Махолет "пчела"

 

Изобретение относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха и может быть применено для транспортирования грузов, пассажиров, монтажа высотных сооружений, выполнения сельскохозяйственных работ и т. п. Цель изобретения - упрощение конструкций, уменьшение стоимости изготовления и эксплуатации, повышение безопастности при эксплуатации. Махолет содержит корпус 1 с салоном 4 для пассажиров и грузов, подъемные двигатель 5 внутреннего сгорания и движитель 10, включающий нижнюю неподвижную и верхнюю плоскости с шарнирно подвешенными пластинами, при этом верхняя плоскость выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения. Он снабжен гидравлической системой, связывающей подъемные двигатель 5 и движетель 10, выполненный в виде кольцевых секторов, маршевыми двигателями горизонтальной тяги 15. Последние включают внешние неподвижные и внутренние плоскости с шарнирно подвешенными пластинами. Внутренние плоскости выполнены с возможностью возвратно-поступательного движения и непосредственно связаны со штоками дополнительных маршевых двигателей. В качестве двигателей 5 использованы двухтактные свободнопоршневые двигатели внутреннего сгорания. 7 ил.

Изобретение относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха и может быть применено для транспортирования грузов, пассажиров, монтажа высотных сооружений, выполнения сельскохозяйственных работ, геологоразведочных, патрулирования трасс и т. п.

Известен вертолет, состоящий из корпуса, на котором крепится двигатель, передающий вращательное движение через трансмиссию ведущему валу, который вращает движитель-винт (винты) и создает подъемную вертикальную и горизонтальную силы.

Вертолет имеет сложную конструкцию, большой расход горючего и повышенную опасность при эксплуатации из-за открытости винтов.

Наиболее близким по совокупности признаков к изобретению является вертолет, содержащий стационарную (неподвижную) нижнюю плоскость и подвижную верхнюю плоскость, последняя включает приспособления для возвратно-поступательного движения (вверх-вниз) относительно стационарной плоскости в момент подъема машины, соответствующие плоскости комплектуются из прикрепленных на петлях (шарнирах) лопастей или жалюзей (пластин). Лопасти верхней плоскости автоматически открываются при поднятии верхней плоскости для прохождения воздушной массы через плоскость таким образом, что упомянутая верхняя плоскость может подняться не вызывая сопротивления воздуха, после этого жалюзи или лопасти автоматически закрываются, как было описано, верхняя плоскость опускается, создавая давления, которое поднимает машину.

Вертолет имеет следующие недостатки: сложность трансмиссии, передающей вращательное движение ведущего вала двигателя и превращающей его в возвратно-поступательное верхней плоскости; сложность центровки аппарата управления во время подъема и спуска; низкий КПД подъемного движителя.

Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение стоимости изготовления и эксплуатации, повышение безопасности.

Это достигается тем, что летательный аппарат, содержащий корпус с салоном для пассажиров и грузов, подъемные двигатель внутреннего сгорания и движитель, включающий нижнюю неподвижную и верхнюю плоскости с шарнирно подвешенными пластинами, при этом верхняя плоскость выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения, снабжен гидравлической системой, связывающей подъемные двигатель и движитель, выполненный в виде кольцевых секторов, маршевыми двигателями и движителями горизонтальной тяги, включающие внешне неподвижные и внутренние плоскости с шарнирно подвешенными пластинами, причем внутренние плоскости выполнены с возможностью возвратно-поступательного движения и непосредственно связаны со штоками дополнительных маршевых двигателей, а в качестве двигателей использованы двухтактные свободнопоршневые двигатели внутреннего сгорания.

На фиг. 1 изображен летательный аппарат, вид сбоку; на фиг. 2 - подъемный двухтактный свободнопоршневой двигатель, разрез по оси; на фиг. 3 - схема гидравлической системы; на фиг. 4 - рабочий гидроцилиндр со штоком и ребрами жесткости, разрез по оси; на фиг. 5 а, б - кольцевой сектор подъемного движителя, разрез А-А, вид сверху; на фиг. 6 а, б - деталь внешней и внутренней плоскости, разрез Б-Б, вид сверху; на фиг. 7 - движитель горизонтальной тяги и маршевый двигатель, продольный разрез.

Махолет состоит из дискообразного корпуса 1, включающего радиально расположенные ребра 2, которые по внешнему контуру жестко связаны кольцом 3. В центре корпуса 1 находится салон 4 для пассажиров и грузов. Внутри салона 4 по оси махолета к корпусу крепится главный двухтактный свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания 5, в передней части находится пульт управления махолетом 6, а в задней - топливный бак 7 и багажник 8. Салон накрыт прозрачным откидным колпаком 9. Между радиальными ребрами 2 находятся кольцевые секторы подъемного движителя 10, над которыми располагаются пластины 11, жестко прикрепленные к ребрам 2, а к пластинам крепятся рабочие гидроцилиндры 12. К радиальному ребру, находящемуся за топливным баком 7, крепится вертикальное оперение 13, к которому шарнирно подвешен руль 14 направлений и жестко крепятся два движителя горизонтальной тяги с маршевыми двигателями 15. Махолет опирается на опоры 16, укрепленные в нижней части радиальных ребер 2. Главный двигатель двухтактный свободнопоршневой 5 состоит из поршневого блока 17, свободно скользящего внутри цилиндрического корпуса 18, имеющего две камеры 19 сгорания, между которыми располагается компрессионная камера 20. Соответственно поршневой блок 17 состоит из двух рабочих поршней 21 и одного компрессионного 22, имеющих общий шток 23. В камерах сгорания имеются выпускные отверстия 24, впускные 25 и запальные свечи 26, а в компрессионной камере 20 - впускное отверстие 27 и выпускное 25. За камерами 19 сгорания в тех же цилиндрах выполнены камеры гидравлического насоса 28 с выпускными отверстиями 29, которые трубками 30 подключаются к рабочим гидроцилиндрам 12, пронумерованным по порядку цифрами со штрихом. Каждый четный гидроцилиндр 12 соединен своим патрубком 31 с нижней камерой гидронасоса 28, а нижним патрубком 32 с верхней камерой гидронасоса 28. Каждый нечетный гидроцилиндр 12 соединен своим верхним патрубком 31 с верхней камерой гидронасоса 28, а нижним патрубком 32 - с нижней камерой гидронасоса 28. Таким образом в верхней и нижней камерах гидронасоса 28 радиально расположены патрубки 33, количество которых в два раза больше количества гидроцилиндров. Рабочий гидроцилиндр 12 состоит из цилиндра с верхним 31 и нижним 32 патрубками, в котором находится поршень 34, шток 35 которого жестко соединяется с верхней плоскостью 36 четырьмя уголками 37 в центре тяжести площади. Кольцевой сектор 10, кроме верхней плоскости 36 (может двигаться вверх-вниз), расположенной между радиальными ребрами 2, имеет нижнюю плоскость 38, закрепленную внизу корпуса 1. Сверху кольцевой сектор 10 закрыт защитной сеткой 39, условно не показанной на виде сверху.

На фиг. 6 показана конструкция верхней и нижней плоскостей кольцевого сектора 10. Силовой каркас плоскости состоит из радиальных полос 40, укрепленных в краевых пластинах 41. В полосах 40 установлены оси 42, на которые надеты пластины 43, имеющие возможность вращаться в секторе между соседней осью и упором 44. На фиг. 7 показан продольный разрез движителя горизонтальной тяги 15, состоящего из двухтактного свободнопоршневого двигателя 45 внутреннего сгорания, расположенного по продольной оси. Движитель 15 в поперечном сечении имеет форму квадрата. Двигатель 45 крепится к внутренним стенкам движителя восемью пластинами 46, а штоком 47 с квадратной внутренней плоскостью 48, имеющей возможность двигаться по продольной оси. На некотором расстоянии, чуть большем рабочего хода блока поршней двигателя 45, закреплена внешняя плоскость 49. Конструкция плоскостей 48 и 49 аналогична конструкциям плоскостей 36 и 38.

Махолет работает следующим образом.

Подъем и зависание махолета выполняется за счет кольцевых секторов подъемного двигателя 10, а горизонтальный полет - с помощью движителей горизонтальной тяги 15. За начальное положение поршневого блока 17 главного двухтактного свободнопоршневого двигателя внутреннего сгорания 5 принимают изображение на фиг. 2. Поршни в четных гидроцилиндрах занимают нижнее положение, а нечетных - верхнее. В верхней камере гидронасоса 28 находится рабочая жидкость, тогда как в нижней камере гидронасоса - рабочий поршень 21, а в верхней камере 19 сгорания находится сжатая топливно-воздушная смесь, в то время как в нижней камере 19 сгорания топливно-воздушная смесь не сжата. Сжатая горючая смесь воспламеняется от запальных свечей 26 и, сгорая, создает давление в верхней камере 19 сгорания, под действием которого верхний рабочий поршень 21 движется вверх, вытесняя при этом рабочую жидкость из верхней камеры гидронасоса 28. Вытесненная жидкость через патрубки 29 по трубкам 30 поступает в нижние патрубки четных гидроцилиндров 32 и верхние патрубки нечетных гидроцилиндров 31, вытесняя поршни 34, которые в четных гидроцилиндрах движутся вверх, а в нечетных вниз. При этом жидкость, выталкиваемая поршнями 34 по трубкам 30, движется в нижнюю камеру гидронасоса 28 до тех пор, пока поршневой блок 17 не займет крайнее верхнее положение. В это же время поршни 34 в четных гидроцилиндрах 12 займут также крайнее верхнее положение, а в нечетных - крайнее нижнее, таким образом первый ход завершен. Второй ход начинается с воспламенения сжатой горючей смеси в нижней камере 19 сгорания, после которого нижний рабочий поршень 21 движется вниз, вытесняя жидкость из нижней камеры 28 гидронасоса. Жидкость по трубкам 30 поступает в верхние патрубки 31 четных гидроцилиндров 12 и в нижние патрубки нечетных, двигая поршни 34 в четных гидроцилиндрах вниз, а в нечетных вверх, при этом выталкиваемая жидкость поступает в верхнюю камеру гидронасоса 28 до полного ее заполнения. Таким образом второй ход и цикл будут завершены, все поршни занимают исходное положение. В результате повторения циклов штоки 35 передают возвратно-поступательное движение от поршней 34 верхним плоскостям 36. Работа кольцевых секторов 10 происходит следующим образом. За начальное принимают верхнее положение верхней плоскости 36, при этом шарнирно закрепленные плаcтины 43 свободно лежат на упорах 44, образуя острый угол с осями полос 40. Пластины 43 нижних плоскостей 38 имеют такое же положение. Получив движение вниз от штока 35, верхняя плоскость 36 встречает сопротивление воздуха, который давит на пластину 43 и, преодолевая вес, поворачивает ее вокруг оси 42, прижимая к соседней оси. Если ускорение, полученное верхней плоскостью 36, будет более ускорения силы земного тяготения 9,8 м/с², то пластина 43 поворачивается и за счет сил инерции. Таким образом верхняя плоскость 36 становится практически непроницаемой для воздуха, который выталкивается из объема между верхней и нижней плоскостями. Воздух проходит через нижнюю плоскость 38, создавая повышенное давление под днищем аппарата, наоборот, над аппаратом возникает разрежение. Разность давлений создает подъемную силу, воздействующую на аппарат. По достижении нижней крайней точки верхней плоскостью 36 шток 35 начинает передвигать ее вверх, при этом давление между плоскостями 36 и 38 становится меньше давления под днищем аппарата, что приводит к поднятию пластин 43 плоскости 38. Это обеспечивает ее непроницаемость для воздуха. В то же время на пластины 43 плоскости 36 действуют силы тяжести, силы инерции и силы сопротивления воздуха, что приводит к открыванию пластин. Воздух проходит через плоскость 36 в межплоскостной объем. При достижении плоскостью 36 крайнего верхнего положения цикл работы движителя 10 заканчивается. Когда четные плоскости 36 двигаются вниз, нечетные - вверх. Этим обуславливается поддержание разницы давлений между днищем аппарата и его верхней частью. Чем больше циклов выполняется в секунду, тем больше разница давлений и соответственно подъемная сила. Как только подъемная сила станет равной весу аппарата, он зависает и начинает подниматься в воздух при дальнейшем ее увеличении.

Работа движителя горизонтальной тяги 15 аналогична работе кольцевого сектора 10 за исключением того, что шток 47 приводится в возвратно-поступательное движение непосредственно поршневым блоком двигателя 45. (56) Патент США N 1514046, кл. В 64 С 33/02, 1924.

Формула изобретения

Махолет, содержащий корпус с салоном для пассажиров и грузов, подъемные двигатель внутреннего сгорания и движитель, включающий нижнюю неподвижную и верхнюю плоскости с шарнирно подвешенными пластинами, при этом верхняя плоскость выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения стоимости изготовления и эксплуатации и повышения безопасности, он снабжен гидравлической системой, связывающей подъемные двигатель и движитель, выполненный в виде кольцевых секторов, паршевыми двигателями и движителями горизонтальной тяги, включающие внешние неподвижные и внутренние плоскости с шарнирно подвешенными пластинами, причем внутренние плоскости выполнены с возможностью возвратно-поступательного движения и непосредственно связаны со штоками дополнительных маршевых двигателей, а в качестве двигателей использованы двухтактные свободнопоршневые двигатели внутреннего сгорания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7