Летательный аппарат с мускульным приводом Советский патент 1993 года по МПК B64C31/04 B64B1/32 

Изобретение Относится к решению проблемы создания сверхлегкого летательного аппарата индивидуального применения, поднимаемого в воздух и совершающего полет за счет мускульной силы пилота.

Цель - улучшение аэродинамических характеристик.

На фиг.1 изображен предлагаемый аппарат; на фиг.2 - дискообразный баллон.

Предлагается конструкция сверхлегкого летательного аппарата, состоящего из трубчатой рамы, закрепленного на ней сидения пилота, педального механизма, вращающего с помощью цепной передачи двухпропеллерный движитель и поддерживающего дискообразного баллона из газонепроницаемого материала, заполненного летучим газом (см. фиг, 1).

Движитель аппарата состоит из двух соосных, расположенных горизонтально, мно- гол опастных пропеллеров, вращаемых в противоположных направлениях при помощи педального механизма с цепной передачей.

Вращение пропеллеров создает вертикальную подъемную силу, а наклон плоскости вращения позволяет перемещать поднятый в воздух аппарат по горизонтали. Разворотаппарата по горизонтали производится путем отключения одного из винтов.

Поддерживающий баллон, для снижения сопротивления воздуху при полете для уменьшения парусности, имеет дискообразную форму и его объем рассчитан так, чтобы подъемная сила заключенного в нем газа, компенсировала (85-95)% общего веса аппарата с пилотом. Наличие такого баллона значительно снижает мускульные усилия пилота, необходимые для создания достаточной подъемной силы предлагаемым движителем, существенно облегчает поддержание аппарата в воздухе и гарантирует безопасный, плавный спуск при аварийной остановке движителя.

00

о

Јь

Ь;

СО

со

Расчет необходимого объема дискообразного баллона Vo§ производится исходя из предполагаемого общего веса аппарата с пилотом РСр, подъемной силы применяемого газа и процента компенсации веса.

Подъемная сила гелия общеизвестна: 1 м3 гелия поднимает 0,98 кг, процент компенсации веса - (85-95)% обусловлен стремлением максимально облегчить усилия пилота, необходимые для поднятия аппарата в воздух и совершения полета.

Таким образом:

Vo6 -|Цх (85-95), %.

Т.е. при РСр 150 кг необходим V06

(120-140) MJ,

(200-300)

Pep 250 кг необходим V06 м3 и т.д.

Геометрические размеры дискообразного баллона при известном V06 зависят от соотношения диаметра баллона } к его толщине (h) в миделе. В нашем случае выбрано соотношение d/h в пределах 8-12. Это соотношение обеспечивает коэффициент лобового сопротивления порядка 0,02, дальнейшее уменьшение толщины баллона почти не снижает этот коэффициент, но су- щественно увеличивает диаметр баллона.

Зная классическую формулу расчета Объема шарового сегмента и учитывая, что объем дискообразного баллона образуется из объемов двух шаровых сегментов, выводим формулу расчета геометрических размеров баллонов для наших условий (см. фиг.2).

. Р . 90 06 0,98 ср 100

т.к.У |.ЫЗ()2+ф%

то при d/h 10, d .

При заданном d/h 10, d 3 3W0e, значит, при заданном V06 можно рассчитать размеры баллонов для разных РСр.

Данные расчетов сведены в таблицу,

0

5

0

5

0

5

0

5

Примерами конкретного использования дискообразных крыльев в летательных аппаратах можно считать планер Дископлан- 1 и самолет Дископлан-2. Испытания этих аппаратов показали, что дискообразное крыло позволяет эффективно управлять полетом, при этом, критический угол атаки может достигать 45°, что втрое больше, чем у обычного крыла. При этом сохраняется автоматическая стабилизация аппарата как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Но в этих аппаратах дискообразные крылья пустотелые и они осуществляют поддерживающую функцию только за счет аэродинамических характеристик, полностью зависящих от скорости и равномерности встречного воздушного потока.

Технико-экономические преимущества предлагаемой конструкции летательного аппарата заключается в том, что она позволяет совершать полеты, используя только мускульную силу пилота и без предварительного набора высоты (как этого требуют дельтапланы):

Такие аппараты могут стать новым массовым спортивным снарядом и обеспечить создание новых увлекательных видов спор- тивных состязаний по скорости и высоте подъема, по дальности и скорости полетов по прямой, по скорости облета препятствий и т.п.

Формула изобретения Летательный аппарат с мускульным приводом, содержащий два соосных винта противоположного вращения, оболочку, заполненную газом легче воздуха, и педальный привод с цепной передачей, отличающийся тем, что, с целью улучшения аэродинамических характеристик, оболочка выполнена в виде двояковыпуклого диска с отношением диаметра к толщине, составляющим 8-12 и компенсирующим 85-95% взлетного веса аппарата.

фиг.1

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к летательным аппаратам с мускульным приводом, Целью изобретения является улучшение аэродинамических характеристик летательного аппарата. Летательный аппарат с мускульным приводом содержит два соосных винта противоположного вращения, оболочку, заполненную газом легче воздуха, и педальный привод с цепной передачей. Поставленная цель достигается тем, что оболочка выполнена в виде двояковыпуклого диска с отношением диаметра к толщине, составляющим 8-12 и компенсирующим 85-95% взлетного веса аппарата. 1 ил.