Катапультный мускулолет

 

Изобретение относится к воздухоплаванию, в частности к аппаратам тяжелее воздуха, с использованием мускульной силы. Катапультный мускулолет содержит раму, крыло, хвостовое оперение, катапультные амортизаторы, соединенные с сиденьем экипажа, лебедку с тросом, силовую установку и ручку управления. Силовая установка выполнена в виде винта, связанного с амортизаторами, заряжаемыми посредством мускульной силы экипажа. Усилие передается через выходной вал редуктора, на котором свободно установлены малые шестерни, находящиеся в зацеплении с большими шестернями, закрепленными на втулках, свободно установленных на валу с возможностью их сцепления и расцепления со шкивами, соединенными с амортизаторами. Изобретение позволяет снизить энергозатраты, себестоимость аппарата, а также загрязнение окружающей среды. 4 ил.

Изобретение относится к воздухоплаванию, в частности к аппаратам тяжелее воздуха, с использованием мускульной силы.

Известны различные конструкции летательных аппаратов тяжелее воздуха [1] . Эти конструкции содержат фюзеляж, силовую установку, кабину, крыло, оперение, взлетно-посадочные устройства. Недостатком этих конструкций являются неоправданно большой расход топлива, что связано с ухудшением экологии, большие значения массы, габаритов и себестоимости, а также ограничения в части размеров взлетной площадки.

В качестве прототипа взят аппарат [2] , содержащий те же элементы, что и у аналогов, и, кроме того, имеется устройство для увеличения площади крыла самолета за счет его выдвижения и уборки. Это лишь частично устраняет недостатки, характерные для аналога.

Целью изобретения является снижение энергозатрат, массы, себестоимости и исключение загрязнений окружающей среды.

Цель достигается тем, что на катапультном мускулолете, содержащем раму, крыло, органы управления, сиденье экипажа, хвостовое оперение, винт, на раме закреплены катапультные амортизаторы, связанные с сиденьем экипажа, имеющим замок, соединенный посредством троса с лебедкой с возможностью зарядки этого амортизатора, а также имеется силовая установка, включающая винт, связанный с амортизаторами, имеющими возможность их зарядки посредством мускульной силы экипажа, передаваемой через редуктор и его выходной вал, на котором свободно посажены малые шестерни, сцепленные с большими шестернями, закрепленными на втулках, свободной сидящих на валу с возможностью их сцепления и расцепления со шкивами, к которым закреплены эти амортизаторы.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку (левые части крыла и хвостового оперения не показаны); на фиг. 3 - то же, вид спереди; на фиг. 4 - схема зарядки и разрядки амортизаторов.

Устройство включает раму 1 с закрепленными на ней крылом 2 и хвостовым оперением 3. Нижняя часть рамы 1 имеет усиление за счет штанг 4. К раме 1 закреплены катапультные амортизаторы 5, вторые концы которых связаны с сиденьем 6, имеющим ушко 7, с которым сцеплен замок 8, соединенный тросом 9 с лебедкой 10, закрепленной на штангах 4. На раме 1 размещены силовая установка (двигатель) 11 и ручка 12 управления. Для обеспечения посадки имеются подпружиненные штанга 13 и передний костыль 14. Штанга 13 одновременно служит и как опорный элемент во время установки рамы 1 под заданным углом к горизонту перед вылетом.

Силовая установка 11 включает в себя винт 15, кинематически связанный с силовым валом 16 (например, посредством цепной или шестеренчатой передачи), на котором размещены два или более силовых канала зарядки амортизаторов от мускульной силы экипажа, действующего через редуктор 19 и его выходной вал 20 по упомянутым каналам, в которые входят соответственно малые шестерни 21 и 22, свободно сидящие на валу 20, и сцепление с большими шестернями 23 и 24, закрепленными на втулках 25 и 26, свободно сидящих на валу 16 с возможностью их сцепления и расцепления со шкивами (барабанами 27 и 28), на которых закреплены непосредственно или через тросы 29 и 30 амортизаторы 31 и 32. Вал 20 на участке между элементами 21 и 22 имеет разрыв.

Для сцепления и расцепления шкивов 27 и 28 с валом 16 имеются муфты 33 и 34, а с втулками 25 и 26 - муфты 35 и 36. Для сцепления и расцепления вала 20 с шестернями 21 и 22 имеются муфты 37 (трехпозиционная) и 43.

Для фиксации шкивов 27 и 28 имеются стопоры (например, собачки) 38 и 39.

Крыло может быть выполнено по пантографной схеме с возможностью поворота параллельных штанг 40 и 41 перемещения штанги 42 относительно оси рамы 1.

В стартовом положении эти штанги прижаты к раме и являются дополнительным усилением к ней и уменьшают сопротивление при взлете, а при достижении заданной высоты крыло распускается и закрепленный между штангами материал (например, ткань) выполняет функцию несущего элемента.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении рама 1 и элементы, к ней прилегающие, разобраны. Перед вылетом их собирают и устанавливают в стартовое положение. Сцепляют элементы 7 и 8 и, вращая лебедку 10, подтягивают к ней сиденье 6, нагружая амортизаторы 9.

После этого заряжаются амортизаторы 31 и 32. Действуя на педали выходного вала редуктора 19, мускульная сила экипажа передается через вал 20, муфту 37 (включенную на сцепление с шестерней 21) и элементы 23, 35, 27 (муфта 35 включена на сцепление со шкивом 27) передается на трос 29 и амортизатор 31, растягивая и заряжая его. Аналогично заряжается и амортизатор 32, при этом сцеплены элементы 43, 22, а также 36 и 28.

После зарядки амортизаторов 31 и 32 они автоматически становятся на стопоры 38 и 39 соответственно. После этого включают муфту 33 и выключают муфту 35.

Для производства вылета сначала запускают двигатель 11 (включают стопор 38), после чего члены экипажа размещаются на сиденье 6 и откpывают замок 8. Сиденье 6 вместе с экипажем под действием силы амортизаторов 9 движется вверх, увлекая затем за собой раму 1 со всеми прилегающими к ней элементами. Затем самолет посредством ручки 12 переводят в режим горизонтального полета.

В полете, производя аналогичные операции, вал винта 15 подсоединяют к полностью заряженному элементу 32, а элемент 31 подзаряжают.

Такие смены подключения заряженных аммортизаторов 31 и 32 к винту 15 производят на всем протяжении полета.

При посадке отключают винт 15 и после этого действуют так же, как и на обычном самолете.

Технико-экономическая и иная эффективность изобретения может быть показана, исходя из следующих соображений.

Известно, что катапульты, сооруженные еще в глубокой древности, метали снаряды массой до 150-200 кг и более на расстояние 200-300 м. При использовании более эффективных современных материалов эти показатели могут быть намного улучшены.

Известно также, что на режиме взлета потребная мощность в 3-5 раз больше мощности, потребной для установившегося полета.

Таким образом, используя на участке взлета эффект катапульты, можно использовать мускульный двигатель во много раз меньшей мощности, чем это необходимо для взлета. Это обеспечивает снижение массы, габаритов и себестоимости, а также улучшает экологические показатели, так как исключается выделение вредных выбросов в процессе всех режимов и операций.

Изобретение обеспечивает взлет без разбега и не требует наличия взлетной полосы. Это расширяет функциональные возможности самолета. (56) 1. Справочник летчика и штурмана. М. , Воениздат, 1974.

2. Патент США N 4744534, кл. 244-137, 1988.

Формула изобретения

КАТАПУЛЬТНЫЙ МУСКУЛОЛЕТ, содержащий раму, крыло, органы управления, сиденье экипажа, хвостовое оперение и силовую установку, отличающийся тем, что рама снабжена катапультными амортизаторами, соединенными с сиденьем экипажа, установленным с возможностью перемещения, и лебедкой с тросом, разъемно соединенным посредством замка с сиденьем экипажа, а силовая установка выполнена в виде винта, связанного с амортизаторами, заряжаемыми посредством мускульной силы экипажа, передаваемой через выходной вал редуктора, на котором свободно установлены малые шестерни, находящиеся в зацеплении с большими шестернями, закрепленными на втулках, свободно установленных на валу с возможностью их сцепления и расцепления со шкивами, соединенными с амортизаторами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4