Літальний апарат бірюкова

1. Літальний апарат, що вк лючає вісесиметричний круглої фор ми корпус, кабіну з органами уп равління апаратом, кінематично зв'язаними тросиками з елементами регулювання, силові нагнітачі робочого текучого середовища з повітрозабірником, сполучений через відсікач потоку із загальною кільцевою камерою, щілинні сопла, посадочні пристосування та вантажний відсік, який від різняється тим, що вісесиметричний круглої форми корпус, ви конаний у вигляді багатоступеневої силової ферми та утво рений секторними наборами, виконаними у вигляді n послідовно разміщених в вертикальній площи ні радіальних трубопроводів, кожний з яких сполучений з тандемно розміщеними вздовж нього на рівній відстані один від одного горизонтальними трубопроводами зі щілинними, з нижнього боку, соплами, а в кільцевій камері вико C2 (54) ЛІТАЛЬНИЙ АПАРАТ БІРЮКОВА 29519 Найбільш близьким за технічною суттю і прийнятим за прото тип є літальний апарат типу "літаючої та рілки" VZ-9 V "автокар" фірми "Канадієн Авро", ви дання "Мир", Москва 1991, П. Бауєрс, який містить ві сесиметричний круглої фор ми корпус з органами управління апаратом кінематично зв'язаних проводками з елементами регулювання, силові нагнітачі, що генерують потік робочого текучого середови ща в повітрозабірник, сполучений через відсікач потоку із загальною кільцевою камерою, щілинні сопла, посадочні пристосування та вантажний відсік. В наведеному літальному апараті підйомна сила створюється реактивним струменем шляхом трьох двигунів. Горизонтальне переміщення апарату після вертикального зльоту і на бору ви соти, також забезпечуєть ся відхи ленням вектору тя ги, що зумовлює низьку його маневреність та стійкість. Відносно низька вантажопідйомність зумовлена низьким ККД робочого те кучого середови ща. Збільшення ванта жопідйомності призводить до нераціонального збільшення кількості двигунів і відповідно і габаритів, так як вантажопідйомність в наведеному апараті прямо пропорційна кількості двигунів. В основу ви нахо ду поставлена задача вдосконалити літальний апарат типу "лі таючої та рілки" шляхом введення нових конструктивних елементів, зміни особливостей конструктивного ви конання і нового взаємозв'язку між ними, забезпечити перерозподіл потоку текучого середовища функції керуючих впливів на апарат і за рахунок цього підвищи ти ККД робочого текучого середовища, збільшити вантажопідйомність апарату і забезпечити його безпеку і маневреність. Поставлена задача вирішуєть ся тим, що в літальному апараті типу "літаючої тарілки", включаючому ві сесиметричний круглої фор ми корпус, кабіну з органами управління апаратом, кінематично зв'язаними тросиками з елемента ми регулювання, силові нагнітачі робочого текучого середовища з повітрозабірником, сполучений через відсікач потоку із загальною кільцевою камерою, щілинні сопла, посадочні присто сування та вантажний відсік, згідно винахо ду, несучий диск виконаний у вигляді багатоступеневої си лової ферми і утворений секторними наборами, які виконані у вигляді n послідовно розміще них в вертикальній площи ні радіальних трубопроводів, кожний з яких сполучений з тандемно розміщеними вздовж нього на рівній відстані одне від одного горизонтальними трубопроводами зі щілинними, з нижньої сторони, а в кільцевій камері виконані отвори, одні з яких сполучені з порожниною радіальних трубопроводів, а інші з атмосфе рою через елементи регулювання, кінематично зв'язані з органами управління апаратом, причому го ризонтальні трубопроводи парних радіальних тр убопроводів розміщені зі зміщенням відносно горизонтальних тр убопроводів непарних радіальних тр убопроводів. Секторні набори виконані складеними, а кільцева камера розміще на між складови ми частинами секторних наборів. Трубопроводи зі щілинними соплами мають змінний переріз, що зменшується в бік щілинних сопел. Регульовані елементи виконані у вигляді заслінок, кінематично зв'язаних провідками з органами управління апаратом. Горизонтальні трубопроводи парних трубопроводів зміщені на величину, рівну половині відстані між ними. Конструк тивне рішен ня корпусу у вигляді бага тоступеневої си лової фер ми з набору тр убопроводів, спо луче них з кільцевою камерою, дозво лило надати йому но ву власти вість, що полягає в можливості ба га тоступенево го прискорення пото ку те кучо го се редовища , що дозво лило значно підвищи ти ККД енер гії те кучого ро бочого се редови ща , що ге нерується сило вими нагніта чами, поширити можливості управління апаратом. Цедоз во лило ство рити лі тальний апарат, що відрізняється ви сокою ван тажопідйомністю і ма невреністю. Суть ви нахо ду пояснюєть ся креслен нями, де на: фі г. 1 - за галь ний ви гляд лі таль ного апарату в пе рерізі по А-А; фі г. 2 - за галь ний ви гляд літа ль ного апа рату; фі г. 3 - за га льний ви гляд літа ль ного апара ту в пе рерізі по А-А (в М 1 :6 ); фі г. 4 - за галь ний ви гляд лі таль ного апа рату в перерізі по В-В (в М 1:6 ); фі г. 5 - сектор ний набір си ло вої фер ми літа льного апа ра ту: фі г. 6 орга ни уп равління літа льним апаратом; фі г. 7 орга ни уп равління літа льним апаратом; фі г. 8 схе ма розподілу те кучо го се редо ви ща в си ловій фер мі. Літальний апарат ти пу "лі таючої та рілки" містить вісесиметричний круглої форми корпус 1, кабіну 2 з органами управління апаратом, кінематично зв'язаними тросиками з елементами регулювання 3, 4, силові нагнітачі 5, що ге нерують потік робочого текучого середовища в по вітрозабірник 6, сполучений з кільцевою камерою 7, через відсікач потоку 8, посадочне присто сування 9 і вантажний відсік 10. Корпус 1 виконаний в вигляді багатоступеневої силової ферми по формі диску та утворений секторними наборами 11, виконаними у вигляді n послідовно розміще них в верти кальній площині радіальних трубопрово дів 12, кожний з яких сполучений з тандемно розміще ними вздовж нього на рівній відстані одне від одного горизонтальними трубопроводами 13, 14 зі щілинними, з нижньої сторони, соплами 15. В кільцевій камері 7 виконані отвори 16 та перепускні вікна 17. Отвори 16 сполучені з порожниною радіальних тр убопроводів 12 че рез заслінки 3. Перепускні вікна 17 сполучені з атмосферою через заслінки 4. Горизонтальні трубопроводи 13, 14 парних радіальних тр убопрово дів розміщені зі зміщенням відносно горизонтальних тр убопроводів непарних радіальних трубопроводів на величину, рівну половині відстані (l) між ними. Горизонтальні трубопроводи 13, 14 мають змінний переріз, що зменшується в сторону щі линних сопел 15, що дозволяє створити проміжок між ними по формі дифузора, ежектори, тобто ежекторний проміжок, що забезпечує прискорення потоку середови ща, що минає через нього. Секторні набори 11 виконані складеними і містять частини 18, 19, між якими розміщена кільцева камера 7. Горизонтальні трубопроводи 13, 14 мають змінний переріз, що зменшуєть ся в бік щі 2 29519 линних со пел 15. Вантажний відсік 10 розміщений по периметру силової ферми. Органи управління апаратом містять ручку уп равління по тангажу і крену 20, кінематично зв'язану з тросиками 21 з заслінками 3, ручку управління підйомною силою 22, кінематично зв’язану з заслінками 4. Педалі 23 кінематично зв'язані тросиками 24 з елеронами 25, і держак управління режимом силових нагнітачів 26. Кінематичний зв'язок ручки управління по тангажу і крену 20 містить співвісно встановлений на ручці 20 диск 27, концентрично якому, з можливістю взаємодії з його бічною поверхнею, встановлені рухо мі товкачі 28, зв'язані тросиками 21 з заслінками 3. Літальний апарат працює та ким чином. Перед запуском силових нагнітачів 5 ручка уп равління по тангажу і крену 20 знахо диться в нейтральному положенні. Ручка управління підйомною силою 22 знахо диться в крайньому нижньому положенні. Заслінки 3, 4 відкриті, тобто кут їхн ього відкриття максимальний. Держак управління режимом роботи силови х нагніта чів 26 знаходиться в положенні "малий газ". Відсікач потоку 8 в закритому положенні. Здійснюють запуск усі х си лових нагнітачів 5, що генерують потік робочого текучого середовища в повітрозабірник 6. Держак управління режимом силових нагніта чів 26 в положенні "малий газ". Під тиском потоку те кучого середовища відсікач потоку 8 відкривається і потік нагнітається в кільцеву камеру 7, з якої потік текучого середовища че рез відкриті перепускні вікна 17 скидається в атмосферу, і частково ви ходить через відкриті отвори 16, надхо дить в радіальні трубопроводи 12 і горизонтальні 13, 14 і вихо дить через щілинні сопла 15. Перед зльотом, поворотом держака управління режимом силових нагнітачів, в сторону збільшення газу перекладають силові нагнітачі 5 в злітний режим. Після цього, плавним перекладом ручки управління величиною підйомної сили 22 в крайнє верхнє положення, поступово зменшують кут закриття заслінок 4 і поступово перекривають перепускні вікна 17, що сполучають кільцеву камеру 7 з атмосфе рою. Таким чином, зменшують викид робочого текучого середовища в атмосфе ру і збільшують її подачу в радіальні трубопроводи 12 і до щілинних сопел 15. При вихо ді з щілинних сопел 15, струм робочого те кучого середовища засмоктує повітря з області надапаратом і послідовно спрямовує його в ежекторні проміжки багатоступеневої ферми. В результаті підйомна сила літального апарату буде складатися з суми реактивних складових потоку текучого середовища всіх со пел і прискореного підсмоктуючого повітря з області над апаратом. Це дозволяє значно збільши ти підйомну силу апарату і рівномірно розподілити її по всій поверхні апарату. При досягненні величини підйомної сили, що перевищує ва гу апарату, по чинається плавний йо го підйом вгору. Так як ручка управління по тангажу і крену 20 в нейтральному положенні, заслінки 3 максимально відкриті, підйомна сила в усі х секторних наборах однакова, точка прикладання результуючої підйомної сили знаходиться в центрі ваги апарату, кренящі моменти будуть відсутні. Завдяки тому, що корпус ви конаний у вигляді силової ферми, кожний її конструктивний елемент бере участь в створенні підйомної сили, досягнутий рівномірний її перерозподіл по всій робочій поверхні диску, що дозволило значно збільши ти вантажопідйомність апарату. Після набору ви соти апарат виводять в режим горизонтального польоту. Для цього відхи ленням ручки управління по тангажу і крену 20 вп ливають через диск 27 на групу товкачів 28, що через тросики 21 змінюють кут відкриття групи заслінок 3 і зменшують потік текучого середови ща в радіальні трубопроводи 12 групи заданих секторних наборів і, як наслідок, підйомну силу. Точка прикладання результуючої підйомної сили зміщується від центру ваги, з'являється кренящий момент. Величина кута відкриття заслінок 3 залежить від кута нахи лу ручки управління апаратом, що в свою чергу вп ливає на величину кренящого моменту і, як наслідок, на швидкість накренення апарату. Парирування кренення апарату здійснюєть ся зворотним рухом ручки 20 від нейтрального положення. Та ким чином, здійснюють фіксацію апа рату під певним кутом до го ризонта лі і ство рюють век тор го ризонталь ної складо вої підйомної си ли, котра розга няє апарат в го ризонталь ному нап рямку. При цьо му вер ти кальна складова підйомної си ли стає мен ше векто ра сили ва ги. Для цього ві дхи ленням ручки управління підйомної си ли 22 кут ві дкриття заслінок 4 змінюють в сто рону зменшен ня, збільшують потік робочого те кучого се редови ща і відповідно величи ну підйомної си ли. Посадка літального апарата здійснюється на підвище ному режимі силових нагнітачів. Плавним відхи ленням ручки управління величиною підйомної сили 22, привідкривають заслінки 4, тобто збільшують їхній кут відкриття, надлишок потоку текучого середовища ви кидається через перепускні вікна 17 в атмосферу. Підйомна сила зменшуєть ся, і апарат іде на зниження. Горизонтальне положення апарата утримується малими відхи леннями ручки управління по тангажу і крену 20. Путтєвий момент апарата створюють педалями 23, впливаючи на елерони 25. Згідно з винаходом, виго тували макет і випробували. В ре зультаті іспитів встановлено, що заявлюване технічне рішення дозволило створити надійний і зручний в експлуа тації апарат з підвище ною вантажопідйомністю і маневреністю. Конструктивне рішення корпусу і системи розподілу текучого се редовища в апараті дозволяє здійснювати перевезення важких негабаритних вантажів. 3 29519 Фіг. 1 Фіг. 2 4 29519 Фіг. 3 Фіг. 4 5 29519 Фіг. 5 Фіг. 6 6 29519 Фіг. 7 7 29519 Фіг. 8 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 8