Устройство для создания подъемной силы в летательных аппаратах вертикального взлета и посадки

 

Изобретение относится к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Устройство содержит центробежный нагнетатель и аэродинамические поверхности крыловидного профиля, которые выполнены в виде конических спиралей, одновременно обеспечивающих положительный в направлении подъема устройства угол атаки. Результирующий угол атаки на аэродинамическую поверхность определяется величиной угла, образованного углом подъема спирали, и его конусности в плоскости вектора абсолютной скорости потока воздуха. Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение экономичности. 1 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки, а также может быть использовано в качестве движителя различных транспортных средств.

Известны летательные аппараты (см., например, патент SU 1833332 A3, В 64 С 29/00 от 07.08.93. Бюл. 29), содержащие сверху и снизу дискообразного корпуса кольцевые крылья, ориентированные в воздушном потоке, создаваемом вентиляторами, расположенными в центральном проеме корпуса.

При этом эффективное обтекание верхней рабочей плоскости корпуса проблематично, а кольцевые крылья используют только радиальную составляющую потока.

Известен летательный аппарат (см., например, патент RU 2061627 C1, В 64 С 29/00 от 10.06.96. Бюл. 16), в котором между нижней и верхней частями круглого корпуса, охватывающими горизонтально расположенные вентиляторы, в зоне кольцевой полости закреплено плосковыпуклое замкнутое крыло.

Плохо сформированный кольцевой полостью и закрученный от осевых вентиляторов поток воздуха не создает подъемной силы от круговой его составляющей при взаимодействии с кольцевым крылом.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство (см., например, патент RU 2005660 C1, В 64 С 29/00 от 15.01.94. Бюл. 1) для создания подъемной силы в летательных аппаратах вертикального взлета и посадки, выполненное в виде кольцевого щелевого крыла, опоясывающего центробежный нагнетатель, а между ними установлен направляющий аппарат, создающий радиально расходящийся поток воздуха, отделяемый от атмосферы кольцевым экраном, установленным под аэродинамическими поверхностями.

Использование в устройстве направляющего аппарата усложняет конструкцию, приводит к потерям энергии потока, возрастающим при изменении режимов работы от расчетных.

Во всех перечисленных устройствах составляющая кинетической энергии, возникшая от закрутки воздуха, полностью теряется в атмосфере.

Цель настоящего изобретения состояла в эффективном использовании энергии тангенциальной (круговой) составляющей потока воздуха, создаваемого центробежным нагнетателем.

Это достигается тем, что охватывающие центробежный нагнетатель аэродинамические поверхности выполнены так, чтобы обеспечить положительный в направлении вертикального взлета угол атаки как в радиальном, так и в тангенциальном направлениях по отношению соответственно радиальной и круговой составляющих абсолютной скорости потока воздуха от упомянутого нагнетателя.

Для реализации поставленной задачи и нового признака устройства аэродинамические поверхности выполнены винтовыми (в отличие от кольцевых).

Изобретение поясняется прилагаемым схематичным чертежом устройства.

Предлагаемое устройство содержит аэродинамические поверхности 1 крыловидного профиля, выполненные винтовыми и с углом атаки по отношению к радиальной составляющей потока воздуха, создаваемого центробежным нагнетателем 2, опоясываемым ими по кольцу, привод 3 и коллектор 4, размещенный на выходе в центробежный нагнетатель 2.

Устройство работает следующим образом. Центробежный нагнетатель 2, получая вращение от привода 3, захватывает воздух из атмосферы через коллектор 4 и, сообщив ему энергию в виде скорости, разбрасывает его в радильно-круговом направлении на винтовые аэродинамические поверхности 1.

Подъемная сила создается одновременным воздействием под положительными углами атаки тангенциальной (круговой) составляющей потока воздуха, определяемым подъемом витка и от соударения радиальной составляющей потока с аэродинамическими поверхностями 1, зависящими от угла выполнения их образующей соответственно в радиальной плоскости, а также силой от обтекания их профилей.

Результирующий угол атаки на аэродинамическую поверхность 1 определяется углом подъема витка и углом атаки на профиль в радиальной плоскости.

Однонаправленность подъемных сил в направлении стрелки "F" обеспечивается совпадающим при показанном двухзаходном правом витке аэродинамической поверхности 1 направлением вращения центробежного нагнетателя 2 по стрелке "n", т.е. правым, по часовой стрелке, глядя сверху.

Предложенное устройство для создания подъемной силы в летательных аппаратах конструктивно просто, эффективно использует большую часть кинетической энергии потока воздуха.

Формула изобретения

Устройство для создания подъемной силы в летательном аппарате вертикального взлета и посадки, содержащее коллектор для забора воздуха, центробежный нагнетатель воздуха, аэродинамические поверхности, имеющие профиль крыла и опоясывающие по кольцу упомянутый нагнетатель, отличающееся тем, что упомянутые поверхности выполнены так, чтобы обеспечить положительный в направлении вертикального взлета угол атаки как в радиальном, так и в тангенциальном направлениях по отношению соответственно радиальной и круговой составляющей абсолютной скорости потока воздуха от упомянутого нагнетателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1