении, что ограничивает высоту с которой используется парашют, (ru. Wikipedia. Orq Парашют Википедия. Аналог)

Известен способ поднятия в воздух надувного кайт-управляемого воздушного змея предназначенного для буксировки с помощью ветра. Кайт состоит из мягкого крыла с наполненным воздухом каркасом, системы строп и ручек управления. Запуск надувного кайта происходит следующим образом: на земле расправляются стропы, надувается воздухом каркас, крыло расправляется и под действием ветра поднимается в воздух. Недостатком такого старта является наличие постоянно дующего ветра. А так же не способность кайта удерживаться в воздухе при отсутствии ветра.(ru. Wikipedia. Orq. Кайт-Википедия. Аналог)

Известен способ с устройство для раскрытия купола парашюта, содержащее два баллона первый баллон, который при наполнении водородом или гелием выполнен с возможностью подъема и расправки купола парашюта, а второй баллон предназначенный для хранения водорода или гелия, и шланг с запорным устройством для наполнения первого баллона из второго. В данном парашюте купол при заполнении первого баллона расправляется и поднимается в стартовую позицию. Недостатком данного способа является низкое аэродинамическое качество, взры-воопасность водорода и высокая стоимость гелия. (Патент РФ2285638 Аналог.)

Наиболее близким, к заявленному изобретению относится способ подъема с помощью подъемной аэростатической силы газа легче воздуха, мягкого газонаполненного крыла по Патенту РФ2121943 «МЯГКОЕ ГАЗОНАПОЛНЯЕМОЕ КРЫЛО» Автор: Киселев Валерий Семенович. Крыло выполнено с полой газонепроницаемой оболочкой, разделенную на секции, снабженное герметичными отсеками для легкого газа, оснащенное системой строп и подвесок, содержит емкость со сжатым газом и гибкий газопровод соединяющий емкость со всеми герметичными отсеками. Подъем крыла в стартовую позицию происходит при наполнении легким газом (водородом или гелием) герметичных отсеков крыла, что создает крылу подъемную Архимедову силу и расправляет крыло для старта. Основным недостатком данного способа подъема крыла является одноразовость заполнения герметичных отсеков крыла газом легче воздуха, при этом водород - взрывоопасен а гелий дорогой газ. Если использовать газ многократно то потребуются дополнительные перекачивающие насосы, что значительно усложняет конструкцию крыла и ограничивает функциональные возможности летательных аппаратов, конкретно - сборку и хранение крыла, например в малом объеме ранца или отсека летательного аппарата. Данное техническое решение, для рассматриваемого изобретения является прототипом.

Задача заявленного изобретения:

*Способ подъема в стартовую позицию, без применения подъемной статической Архимедовой силы газа легче воздуха.

*Способ подъем мягкого крыла летательного аппарата в стартовое положение вне зависимости от наличия внешнего воздушного потока (ветра).

*Сбор и хранение мягкого крыла летательного аппарата в малом объеме, например ранца или отсека для хранения в собранном виде.

*Применение мягкого крыла, по предлагаемому способу, в линейке летательных аппаратов низкой стоимости при улучшенных функциональных свойствах.

Поставленная задача подъема мягкого крыла летательного аппарата, в стартовую позицию, без применения подъемной статической Архимедовой силы газа легче воздуха достигается тем, что через одно или несколько отверстий в мягком крыле, создается воздушный поток воздуха перпендикулярный к земле и плоскости крыла. Для раскрытия мягкого крыла перед стартом, в крыло выполненное пневмокаркасным и воздухонепроницаемым, закачивается воздух под давлением, обеспечивая мягкому крылу соответствующую форму и относительную жесткость. Воздух поступает в пневмокаркас через гибкий воздуховод связанный, в зависимости от требуемой экономической целесообразности или скорости наполнения каркаса воздухом, через редуктор с баллоном со сжатым воздухом, или насосом прямого действия, или компрессором с ресивером. Сброс воздуха из пневмокаркаса мягкого крыла в атмосферу, при упаковке мягкого крыла, производится через сбросной клапан пневмокаркаса. Механическая связь мягкого крыла и перемещаемого объекта, осуществляется стропами с системой подвеса, закрепленными на перемещаемом объекте, например, ранце, корпусе летательного аппарата (фюзеляже), или корпусе транспортного средства. Создание воздушного потока, для подъема в воздух мягкого крыла, через выполненное одно или несколько отверстий в мягком крыле, в каждом из отверстий с вектором тяги направленный вверх и перпендикулярного к земле, происходит при вращении ротора электродвигателя с воздушным винтом, закрепленным на валу ротора. Электродвигатель с воздушным винтом на валу представляет собой -воздушный винтовой движитель. Электродвигатели воздушного движителя закреплены в каждом из отверстий крыла на кольцевых рамах. Электроснабжение электродвигателей и электроаппаратуры воздушно винтового движителя, производится по электрическим кабелям, соединяющих мягкое крыло с источником питания, расположенным ниже системы подвеса строп.Мягкое крыло, поднятое в воздух воздушным потоком, созданным воздушными винтами движителя, натягивает стропы, электрокабели, гибкий воздуховод и устанавливается в стартовое положение. При вращении воздушных винтов движителей, следует учитывать фактор крутящего момента создаваемым воздушным винтом, то есть крутящие моменты должны быть взаимно компенсированы. При нахождении мягкого крыла в воздухе, для снятия излишней нагрузки от воздушных винтовых движителей, кольцевая рама движителей непосредственно соединена стропами с системой подвеса. При необходимости дополнительного маневрирования мягкого крыла в полете, что желательно например, в конструкции воздушных змеев и устройств на их основе, тяговых кайтов, парашютов в форме крыла и летательных аппаратов на их основе, электродвигатели воздушных винтовых движителей изменяют скорость вращения относительно плоскости крыла. Что позволяет создавать воздушные потоки через отверстия мягкого крыла с регулируемыми по величине векторами тяги, тем самым осуществлять маневрированием крыла в воздухе. Регулирование воздушных потоков через отверстия в крыле, производится изменением оборотов электродвигателя, осуществляемое электронным блок-регулятором оборотов электродвигателя. Способ маневрирования мягкого крыла в воздухе, регулируемыми по величине векторами тяги воздушных потоков, применим для летательных аппаратов использующих воздушные движители крыла и в качестве движителей при подъеме, зависании и горизонтальном полете.

Запуск крыла в предстартовое положение производится следующим образом; крыло извлекается из ранца (отсека хранения), открывается клапан источника сжатого воздуха, по гибкому воздуховоду, воздух под давлением поступает в пневмокаркас мягкого крыла. Мягкое крыло принимает рабочую форму, под действием давления воздуха в пневмокаркасе. Включаются винтовые воздушные движители. При включении движители, создают воздушный поток через отверстия в крыле перпендикулярно к земле и поднимают мягкое крыло в воздух натягивая стропы. Мягкое крыло занимает стартовое положение и в зависимости от варианта летательного аппарата, для которого предназначено крыло, производятся дальнейшие действия с мягким крылом и объектом соединенным с крылом стропами.

Для летательных аппаратов, с применением способа маневрирования мягкого крыла в воздухе, регулируемыми по величине векторами тяги воздушных потоков, использующих воздушные движители крыла и в качестве тяговых движителей при подъеме, зависании и горизонтальном полете, при наборе высоты мягким крылом. В дальнейшем, в полете воздушные потоки, через отверстия, регулируются по величине блоком регулятора оборотов двигателя, тем самым обеспечивается зависание и горизонтальный полет. Приземление летательных аппаратов с мягким крылом производится при включении воздушных движителей крыла в режим вертикальной тяги или с помощью строп управления. После приземления, открывается сбросной клапан пневмокаркаса крыла, воздух сбрасывается в атмосферу, крыло сдувается и помещается, в зависимости от конструкции летательного аппарата, вместе со стропами и остальными элементами крыла, в ранец, сумку или отсек хранения.

На листе 1 изображены:

1) Фиг1 мягкое крыло с двумя воздушными винтовыми движителями создающие воздушный поток через отверстия в мягком крыле. Вид сверху.

2) Фиг2 мягкое крыло с воздушными винтовыми движителями создающие воздушный поток через отверстие в мягком крыле двумя винтами с противоположным вращением от одного движителя. Вид сверху.

Летательный аппарат, в различных вариантах, с мягким крылом состоит из следующих элементов: мягкого крыла 1, содержащего воздухонепроницаемый пневмокаркас 2 со сбросным и входным клапаном. Мягкое крыло 1 соединенное стропами с системой подвеса закрепленным на перемещаемом объекте, например; ранца, корпуса летательного аппарата (фюзеляжа), или с корпуса транспортного средства. Закрепленным в отверстие крыла 1 воздушного винтового движетеля 3, содержащего электродвигатель с воздушным винтом на валу, установленного на кольцевой раме.

Летательные аппараты с мягким крылом работают следующим образом: мягкое крыло 1 при наполнении воздухом каркаса 2 расправляется и принимает аэродинамический объем, запускаются воздушные винтовые движители 3,имеющие вращение винтов по и против часовой стрелки, создающие воздушный поток через отверстия в крыле направленным вниз перпендикулярно к земле, имеющий вектор тяги направленный вверх и поднимающий мягкое крыло 1,натягивая стропы, электрический кабель и гибкий воздуховод в верх. Мягкое крыло 1 устанавливается в предстартовое положение. Дальнейшие манипуляции с мягким крылом 1 зависят от принадлежности к классу летательных аппаратов. Дополнительное маневрирование мягкого крыла 1 в полете, что желательно например: в конструкции воздушных змеев и устройств на их основе, тяговых кайтов, парашютов в форме крыла и летательных аппаратов на их основе, возможно при изменении воздушными винтовыми движителями 3 тяги по величине при изменение оборотов двигателей воздушных винтовых движителей 3. Приземление летательных аппаратов с мягким крылом производится при включении воздушных движителей крыла в режим вертикальной тяги или с помощью строп управления. После приземления, открывается сбросной клапан пневмокаркаса 2 мягкого крыла 1, воздух сбрасывается в атмосферу, крыло1 сдувается и помещается, в зависимости от конструкции ЛА, вместе со стропами и остальными элементами крыла, в ранец, сумку или отсек хранения.

Технический эффект по способу подъема в стартовое положение мягкого крыла летательных аппаратов заключается в использовании способа, как для обычных, так и режимов вертикального взлета и посадки аппаратов, с экономичным и маневренным мягким крылом. Данный технический эффект достигается тем, что мягкое крыло с пневмокаркасом наполненным воздухом, при старте поднимается в воздух при вращении электродвигателями с воздушными винтами с управляемой тягой, по величине, установленными в отверстиях мягкого крыла, поднимая за собой стропы и электрический кабель питания, а при необходимости и гибкий воздуховод от источника сжатого воздуха. Для регулирования воздушных потоков через отверстия в крыле, изменение оборотов электродвигателя осуществляет электронный блок -регулятор оборотов двигателя. Все выше перечисленное обеспечивает заявленный технический эффект предложенного изобретения.

Изобретение относится к авиационной технике, и может быть использовано в способе подъема мягкого крыла в стартовое положение в конструкциях парашютов, кайтов и летательных аппаратах (ЛА) с мягким крылом. Способ подъема в стартовое положение мягкого крыла летательного аппарата, с воздушным движителем создающим поток воздуха, выполненного с газонепроницаемым пневмокаркасом, заполняемым от источника сжатого газа по гибкому газопроводу и через сбросной клапан освобождающий пневмокаркаса крыла от газа, с осуществлением подъема мягкого крыла вертикально над перемещаемым объектом, с натяжкой системой строп, закрепленных на перемещаемом объекте, при заполнении пневмокаркаса мягкого крыла газом. При этом в газонепроницаемый пневмокаркас крыла закачан воздух, а подъем аэрошютного крыла в стартовое положение осуществляется силой тяги потока воздуха, перпендикулярного к земле и плоскости мягкого крыла, проходящего по крайне мере через одно, или несколько отверстий, выполненных в мягком крыле, созданным в каждом из отверстий при вращении воздушного винта посаженного на вал электродвигателя воздушного движителя, при поступлении электроэнергии к электродвигателю, по электрическому кабелю от источника электроэнергии закрепленным на перемещаемом объекте. Заявленное изобретение направлено на создание способа подъема крыла в стартовую позицию, без применения подъемной статической Архимедовой силы вне зависимости от наличия внешнего воздушного потока, а также сбор и хранение мягкого крыла летательного аппарата в малом объеме в собранном виде и низкую стоимость при улучшенных функциональных свойствах. 2 ил.

Способ подъема в стартовое положение мягкого крыла летательного аппарата с воздушным движителем, создающим поток воздуха, выполненного с газонепроницаемым пневмокаркасом, заполняемым от источника сжатого газа по гибкому газопроводу и через сбросной клапан освобождающий пневмокаркаса крыла от газа, с осуществлением подъема мягкого крыла вертикально над перемещаемым объектом, с натяжкой системой строп, закрепленных на перемещаемом объекте, при заполнении пневмокаркаса мягкого крыла газом, отличающийся тем, что в газонепроницаемый пневмокаркас крыла закачан воздух, а подъем аэрошютного крыла в стартовое положение осуществляется силой тяги потока воздуха, перпендикулярного к земле и плоскости мягкого крыла, проходящего по крайне мере через одно, или несколько отверстий, выполненных в мягком крыле, созданным в каждом из отверстий при вращении воздушного винта посаженного на вал электродвигателя воздушного движителя, при поступлении электроэнергии к электродвигателю, по электрическому кабелю от источника электроэнергии закрепленным на перемещаемом объекте.