Летательный аппарат
Изобретение относится к области летательных аппаратов. Летательный аппарат содержит двигатель, фюзеляж, кабину управления, хвостовое оперение, элероны, шасси, заполненные газом легче воздуха полые крылья, каждое из которых разделено поперек на отдельные жесткие одинаковые секции, закрепленные на общей раме с возможностью съема. На аэродинамической поверхности каждой секции закреплен элемент компенсации давления газа. Элероны закреплены на общей раме. Изобретение направлено на изменение подъемной силы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области авиамоделизма беспилотных и пилотируемых летательных аппаратов, преимущественно, самолетов с прямыми крыльями.
Известен летательный аппарат, содержащий двигатель, фюзеляж, кабину управления, хвостовое оперение, крылья, разделенные на примыкающие друг к другу секции, элероны, шасси [1].
Задача изобретения заключается в упрощении изготовления и сборки крыльев.
Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что летательный аппарат содержит двигатель, фюзеляж, кабину управления, хвостовое оперение, элероны, шасси, заполненные газом легче воздуха полые крылья, каждое из которых разделено поперек на отдельные жесткие одинаковые секции, закрепленные на общей раме с возможностью съема, а на аэродинамической поверхности каждой секции закреплен по меньшей мере один элемент компенсации давления газа. Элероны закреплены на общей раме.
На фиг. 1 изображен летательный аппарат, вид спереди; на фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, вид сверху; на фиг. 3 изображено сечение секции по А-А на фиг. 2; на фиг. 4 изображен фрагмент крыла с торцевым обтекателем.
Летательный аппарат, например самолет (фиг. 1 и 2), содержит установленный в носовой части фюзеляжа 1 двигатель 2 с движителем (воздушным винтом) 3, кабину 4 управления, прикрепленные, например, сверху (снизу, с боков) к фюзеляжу прямые полые крылья 5, хвостовое оперение 6, шасси 7. Двигатель может быть поршневым, а движитель - многолопастным. Возможно использование другого типа двигателя. Каждое крыло разделено поперек на отдельные жесткие примыкающие друг к другу одинаковые секции 8, закрепленные на общей раме 9 с возможностью съема. Секции имеют боковые стенки 10 верхние 11 и нижние 12 аэродинамические поверхности, образующие традиционный (Н.Е. Жуковского) профиль крыла (фиг. 3). Полость 13 секции заполнена каким-либо газом легче воздуха (водородом, гелием, светильным газом, аммиаком). Секция, заполненная одним газом, выполнена с возможностью замены ее секцией, заполненной другим газом. На верхней (и/или нижней) аэродинамической поверхности каждой секции закреплен по меньшей мере один элемент 14 компенсации давления газа, выполненный в виде круглой мембраны. Мембрана может быть эластичной или жесткой. На верхней и нижней эродинамических поверхностях каждой секции и, следовательно, крыльев, могут быть размещены солнечные батареи (полупроводниковые фотоэлементы) 15, соединенные проводниками электрического тока с аккумулятором (не показан). В этом случае двигатель может быть только электрический. К раме со стороны стекающих с крыла воздушных потоков прикреплены элероны 16. На свободном конце рамы установлен торцевой обтекатель 17 с размещенным в нем исполнительным механизмом 18 поворота элеронов с приводом, например, от реверсивного электродвигателя 19 (фиг. 4). Для исключения изгиба рамы вверх под каждым крылом устанавливают с опорой на фюзеляж ферму 20. Шасси, в зависимости от назначения летательного аппарата, может быть колесным, лыжным, поплавковым.
Изготовление модели летательного аппарата (самолета) включает следующие операции.
1. Изготавливают фюзеляж 1 с кабиной 4 управления, хвостовым оперением 6, колесное шасси 7. В носовую часть фюзеляжа встраивают двигатель 2 с движителем 3 в виде воздушного винта. В модели летательного аппарата используют электрический двигатель постоянного тока, имеющий переменную скорость (частоту) вращения вала. В качестве движителя используют, например, трехлопастной винт.
2. Из стали изготавливают общую раму 9, прикрепляют ее V-образно к фюзеляжу. Для исключения прогиба рамы вверх под ней устанавливают ферму 20, изготовленную из тонких стальных стержней (фиг. 1).
3. Из тонкого листового материала (сплавы на основе алюминия, титана, магния), пластмассы изготавливают группу одинаковых секций 8, имеющих боковые стенки 10, верхние 11 и нижние 12 аэродинамические поверхности. На верхней аэродинамической поверхности каждой секции закрепляют по меньшей мере один элемент 14 компенсации давления газа, выполненный в виде круглой мембраны (фиг. 2). Исходное положение мембраны (летательный аппарат находится на аэродроме) - вогнутое внутрь секций. При подъеме летательного аппарата на высоту, например, 3000-5000 м, где воздух разрежен, давление газа в полостях секций уменьшится, но будет выше давления разреженного воздуха на высоте, вследствие чего мембраны занимают положение, изображенное штриховой линией (фиг. 3). Мембрана исключает разрушение секций вследствие перепада давлений воздуха на разных высотах околоземного воздушного пространства.
4. На верхней и нижней аэродинамических поверхностях каждой секции устанавливают солнечные батареи 15, соединяют их проводниками электрического тока с расположенным в фюзеляже аккумулятором (не показан). Аккумулятор соединяют проводниками электрического тоока с приборной панелью (не показана), находящейся в кабине управления, и электрическим двигателем. Солнечные батареи могут быть установлены также на неподвижных частях (киль, стабилизатор) хвостового оперения. При отсутствии солнечных батарей на аэродинамических поверхностях секций в носовую часть летательного аппарата устанавливают поршневой авиационный двигатель.
5. Полости 13 секций заполняют газом легче воздуха. Готовые секции закрепляют на раме так, чтобы их боковые стенки прилегали друг к другу. При этом группа секций образует крыло летательного аппарата. Угол атаки крыла, состоящего из секций, 8-12°. Каждая секция может быть заполнена только одним газом легче воздуха. Например, одну секцию (группу секций) заполняют водородом, а другую - гелием. На общей раме каждая секция, заполненная одним газом, может быть заменена секцией, заполненной другим газом. Замена одной секции (группы секций) на другую не влияет на выработку электрической энергии солнечными батареями.
6. На свободный конец рамы устанавливают торцевой обтекатель 17 с размещенным в нем исполнительным (например, червячным) механизмом 18 поворота элеронов. В качестве привода используют реверсивный электродвигатель 19 (фиг. 4). Возможно применение иного исполнительного механизма, иного привода.
В предложенном летательном аппарате подъемная сила создается несущими (Н.Е. Жуковского) крыльями и газом легче воздуха, содержащимся в полостях секций. Изготовление одинаковых секций упрощает процесс сборки крыльев. Изменение (увеличение, уменьшение) подъемной силы крыльев достигается за счет замены секций, заполненных одним газом легче воздуха, на секции, заполненные другим газом легче воздуха. При этом создается возможность изменения взлетного веса летательного аппарата. Поршневой двигатель требует топлива, что ограничивает время нахождения летательного аппарата в воздушном пространстве. Использование солнечных батарей в конструкции секций крыльев обеспечивает летательному аппарату возможность длительного полета.
В нелетных условиях для защиты от атмосферных осадков (дождь, снег, град) летательный аппарат закрывают чехлом или помещают в ангар. При этом крылья (общая рама вместе с закрепленными не ней секциями) могут быть сняты с фюзеляжа.
Изобретение упрощает изготовление секций и сборку крыльев.
Источники информации
1. US 1860087 А1, 1932.
1. Летательный аппарат, содержащий двигатель, фюзеляж, кабину управления, хвостовое оперение, элероны, шасси, заполненные газом легче воздуха полые крылья, каждое из которых разделено поперек на отдельные жесткие одинаковые секции, закрепленные на общей раме с возможностью съема, а на аэродинамической поверхности каждой секции закреплен по меньшей мере один элемент компенсации давления газа.
2. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что элероны закреплены на общей раме.
