Летательный аппарат "стрекоза"

 

Летательный аппарат содержит фюзеляж, шасси, хвостовое оперение, силовую установку, тяговый винт, несущие авторотирующие воздушные винты. ЛА дополнительно снабжен двумя авторотирующими винтами, связанными между собой синхронизирующими валами со ступицами, в которых установлены шарнирно лопасти с возможностью осевого поворота и продольного перемещения лопастей в шарнирах, оси которых совпадают с продольной осью лопасти, причем центры массы и давления лопасти расположены позади оси ее навески, а каждая лопасть снабжена установленным внутри нее торсионом, соединяющим втулку и лопасть с ограничителем хода осевого шарнира, причем винт тяги установлен на выносной балке в верхней передней части фюзеляжа. 17 ил.

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при создании летательных аппаратов аэродинамики полета с маховыми преобразованиями насекомого "Стрекоза".

Наиболее близким по технической сущности является летательный аппарат по [1] Самолет содержит фюзеляж, шасси, хвостовое оперение, силовую установку, тяговый винт, несущие авторотирующие воздушные винты.

По достигаемым эффектам маховых преобразований аэродинамики полета насекомого "Стрекоза" предлагаемый летательный аппарат не имеет аналогов в мире и имеет новое направление в авиации.

Целью изобретения является воспроизведение маховых преобразований амплитуды взмаха колебаний аэродинамики полета насекомого "Стрекозы" при использовании воздушных течений и сил гравитации в пропульсивные силы тяги.

Указанная цель достигается тем, что летательный аппарат, содержащий фюзеляж, шасси, хвостовое оперение, силовую установку, тяговый винт, несущие авторотирующие воздушные винты, снабжен двумя авторотирующими винтами, связанными между собой синхронизирующими валами со ступицами, в которых установлены шарнирно лопасти с возможностью осевого поворота и продольного перемещения лопастей в шарнирах, оси которых совпадают с продольной осью лопасти, причем центры массы и давления лопасти расположены позади оси ее навески, а каждая лопасть снабжена установленным внутри ее торсионом, соединяющим втулку и лопасть и ограничителем хода осевого шарнира, причем винт тяги установлен на выносной балке в верхней передней части фюзеляжа.

Лопасти могут поворачиваться вокруг продольной оси ее только в сторону нижней кромки.

В повернутом положении симметрично продольной оси лопасти от внешней части к центру имеют крутку 45^o, причем задняя кромка лопасти внизу, а передняя кромка наверху.

Внутри каждой лопасти установлен торсион, который укреплен одним концом в ступице, а другим концом в лопастях под заданными углами атаки и в этом положении фиксированы пружинным действием торсиона, каждый осевой шарнир имеет ограничители его хода, которые взаимодействуют и фиксируются об опорный диск, расположенный на осевых валах осевого шарнира. Силовая установка расположена в верхней хвостовой части фюзеляжа и выполнена с наносной балкой и установленной на ней в верхней передней части фюзеляжа тяговым винтом.

Хвостовое оперение выполнено -образным и является рулем глубины и поворота ЛА.

Признаки, характеризующие свойство авторотирующих воздушных винтов.

Лопасти расположены вертикально под заданными углами атаки навстречу воздушным течением, передняя кромка лопасти поднимается, а задняя кромка опускается навстречу воздушному потоку, который воздействует на верхнюю плоскость лопасти с противодействием F₁ торсиона в S₁ 60^o. Это пружинное противодействие уменьшает ударную нагрузку ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск, в зоне S₁ лопасти обеих роторных устройств начинают работать как лопасти турбины с автоматом перекоса лопаток, раскручивают ступицы обоих роторных устройств со всеми лопастями в них под воздействием воздушного потока, созданного при работе тягового винта, форсаж на взлет, а при поступательном движении самолета встречного набегающего воздушного потока или природного набегающего воздушного потока, сила которых в S₁ воспринимается лопастями как лопатками турбины и передается на вращение ступиц обоих роторных устройство со всеми лопастями в них и позволяет получить силу, направленную на ускорение вращения роторных устройств, совершенно не используя мощность силовой установки, а используя течения воздушных потоков.

В зоне S₃ "маховое крыло" из по отношению направленного воздушного потока воздействие на лопасти меняется и они автоматически выводятся пружинным действием F₁ торсиона в S₁ 60^o в нейтральное F₃ торсиона в S₃ 60^o/30^o положение, при этом лопасти обдуваются в продольной оси и поворачиваются передней кромкой вверх, а задняя кромка лопасти стабилизируется в потоке навстречу набегающему воздушному потоку, при выше описанном цикле в зоне S₁ "двигатель" лопасти работают как лопатки турбины раскручивают ступицы, создают ускоренное вращение роторных устройств со всеми лопастями в них и передают, работая как двигатель усилие сила передается на другие лопасти, где в зоне S₃ лопасти работают как маховые крылья в набегающем воздушном потоке и который начинает воздействовать на нижнюю плоскость лопасти, а так как центр масс лопасти и центр давления расположены позади оси навески лопасти набегающий воздушный поток поднимает лопасть с противодействием F₂ торсиона в S₂ 30^o, это пружинное противодействие уменьшает ударную нагрузку ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск, а при уменьшении давления набегающего воздушного потока F₂ торсиона в S₂ 30^o автоматически пружинным действием компенсирует и опережает угол атаки лопастей.

Авторотирующие винты имеют синхронно-противоположное вращение, при этом в зонах S₃ создаются колебания махового опускающегося крыла амплитуды маха аэродинамики постоянно опускающихся крыльев насекомого "Стрекозы", что позволяет получить подъемную и тяговую силу. В зонах S₃ лопасти удерживают самолет в горизонтальном полете и способствуют на перемещение, направленное по направлению полета ЛА, совершенно не используя мощность силовой установки, где уже в зоне S₁ "двигатель" лопасти работает как лопатки турбины и передает это усилие на все лопасти в зонах S₃ и S₂, от этого усилия-вращения создается подъемно-тяговая сила и дополнительные пропульсивные силы передаются на конструкцию ЛА, что позволяет осуществлять полет с минимальными энергозатратами на большие расстояния.

В зоне S₂ "винт тяги" лопасти занимают положение под заданным углами атаки, которое фиксируется ограничителем хода осевого шарнира об опорный диск и удерживается давлением рабочей отбрасываемой воздушной среды, так как центр масс лопасти и центр давления расположены позади оси навески и лопасти прижимаются, а при уменьшении давления рабочей воздушной отбрасываемой воздушной среды F₁ торсиона в S₂ 30^o автоматически компенсирует и опережает угол атаки лопасти. И уже в зонах S₂ "винт тяги" лопасти начинают работать как винт тяги во фронтальном воздушном потоке, при синхронно-противоположном вращении обоих роторных устройств лопасти как бы ввинчиваются в воздушный поток и создают реактивную тягу двух встречных отбрасываемых потоков, которые обдувают, воздействуя на нижний профиль задней части фюзеляжа, где создается воздушная подушка, что в целом способствует на перемещение самолета по направлению его полета, позволяет получить дополнительные силы тяги, пропульсивные силы которых передаются на конструкцию ЛА и как из описанных циклов следует: в зонах S₁ "двигатель" лопасти обеих роторных устройств работают как лопатки турбины, раскручивают ступицы роторных устройство со всеми лопастями в них и выполняют функцию "двигатель", ускоренно раскручивая ступицы.

В переходной зоне S₃ "маховое крыло", лопасти обоих роторных устройств создают амплитуду маха колебания аэродинамики постоянно опускающегося крыла во фронтальном потоке, где лопасти создают подъемно-тяговые силы и работают как маховые опускающиеся крылья с автоматом опережения, а в зонах S₂ лопасти обоих роторных устройств работают как "винт тяги" с автоматом перекоса-опережения, где в данной зоне S₂ создаются дополнительные подъемно-тяговые силы и дополнительные пропульсивные силы передаются на конструкцию ЛА, воздействуют на перемещение его в горизонтальном полете на большие расстояния, совершенно не используя мощность силовой установки, а используя лишь течения воздушных потоков.

В зоне S₄ "поднимающееся крыло", воздействие встречного набегающего воздушного потока меняется, лопасти выводятся пружинным действием F₂ торсиона в S₂ 30^o в нейтральное F₄ торсиона в S₄ 30^o/60^o положение, при котором нижняя кромка лопасти опускается, а передняя кромка поднимается, где лопасти обдуваются в продольной оси, занимают вертикальное положение и верхними плоскостями лопасти обоих роторных устройств повернуты в сторону мощного набегающего воздушного потока. И уже в зонах S₄ лопасти обоих роторных устройств создают амплитуду колебания маха постоянно поднимающихся крыльев, обдуваемые во фронтальном потоке, а так как центр масс лопасти и центр давления расположены позади оси навески лопасти, то они прижимаются набегающим воздушным потоком с противодействием F₁ торсиона в S₁ 60^o, это противодействие торсиона сглаживает ударную нагрузку ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск и выполняет функцию пружинного двигателя, что способствует ускорению по направлению вращения роторных устройств, а при уменьшении давления набегающего воздушного потока пружинное противодействие F₁ торсиона 60^o автоматически опередит и изменит угол атаки лопастей. При увеличении давления набегающего направленного воздушного потока F₁ торсиона в S₁ 60^o сглаживает ударную нагрузку ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск и лопасти поворачиваются вокруг продольной оси с противодействием F₁ торсиона в S₁ 60^o, нижняя кромка лопасти при этом отклоняется по потоку, а передняя кромка лопасти стабилизируется в потоке и работают как лопасти турбины и "поднимающиеся крылья", что позволяет ускорению вращения роторных устройств по направлению их вращения и получить подъемную силу в зонах S₄, лопасти обоих роторных устройств работают как постоянно "поднимающиеся крылья" амплитуды маха колебаний насекомого "Стрекозы" с автоматом перекоса лопастей, пружинное противодействие F₁ направлено на ускорение вращения роторных устройств по направлению их вращения, лопасти в зонах S₄ работают как лопатки турбины и поднимающиеся крылья с автоматом перекоса.

И уже в зонах S₁ "двигатель" лопасти разворачиваются и воздействие на них набегающего воздушного потока меняется, где лопасти обоих роторных устройств работают как лопатки турбины с противодействием вокруг продольной оси F₁ торсиона в S₁ 60^o, это пружинное противодействие выполняет функцию пружинного двигателя, способствует ускорению по направлению вращения и сглаживает ударную нагрузку ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск, а также автоматически компенсирует и опережает угол атаки лопастей.

В этом положении роторных устройств заложены маховые колебания взмаха аэродинамики полета насекомого "Стрекозы", где на всех лопастях возникает вектор тяги и подъема, они как бы ввинчиваются в воздушный поток и влияют на поступательное перемещение ЛА, при этом они выполняют функцию "Движителей".

При форсаже на взлет повторно используется течение воздушного потока, созданное тяговым винтом, и принудительно вращающиеся воздушным потоком роторные устройства создают дополнительное усилие тяги и подъема ЛА.

Наличие роторных устройств позволит тяжелому самолету взлететь с укороченной взлетной полосы около 20 м, а после подъема ЛА быстро набирает высоту.

После набора большей высоты ЛА выходит на режим авторотирования, при этом хвостовое оперение пилот за счет штурвала отклоняет плоскости оперения в положение, при котором фюзеляж отклоняется на 15^o, как бы зависая на хвостовом оперении, оно работает как крыло удерживая ЛА в горизонтальном полете и выполняет функцию руля глубины и поворота. При этом ступицы с закрепленными на них лопастями занимают наклонно-отклоненное 45^o/45^o положение, силовая установка выключается и в работу вступает сила гравитации, при этом потенциальная энергия стремится перейти в кинетическую энергию в набегающем воздушном потоке, встречая на своем пути лопасти в зонах S₁ "двигатель", работающие как лопатки турбины, где в донной зоне над фюзеляжем набегающий воздушный поток имеет наибольший напор, рассекая, он принудительно воздействует на удаляющиеся от фюзеляжа лопасти и ускорение раскручивает ступицы роторных устройств со всеми закрепленными лопастями в них, которые воспринимают течение воздушных потоков в зонах S₄ и S₁ и передают в прямое усилие тяги в зонах S₃ и S₂, где на всех лопастях возникает вектор тяги по направлению горизонтального полета, при этом силы действия выше сил противодействия.

В режиме авторотирования используют природные потоки, улавливая их, выводят хвостовым оперением фюзеляжа, а следовательно, и роторные устройства в определенное положение для набора высоты с последующим переходом на режим ротации.

Таким образом с выключенной силовой установкой скорость ЛА растет и весовая отдача увеличивается.

В режиме захода на посадку самолета фюзеляж выводится хвостовым оперением за счет штурвала пилотом в положение, которое сохранялось при взлете, и самолет постепенно теряет высоту, а перед самой землей пилот при помощи штурвала хвостовым оперением выводит фюзеляж в положение 30^o, где ступицы роторных устройств со всеми лопастями в них вращаются в горизонтально-отклоненных по оси B 45^o плоскостях, в этом случае в зонах S₁, т.е. над фюзеляжем лопасти расположены отклоненно-вертикально и т.к. набегающий воздушный поток воздействует на верхнюю плоскость лопастей, разворачивают их, при этом задняя кромка лопасти опускается, а передняя кромка отклоняется по потоку и лопасти работают как лопатки турбины с переходом от внешней части к центру на крыло за счет крутки лопасти в продольной оси 45^o, где создается вращательно-подъемная сила, выполняя функцию двигатель крыло с противодействием F₁ торсиона в S₁ 60^o автоматически компенсирует и изменит угол атаки лопастей.

И уже в переходной зоне S₃ лопасти выводятся пружинным действием F₁ торсиона в S₁ 60^o в нейтральное F₃ тросиона в S₃ 60^o/30^o положение, где они занимают положение передней кромкой навстречу набегающему воздушному потоку и нижняя плоскость лопастей открывается к направленному воздушному потоку с противодействием F₂ торсиона в S₂ 30^o, это пружинное противодействие сглаживает ударную нагрузку ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск и лопасть фиксируется, а в зонах S₂ лопасти работают как крылья, создают работающими лопастями воздушную подушку двух встречных потоков и ЛА подобно лодке плавно садится.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что ЛА типа "Стрекоза" имеет новые признаки и имеет совершенно новое направление в авиационной технике, заключающееся в том, что в него заложены маховые преобразования аэродинамики полета насекомого "Стрекозы", он имеет два авторотирующих воздушных винта, установленных по бокам фюзеляжа под углом 45^o к вертикальной оси и лежащих в вертикальной плоскости, составляющей угол 30^o с вертикальной плоскостью, проходящей через поперечную ось фюзеляжа, при этом оси авторотирующих винтов составляют 52 и 69^o соответственно с продольной и поперечной осями фюзеляжа. Роторные устройства противоположного вращения, вращение у них синхронное, а ступицы их взаимосвязаны между собой синхронизирующими валами через промежуточный редуктор, каждая ступица имеет осевые валы с установленными на них лопастями в осевых шарнирах, ось каждой лопасти с продольной осью их, вокруг которой лопасти могут поворачиваться вокруг продольной оси в сторону нижней кромки под действием давления воздушного потока, так как центр масс и центр давления лопасти расположены позади оси навески лопасти, в повернутом положении лопасти имеют крутку 45^o, задняя кромка ее внизу, а передняя кромка наверху, поворот лопасти вокруг продольной оси осуществляется с противодействием пружинного действия торсиона, расположенного в зоне осевого шарнира внутри каждой лопасти, торсионы закреплены одним концом в ступице, а другим концом в лопастях под заданным углом атаки и в этом положении фиксированы вокруг продольной оси поворота лопастей пружинным действием торсиона соответственно вперед или назад при повороте лопасти в осевом шарнире, каждый осевой шарнир имеет ограничители хода, которые при повороте их на 90^o взаимодействуют и фиксируются об опорный диск, расположенный на осевых валах осевого шарнира. Силовая установка выполнена в виде турбовинтового двигателя, установленного в задней верхней части фюзеляжа с выносной балкой для тягового винта, установленного на балке в верхней передней части фюзеляжа, при работе тягового винта создается течение воздушного потока, который используется повторно в зонах S₁ над фюзеляжем, имеет наибольший напор и воздействует на лопасти авторотирующих винтов, установленных в данной зоне вертикально и работающих как лопатки турбины, раскручивают ступицы роторных устройств со всеми установленными лопастями в них и передающие это усилие в зоны S₃ и S₂, где лопастями создается тяговая и подъемная сила. Пружинно противодействие торсиона уменьшает ударную нагрузку ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск и выполняет функцию пружинного двигателя и компенсатора, автоматически изменяющего угол атаки лопастей.

Аналогия с полетом насекомого "Стрекозы", которая имеет две пары крыльев четыре крыла, в полете данное насекомое использует малейшие набегающие воздушные потоки и если передняя пара крыльев опускается приводя насекомое в поступательное движение, то задняя пара крыльев поднимается, используя набегающий воздушный поток через мышечную связь в спинной области расположения крыльев, подобно торсиону автоматически поднимающаяся задняя пара крыльев приводит переднюю пару крыльев в мах крыльев вниз -перемещение насекомого в пространстве, далее амплитуда маха колебаний ограничилась и та пара передних крыльев что опускалась, начинает в набегающем воздушном потоке подниматься, приводят через мышечную связь задние крылья в мах, которые теперь начинают опускаться, перенося насекомое в пространстве. Амплитуда маха колебаний крыльев происходит за счет набегающих воздушных потоков, происходит постоянный взмах опускающихся и поднимающихся крыльев, которые через мышечную связь в спинной области подобно торсиону заблокированы все друг с другом и поднимающиеся крылья приводят в действие маха опускающиеся крылья в очередной последовательности, используя малейшие природные воздушные потоки. Предлагаемый ЛА типа "Стрекоза" разработан с данной аналогией, где маховые колебания осуществляются в замкнутой системе вращения разложенной на четыре зоны действия, при этом авторотирующие винты расположены под заданными углами и установлены по бокам фюзеляжа под углом 45^o к вертикальной оси и лежащими в вертикальной плоскости, составляющей угол 30^o с вертикальной плоскостью, проходящей через поперечную ось фюзеляжа, при этом оси авторотирующих винтов составляют 52 и 69^o соответственно с продольной и поперечной осями фюзеляжа, где на всех лопастях возникает вектор подъема и тяги, они как бы ввинчиваются в воздушный поток, влияя на поступательное перемещение ЛА в горизонтальном полете на большие расстояния и выполняет функцию "Движителей".

На фиг.1 изображен общий вид ЛА спереди с установленными на нем авторотирующими винтами по оси, составляющей 52 и 69^o соответственно, с вертикальной и поперечной осями фюзеляжа; на фиг.2 изображен общий вид ЛА сбоку с установленными на нем авторотирующими винтами по указанной на чертеже системе координат, где X продольная ось фюзеляжа, Y поперечная ось фюзеляжа, Z вертикальная ось фюзеляжа; на фиг.3 ЛА, вид сверху; на фиг.4 - то же, вид спереди зоны действия, где S₁ "двигатель" S₂ - "винт тяги", S₃ -"маховое крыло", S₄ "поднимающееся крыло"; на фиг.5 -левый авторотирующий винт, где F₃ S₃, F₄ S₄ нейтральное положение торсиона, пружинное противодействие F₁ 60^o и F₂ 30^o сглаживание ударной нагрузки ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск, а также автоматическая компенсация опережения угла атаки лопастей в S₃ "маховое крыло" и в S₄ - "поднимающееся крыло"; на фиг.6 правый авторотирующий винт, где F₃ - S₃, F₄ S₄- нейтральное положение торсиона, пружинное противодействие F₁ 60^o и F₂ 30^o -сглаживание ударной нагрузки ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск, а также автоматическая компенсация опережения угла атаки лопастей в S₃ - "маховое крыло" и в S₄ "поднимающееся крыло"; на фиг. 7 ЛА, вид сверху зоны действия, где S₁ "двигатель" S₂ "винт тяги" S₃ "маховое крыло" S₄ "поднимающееся крыло" в режиме авторотации; на фиг.8 -левый авторотирующий винт, где в S₁ лопасти работает как лопатка турбины и крыло с пружинным противодействием F₁ торсиона в S₁ 60^o, а в S₂ 30^o, где лопасть работает как "винт тяги" с пружинным противодействием F₂ торсиона в S₂ 30^o, это пружинное противодействие сглаживает ударную нагрузку ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск, а также автоматически компенсирует и изменит угол атаки лопасти; на фиг.9 изображен правый авторотирующий винт, где в S₁ лопасти работают как лопатки турбины и крыло с пружинным противодействием F₁ торсиона в S₁ 60^o, а в S₂ 30^o, где лопасть работает как "винт тяги" с пружинным противодействием F₂ торсиона в S₂ 30^o, это пружинное противодействие сглаживает ударную нагрузку ограничителя хода осевого шарнира об опорный диск, а также автоматическая компенсация и изменения угла атаки лопастей; на фиг.10 ЛА при взлете с маховыми преобразованиями; на фиг.11 то же, в режиме горизонтального полета с маховыми преобразованиями при авторотации; на фиг.12 то же, в режиме захода на посадку; на фиг.13 втулка ротора, установленная на кронштейне, поперечный разрез; на фиг.14 лопасть с установленным в ней торсионом в повернутом положении симметрично продольной оси ее крутки 45^o; на фиг.15 общий вид торсиона; на фиг.16 втулка ротора с закрепленными к ней лопастями, вид сверху; на фиг.17 разрез А-А на фиг.2, расположение роторных устройств, установленных на кронштейнах фюзеляжа и их синхронизация через промежуточный редуктор.

Предлагаемый ЛА типа "Стрекоза" содержит фюзеляж 1, который оборудован шасси 2 с колесами, хвостовое tx6 оперение 3. На фюзеляже 1 по бокам установлены авторотирующие винты под углом 45^o к вертикальной оси Z, лежащие в вертикальной плоскости, составляющей угол 30^o с вертикальной плоскостью, проходящей через поперечную ось Y фюзеляжа, при этом оси авторотирующих винтов составляют 52 и 69^o соответственно с продольной осью X и поперечной осью Y фюзеляжа 1. Каждая роторная установка содержит ступицу 7, вал 8 установлен в гнезде 5 кронштейна 4 в подшипниках 6, где ступицы 7 с авторотирующими винтами и прикрепленными к ступицам 7 лопастями 9 расположены под заданными углами воспроизведения маховых преобразований аэродинамики полета насекомого "Стрекозы", авторотирующие винты взаимосвязаны между собой синхронизирующими валами 11, установленными с внешних сторон фюзеляжа 1. Роторные устройства противоположного вращения, вращение у них синхронное, а ступицы 7 через крестовины 10 взаимосвязаны синхронизирующими валами 11 между собой при помощи зубчатого зацепления шестерен 12, установленных внутри промежуточного редуктора 13, который расположен в нижней части фюзеляжа 1. Каждая ступица 7 имеет осевые валы 14 с установленными на них в игольчатых подшипниках 15 осевыми шарнирами 16 лопастей 9, ось каждой лопасти 9 совпадает с продольной осью осевого шарнира 16, вокруг которой лопасти 9 могут поворачиваться в продольной оси осевого шарнира 16 под действием давления воздушного потока, так как центры массы и давления лопасти расположены позади оси ее навески, лопасти 9 могут поворачиваться вокруг продольной оси только в сторону задней кромки, в повернутом положении лопасти 9 симметрично продольной оси ее от внешней части к центру имеют крутку 45^o, задняя кромка лопасти 9 внизу, а передняя кромка наверху. Внутри каждой лопасти 9 установлен торсион 17, который укреплен в лопастях 9 болтом 23 под заданным углом атаки и в этом положении фиксированы пружинным действием торсиона 17 вокруг продольной оси поворота лопасти 9, ось посадки торсиона 17 совпадает с продольной осью осевого шарнира 16, вокруг которой торсион 17 пружинно воздействует на лопасти 9 по оси продольного поворота соответственно вперед и назад и этим пружинным противодействием сглаживается ударная нагрузка ограничителя 18 хода осевого шарнира 16 об опорный диск 19, расположенный на осевых валах 14. Пружинное противодействие торсиона 17 автоматически компенсирует и опережает угол атаки лопастей 9. При скручивании торсиона 18 его хода при повороте лопастей 9 с ним на тот же угол поворачиваются ограничители 18 хода осевого шарнира 16, ограничители 18 взаимодействуют и фиксируются об опорный диск 19, расположенный на осевых валах 14, на которых установлены осевые шарниры 16 во втулке роторного устройства. Силовая установка 20 установлена в верхней хвостовой части фюзеляжа 1 с высокой балкой 21, на которой установлен винт-пропеллер 22 в передней верхней части фюзеляжа 1.

Работа самолета осуществляется следующим образом.

При включении силовой установки 20 начинает раскручиваться тяговый винт 22 последний, вращаясь, отбрасывает воздух, заставляя самолет двигаться. По третьему закону Ньютона отбрасываемая масса воздуха действует на винт 22, толкает его вперед, создавая этим тягу, движущую весь самолет при форсаже на взлет, за счет энергии топлива выигрывает в силе, передает это усилие на вращение тягового винта 22, который служит посредником, и КПД винта-пропеллера 22 невелико 0,7% Тяга получается, как результат ответного воздействия реакции воздуха, отбрасываемого винтом 22. Таким образом, чем тяжелее самолет, тем больше происходит перемещение воздушной массы, при этом перемещаются кубокилометры воздушной массы, за счет энергии топлива выигрывает в силе, а проигрывает в пути, и чтобы выиграть в пути и не проиграть в силе в зоне S₁ течения воздушного потока над фюзеляжем 1 создается наибольший воздушный напор (см. фиг.1,2,7,8,9).

В зонах S₁ течения воздушного потока, созданного тяговым винтом 22, находятся вертикально установленные лопасти 9 роторных устройств, которые и воспринимают давление течения воздушного потока, используя это течение вторично.

В зонах S₁ лопасти 9 обоих роторных устройств расположены вертикально под углом 90^o как лопатки турбины, при котором задняя кромка лопастей 9 опускается, а верхние плоскости лопастей 9 направлены навстречу воздушному потоку, силой которого ускоренно вращаются ступицы 7 роторных устройств со всеми лопастями, укрепленными в них. Лопасти 9 в данной зоне могут поворачиваться вокруг продольной оси на 60^o с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o, при этом задняя кромка лопастей 9 отклоняется по потоку, а передняя кромка лопастей 9 стабилизируется в потоке (см. фиг.8 и 9). Лопасть 9 поворачивает момент, возникающий на ней под воздействием мощного воздушного потока, а так как центры масс и давление лопасти 9 расположены позади оси навески лопасти и сила направленного воздушного потока поворачивает лопасти 9 в продольной оси с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o, это пружинное противодействие выполняет функцию пружинного двигателя, что способствует ускорению по направлению вращения роторных устройств и сглаживанию ударной нагрузки ограничителя 18 хода осевого шарнира 16 об опорный диск 19 с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o. Это пружинное противодействие выполняет функцию автомата перекоса лопастей 9, компенсирует и опережает угол атаки лопастей 9 при уменьшении давления направленного воздушного потока.

Позволяющие в зоне S₁ "двигатель" над фюзеляжем 1 использовать вторично течение мощного воздушного потока, выработанного тяговым винтом 22, которое и воспринимается лопастями 9, расположенными под углом 90^o к этому потоку, и лопасти 9 работают как лопатки турбины с автоматом перекоса, ускоренно раскручивают ступицы 7 роторных устройств со всеми укрепленными лопастями в них, воспринимают на себя давление воздушного потока в зонах S₁, работают как лопатки турбины "двигатель". Давление на лопасти 9 непрерывное, а все лопасти, поочередно попадающие в данную зону, будут ускоренно вращать ступицы 7 и лопасти, при этом противоположном синхронном вращении, попадающие поочередно в зону S₁ "двигатель", будут работать как лопатки турбины с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o, пружинно воздействуют на поток, поворачиваются в осевом шарнире 16 и влияют на вращение ступиц 7 как пружинный двигатель, способствующий ускорению по направлению вращения обоих роторных устройств со всеми лопастями 9 в них, что в целом позволяет с ускорением вращать авторотирующие винты.

Таким образом роторные устройства приобретают синхронное, противоположное, непрерывное вращение под действием течения воздушного потока, созданного тяговым винтом 22. Его можно использовать вторично в зонах S₁ как лопатки турбины, при этом совершенно не используя мощность силовой установки 20, а используя лишь течение воздушного потока, созданное тяговым винтом 22 при форсаже на взлет.

При выходе лопастей из зоны S₁ положение их по отношению направления воздушного потока меняется и лопасти 9 автоматически выводятся пружинным действием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o в нейтральное F₃ торсиона в S₃ 60^o/30^o положение, при этом лопасти 9 поворачиваются в продольной оси передней кромкой навстречу набегающему воздушному потоку и уже в зоне S₃ "маховое колесо" воздействие на лопасти 9 воздушного потока меняется, так как он начинает воздействовать на нижнюю плоскость лопасти 9 с противодействием F₂ торсиона 17 в S₂ 30^o, при этом задняя кромка лопасти 9 в данной зоне стабилизируется или прижимается во фронтальном потоке, обдуваемая в продольной оси, где создается амплитуда колебания маха опускающегося крыла насекомого "Стрекозы" и они колебанием маха создают при взлете ЛА подъемную и тяговую силу.

В зонах S₃ с обеих сторон фюзеляжа 1 при вращении роторных устройств получаются силы подъема и тяги по направлению взлета самолета.

Таким образом в зонах S₃ с обеих сторон фюзеляжа 1 в зоне набегающего воздушного потока лопасти обдуваются в продольной оси, где крутка лопасти в продольной ее оси 45^o к этому потоку, и воспринимают его давление нижними плоскостями лопастей 9 во фронтальном потоке, лопасти 9 обоих роторных устройств начинают работать как "маховые крылья" с автоматом перекоса, создается амплитуда колебаний маха опускающихся крыльев, где в зонах S₃ лопасти 9 обоими авторотирующими винтами создают подъемную и тяговую силу, воздействующую на подъем и перемещение ЛА по направлению полета.

При выходе лопастей 9 из зоны S₃ положение их по отношению направления воздушного потока меняется и лопасти 9 входят в зону S₂, прижимаются и фиксируются ограничителем 18 хода осевого шарнира 16 об опорный диск 19, так как центры масс и давления лопасти расположены позади оси навески, лопасти 9 обеих роторных устройств прижимаются рабочей отбрасываемой воздушной средой с противодействием F₂ торсиона 17 в S₂ 30^o.Это пружинное противодействие уменьшает ударную нагрузку ограничителя 18 хода осевого шарнира 16 об опорный диск 19, а при уменьшении реакции давления отбрасываемой воздушной среды пружинное противодействие F₂ торсиона 17 в S₂ 30^o автоматически компенсирует и изменяет угол атаки лопасти 9.

В зонах S₂ "винт тяги" лопасти 9 обоих роторных устройств ввинчиваются во фронтальный воздушный поток и создают дополнительную тяговую и подъемную силу по направлению полета ЛА, где лопасти 9 работают как "винт тяги" с автоматом перекоса лопастей 9.

Таким образом в зонах S₂ с обеих сторон фюзеляжа 1 как результат ответного воздействия /реакции/ воздуха лопасти 9 работают как "винт тяги", отбрасываемая масса воздуха действует на нижнюю плоскость лопастей 9, заставляя весь самолет двигаться ускоренно, где а данной зоне во фронтальном потоке лопасти 9 роторных устройств создают тягово-подъемную силу, воздействующую на перемещение и подъем ЛА.

При выходе лопастей 9 из зоны S₂ они попадают в зону S₄, где при взлете лопасти 9 работают также как "винт тяги", а при поступательном движении ЛА их роль меняется и где в зоне S₄ лопасти 9 в набегающем воздушном потоке будут работать как "поднимающиеся крылья" аэродинамики колебаний маха поднимающегося крыла.

Этот процесс происходит непрерывно, так как течение воздушного потока на них воздействует непрерывно.

Таким образом работа роторных устройств на самолете под воздействием течения воздушного потока от тягового винта 22 в зонах S₁ воспринимается лопастями 9 как лопатки турбины и используется вторично, воспринимается и передается в другие зоны действия лопастей, что способствует повышению дополнительной тяговой и весовой отдачи его.

Рассмотрим работу авторотирующих винтов на самолете в зависимости режима полета ЛА.

Самолет в режиме подъема с набором высоты.

При форсаже на взлет тяговый винт 22 ускоренно вращается, создает воздушное течение как результат воздействия реакции воздуха. Чем тяжелее ЛА, тем больше создается течение отбрасываемой массы воздуха, которое в зонах S₁ воздействует на лопасти как на лопатки турбины, принудительно ускоренно вращает ступицы 7 роторных устройств со всеми закрепленными лопастями 9 и передает это усилие на другие лопасти 9 в них, сообщая самолету поступательное движение и подъем.

Из этого следует, что под воздействием мощного течения воздушного потока, созданного при работе тягового винта 22, воздушное течение воздействует на имеющие вертикальное положение лопасти в зонах S₁, работающие как лопасти турбины, создают ускоренное ускоренное вращение роторных устройств и передают это усилие на лопасти 9 в другие зоны действия, где возникают пропульсивные силы, которые передаются на конструкцию ЛА по направлению его взлета и самолет поднимается, пробежав по взлетной полосе на более десяти метров, а после подъема ЛА и ускорения поступательного движения в работу вступает естественный набегающий воздушный поток, при этом скорость и весовая отдача ЛА увеличивается.

В зонах S₁ "двигатель" над фюзеляжем 1 лопасти 9 обоих роторных устройств занимают вертикально-наклонное положение, задняя кромка лопастей внизу и они верхними плоскостями лопастей 9 расположены уже навстречу набегающему воздушному потоку, который давит на них как на лопатки турбины с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o, это пружинное противодействие торсиона 17 выполняет по потоку функцию пружинного двигателя, пружинно воздействуют по потоку как реакция противодействия, так как центры масс и давление лопасти 9 расположены позади оси навески лопастей 9, то на них возникает момент ускорения по направлению вращения ступиц 7 роторных устройств со всеми закрепленными лопастями 9 в них. Набегающий воздушный поток давит в зоне S₁ на лопасти и как результат реакции ответного пружинного противодействия поворота лопастей 9 вокруг продольной оси на угол 60^o, ускоряя вращение роторных устройств, при этом лопасти 9 работают как лопатки турбины и крылья от внешней части к центру с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o, воздушный поток прижимает лопасти 9 и пружинное противодействие F₁ сглаживает ударную нагрузку ограничителя 18 хода осевого шарнира 16 об опорный диск 19 и лопасти 9 фиксируются и отклоняются по направлению воздушного потока, выполняют функции двигатель - крыло, уменьшая лобовое сопротивление в полете, а при уменьшении давления набегающего воздушного потока пружинное противодействие F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o автоматически компенсирует и опережает угол атаки лопастей 9 к направлению набегающего воздушного потока. При повороте лопастей 9 в продольной оси ее задняя кромка лопасти 9 отклоняется по потоку, а передняя стабилизируется в потоке, см. фиг. 5, 6 и лопасти 9 работают как лопатки турбины крылья с автоматом перекоса, ускоренно вращают ступицы 7 роторных устройств со всеми лопастями, укрепленными в них.

За счет крутки лопастей 9 в продольной оси ее45^o можно уменьшить лобовое сопротивление, т.к. при поступательном движении ЛА центр роторных устройств остается неизменным и равным скорости ЛА, а изменяемой является внешняя часть замкнутой системы вращения и от внешней части к центру на лопастях возникает подъемная сила (фиг.1,2,7,8,9).

Упругость и жесткость лопасти 9 придает крутка в продольной оси ее, равная 45^o.

Таким образом в зонах S₁ "двигатель" над фюзеляжем 1 лопасти обоих роторных устройств приобретают наклонное, а к центру стабилизирующее положение с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o пружинно воздействует на поток и работают как лопатки турбины и крылья с автоматом перекоса, ускоренно раскручивают ступицы 7 роторных устройств со всеми лопастями 9 в них и способствуют подъемной силе ЛА( фиг.4 -9).

При непрерывном воздействии набегающего воздушного потока происходит подъемная сила и синхронное, непрерывное, противоположное вращение роторных устройств и лопасти 9, поочередно входящие в зону S₁ "двигатель", будут воспринимать давление воздушного потока и ускорение раскручивать ступицы 7 со всеми лопастями в них, каждый раз влияя пружинным противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o на ускорение вращения роторных устройств, совершенно не используя мощность силовой установки 20, а используя набегающий воздушный поток (фиг.8,9).

При выходе лопастей 9 из зоны S₁ воздействие на них из по отношению набегающего воздушного потока меняется, они выводятся пружинным действием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o в нейтральное F₃ торсиона 17 в S₃ 60^o/30^o положение и лопасти 9 обоих роторных устройств поворачиваются передней кромкой навстречу набегающему воздушному потоку ( фиг.5,6), а задняя кромка лопастей 9 стабилизируется в потоке с противодействием F₂ торсиона 17 в S₂ 30^o, этим пружинным действием сглаживается ударная нагрузка ограничителя 18 хода осевого шарнира 16 об опорный диск 19, при этом задняя кромка лопасти 9 прижимается воздушной средой и нижней плоскостью лопасти 9 отбрасывает воздушную среду, а передняя кромка лопасти 9 при этом стабилизируется в потоке, где лопасти 9 обдуваются в продольной оси ее во фронтальном потоке, лопасти 9 в зависимости от фронтального давления отбрасываемой воздушной среды поворачиваются вокруг продольной оси лопасти 9, при этом передняя кромка поднимается навстречу воздушному потоку, а задняя кромка при этом стабилизируется в потоке и так как центры масс и давление лопасти 9 расположены позади оси ее навески в зависимости от давления воздушной среды происходит автоматический поворот перекоса лопастей 9, они открываются к воздушному потоку или прижимаются им, передняя кромка стабилизируется в потоке, а задняя кромка с противодействием F₂ торсиона 17 в S₂ 30^o прижимается отбрасываемой воздушной средой, где в зонах S₃ создается амплитуда колебания маха опускающихся крыльев насекомого "Стрекозы". Набегающий воздушный поток воздействует на нижнюю плоскость лопастей 9 во фронтальном потоке и лопасти 9 обоими роторными устройствами выполняют работу "маховые крылья" (см. фиг.4 - 6).

При вращении синхронно, противоположно вращающихся роторных устройств в зонах S₃ "маховое крыло" происходят действия постоянно машущих крыльев опускающего крыла насекомого "Стрекозы" и все лопасти 9, поочередно попадающие в зону S₃, влияют на тяговую и подъемную силу.

Таким образом в зонах S₃ "маховое крыло" по обе стороны фюзеляжа на 1 лопасти 9 роторных устройств приобретают обтекаемое в продольной оси во фронтальном потоке положение и воспринимают давление набегающего воздушного потока с противодействием F₂ торсиона 17 в S₂ 30^o, работают как опускающиеся крылья насекомого "Стрекозы" с автоматом перекоса лопастей 9, этими маховыми колебаниями создают тяговую и подъемную силу с набором высоты.

При выходе лопастей 9 из зоны S₃ воздействие на них из по отношению набегающего воздушного потока меняется и они входят в зону S₂ "винт тяги", где лопасти 9 обоих роторных устройств прижимаются и ввинчиваются во фронтальный воздушный поток, воздействуя нижними плоскостями лопастей 9 на воздушную среду, а т.к. центры масс и давление лопасти расположены позади оси навески лопасти 9, то на них возникает момент перекоса лопасти, который поворачивает их вокруг продольной оси ее на 30^o, где лопасти 9 под заданными углами атаки занимают положение к направленному набегающему воздушному потоку с противодействием F₁ торсиона 17 в S₂ 30^o, это пружинное противодействие сглаживает ударную нагрузку ограничителя 18 хода осевого шарнира 16 об опорный диск 19, а при уменьшении давления отбрасываемой воздушной среды пружинное действие F₂ торсиона 17 в S₂ 30^o автоматически компенсирует и опереждает угол атаки лопасти 9. При повороте лопастей 9 в продольной оси ее задняя кромка лопасти 9 прижимается отбрасываемой воздушной средой, а передняя кромка ее стабилизируется в потоке, уменьшая лобовое сопротивление, и лопасти 9 обоих роторных устройств работают как "винт тяги" с автоматом перекоса, где за счет крутки лопасти 45 град. в продольной оси ее уменьшается лобовое сопротивление, т. к. при поступательном движении ЛА центр роторных устройств остается неизменным, равным скорости ЛА, а изменяемой является внешняя часть замкнутой системы вращения (см. фиг.4 9).

Таким образом в зонах S₂ "винт тяги" по обе стороны фюзеляжа 1 лопасти 9 обоих роторных устройств приобретают синхронное, противоположное вращение и наклонно-отклоненное положение под заданными углами атаки, они как бы ввинчиваются во фронтальный воздушный поток нижними плоскостями лопастей 9 отбрасывают воздушную среду и работают как "винт тяги", создавая тяговое усилие и подъем ЛА. При ускоренном вращении роторных устройств происходит непрерывное ввинчивание лопастей 9 в воздушную среду, т.к. все лопасти 9, поочередно попадающие в зону S₂, отбрасывают воздушную среду и создают работающими лопастями 9 реактивную тягу двух встречных воздушный потоков, воздействующих на нижнюю заднюю часть фюзеляжа 1, где создается воздушная подушка двух встречных потоков и влияет, сообщая ЛА в целом тяговую и подъемную силу.

При выходе лопастей 9 из зоны S₂ воздействие на них из по отношению набегающего воздушного потока меняется, они выводятся пружинным действием F₂ торсиона 17 в S₂ 30^o в нейтральное F₄ торсиона 17 в S₄ 30^o/60^o положение и уже в зоне S₄ лопасти 9 занимают положение под заданными углами атаки, при котором задняя кромка лопасти 9 опускается, а передняя кромка отклоняется по потоку, где лопасти обоих роторных устройств уже в зонах S₄ расположены верхними плоскостями навстречу набегающему воздушному потоку, обдуваемые в продольной оси, повернутые в сторону мощного набегающего воздушного потока лопасти 9 прижимаются с поворотом в продольной оси ее в зависимости от воздушного давления, т.к. центры массы и давление лопасти 9 расположены позади оси навески и лопасти 9 работают как "поднимающиеся крылья" с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o. Это пружинное противодействие сглаживает ударную нагрузку ограничителя 18 хода осевого шарнира 16 об опорный диск 19 и выполняет функцию пружинного двигателя, способствующего ускорению по направлению вращения роторных устройств, а при уменьшении давления воздушного потока пружинное действие F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o автоматически компенсирует и опережает угол атаки лопасти 9. В зонах S₄ лопасти 9 работают как "поднимающиеся крылья" и лопатки турбины (см. фиг.4 -).

Таким образом в зонах S₄ "поднимающееся крыло" по обе стороны фюзеляжа 1 лопасти 9 обоих роторных устройств приобретают синхронное, противоположное вращение, обдуваемые в продольной оси лопасти 9 во фронтальном потоке, где создается амплитуда колебаний маха "поднимающихся крыльев" насекомого "Стрекозы" и все лопасти 9, поочередно попадающие в зону S₄, работают как поднимающиеся крылья и как лопатки турбины с автоматом перекоса лопастей 9, способствующие подъемной силе ЛА и ускорению вращения роторных устройств со всеми лопастями в них.

Подобно аналогии аэродинамики полета насекомого "Стрекозы" поднимающиеся лопасти 9 приводят в действие опускающиеся лопасти 9, как бы происходит постоянный цикл поднимающихся и опускающихся крыльев с пружинно направленным ускорением автомата перекоса, использующие как насекомое "Стрекоза" малейшие воздушные потоки, пропульсивные силы которых передаются на конструкцию ЛА.

При вращении синхронно, противоположно вращающихся роторных устройств все лопасти 9 поочередно входят в зоны S₁ "двигатель" и уже там занимают положение под заданными углами, работают как лопатки турбины с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o к набегающему воздушному потоку.

И все повторяется снова.

Непрерывное воздействие воздушных потоков вызывает непрерывное вращение роторных устройств, позволяющее выиграть в силе и не проиграть в пути, где лопасти 9 роторных устройств работают как "Движители", совершенно не используя мощность силовой установки 20, а используя течение воздушного потока, созданного тяговым винтом 22 и встречным набегающим воздушным потоком.

Летательный аппарат типа "Стрекоза" в режиме горизонтального полета, авторотация.

После набора большой высоты ЛА переходит на режим авторотирования, горизонтального полета, при этом хвостовое tx6 оперение 3 пилот за счет штурвала выводит фюзеляж 1 в положение (см.фиг. 11), где фюзеляж 1 отклоняется на 15^o, как бы зависая на хвостовом оперении 3, которое в полете является рулем глубины и поворота ЛА, фюзеляж выведен на угол 15^o по направлению полета, с ним на тот же угол отклоняются и ступицы 7 авторотирующих винтов с прикрепленными к ним лопастями, установленными по бокам фюзеляжа 1, при этом оси авторотирующих винтов составляют 45 и 45^o соответственно с поперечной и продольной осями фюзеляжа 1. Такая же аналогия происходит и у насекомого "Стрекозы", за счет сокращения мышц она выводит стабилизаторы, находящиеся на конце ее хвоста, и задает глубину и поворот насекомого в полете.

Силовая установка 20 выключается и в работу вступает сила гравитации, где потенциальная энергия стремится перейти в кинетическую энергию, встречая на своем пути вертикально установленные лопасти 9 в зонах S₄ и S₁ над фюзеляжем 1, работающие как лопасти турбины и крылья, где в данных зонах набегающий воздушный поток имеет наибольший напор, рассекает и действует на удаляющиеся от фюзеляжа 1 лопасти 9, ускоренно раскручивают ступицы 7 обоих роторных устройств со всеми закрепленными лопастями 9 в них, при поступательном движении ЛА воздействующие на лопасти 9 авторотирующих винтов, установленных и выведенных на угол 45 и 45 градусов (см. фиг.11), при этом тяга увеличивается, а лобовое сопротивление на роторных устройствах снижается, при поступательном движении ЛА центр роторных устройств остается неизменным и равным скорости ЛА, а изменяемой является внешняя часть замкнутой системы вращения роторных устройств и замкнутая система вращения разложена на составляющие уменьшения лобового сопротивления, (фиг.7 9), передняя кромка при этом стабилизируется в воздушном потоке, а задняя кромка отклоняется по потоку с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o и в зоне S₂ 30^o, где создаются амплитуды колебаний постоянных взмахов поднимающихся и опускающихся крыльев аэродинамики полета насекомого "Стрекозы".

На всех лопастях 9 возникает вектор тяги и подъема за счет давления и разрежения вакуума воздушной среды и влияет на поступательное движение ЛА в пространстве на большие расстояния с маховыми преобразованиями, используя набегающие и природные воздушные потоки и позволяя осуществлять горизонтальный полет с выключенной силовой установкой 20.

Изменение воздушных потоков на роторные устройства не влияет, даже если порывы ветра с большой силой воздействуют справа, то продолжают вращать правую роторную установку, а если левая роторная установка закрыта от воздушного потока фюзеляжем 1, то лопасти 9 правой роторной установки за счет синхронизации валом 11 через промежуточный редуктор 13 продолжают вращать левую роторную установку. Все лопасти 9 роторного устройства автоматически пружинным действием торсионов 17 60^o выводятся и все лопасти 9 становятся "винтами тяги" с автоматом перекоса, если порывы ветра с большой силой воздействуют слева, то цикл тот же и повторяется в правой роторной установке.

Даже если порывы ветра будут опережать направление полета ЛА, то срыва подъемной силы не произойдет, а зоны роторных устройств автоматически за счет пружинных действий противодействий поменяются местами зон действия и в штопор ЛА типа "Стрекоза" никогда не войдет.

В природных условиях на большой высоте полета практически не бывает штиля, нет необходимости улавливать природные воздушные потоки, выводя фюзеляж 1 хвостовым оперением 3, а следовательно, и роторные устройства в положение для набора высоты с последующим переходом на режим авторотации (см. фиг.11). В таком положении лопастей 9 роторных устройств они как бы ввинчиваются в воздушную среду, где силы действия выше сил противодействия.

И в сравнении с известными современными ЛА центропланного полета с винтами тяги 22 предлагаемый летательный аппарат типа "Стрекоза" имеет большие летно-экономические преимущества, и как показала вековая практика на современных ЛА сила тяги винта уменьшается с увеличением скорости полета, начинает выигрывать в пути, а проигрывает в тяге. Дело в том, что с увеличением дальнейшей скорости увеличивается сопротивление воздуха вращению тягового винта 22, в результате большая часть полезной работы двигателя идет на преодоление сопротивления воздуха, КПД уменьшается в десятки раз. Для увеличения скорости ЛА приходится резко увеличивать мощность двигателя, а это неизбежно ведет к удвоению веса и мощность двигателя с винтом-пропеллером резко уменьшается, а с увеличением высоты полета, где воздух сильно разряжен, воздушный винт-пропеллер перестает двигать самолет и чтобы преодолеть большое расстояние приходится брать на борт дополнительное количество топлива, что также неизбежно ведет к утроению веса ЛА и топливо сжигается для перевозки излишней массы конструкции и для перевозки самого же топлива.

Современные вертолеты имеют силовые установки 20 в тысячи лошадиных сил и выигрывают в силе за счет мощности, а проигрывают в пути, перемещая тысячи кубокилометров воздушной массы и сжигая при этом тонны керосина в час полета. КПД работы на современных ЛА составляет всего 0,01% что экономически очень невыгодно.

Предлагаемый летательный аппарат типа "Стрекоза" имеет новое направление в авиационной технике и лишен этих недостатков, т.к. он имеет двигатель небольшой мощности, от винта 22 которого созданное течение воздушного потока используется вторично, воспринимается лопастями 9 как лопатками турбины обоих роторных устройств в зонах и преобразуется в маховые колебания в других зонах действия лопастей 9, создавая дополнительную тягу и подъем. Топливо на борт берется в небольшом количестве для преодоления взлета и на предвиденные случаи, а вся работа направлена на утроение веса перевозимого груза, что экономически очень выгодно.

Таким образом, с выключенной силовой установкой 20 скорость ЛА растет, а весовая отдача увеличивается за счет набегающего воздушного потока и природных воздушных потоков, воздействующих на лопасти 9 как на лопатки турбины в зонах S₁ обоих роторных устройств, воспринимающих и передающих на лопасти 9 в других зонах действия, пропульсивные силы которых передаются на конструкцию ЛА, способствуя полету его на большие расстояния.

При постоянном воздействии воздушных потоков роторные устройства вращаются непрерывно, а изменение воздушных потоков на них не влияет, т.к. они полностью автоматизированы за счет пружинных действий противодействий торсионов 17.

Летательный аппарат типа "Стрекоза" в режиме спуска.

При выходе на посадку пилот за счет хвостового оперения 3 выводит фюзеляж, а следовательно, и роторные устройства в положение, которое сохранялось при взлете, а затем при помощи штурвала за счет хвостового оперения 3, фюзеляжа 1 выводит постепенно от 0^o до -30^o, а следовательно, и роторные устройства, при этом увеличивается лобовое сопротивление, а вектор тяги снижается и ЛА постепенно теряет высоту, а перед самой землей фюзеляж 1 отклоняется на -30^o, где лопасти 9 роторных устройств вращаются в вертикально-наклонной плоскости, где лопасти расположены передней кромкой вверх, а задняя кромка лопасти 9 спускается (фиг.17), открываясь плоскостями лопастей 9 навстречу набегающему воздушному потоку.

В этом случае в зонах S₁, т.е. над фюзеляжем 1 лопасти 9 обоих роторных устройств расположены вертикально под углом 90^o к направлению полета и продолжают работать как лопатки турбины с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o, раскручивая ступицы 7 роторных устройств со всеми закрепленными лопастями 9 в них, но в зоне S₃ воздействие воздушного потока на лопасти 9 меняется и они выводятся пружинным действием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o в нейтральное F₃ торсиона 17 в S₃ 60^o/30^o положение. При этом лопасти 9 поворачиваются передней кромкой вверх и нижней плоскостью навстречу набегающему воздушному потоку, прижимаются и фиксируются ограничителями 18 хода осевого шарнира 16 об опорный диск 19 с противодействием F₂ торсиона 17 в S₂ 30^o. Это противодействие уменьшает ударную нагрузку и уже в зонах S₂ лопасти 9 обоих роторных устройств работают как крылья с автоматом перекоса, лопастями 9 в данных зонах создается воздушная подушка двух встречных потоков реакции отбрасываемой массы воздуха, которая гасит кинетическую энергию спуска ЛА.

В зонах S₄ лопасти 9 выводятся пружинным действием F₂ торсиона 17 в S₂ 30^o в нейтральное F₄ торсиона 17 в S₄ 60^o положение, поворачиваются задней кромкой лопасти 9 вниз и верхними плоскостями навстречу набегающему воздушному потоку и воздействие на лопасти воздушного потока меняется. Они начинают работать как лопасти турбины с противодействием F₁ торсиона 17 в S₁ 60^o. Это противодействие выполняет функцию пружинного двигателя пружинного ускорения вращения роторных устройств по потоку, прижимая лопасти 9 на угол 60 с противодействием F₁ торсиона 17 вокруг продольной оси ее поворота и уже в зонах S₁ "двигатель" над фюзеляжем 1 лопасти 9 занимают вертикально-наклонное положение и работают как лопатки турбины с автоматом перекоса.

Этот процесс происходит непрерывно.

Лопасти 9 обоих авторотирующих винтов настолько эффективно выполняют тормозную работу, что тяжелому ЛА достаточно 10 м для осуществления плавной посадки.

Изобретение позволяет воспроизводить амплитуду колебаний маха опускающихся и поднимающихся крыльев аэродинамики полета насекомого "Стрекозы", полностью автоматизировать втулки ротора авторотирующих винтов с реверсивно крутильным автоматом ориентации и сглаживание ударов лопастей пружинным действием и противодействием торсионов во всех четырех зонах действия лопастей, использовать течение воздушного потока выработанное тяговым винтом, усилие которого используется повторно лопастями в зонах S₁ как лопатками турбины, использовать силы гравитации и все виды воздушных потоков, усилие которых под заданными углами воспринимается в зонах S₄ и S₁ и передается в усилие тяги и подъема в зонах S₃ и S₂, повысить тягу и подъем с минимальными энергозатратами, осуществлять горизонтальный полет с выключенной силовой установкой, повысить весовую отдачу Л.А. сократить длину пробега ЛА примерно до 20 м при взлете и 10 м при посадке, создать дополнительную опору и тягу подъема за счет воздушной подушки, созданной под фюзеляжем.

Формула изобретения

Летательный аппарат, содержащий фюзеляж, шасси, хвостовое оперение, силовую установку, тяговый винт, несущие авторотирующие воздушные винты, отличающийся тем, что он снабжен двумя авторотирующими винтами, связанными между собой синхронизирующими валами со ступицами, в которых установлены шарнирно лопасти с возможностью осевого поворота и продольного перемещения лопастей в шарнирах, оси которых совпадают с продольной осью лопасти, причем центры массы и давления лопасти расположены позади оси ее навески, а каждая лопасть снабжена установленным внутри нее торсионом, соединяющим втулку и лопасть с ограничителем хода осевого шарнира, причем винт тяги установлен на выносной балке в верхней передней части фюзеляжа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17