Спосіб примусового наповнення крила параплана (варіанти) та параплан

Винахід відноситься до області надлегких літальних апаратів і може бути використаний для створення парапланів. Відомий пристрій, що називається "Параплан" [див, патент РФ 2021166 кл.5 B64D17/02 від 1994.10.15.]. Ціль винаходу: підвищення безпеки пілота при старті та у польоті. Параплан містить купол аеродинамічного профілю, верхня і нижня поверхні якого виконані з повітронепроникного матеріалу. Лонжерон виконаний твердим на всьому розмаху купола і розміщений у його передній крайці. Підвісна система пілота містить шарнірно закріпленими і розташованими по обох сторонах від пілота двома керуючими двоплечими важелями, на плечах яких закріплені стропи. Недоліком винаходу є те, що ціль винаходу досягнута за рахунок значного ускладнення конструкції. Відомий спосіб наповнення крила параплана, що називається "наддування секцій крила параплана швидкісним напором" [1]. Конструкція параплана [1] характеризується тим, що профіль крила підтримується надлишковим тиском, який забезпечується швидкісним напором повітря, що надходить через повітрозбірники (стор.94 [1]). При польотах в атмосфері із сильними турбулентними потоками крило параплана може деформуватися під дією сильних стискаючих, згинаючих і складаючих сил. Під дією цих сил деякі секції параплана можуть бути деформовані до такого ступеня, що частина купола втратить аеродинамічну форму, через те що надлишковий тиск, що надуває кожну секцію параплана, отримано за рахунок швидкісного напору повітря, що надходить через повітрозбірники. Це приводить до втрати керованості параплана і може привести до травмування пілота. Установка на повітрозбірниках зворотних клапанів приводить до погіршення конструкції, тому що затримує відновлення форми купола в польоті після його зламу при попаданні параплана в турбулентні потоки або через помилку пілота. Задачею винаходу є зміна конструкції параплана, що дозволило б підвищити надійність параплана і поліпшити його аеродинамічні характеристики без значного ускладнення його конструкції і без ускладнення керування парапланом. Для цієї мети в проміжок між верхньою і нижньою поверхнями параплана вставляється і накачується газом еластична повітронепроникна оболонка. У цьому випадку аеродинамічна форма купола параплана підтримується не за рахунок зустрічного потоку повітря, що надходить через повітрозбірники, а за рахунок надлишкового тиску газу, закачаного в еластичну повітронепроникну оболонку. У зв'язку з тим, що конструкція параплана не відрізняється від традиційної [1], він може літати і без еластичної повітронепроникної оболонки, тому, у випадку розриву еластичної повітронепроникної оболонки в польоті чи : втрати її герметичності, параплан зможе продовжувати політ. При цьому аеродинамічна форма купола параплана буде підтримуватися традиційним способом - за рахунок зустрічного потоку повітря. З гіршими льотними характеристиками він буде здатний продовжувати політ і зробити плавну і керовану посадку. На Фіг.1 зображений параплан: вид зверху і вид спереду На Фіг.2 зображені два розрізи секції параплана для випадку, коли для наповнення секцій крила параплана використовується одна загальна еластична повітронепроникна оболонка (п.3 Формули винаходу). На Фіг.3 зображене розташування еластичної повітронепроникної оболонки у всі х секціях параплана (п.3 Формули винаходу). На Фіг.4 зображене розміщення еластичної повітронепроникної оболонки в центральних секціях параплана (п.4 Формули винаходу). На Фіг.5 зображені два розрізи секції параплана для випадку, коли для наповнення кожної секцій крила параплана використовується своя еластична повітронепроникна оболонка (п.5 Формули винаходу). Конструкція єдиної для параплана еластичної повітронепроникної оболонки показана на Фіг.6. Конструкція еластичної повітронепроникної оболонки для кожної секції крила параплана показана на Фіг.7. Крило параплана 1 складається із секцій 2, кількість яких визначається конструкцією параплана. Кожна секція 2 крила параплана 1 складається з верхньої поверхні 3, нижньої поверхні 4, сітки повітрозбірника 5 і двох нервюр 6. Нервюри 6 кожної суміжної секції 2 є загальними. Крило параплана 1 з'єднується через систему строп 7 з підвісною системою 8. У кожній нервюрі є отвори повітропровідності 9. У секціях 2 у проміжку між верхньою поверхнею 3 і нижньою поверхнею 4 знаходиться еластична повітронепроникна оболонка 10, у якій створений надлишковий тиск, що формує аеродинамічний профіль крила параплана. Еластична повітронепроникна оболонка складається із секційних камер 11, повітронепроникних перемичок 12 і горловини 13. Спосіб примусового наповнення крила параплана полягає в тім, що аеродинамічний профіль крила параплана формується за допомогою надлишкового тиску повітря, який знаходиться між верхньою і нижньою поверхнями крила параплана, надлишковий тиск повітря створюється усередині еластичної повітронепроникної оболонки, яка знаходиться між верхньою і нижньою поверхнями крила параплана. Спосіб примусового наповнення крила параплана передбачає те, що легка еластична повітронепроникна оболонка накачується газом, питома вага якого менше, ніж у повітря. Параплан містить систему строп, підвісну систему і крило аеродинамічної форми, яке складається із секцій, кожна з яких складається з: верхньої поверхні, виконаної з повітронепроникного матеріалу, нижньої поверхні, виконаної з повітронепроникного матеріалу, сітки повітрозбірника, виконаних з повітропроникної гнучкої сітки і двох нервюр, при цьому він додатково містить легку еластичну повітронепроникну оболонку, яка з метою формування профілю крила вставлена в кожну секцію параплана в простір між верхньою, нижньою поверхнями, нервюрами і сіткою повітрозбірника і накачана газом. Крило параплана, що має традиційну конструкцію [1], у польоті через помилки пілота і під дією різних зовнішніх деформуючих сил піддається впливам, що прагнуть видалити із секцій 2 повітря, що створює надлишковий тиск, що підтримує аеродинамічний профіль крила 1. Втрата аеродинамічної форми крила 1 параплана приведе до некерованого польоту і травмування пілота. При використанні способу примусового наповнення крила параплана надлишковий тиск у секціях 2 крила 1 параплана створюється за рахунок надлишкового тиску газу усередині еластичної повітронепроникної оболонки 10, що знаходиться усередині секцій 2 крила параплана. При використанні цього способу ніякі деформуючі сили і помилки пілота, які не викликали руйнування матеріалу параплана, не здатні усун ути надлишковий тиск у секціях 2 крила 1 параплана і тим самим порушити його аеродинамічну форму. Розглянемо роботу параплана, у якому застосований спосіб примусового наповнення крила. Перед польотом в усі секції крила 1 параплана вставляється еластична повітронепроникна оболонка 10, і повітрозбірник кожної секції 2 крила 1 параплана закривається сіткою 5. Потім еластична повітронепроникна оболонка 10 накачується газом через горловину 13. Еластична повітронепроникна оболонка 10 під дією надлишкового тиску заповнює весь простір секцій 2. Сітка повітрозбірника 5 не дасть еластичній повітронепроникній оболонці 10 спотворити аеродинамічну форму крила 1. Еластична повітронепроникна оболонка 10 повинна бути легкою, тому що впливу деформуючи х сил піддається матеріал, з якого зроблені секції 2 параплана. Після накачування еластичної повітронепроникної оболонки 10 параплан робить зліт, політ і посадку так само, як і параплан, що використовує спосіб наддування секцій крила параплана швидкісним напором. При польоті параплана може виникнути ситуація, при якій еластична повітронепроникна оболонка 10 розірветься чи втратить герметичність, тобто тиск у ній зменшиться. Для цієї мети повітрозбірники закриті сітками повітрозбірника 5, через які в тому випадку, якщо тиск швидкісного напору буде перевищувати надлишковий тиск усередині еластичної повітронепроникної оболонки 10, зустрічний повітроний потік буде надувати дефектні секції і не дасть спотворити форму крила 1 параплана. Конструкція однієї для усього параплана еластичної "повітронепроникної оболонки показана на Фіг.6. При її застосуванні секційні камери 11 вставляються усередину секцій крила параплана 2, а повітронепроникні перемички 12 повинні проходити через отвори повітропровідності 9. Горловина 13 служить для накачування газу в еластичну повітронепроникну оболонку 10 і повинна розташовува тися біля однієї із сіток повітрозбірника 5 усередині секції крила параплана 2. Великий вплив на аеродинамічні характеристики параплана робить лобовий опір параплана. При застосуванні способу примусового наповнення крила параплана лобовий опір крила 1 параплана зменшиться через те, що повітрозбірники будуть закриті еластичною повітронепроникною оболонкою 8. Це знизить лобовий опір параплана на 20-30%. Великий вплив на аеродинамічні характеристики параплана робить вага параплана. Тому в еластичну повітронепроникну оболонку 10 краще накачувати газ, питома вага якого менше, ніж у повітря. При застосуванні такого способу накачування еластичної повітронепроникної оболонки 10 за рахунок одержуваної в цьому випадку піднімальної сили польотна вага параплана буде зменшена на величину цієї піднімальної сили. Наприклад, питома вантажопідйомність гелію 1,1143кг/м 3 [2]. При обсязі крила параплана в 5м 3 піднімальна сила газу, закачаного в герметичну оболонку, буде дорівнювати 5,5кг. Якщо загальна вага еластичної герметичної оболонки складе 2кг, надлишкова піднімальна сила складе 3,5кг. Ця сила використовується для зменшення злітної ваги крила параплана. Крім поліпшення аеродинамічних характеристик крила параплана, надлишкова піднімальна сила полегшить старт параплана в безвітряну погоду чи при слабкому вітрі, а також із майданчиків, що мають обмежену площу. Параплан додатково містить легку еластичну повітронепроникну оболонку, яка з метою формування профілю крила вставлена в центральні секції параплана в простір між верхньою, нижньою поверхнями, нервюрами і сіткою повітрозбірника і накачана газом. При польотах на парапланах традиційної конструкції [1] для екстреної посадки застосовуються способи додавання консольних частин крила 1 параплана для зменшення піднімальної сили і плавного зниження. Для того щоб у параплані, у якому застосований спосіб примусового наповнення крила, була можливість застосування таких способів польотів, примусове наповнення секцій параплана повинне застосовуватися тільки до центральних секцій крила 1 параплана. На Фіг.4 зображене розташування еластичних герметичних оболонок у центральних секціях параплана. Хоча це збільшить лобовий опір і скоротить зменшення ваги параплана, у випадку наповнення еластичної повітронепроникної оболонки 10 газом з низькою питомою вагою, льотні характеристики, зв'язані з надійністю польоту параплана в атмосфері з великими, і турбулентними потоками, збережуться високими. Параплан додатково містить кілька еластичних : повітронепроникних оболонок, кожна з яких з метою формування профілю крила вставлена в одну секцію крила параплана в простір між верхньою, нижньою поверхнями, нервюрами і сіткою повітрозбірника і накачана газом. Застосування декількох еластичних повітронепроникних оболонок дозволяє спростити й здешевити їхню конструкцію. Тиск у кожній секції 2 параплана повинен бути встановлений виробником при розробці та іспитах параплана. Розглянемо роботу параплана в цьому випадку. Перед польотом у кожну секцію 2 крила параплана вставляється своя еластична повітронепроникна оболонка 10, конструкція якої приведена на Фіг.7. Через горловину 13 вона накачується газом і закривається сіткою повітрозбірника 5. Робота параплана не відрізняється від роботи, описаної в пункті 3. У випадку розриву однієї з еластичних повітронепроникних оболонок 10, дефектна секція 2 крила параплана починає наповнюватися зустрічним швидкісним напором, що не перешкодить пілоту продовжити політ. Література: 1. Іванов П.И. Проектування, виготовлення й іспит параплана. Москва Феодосія.-Рекламно-видавнича фірма "ЭКМА+", Феодосія, тел.3-70-19. 2 . Зайцева Н.А. Аерологія.-Л.: Гидрометеоиздат, 1990.