Процес створення вертикальної тяги для літаків маховими рухами крила

Реферат: Запропоновано процес створення вертикальної або вертикально-горизонтальної тяги для літальних апаратів, важчих за повітря, швидкісними маховими рухами крила, які здійснюються в результаті дії тиску продуктів згоряння палив або паливних сумішей на крило, через деталь крила, яка закриває герметично камеру згоряння в момент самого згоряння, а саме згоряння здійснюють по наступних варіантах: перший - без стискання палив або паливних сумішей в камері, другий- з стисканням газів або парів палив або паливних сумішей шляхом зменшення загального об'єму співвісних камер внаслідок руху рухомої співвісної камери відносно нерухомої камери. UA 100740 C2 (12) UA 100740 C2 UA 100740 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до авіаційного машинобудування і може бути використаний для зльоту та приземлення сучасних літальних апаратів, важчих за повітря (далі і в заголовку літаки), як заміна або як доповнення сучасних систем перетворення частини горизонтальної тяги двигунів у вертикальну складову. Ця сучасна система загальновідома [1]. Слід лише зазначити, що вищевказана система далеко не ідеальна. Про це свідчать багаточисельні аварії і катастрофи з дуже важкими наслідками. Причин для них багато - і в тому числі: незадовільний процес перетворення частини горизонтальної тяги у вертикальну. Сюди треба віднести: 1. Відсутність у сучасних літаків окремої, незалежної від горизонтальної тяги і швидкості, стабільної, достатньої вертикальної тяги, особливо при зльоті та приземленні. Воєнні літаки зі зміною вектора тяги не ідеальні в плані економічності, зльоту і приземлення на ґрунті, складності - ненадійності. 2. Високі втрати на створення вертикальної тяги на закрилках, створення кута атаки. Технічною задачею даного винаходу є створення системи двигун - махове крило (далі система) або частина крила (далі крило). При цьому система повинна відповідати наступним технічним умовам. 1. Дія двигуна на крило пряма. Це значить, що енергія спаленого палива передається через спільну для двигуна і крила деталь. Ця деталь (далі консоль) поз. 8 фіг. 2, 3. Консоль поєднує двигун і крило в систему. Компресори, трансмісії, редуктори, поршні, шатунно-кривошипні механізми, тобто інерційні системи сучасних двигунів, відсутні. 2. Відсутність інерційних механізмів і систем дає можливість застосувати палива з високою швидкістю згоряння, наприклад, ракетні палива, такі як нітрометан, тверді порохи, - вдуванням. 3. Висока питома потужність - вища за гвинтові і реактивні двигуни, в тому числі і за рахунок використання ракетних палив. 4. Простота конструкції і дії. 5. Більш високий коефіцієнт корисної дії за рахунок, наприклад, використання енергії пружних хвиль вихлопних газів для дії на потоки повітря під крилом. Приклад зображено на фіг. 1. Вищевказані хвилі вихлопних газів (хвилясті лінії) відсікають більший об'єм зустрічних потоків повітря під крило і збільшують таким чином підйомну силу крила без зміни кута атаки. 6. Другий приклад збільшення коефіцієнта корисної дії за рахунок газового підпору маху крила вниз. Це коли мах крила слідує за вихлопом газів і таким чином спирається не тільки на повітряні потоки, але і на вихлопні, турбулізовані гази з більш високим тиском. Вищепереліченим вимогам відповідає система. Двигун системи фіг. 2 складається з циліндричної камери згоряння 9, відкритої з боку торця "Т". Цей торець періодично закривається консоллю 8. На фіг. 2, 3 консоль закриває камеру. Для палив і паливних сумішей, які згорають без попереднього стискання, наприклад, порохи, які вдуваються в камеру, ця камера являє собою елементарний об'єм, фіг. 2 (варіант 1), в який після закриття консоллю 8 потрапляє паливо, згорає і штовхає консоль і крило в робочому маху (вниз), а інша така ж камера штовхає крило вгору фіг. 1. Для палив і паливних сумішей, гази або пари яких потребують стиснення (варіант 2) камера згоряння спрощено показана на фіг. 3. Камера згоряння складається з двох співвісних, один в одному, циліндрів. Зовнішній циліндр 13 ковзає по внутрішньому циліндру 12 і ущільнювальних кільцях 11. Після закриття консоллю 8 зовнішнього циліндра іде вприскування парів палива або палива (у вигляді газу). Консоль у зворотному ході тисне на зовнішній циліндр. Він рухається і зменшується загальний об'єм зовнішнього і внутрішнього циліндрів. Внаслідок цього тиск і температура палива в циліндрах збільшується, паливо згоряє, розширюється і рухає консоль 8 і пов'язане з нею крило в фазу маху вниз. Слідом за консоллю рухається і зовнішній циліндр до упору в торець "Т1". Рух зовнішнього циліндра за консоллю забезпечується пружинами 14 і решіткою 10. Розширення згорілих газів в рухаючому циліндрі 13, роздрібнення потоку газів решіткою і знову розширення вже перед відхідною в маху консоллю створює умови для глушіння звуку вихлопу. Подальше глушіння звуку вихлопу може відбуватись в консолі. Консоль і пов'язане з нею крило, долаючи опір повітря і газового циклона (газовий підпір), виконує роботу створення тяги вгору-вперед. Дія камер по варіанту 1 і 2 по дотичній відносно дуги маху, яка має центр - вісь 1 фіг. 1. Силу і швидкість маху можна регулювати за допомогою дозування палива. Система підготовки палива (для варіанту 2), запалювання, продувка повітрям, змазування в цілому аналогічні відповідним системам для двигунів внутрішнього згоряння [2] і на фіг. 3 не показані. На фіг. 1 схематично зображено авіаційне крило 2, оснащене махаючою частиною крила 4. Мах крила вгору відбувається з допомогою камери 7. Поз. 3 - камера згоряння для дії на крило з 1 UA 100740 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 ціллю маху вниз. Поз. 5 відбійник вихлопних газів вниз під крило. Поз. 6 важіль і консоль камери 7. Це лише один з можливих варіантів. В цілому процес дії системи треба вивчати на аеродинамічних вагах і в аеродинамічній трубі. Система, як елемент вертикальної тяги, може досягати позначок вертикального зльоту і приземлення або зменшення пробігу, особливо, в легких типах літаків за рахунок вищеперелічених технічних умов. Важливою особливістю системи є те, що у виключеному стані вона не є перешкодою для класичного крила. Крім того дію двох двигунів системи (варіанти 1 і 2) можна використовувати (наприклад, через обгінну муфту) в різних областях техніки фіг. 4. На фіг. 4 схематично зображено камери згоряння 15, важелі-консолі 16 і обгінна муфта 17. Робота системи така: почергово працюють камери, штовхаючі важелі-консолі від однієї камери до другої і передаючі коливальний рух на обгінну муфту, яка вищевказаний рух перетворює в обертальний рух. Список використаної літератури 1. Аронин Г.С. Практическая аэродинамика (учебник для летного состава). Воениздат, 1962, 384 стр. 2. Хачиян А.С., Морозов К.А., Луканин В.Н. Двигатели внутреннего сгорания. Транспорт, 1985, 312 стр. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Процес створення вертикальної або вертикально-горизонтальної тяги для літальних апаратів, важчих за повітря, швидкісними маховими рухами крила, які здійснюють в результаті дії тиску продуктів згоряння палив або паливних сумішей на крило, через деталь крила, яка закриває герметично камеру згоряння в момент самого згоряння, а саме згоряння здійснюють по наступних варіантах: перший - без стискання палив або паливних сумішей в камері, другий - з стисканням газів або парів палив або паливних сумішей шляхом зменшення загального об'єму співвісних камер внаслідок руху рухомої співвісної камери відносно нерухомої камери. 2. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що повний маховий рух крила створюють діями двигунів в протилежних напрямках. 3. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що за допомогою пружних хвиль вихлопних газів двигуна відсікається і турбулізується більший об'єм зустрічних повітряних потоків під махаюче крило. 4. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що решітка на торці рухомої камери по першому варіанту згоряння виконує роль деталі глушіння звуку вихлопу. 5. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що решітка на торці рухомої камери по другому варіанту згоряння виконує роль деталі, на яку тиснуть продукти згоряння для повернення рухомої камери в положення максимального сумарного об'єму рухомої і нерухомої камери, а також як деталь глушіння звуку вихлопу. 6. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що як палива і паливні суміші по першому варіанту і другому варіанту згоряння використовують ракетні палива. 2 UA 100740 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3