Літальний апарат типу “літаюча тарілка”

1 Літальний апарат типу "літаюча тарілка", який містить корпус круглої форми, кабіну з органами управління апаратом, горизонтально розміщену кільцеву проточну камеру з вхідним прямолінійним каналом, що має вхідний отвір, сполучений з атмосферою, і вихідним прямолінійним каналом, що має ВИХІДНІ отвори, сполучені з атмосферою, змонтований на опорах нагнітач, що складається з приводу з робочим колесом, основне обертове кільце з приводом, розташоване усередині кільцевої проточної камери, і систему управління з ВІДВІДНИМИ каналами, заслінками і поворотними щитками, який відрізняється тим, що він обладнаний кільцевою опорою і додатковим обертовим кільцем, що встановлені усередині кільцевої проточної камери під основним обертовим кільцем, при цьому додаткове обертове кільце зв'язане з приводом основного обертового кільця з можливістю обертання в протилежному від основного кільця напрямку, вхідний і вихідний прямолінійні канали розміщені уздовж подовжньої осі літального апа видається під відповідальність власника патенту 11 рата, кільцева проточна камера має перегородку, сполучену ВІДПОВІДНО з вхідним і вихідним прямолінійними каналами, у якій є проріз під обертові кільця і кільцеву опору, нагнітач встановлений усередині вихідного прямолінійного каналу, опори нагнітача виконані у вигляді порожніх ПІЛОНІВ, порожнини яких повідомлені з порожниною прямолінійного вихідного каналу через керовані клапани з ВІДВІДНИМИ каналами, відкритими з боку їхніх вільних торців, заслінки системи управління розміщені на вході одного з вихідних отворів, поворотні щитки системи управління розміщені над згаданим отвором у проточній частині вихідного прямолінійного каналу 2 Літальний апарат типу "літаюча тарілка" за п 1, який відрізняється тим, що один з вихідних отворів у вихідному прямолінійному каналі виконаний з нижньої сторони літального апарата, геометричний центр якого сполучений з вертикальною віссю літального апарата 3 Літальний апарат типу "літаюча тарілка" за пп 1, 2, який відрізняється тим, що як привід обертових кілець використовують електричний привід, генератор якого зв'язаний із приводом нагнітача 4 Літальний апарат типу "літаюча тарілка" за пп 1, 2, 3, який відрізняється тим, що привід розміщений у порожнині, виконаній в кільцевій опорі (О Винахід відноситься до авіаційної техніки, зокрема до літальних апаратів вертикального зльоту і посадки Відомий літальний апарат типу "літаючої тарілки" по патенту США №6270036В1, МПК7В64С15/00, 29/00 публ 07 08 2001, який містить корпус круглої форми, кабіну з органами управління апаратом, проточну камеру з вхідним і вихідним отворами, повідомленими з атмосферою, нагнітач, що складається з привода з робочим колесом, основне обертове кільце з приводом, систему управління з каналами що відводять, заслінками і поворотними щитками На відміну від заявленого, у приведеному літальному апараті обертове кільце великої площі розташовано на ЗОВНІШНІЙ поверхні літального апарату у верхній його частині Підйомна сила в приведеному літальному апараті створюється за рахунок різниці тисків повітряного потоку над апаратом і під апаратом, шляхом омивання обертового кільця струменями стиснутого повітря Недоліком приведеного апарату є низька СТІЙКІСТЬ апарату при горизонтальному переміщенні, унаслідок взаємодії, повітряного потоку що набігає зі струменями стиснутого повітря, яке омиває обертове кільце Завдяки тому, що струмені стиснутого повітря, які омивають обертове кільце, захоплюються цим кільцем у напрямку його обертання, то в тій області обертового кільця, де напрямок його обертання збігається з напрямком потоку повітря, що набігає, сумарна швидкість потоку буде вище, ніж у протилежній області обертового кіль 62724 лом, що має ВИХІДНІ отвори, повідомлені з атмосферою, змонтований на опорах нагнітач, що складається з привода з робочим колесом, основне обертове кільце з приводом, розташоване усередині кільцевої проточної камери, і систему управління з каналами що відводять, заслінками і поворотними щитками, згідно винаходу, постачений кільцевою опорою і додатковим обертовим кільцем, що встановлені усередині кільцевої проточної камери під основним обертовим кільцем, при цьому додаткове обертове кільце зв'язане з приводом основного обертового кільця з можливістю обертання в протилежному від основного кільця напрямку, вхідний і вихідний прямолінійні канали розміщені уздовж подовжньої осі літального апарата, кільцева проточна камера має перегородку, сполучену ВІДПОВІДНО з вхідним і вихідним прямолінійними каналами, у якій мається проріз під обертові кільця і кільцеву опору, нагнітач встановлений усередині вихідного прямолінійного каналу, опори нагнітача виконані у виді порожніх ПІЛОНІВ, порожнини яких повідомлені з порожниною прямолінійного вихідного каналу через керовані клапани і з каналами що відводять, відкритими з боку їхніх вільних торців, заслінки системи управління розУ приведеному літальному апараті підйомна міщені на вході одного з вихідних отворів, а повосила створюється реактивним струменем повітря, ротні щитки системи управління розміщені над що створюється робочим колесом нагнітача Горизгаданим отвором у проточній частині вихідного зонтальне переміщення апарата після вертикальпрямолінійного каналу ного зльоту і набору висоти, забезпечує відхиленням вектора тяги, що обумовлює низьку його маОдин з вихідних отворів у вихідному прямоліневреність І СТІЙКІСТЬ нійному каналі виконаний з нижньої сторони літального апарата, геометричний центр якого сполуВідносно низька вантажопідйомність обумовчений з вертикальною віссю літального апарата лена низьким КПД робочого текучого середовища Збільшення вантажопідйомності приводить до неУ якості привода обертових кілець використораціональною збільшення потужності двигунів і вують електричний приводі генератор якого зв'яВІДПОВІДНО їхніх габаритів, тому що вантажопідйозаний із приводом нагнітача мність у приведеному апараті прямо пропорційна Привод розміщений у порожнині, яка виконана потужності двигунів в кільцевій опорі Ефект Магнуса в приведеному літальному Завдяки тому, що в літальному апараті для апараті виникає при взаємодії горизонтального створення підйомної сили використовується оберобертового кільця з потоком повітря, що набігає, і тові у взаємнопротилежних напрямках кільця, розсприяє зниженню фронтального тиску на апарат ташовані усередині кільцевої проточної камери і за рахунок того, що зовнішня поверхня обертового взаємодіючі з потоком повітря, що рухається усекільця повідомляє потоку повітря, що набігає поредині, цієї камери, причому напрямок обертання переду, додаткову швидкість обертального руху верхнього кільця збігається з напрямком руху повітряного потоку в кільцевій проточній камері, досяПричиною, що перешкоджає досягненню техгається реалізація ефекті Магнуса з найбільшою нічного результату є те, що конструктивне рішення ефективністю Сукупність ознак, викладена у форв приведеному апараті не дозволяє повною мірою мулі винаходу, що стосується конструктивного використовувати можливість ефекту Магнуса для рішення кільцевої проточної камери з обертовими створення підйомної сили кільцями, із вхідними і вихідним прямолінійними В основу винаходу поставлено задачу, удоканалами, розташованими уздовж подовжньої осі сконалити літальний апарат типу "літаючої тарілапарата, і з ВІДПОВІДНИМ розташуванням каналів, ки", шляхом уведення нових конструктивних елещо відводять, поворотних щитків і заслінок систементів, зміни особливостей конструктивного викоми керування дозволила забезпечити перерозпонання і нового взаємозв'язку між ними, забезпечиділ потоку текучого середовища і за рахунок цього ти перерозподіл потоку текучого середовища і за підвищити КПД робочою текучого середовища, рахунок цього підвищити ККД робочого текучого СТІЙКІСТЬ апарата, забезпечити його безпеку і масередовища, СТІЙКІСТЬ апарата, забезпечити його невреність і збільшити вантажопідйомність безпеку і маневреність і збільшити вантажопідйомність Перелік фігур креслення Задача вирішена тим, що літальний апарат, На фіг 1 - загальний вигляд літального апараякий містить корпус круглої форми, кабіну з оргата типу "літаючої тарілки" (вид збоку), нами управління апаратом, горизонтально розміфіг 2 - загальний вигляд літального апарата щену кільцеву проточну камеру з вхідним прямолітипу "літаючої тарілки" (вид зверху), нійним каналом, що має вхідний отвір, повідомлефіг 3 - загальний вигляд літального апарата ний з атмосферою і вихідним прямолінійним канатипу "літаючої тарілки" у перетині по А-А, ця, де напрямок його обертання протилежний напрямку потоку повітря, що набігає Це приводить до нерівномірного розподілу тиску середи по поверхні обертового кільця, що у свою чергу викликає появу значних моментів, що кренять, компенсація яких при даній конструкції апарата можливо лише шляхом введення в конструкцію, приведеного літального апарата, складних спеціальних пристроїв Найбільш близьким аналогом по сукупності ознак до заявленого є літальний апарат типу "літаючої тарілки" по Ас СРСР №1496630, МКВ 4В64С29/00.39/06, який містить корпус круглої форми, кабіну з органами управління апаратом, горизонтально розміщену кільцеву проточну камеру з вхідним прямолінійним каналом, що має вхідний отвір, повідомлений з атмосферою і вихідним прямолінійним каналом що має ВИХІДНІ отвори, повідомлені з атмосферою, змонтований на опорах нагнітач, що складається з приводу з робочим колесом, основне обертове кільце з приводом, розташоване усередині кільцевої проточної камери, і систему управління з каналами, що відводять, заслінками і поворотними щитками 62724 чергу, повідомляється з атмосферою через різні технологічні отвори У перегородці 14 кільцевої проточної камери 4 виконаний отвір під опорне кільце 16 і обертові кільця 17 і 18 У передній частині кільцевої проточної камери опорне кільце 16 і обертові кільця 17 і П 18 закриті захисним кожухом 25, що охороняє обеЛітальний апарат типу "літаючої тарілки" місртові кільця 17 і 18 від взаємодії зі скошеним повітить круглої форми корпус 1, кабіну 2 з органами тряним потоком, що виходи із прямолінійного вхідуправління, накриту зверху напівсферичним проного каналу 5 Усередині вхідного прямолінійного зорим ліхтарем 3, горизонтально розміщену кільканалу 5, безпосередньо за вхідним отвором 6 цеву проточну камеру 4 із вхідним прямолінійним розташований направляючий апарат 26 каналом 5, що має вхідний отвір 6, повідомлений з атмосферою і вихідним прямолінійним каналом 7, Система управління літальним апаратом що має ВИХІДНІ отвори 8 і 9, повідомлені з атмосскладається з поворотних заслінок 27 розташоваферою, нагнітач 10, що складається з привода (на них над входом у вихідний отвір 8, з можливістю кресленні не показано) і робочих коліс 11, змонтойого перекриття Геометричний центр вихідного ваний на опорах 12 усередині прямолінійного виотвору 8 сполучений з вертикальною віссю літальхідного каналу 7 Вихідний отвір 8 у вихідному ного апарата Поворотні щитки 28 і 29 системи прямолінійному каналі виконаний з нижньої стороуправління виконані у виді симетричних профілів і ни літального апарата, геометричний центр якого розташовані за нагнітачем 10 у проточній частині сполучений з вертикальною віссю літального апапрямолінійного вихідною каналу 7 над вихідним рата отвором 8 Канали, що відводять, ЗО, 33, 36 системи управління відкриті з боку їхніх вільних торців Опори 12 виконані у вигляді порожніх ПІЛОНІВ І і повідомлені з порожниною прямолінійного вихідмають керовані клапани 13, розміщені на передній ного каналу 7 через порожнину ПІЛОНІВ 12 нагнітакрайці ПІЛОНІВ 12, що служать для повідомлення ча 10 за допомогою керованих клапанів 13 Канали внутрішніх порожнин ПІЛОНІВ 12 з порожниною що відводять, ЗО забезпечують ВІДВІД частини стипрямолінійного вихідного каналу 7 Керовані класнутого повітряного потоку з зони за робочим копани 13 відносяться до системи управління літалесом нагнітача для керування літальним апаральним апаратом Кільцева проточна камера 4 має том по крену ВИХІДНІ отвори 31 каналів що відвоперегородку 14 Пілони 15 розміщені усередині дять ЗО розташовані на діаметральнихкільцевої проточної камери 4, і служать для закріпротилежних кінцях корпуса 1 літального апарата плення нерухомого опорного кільця 16 У верхній на його поперечній осі У вихідних отворах 31 качастині опорного кільця 16 розташоване основне налів що відводять ЗО знаходяться горизонтально обертове кільце 17 У нижній частині опорного кірозташовані кермові поверхні 32 що відхиляються льця 16 розташоване додаткове обертове кільце Канали, що відводять, 33 забезпечують ВІДВІД час18 Усередині опорного кільця 16 виконана порожтини стиснутого повітряного потоку з зони за робонина, у якій розміщений привод обертових кілець чим колесом нагнітача для управління літальним 17 і 18, і складається з декількох електродвигунів апаратом за курсом ВИХІДНІ отвори 34 каналів що 19, розташованих на однаковій відстані один від відводять 33 розташовані в задній частині корпусу одного і працюючих синхронно Джерелом жив1 на серединах дуг окружності між подовжньою і лення для електродвигунів 19 служить генератор поперечною осями літального апарата У вихідних (на кресленні не показано), який знаходиться у отворах 34 знаходяться вертикально розташовані кінематичному зв'язку з нагнітачем 10 На валах кермові поверхні 35 Канали, що відводять, 36 заелектродвигунів 19 розміщені упорні приводні робезпечують ВІДВІД частини повітряного потоку для лики 20, що знаходяться в кінематичному зв'язку з управління літальним апаратом по тангажу ВИХІДвнутрішніми поверхнями обертових кілець 17 і 18 і НІ отвори 37 каналів що відводять 36 розташовані забезпечують обертання цих кілець у протилежних в задній частині корпусу 1 літального апарата синапрямках Для фіксації обертових кілець 17 і 18 метрично щодо його подовжньої осі У вихідних на опорному КІЛЬЦІ 16 служать упорні верхні ролиотворах 37 знаходяться горизонтально розташоки 21 і упорні нижні ролики 22, що розташовані в вані кермові поверхні 38 що відхиляються опорному КІЛЬЦІ 16 і знаходяться в кінематичному зв'язку з поверхнями верхнього обертовою кільця У нижній частині корпусу 1 літального апарата 17 і нижнього обертового кільця 18 Між внутрірозташований посадковий пристрій 39 шніми поверхнями обертових кілець 17 і 18 і зовПривод (на кресленні не показано) керованих нішньою поверхнею опорного кільця 16, установклапанів 13, поворотних заслінок 27, поворотних лені лабіринтові ущільнення 23 На ЗОВНІШНІЙ пощитків 28,29, кермових поверхонь 32,35 і 38 знаверхні опорного кільця 16 розташовані аеродинаходяться в електричному зв'язку з органами мічні гребені 24, що перешкоджають перетіканню управління літальним апаратом ВІДОМОСТІ, ЯКІ підповітря з зони з більш високим тиском у зону з тверджують можливість здійснення винаходу більш низьким тиском, тим самим гребені 24 пеПеред запуском силового нагнітача 10 літальрешкоджають утворенню кінцевих вихрів у порожного апарата поворотні заслінки 27 знаходяться у нині кільцевої проточної камери 4 У кожусі кільцевертикальному положенні, вхід у вихідний отвір 8 вої проточної камери 4 передбачені вікна перепусвідкритий, а поворотні щитки 28 і 29 розташовані ку 25, через які порожнина кільцевої проточної під кутом близько 45° до подовжньої осі літального камери 4 повідомляється з внутрішньою порожниапарата Провадиться запуск силового нагнітача ною в корпусі 1 літального апарата, що у свою 10, що генерує повітряний потік у вхідний отвір 6 фіг 4 - загальний вигляд літального апарата типу "літаючої тарілки" у перетині по Б-Б, фіг 5- кільцева проточна камера літального апарата типу "літаючої тарілки" у перетині по В-В, фіг 6 - упорний ролик під обертові кільця (вид 62724 Далі цей потік, проходячи через направляючий апарат 26 у прямолінійному вхідному каналі 5, змінює свій напрямок і потрапляє в кільцеву проточну камеру 4 Пройшовши по кільцевій проточній камері 4, повітряний потік відхиляться перегородкою 14 і потрапляє у вихідний прямолінійний канал 7, де за допомогою щитків 28 і 29, установлених під кутом до даного потоку, змінює напрямок свого руху, і через відкриті поворотні заслінки 27 потрапляє у вихідний отвір 8 і викидається в атмосферу Провадиться запуск привода обертових кілець 17 і 18, причому напрямок обертання верхнього обертового кільця 17 збігається з напрямком руху повітряного потоку в кільцевій проточній камері 4, а напрямок обертання нижньою обертового кільця 18 протилежно напрямку руху даного повітряного потоку При взаємодії повітряного потоку з верхнім, співнаправленим йому обертовим кільцем 17, швидкість даного потоку над поверхнею обертового кільця збільшується При взаємодії повітряного потоку з нижнім, протилежно спрямованим йому обертовим кільцем 18, швидкість даного потоку під поверхнею обертового кільця зменшується У наслідок цього над поверхнею верхнього обертового кільця 17 утворюється зона зі зниженим тиском, а під поверхнею нижнього обертового кільця 18 утворюється зона з підвищеним тиском У результаті різниці тисків у повітряному потоці під поверхнею обертового кільця 18 і над поверхнею обертового кільця 17 створюється підйомна сила, що обумовлює реалізацію ефекту Магнуса Перед зльотом силовий нагнітач 10 переводить у злітний режим Доводять швидкість обертання обертових кілець 17 і 18 до величини, що відповідає злітному режиму Підйомна сила літального апарата буде складатися з піднімальної сили, що виникає при взаємодії повітряного потоку, який генерується нагнітачем 10 з обертовими кільцями 17 і 18 і сили тяги, створеної повітряним потоком, що виходить через отвір 8 Як тільки величина підйомної сили перевищить злітну вагу літального апарата, починається його плавний підйом нагору При переведенні літального апарата з режиму вертикального зльоту в режим горизонтального польоту, поворотні щитки 28 і 29 установлюють по потоку повітря у вихідному прямолінійному каналі 7, а поворотні заслінки 27 встановлюються в горизонтальне положення і перекривають вхід у вихідний отвір 8 Таким чином, повітряний потік від силового нагнітача 10 проходить через вихідний прямолінійний канал 7 і викидається в атмосферу через вихідний отвір 9, створюючи горизонтальної тягу Перехідний режим відсутній, тому що підйомна сила, створювана за допомогою взаємодії обертових кілець 17 і 18, з повітряним потоком у кільцевій проточній камері 4, спрямована нагору паралельно вертикальній осі літального апарата на всіх режимах його польоту При розвороті літального апарата вліво щодо вертикальної осі, керовані клапани 13 ПІЛОНІВ 12, порожнини яких повідомлені з порожниною каналів що відводять 33, встановлюються в положення "відкрите", а кермові поверхні 35 відхиляються вліво Це приводить до того, що повітряний потік через відкриті клапани 13 ПІЛОНІВ 12 надходить у 8 внутрішні порожнини каналів що відводять 33 на виході з яких, цей потік відхиляється кермовими поверхнями 35 у ліву сторону Унаслідок цього, виникає керуючий момент щодо вертикальної осі літального апарата, спрямований вправо і літальний апарат розвертається у ліву сторону проти годинної стрілки Розворот літального апарата вправо щодо вертикальної осі здійснюється аналогічним образом При цьому керовані клапани 13 у пілонах 12, порожнини яких повідомлені з порожниною каналів, що відводять 33 встановлюються в положення "відкрите", а кермові поверхні 35 відхиляються вправо Це приводить до того, що повітряний потік через відкриті клапани 13 ПІЛОНІВ 12 потрапляє у внутрішні порожнини каналів що відводять 33 на виході з яких, цей потік відхиляється кермовими поверхнями 35 у праву сторону Унаслідок цього, з'являється керуючий момент щодо вертикальної осі літального апарата, спрямований вліво і літальний апарат розвертається у праву сторону по ходу годинної стрілки Управління літальним апаратом по тангажу здійснюється таким чином Для введення літального апарата в режим пікірування, керовані клапани 13 на пілонах 12, зв'язаних з каналами що відводять 36 встановлюються в положення "відкрито" Горизонтальні кермові поверхні 38 відхиляються вниз У результаті чого, частина стиснутого повітряного потоку надходить у відкриті порожнини ПІЛОНІВ 12, повідомлених з каналами, що відводять 36, на виході з яких повітряний потік відхиляється кермовими поверхнями 38 униз У результаті чого, у задній частині літальною апарата з'являється керуючий момент, спрямований нагору, що забезпечує введення літального апарата в режим пікірування Для компенсації пікіруючого моменту, керовані клапани 13 ПІЛОНІВ 12, повідомлених з каналами, що відводять 36, утримуються в положенні "відкрите", а кермові поверхні 38 відхиляються нагору Це приводить до відхилення повітряного потоку, що виходить з каналів, що відводять 36, нагору, і появи в задній частині літального апарата керуючого моменту, спрямованого вниз і літальний апарат повертається у положення горизонтального польоту Після ЧОГО, керовані клапани 13 встановлюються в положення "закрите", а кермові поверхні 38 встановлюються в горизонтальне положення Для швидкого розгону літального апарата в горизонтальній площині можна використовувати режим пікірування з невеликим кутом і утримувати літальний апарат у цьому положенні Це призведе до того, що у вектора піднімальної сили, створюваної літальним апаратом, з'явиться горизонтальна складова, спрямована убік польоту літального апарата Величина вертикальної складової піднімальної сили, при цьому, трохи зменшиться, тому для підтримки режиму горизонтального польоту величина загальної піднімальної сили літального апарата повинна бути збільшена шляхом зміни режиму роботи силового нагнітача 10 убік збільшення його потужності і збільшення швидкості обертання кілець 17 і 18 Управління літальним апаратом по крену здійснюється в такий спосіб При крені літального апа 62724 10 лу що відводить ЗО відхиляються нагору Це приводить до появи пари моментів, що кренять, лівий з яких спрямований нагору, а правий - униз, що у свою чергу приводить до крену літального апарата вправо Перед посадкою вектор підйомної сили спрямований нагору і величина його дорівнює вектору сили ваги літального апарата в даний момент часу Поворотні заслінки 27 встановлюються у вертикальне положення, відкриваючи вихідний отвір 8, а поворотні щитки 28 і 29 установлюються під кутом до повітряного потоку в поворотні щитки 28 і 29 установлюються під кутом до повітряного потоку в прямолінійному вихідному каналі 7 Унаслідок цього, повітряний потік змінює свій напрямок і викидається в атмосферу через вихідний отвір 8 Швидкість обертових кілець 17 і 18 зменшують доти, поки величина підйомної сили, не досягне оптимального значення, при якому забезпечується безпечне вертикальне зниження літального апарата з мінімальною швидкістю Зниження провадитьКрен літального апарата в праву сторону здійся аж до моменту торкання посадковим пристроєм снюється аналогічно крену літального апарата в 39 літального апарата поверхні посадкової плоліву сторону, з тією лише різницею, що кермові щадки поверхні 32 лівою каналу що відводить ЗО відхирата вліво керовані клапани 13 ПІЛОНІВ 12, повідомлені з каналами що відводять ЗО встановлюються в положення "відкрите" Кермові поверхні 32, що знаходяться у вихідному отворі каналу що відводить ЗО, і розташовані з лівої сторони від подовжньої осі літального апарата, відхиляються нагору Кермові поверхні 32, що знаходяться у вихідному отворі каналу що відводить ЗО, і розташовані з правої сторони від подовжньої осі літального апарата, відхиляються вниз Повітряний потік через відкриті керовані клапани 13 ПІЛОНІВ 12, надходить у канали що відводять ЗО На виході з лівого каналу що відводить ЗО повітряний потік відхиляється кермовими поверхнями 32 нагору, а на виході з правого каналу що відводить ЗО, повітряний потік відхиляється кермовими поверхнями 32 униз Це приводить до появи пари моментів що кренять, лівий з яких спрямований униз, а правий нагору, що у свою чергу приводить до крену літального апарата вліво ляються вниз, а кермові поверхні 32 правого кана 11 62724 12 13 Комп'ютерна верстка Л Ціхановська 62724 14 Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119