Повітряний велосипед “автожір”

Повітряний велосипед, що включає повітряний гвинт і посадочну платформу, який відрізняється тим, що він містить вітромеханічний привід (вітроелектростанцію) і повітряний каркаснопарусний несучий гвинт, опорні і несучі колеса яких через ободи і кільця "хула-хуп" з'єднані при 3 ністю 80-100 кВт, який через натяжний пристрій 19 і кріплення 20 поєднаний з фланцем 21 трубчатої стійки 6. На фланці 21 закріплено ексцентрикове гальмо 22 зі стопором та вентилятор 23. Вал 7 через грунд-буксу 24 і підшипники 11 рухомо закріплений від осьового вертикального переміщення. В трубчатій стійці 6 на середній частині якої ззовні закріплений столик 25 і приборна панель для пілота. З компасом, радіовисотоміром і датчиком швидкості (на кресленні умовно не зображені). На нижній частині генератора 18 з його валом з'єднаний і закріплений на корпусі генератора тахометр 26. Платформа 1 велосипеда нижня частина вала 7, трубчата стійка 6, генератор 18, електроіндукційний нагрівач 27 закриті зверху полістироловими куполами 28 і 29 з двома вхідними-вихідними пройомами 30, які перекриваються безпройомною частиною куполів їх проворотом в горизонтальній площині, використовуючи прорізі 31. Внизу під платформою 1 закріплені габаритні проблискові маячки 32 та дві курсові і три посадочні фари 33. Також ззовні на платформі рухомо закріплений пошуковий прожектор, керуємий з кабіни (на кресленні не зображений). Верхня частина вала 7 обладнана гвинтом каркасно-парусним (Г.П.К.П.) у вигляді трубчатих арочних дуг 34 вхідного набігаючого потоку і менших дуг 35 вихідного потоку з продітими на них через прострочені дугові кармани брезентовими або поліпропіленовими просоченими герметиком парусами 36, а дуги своїми торцевими кінцями приварені - з одного боку до обтічника-ступиці 13, а з другого боку до верхньої частини трубчатого кільця 37. Лопаті 38 вітромеханічного приводу вітроелектростанції у вигляді пустотілих півциліндрів довжиною ~ 1,2 м, напівзаглушених по торцях листовими шайбами 39 розміром ф 0,5*0,1 м приварені до ободів 37, 13 та надійно розкріплені. Поз. 40 позначено ребро жорсткості лопаті. Поз. 41 позначений набігаючий потік вітру незалежно від напрямку. При цьому повітряний потік попаде в напівзакриту пустотілу циліндричну лопасть і своїм тиском прокручує вал приводу. Принцип роботи повітряного велосипеда і керування ним: Набігаючий потік вітру, поз. 41 розкручує ротор вітромеханічного приводу - вітроелектростанції переносної до 120-360 обертів за хвилину. При цьому гвинт повітряний каркасно-парусний (Г.П.К.П.) своїми дугами 34 захвачує повітряний потік під парус 36 і нагнітається під ним як в напівзакритому об'ємі від чого утворюється підйомна сила Г.П.К.П. Чим більша швидкість обертання вітромеханічного приводу, а значить і Г.П.К.П., тим більша підйомна сила. Частину якої можна отримати в горизонтальному напрямку, тобто як для вертикального, так і горизонтального польоту за рахунок часткового наклону трубчатої стійки з валом - ротором приводу рукою пілота, знявши попередньо стопор і ручне гальмо 22 зі шківа клиноремінної передачі. При цьому запрацює також електрогенератор 18 потужності якого в 80-100 кВт буде достатньо для обігріву, освітлення в т.ч. фарами і проблисковими маячками шляху польоту і пошукового протектора при необхідності. 56969 4 Висота підйому велосипеда регулюється гальмом 22, а швидкість і напрямок горизонтального польоту нахилом трубчатої стійки при фіксації кульової опори 5 грунд-буксою 8 на необхідну величину натягу для само фіксації положення трубчатої стійки. Для посадки перевести стійку в вертикальне положення і поступово загальмувати ротор приводу гальмом 22 після посадки встановити на гальмо стопор і через прорізі 31 прокрутити купол 29, щоб відкрити пройоми 30 для виходу із кабіни. Розрахунок потужності вітромеханічного приводу - передвижної вітроелектростанції та підйомної сили Г.П.К.П. і велосипеда в цілому. Вихідні для розрахунку: Дн=2 м - зовнішній діаметр вітромеханічного приводу. n=120-360 об/хв - число обертів ротора вітромеханічного приводу. d=0,5 м - діаметр пустотілої циліндричної робочої півлопасті "збираючої нагнітаючої дії потоку". L=1,2 м - довжина робочих лопатей. K=16 шт - число робочих лопастей привода і число каркасних парусів Г.П.К.П. v=10-12,5 м/сек - швидкість вітру, а при поривах до 20-30 м/сек. Dcep=Dн-d/2=2-0,5:2=2-0,25=1,75 м - середній діаметр вітромеханічного приводу і Г.П.К.П. v=*Dcep*n:60=3,14*1,75*360:60=33 м/сек швидкість набігаючого потоку вітру під парус Г.П.К.П. 2 2 2 q=0,61*v :9,8=0,61*33 :9,8=68 кг/м - питомий тиск на парусний Г.П.К.П. див. "СНИП" 2.01.07-85. F=0,785*Dн2=0,785*22=3,14 - парусність, площа робочої поверхні Г.П.К.П. Q=q*F=68*3,14=213 кг - підйомна сила, що достатньо для двох пілотів і невеликого вантажу. При збільшенні швидкості вітру до 20-30 м/сек, збільшиться число обертів ротора приводу, що приведе до збільшення питомого тиску і підйомної сили Г.П.К.П. Потужність вітромеханічного приводу - вітроелектростанції переносної буде: Вихідні дані: Dн=2 м - зовнішній діаметр d=0,5 м діаметр пустотілої циліндричної півлопасті «напівзакритої днищами-шайбами ф 0,5*ф 0,1 м об'єму вбираючої нагнітаючої дії потоку». b=0,2 м - ширина товщина півлопасті. L=1,2 м - довжина півлопасті. K=16 півлопастей. Dcep=Dн-d=2-0,5=1,5 м - середній діаметр. R=75 см - середній радіус. n=120-360 об/хв - число обертів ротора вітроприводу. V=10-12,5 м/сек - швидкість мінімального вітру з поривами до v=20-30 м/сек, див. «СНИП 2.01.0785» з питомим тиском в залежності від швидкості вітру. q10=0,61*v2:9,8=0,61*102:9,8=6 кг/м2 q12,5=0,61*12,52:9,8=15 кг/м2 q20=0,61*202:9,8=25 кг/м2 q30=0,61*302:9,8=56 кг/м2 F=*d*L*K:2=3,14*0,5*1,2:2=15,072 ( 15 м2) парусність всіх лопатей, сумарна сила на лопасті в 5 залежності від питомого тиску і швидкості вітру. P10=q10*F=6*15=90 кг P12,5=q12,5*F=15*15=225 кг P20=q20*F=25*15=375 кг P30=q30*F=56*15=840 кг Крутний момент буде: Мкр=P10*R=90*75=6750 кг см. Мкр12,5=P12,5*R=225*75=16875 кг см. Мкр20=P20*R=375*75=28175 кг см. 56969 6 Мкр30=P30*R=840*75=63000 кг см. Потужність буде: N10=Мкр10*n:97500=6750*360:97500=25 кВт. N12,5=Мкр*n:97500=16875*360:97500=62 кВт. N20=Мкр20*n:97500=28175*360:97500=104 кВт. N30=Мкр30*n:97500=63000*360:97500=233 кВт. Такої потужності буде достатньо для електрогенератора N=100 кВт тролейбусного і на привід гвинта каркасно-парусного Г.П.К.П. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 56969 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601