Воздушный змей Советский патент 1987 года по МПК B64C31/06 

Изобретение относится к авиации, более конкретно к управляемым воздушным змеям, и может быть использовано в конструкции воздушных змеев, используемых для подъема и транспортировки грузов.

Целью изобретения является улучшение летных и эксплуатационных характеристик воздушного змея, а также обеспечение демпфирования порывов воздуха путем умень- шения подъемHoii силы несущих поверхностей.

На фиг. 1 показан воздушный змей, общий, вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - схематичный разрез вдоль продольной оси фюзеляжа; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на фиг. 5 - вид Б на фиг. 3.

Управляемый воздушный змей включает фюзеляж 1, буксировочное устройство 2, жесткую рамку 3, охватывающую вра- шающиеся несущие поверхности 4 с S-об- разным профилем и соединенную с фюзеляжем 1 посредством узлов 5, переднюю и заднюю неподвижные несущие поверхности б и 7, соединенные с жесткой рамкой 3 и фюзеляжем 1. Вращающиеся несущие по- верхности 4 расположены симметрично продольной оси фюзеляжа 1 и имеют оси 8 вращения, закрепленные независимо друг от друга в подшипниковых узлах 9 и 10, установленных соответственно на жесткой рамке 3 и фюзеляже 1. На концах вращающихся несущих поверхностей 4 установлены внешние и внутренние торцовые шайбы 11 и 12. Воздушный змей снабжен модулем 13, в котором размещена полезная нагрузка и который соединен с фюзеляжем 1 с возможностью колебания вокруг оси 14, совпадающей или параллельной оси фюзеляжа 1.

Для изменения скорости вращения вращающихся несущих поверхностей 4 воздушный змей снабжен тормозными уст- ройствами 15 и 16, выполненными в виде рычагов первого рода, на одном из плеч которых размещены тормозные элементы 17. Тормозное устройство 15 может совершать колебания вокруг оси 14, а на свободном плече рычага размещен модуль 13. Свободное п.1ечо рычага тормозного устройства 16, ось 18 вращения которого закреплена на фюзеляже 1 и перпендикулярна его продольной оси, соединено гибкой связью 19 с буксировочным устройством 2.

Буксировочное устройство 2 выполнено в виде рычага первого рода, одно плечо которого соединено посредством гибкой связи 19 с тормозным устройством 16, а на другом плече размещен буксировочный крюк 20 для крепления леера 21. Рычаг буксировочного устройства 2 имеет ось 22 вращения, перпендикулярную продольной

оси фюзеляжа 1 и лежащую в плоскости симметрии воздушного змея, может перемещаться вдоль оси 22, преодолевая сопротивление пружины 23.

Воздушный змей снабжен также фиксатором тормозного устройства 15, выполненным в виде скобы 24, которая подвижно соединена с фюзеляжем 1 и снабжена пружиной 25 и фиксирующими пластинами 26, грани которых имеют самоцентрирующиеся криволинейные обводы. Скоба 24 соединена посредством гибкой связи 27 с пружиной 23 буксировочного устройства 2. Гибкая связь 27 может быть выполнена, например, в виде тросика, перекинутого через блок 28, укрепленного на фюзеляже 1.

Устройство работает следующим образом.

Воздушный змей запускается обычным образом на леере 21, соединенном с буксировочным крюком 20. В полете подъемная сила создается на вращающихся подвижных поверхностях 4 и на передней и задней неподвижных несущих поверхностях 6 и 7. На вращающихся несущих поверхностях 4, приводимых во вращение в воздушном потоке посредством, например, придания им S-образного профиля или установки крыльчаток на внешних и внутренних торцовых шайбах ,11 и 12, в соответствии с эффектом Магнуса возникает дополнительная подъемная сила, которая зависит от скорости вращения. Снабжение воздушного змея тормозными устройствами 15 и 16, а также выполнение осей 8 вращения независимыми, позволяет изменять скорость вращения и, следовательно, подъемную силу вращающихся подвижных поверхностей 4, моменты крена и рыскания воздушного змея. Соединение вращающихся несущих поверхностей 4 посредством жесткой рамки 3 с передней и задней несущими поверхностями 6 и 7 приводит к обтеканию несущих поверхностей как одного целого и к увеличению их эффективности.

При натяжении леера 21 буксировочный крюк 20 передвигается вдоль оси 22, преодолевая сопротивление пружины 23. При этом посредством гибкой связи 27, которая выполнена, например, в виде тросика, перекинутого через блок 28, происходит перемещение скобы 24 и фиксирование в нейтральном положении рычага тормозного устройства 15 посредством фJ кcиpyю- щих пластин 26 с самоцентрирующимися криволинейными обводами.

При изменении направления буксировки буксировочный крюк 20 поворачивается вслед за леером 21, что приводит к повороту рычага буксировочного устройства 2 вокруг оси 22 натяжению гибкой связи 19 и повороту рычага тормозного устройства

16 вокруг оси 18 вращения. При этом происходит контактирование тормозных элементов 17 с внутренней торцовой шайбой 12, уменьшение скорости вращения вращающихся несущих поверхностей 4, расположенных на одной стороне от продольной оси фюзеляжа 1, что и буксировочный крюк 20, и кренение воздущного змея на эту сторону. Под действием натяжения леера 21 воздушный змей поворачивается за буксировочным крюком 20.

При ослаблении леера 21, а также в случае планируемого полета, буксировочный крюк 20 под действием пружины 23 перемещается вверх, натяжение гибкой связи 27 ослабевает и под действием пружины 25 происходит перемещение скобы 24 и освобождение рычага тормозного устройства 15, которое получает возможность совершать колебания вокруг оси 14. При появлении крена в полете с ослаблен- ным леером или в планирующем полете под действием силы тяжести модуля 13, в котором размещена полезная нагрузка, рычаг тормозного устройства 15 сохраняет вертикальное положение и тормозные элементы 17 контактируют с внутренней тор- цовой шайбой 12 поднятой вращающейся несущей поверхности 4, что приводит к уменьщению ее скорости вращения, уменьшению подъемной силы на поднятом крыле и выравниванию крена.

С целью демпфирования порывов воздуха неподвижные несущие поверхности 6 и 7 изготовляют гибкими, например, в виде паруса, а узлы 5 крепления жесткой рамки 3 к фюзеляжу 1 и подшипниковые узлы 10 крепления осей 8 вращения к фюзеляжу 1 выполняют упругими. При порыве воздуха демпфирование происходит за счет изменения поперечного угла V неподвижных несущих поверхностей б и 7 и выполнения их гибкими, например, в виде па- руса, а также за счет уменьшения скорости вращения вращающихся несущих поверхностей 4 вследствие контактирования -внутренних торцовых шайб 12 с тормозными элементами 17 и друг с другом.

Формула изобретения

.. Воздушный змей, включающий фюзеляж, симметрично расположенные относительно продольной оси фюзеляжа неподвижные несущие поверхности и вращающиеся несущие поверхности с закрепленными на них торцовыми шайбами, буксировочное устройство, отличающийся тем, что с целью улучшения летних и эксплуатационных характеристик, неподвижные несушие поверхности размещены спереди и сзади вращающихся несущих поверхностей, выполненных с независимыми осями вращения и оснащенных внутренними торцовыми шайбами, на фюзеляже установлено два тормозных устройства, выполненных в виде рычага первого рода, на одном из плеч которых размещены тормозные элементы, контактирующие с внутренними торцовыми шайбами, рычаг первого тормозного устройства имеет горизонтальную ось вращения, параллельную или совпадающую с продольной осью фюзеляжа, и размещенный на свободном плече груз, а рычаг второго тормозного устройства имеет вертикальную ось вращения и соединен свободным плечом с буксировочным устройством, которое снабжено фиксатором первого тормозного устройства при буксировке воздушного змея.

2.Воздушный змей по п. 1, отличающийся тем, что фиксатор первого тормозного устройства выполнен в виде подвижно установленной на фюзеляже скобы, упру- госоединенной посредством гибкой связи G буксировочным устройством и оснащенной фиксирующими пластинами, взаимодействующими с рычагом первого тормозного устройства при буксировке воздушного змея.

3.Воздушный змей по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения демпфирования порывов воздуха путем уменьшения подъемной силы несущих поверхностей, неподвижные несущие поверхности выполнены гибкими с упругими узлами крепления к фюзеляжу так же, как и подшипниковые узлы вращающихся поверхностей.

1Риг.Ч&ид&

х.

X --л. /

.)

ч 2.

19

12

16

п

27

25

/

12

TIM. 5 8

Редактор А. Шандор Заказ 738/21

Составитель В. Сергеев

Техред И. ВересКорректор И. Эрдейи

Тираж 422Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, , Раушская иаб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к авиационной технике, точнее к конструкции воздушных змеев. Цель изобретения - улучшение летных и эксплуатационных характеристик. Цель изобретения достигается за счет включения в конструкцию воздушного змея вращающихся несущих поверхностей 4 вокруг независимых осей 8 вращения, ограниченных внешни.ми и внутренними торцовыми щайбами 11 и 12, размещения спереди и сзади от вращающихся несущих поверхностей 4 неподвижных несущих поверхностей 6 и 7, оснащения воздушного змея тормозными устройствами, контактирующими с внутренними торцовыми щайбами 12 при изменении курса буксировки и при появлении крена в полете с ослабленным леером 21 или без него. При буксировке на леере 21 при изменении направления буксировки притормаживаются вращающиеся несущие поверхности 4, расположенные со стороны леера 21, уменьшается подъемная сила, создается крен на это крыло, и происходит разворот воздущного змея по курсу. При ослабленном леере 21 и в планирующем полете в случае появления крена притормаживаются вращающиеся несущие поверхности 4, расположенные на поднятом крыле, на них уменьшается подъемная сила, и крен выравнивается. Выполнение узлов крепления несущих поверхностей 4, 6 и 7 упругими, а неподвижных несущих поверхностей 6 и 7 гибкими позволяет демпфировать порывы ветра за счет уменьшения подъемной силы как на неподвижных, так и на вращающихся несущих поверхностях. 2 з. п. ф-лы, 5 ил. i (/) 20 12 6 to СО 00 со 00