Движитель вертикального подъёма

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям движителей вертикального подъема. Движитель содержит цилиндрический корпус, внутри средней части которого размещен редуктор. Корпус имеет шейки для крепления, через отверстие в одной из которых пропущен ведущий вал. Верхний и нижний ведомые валы противоположного вращения установлены вертикально, а их свободные концы закреплены в подшипниках, прикрепленных посредством кронштейнов к корпусу. Внутри нижней части корпуса установлен спрямляющий аппарат. На ведомых вертикальных валах редуктора закреплены роторы. Каждый ротор содержит верхнюю и нижнюю цилиндрические части, между которыми размещена коническая часть, повернутая своим основанием к верхней цилиндрической части. Нижняя цилиндрическая часть имеет на нижней торцевой поверхности углубление, в котором закреплен цилиндрический диск с лопастями вентилятора. На торцевой поверхности верхней цилиндрической части ротора выполнено углубление, на дне которого просверлены двойные радиальные ряды вертикальных отверстий, соединенных с всасывающей камерой инжекторного насоса. Насосы закреплены на боковой поверхности верхней цилиндрической части и их воздухозаборники обращены в сторону вращения ротора. Достигается повышение эксплуатационных качеств движителя. 12 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение на летательных аппаратах тяжелее воздуха.

Известен подъемный турбореактивный двигатель, содержащий корпус цилиндрического типа, внутри которого установлен на подшипниках вертикальный вал, на верхнем конце которого закреплен шестиступенчатый компрессор, а на нижнем конце закреплена одноступенчатая газовая турбина. В верхней части внутри корпуса закреплен спрямляющий аппарат, а в нижней части расположены: камера сгорания с форсункой подачи топлива, система воспламенение и патрубок подачи сжатого воздуха на лопасти газовой турбины системы запуска.

/Авиация, Энциклопедия, гл. ред. Г.П. Свищев, Большая Российская энциклопедия, Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского, Μ., 1994, с. 487 /.

Недостатками подъемного турбореактивного двигателя являются: большой расход топлива, разрушительное воздействие раскаленной газовой струи на окружающую среду, кратковременность действия, повышенная пожароопасность.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией подъемного турбореактивного двигателя.

Известен также движитель вертикального подъема, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого размещен редуктор, установленный на кронштейнах в средней части корпуса. Верхний и нижний ведомые валы редуктора размещены вертикально и закреплены в подшипниках корпуса. На ведомых валах закреплены верхние и нижние диске одинаковые по конструкции, имеющие зазор с корпусом. Каждый из дисков имеет в нижней части глухие каналы круглого или квадратного сечения, размещенные по концентрическим окружностям в четном количестве в каждой из них, продольная ось каждого из которых установлена в направлении вращения диска под углом к плоскости, проходящей через центр вращения, при этом боковые противоположные поверхности каждого из каналов равны между собой в продольном и поперечном направлениях, а плоскость дна каждого из каналов, параллельна верхней гладкой поверхности диска.

/Патент РФ №2149800, кл. B64С 29/00, опубл. 27.05.2000, Бюл. №15/.

Известный движитель вертикального подъема по патенту РФ №2149800, как наиболее близкий, по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип.

Недостатком известного движителя, вертикального подъема, принятого за прототип, является недостаточная подъемная сила.

Указанный недостаток обусловлен конструкцией движителя, вертикального подъема.

Задачей настоящего изобретения является повышение технических характеристик движителя вертикального подъема.

Технический результат обеспечивается тем, что в движителе вертикального подъема, содержащем корпус цилиндрического типа с шейками для крепления, привернутыми к корпусу снаружи, через отверстие одной из которых пропущен ведущий вал редуктора, установленного внутри в средней части корпуса на кронштейнах, верхний и нижний валы противоположного вращения редуктора установлены вертикально, а свободные концы этих ведомых валов закреплены в подшипниках, привернутых кронштейнами к корпусу, спрямляющий аппарат, установленный внутри нижней части корпуса, согласно изобретению на верхнем и нижнем вертикальных ведомых валах установлено по одному ротору, каждый из которых содержит верхнюю и нижнюю цилиндрические; части, между которыми размещена коническая часть, соединенная своим основанием с верхней цилиндрической частью, а своей усеченной вершиной - с нижней цилиндрической частью, имеющей на нижней торцевой части цилиндрическое углубление, в которое вставлен и закреплен болтами цилиндрический диск с центральным отверстием и лопастями вентилятора, выполненными заодно с ним, кроме того, на торцевой поверхности верхней цилиндрической части ротора выполнено цилиндрическое углубление, на дне которого просверлены двойные радиальные ряды вертикальных отверстий, расположенных на равном расстоянии друг от друга, при этом каждый ряд вертикальных отверстий соединен с соответствующим горизонтальным радиальным каналом, выполненным в теле верхней цилиндрической части, закрытым со стороны оси вращения и открытым с боковой стороны верхней цилиндрической части ротора, причем каждый горизонтальный радиальный канал своим открытым концом соединен c всасывающей камерой инжекторного насоса, закрепленного на боковой поверхности верхней цилиндрической части ротора, причем воздухозаборник каждого из инжекторных насосов повернут в направлении вращения ротора, кроме того, на конической части ротора выполнены по окружностям в два ряда, один над другим, на равном расстоянии друг от друга вертикальные каналы прямоугольного сечения, каждый из которых имеет снизу впускное отверстие, в верхней боковой части которого закреплена направляющая лопатка, установленная под углом к направлению вращения ротора.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фигуре 1 изображен общий вид движителя вертикального подъема;

на фигуре 2 - вид сверху на движитель вертикального подъема;

на фигуре. 3 - продольный разрез движителя вертикального подъема;

на фигуре. 4 - устройство редуктора в разрезе;

на фигуре 5 - общий вид ротора с частичным разрезом;

на фигуре 6 - разрез по АА фигуры 5;

на фигуре 7 - разрез по ББ фигуры 5;

на фигуре 8 - разрез по ВВ фигуры 5;

на фигуре 9 - разрез по ГГ фигуры 5;

на фигуре 10 - вид сверху на ротор движителя вертикального подъема;

на фигуре 11 - вид снизу на ротор движителя вертикального подъема;

на фигуре 12 - схема создания подъемной силы на роторе движителя вертикального подъема.

Движитель вертикального подъема содержит цилиндрический корпус 1, к наружной поверхности которого привернуты шейки 2 для крепления. Внутри корпуса в его средней части установлен редуктор 3, закрепленный на кронштейнах 4, имеющий корпус 5, закрытый верхней 6 и нижней 7 крышками, ведущий вал 8, пропущенный через отверстие одной из шеек, на котором закреплена ведущая шестернях 9, входящая в зацепление с ведомыми шестернями 10, 11, закрепленными на верхнем; 12 и нижнем 13 вертикальных ведомых валах. Свободные концы вертикальных ведомых валов закреплены в подшипниках 14 корпуса посредством кронштейнов 15. На верхнем и нижнем вертикальных ведомых валах установлено по одному ротору 16, каждый из которых содержит верхнюю 17 и нижнюю 18 цилиндрические части, между которыми размещена коническая часть 19, соединенная своим основанием с верхней цилиндрической частью, а своей усеченной вершиной - с нижней цилиндрической частью. На торце нижней цилиндрической части выполнено цилиндрическое углубление, в которое вставлен и закреплен болтами цилиндрический диск 20 с центральным отверстием, и лопастями 21 вентилятора, выполненными заодно с ним. На торцевой поверхности верхней цилиндрической части ротора выполнено цилиндрическое углубление 22, на дне 23 которого просверлены двойные радиальные ряды вертикальных отверстий 24, расположенных на равном расстоянии друг от друга. На равном расстоянии друг от друга расположены и ряды вертикальных отверстий. Каждый рад вертикальных отверстий соединен с соответствующим горизонтальным радиальным каналом 25, выполненным в теле верхней цилиндрической части, закрытым со стороны оси вращения и открытым с боковой стороны верхней цилиндрической части ротора. Каждый горизонтальный радиальный канал своим открытым концом соединен с всасывающей камерой 26 инжекторного насоса 27, закрепленного на боковой поверхности верхней цилиндрической части ротора. Воздухозаборник 28 каждого из инжекторных насосов повернут в направлении вращения ротора. На конической части ротора выполнены по окружностям в два ряда, один над другим, на равном расстоянии друг от друга вертикальные каналы 29 прямоугольного сечения, каждый из которых имеет снизу впускное отверстие 30, а сверху дно 31, параллельное верхней торцевой поверхности верхней цилиндрической части. Справа на боковой части впускного отверстия закреплена направляющая лопатка 32, установленная под углом к направлению вращения ротора. В нижней части корпуса движителя вертикального подъема внутри размещены пластины 33 спрямляющего аппарата.

Работа движителя вертикального подъема.

При вращении ведущего вала 8 редуктора 3 вращается ведущая коническая шестерня 9, которая через ведомые конические шестерне 10, 11 приводит во вращение верхний 12 и нижний 13 вертикальные ведомые валы, а вместе с ними роторы 16 в противоположные стороны. Во время вращения ротора 16 в направлении, указанном стрелкой на фигуре 12, воздушный поток обтекает гладкое дно 23 цилиндрического углубления 22 верхней цилиндрической части 17 с некоторой скоростью, создавая на нем силу разрежения F, направленную вверх. В это время во всасывающих камерах 26 инжекторных насосов 27 создается разрежение из-за увеличения скорости протекания через них воздуха, засасываемого воздухозаборниками 28. Воздушный поток, движущийся по гладкой поверхности дна 23 цилиндрического углубления 22, засасывается через вертикальные отверстия 24, передвигается через горизонтальные радиальные каналы 25 и выбрасывается во всасывающие камеры 26 инжекторных насосов 27. От этого скорость движения воздуха по дну 23 цилиндрического углубления 22 верхней цилиндрической части 17 ротора еще больше увеличивается и возрастает разрежение, что ведет к повышению подъемной силы ротора. На конической части ротора направляющие лопатки 32 направляют воздушный поток через впускные отверстия 30 внутрь вертикальных прямоугольных каналов 29, который поднимается вверх, производит давление на верхнее дно 31, с силой F1 отражается от него и с силой F2 выбрасывается наружу, создавая дополнительный реактивный момент (на фигуре 12 показано стрелками). В нижней части ротора воздушный поток непрерывно заполняет пространство между лопастями (на фигуре 12 показано стрелками, направленными вверх), а затем с силой F3 лопастями 21 отбрасывается вниз, создавая реактивный момент. Возникшая от сложения всех сил общая подъемная сила Fобщ уравновешивает вес P движителя вертикального подъема и имеет еще значительный запас подъемной силы, который может использоваться на летательных аппаратах. Второй ротор работает также. При вращении роторов отбрасываемый воздушный поток кроме прямолинейного движения совершает еще и вращательное, что уменьшает КПД движителя вертикального подъема. Для устранения этого воздушный поток направляется между пластинами спрямляющего аппарата, перестает вращаться и выходит из сопла прямолинейным.

Изобретение повышает эксплуатационные характеристики движителя.

Движитель вертикального подъема, содержащий корпус цилиндрического типа с шейками для крепления, привернутыми к корпусу снаружи, через отверстие одной из которых пропущен ведущий вал редуктора, установленного внутри в средней части корпуса на кронштейнах, верхний и нижний валы противоположного вращения редуктора установлены вертикально, а свободные концы этих ведомых валов закреплены в подшипниках, привернутых кронштейнами к корпусу, спрямляющий аппарат, установленный внутри нижней части корпуса, отличающийся тем, что на верхнем и нижнем вертикальных ведомых валах установлено по одному ротору, каждый из которых содержит верхнюю и нижнюю цилиндрические части, между которыми размещена коническая часть, соединенная своим основанием с верхней цилиндрической частью, а своей усеченней вершиной - с нижней цилиндрической частью, имеющей на нижней торцевой части цилиндрическое углубление, в которое вставлен и закреплен болтами цилиндрический диск с центральным отверстием, и лопастями вентилятора, выполненными заодно с ним, кроме того, на торцевой поверхности верхней цилиндрической части ротора выполнено цилиндрическое углубление, на дне которого просверлены двойные радиальные ряды вертикальных отверстий, расположенных на равном расстоянии друг от друга, при этом каждый ряд вертикальных отверстий соединен с соответствующим горизонтальным радиальным каналом, выполненным в теле верхней цилиндрической части, закрытым со стороны оси вращения и открытым с боковой стороны верхней цилиндрической части ротора, причем каждый горизонтальный радиальный канал своим открытым концом соединен с всасывающей камерой инжекторного насоса, закрепленного на боковой поверхности верхней цилиндрической части ротора, причем воздухозаборник каждого из инжекторных насосов повернут в направлении вращения ротора, кроме того на конической части ротора выполнены по окружностям в два ряда, один над другим, на равном расстоянии друг от друга вертикальные каналы прямоугольного сечения, каждый из которых имеет снизу впускное отверстие, в верхней боковой части которого закреплена направляющая лопатка, установленная под углом к направлению вращения ротора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиации, а именно к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Винтомоторный самолет вертикального взлета содержит фюзеляж с крыльями, шасси, винтомоторные установки тянущего типа и средства, обеспечивающие вертикальный взлет.

Изобретение относится к транспортным летательным средствам многоцелевого назначения. Модуль летательного аппарата, создающий подъемную силу, содержит несколько однотипных блоков, установленных горизонтально так, что один параллелен другому с разворотом на 180 градусов.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылов. Скоростной преобразуемый винтокрыл (СПВК) содержит трапециевидное крыло, имеющее на консолях движительно-несущие винтовые системы с двумя двигателями, хвостовое оперение с горизонтальным стабилизатором и трехопорное колесное шасси.

Изобретение относится к области летательных аппаратов тяжелее воздуха, в частности к конструкциям движителей. Движитель вертикального подъема содержит цилиндрический корпус с опорными шейками, редуктор, размещенный внутри в средней части корпуса и имеющий ведущий вал, пропущенный в отверстие одной из двух опорных шеек, ведомый вал, размещенный вертикально и закрепленный в подшипниках, прикрепленных к корпусу, верхние и нижние группы дисков, закрепленные на вертикальном ведомом валу с зазором между стенками корпуса один над другим, на некотором расстоянии друг от друга.

Изобретение относится к области воздушного транспорта. Аэромобиль содержит корпус, двигатель, движители вертикального подъема, размещенные по левому и правому бортам в отсеках корпуса, механизмы управления.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Тяжелый скоростной винтокрыл (ТСВК) имеет фюзеляж, хвостовое оперение с горизонтальным стабилизатором и трехопорное убирающееся колесное шасси.

Изобретение относится к области авиации и космонавтики, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки включает реактивные силовые установки, содержащие компрессоры, перепускные клапаны, ресиверы, атомную электростанцию.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Самолет вертикального взлета и посадки включает фюзеляж, подъемно-маршевый двигатель и механизм изменения его вектора тяги.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов короткого взлета и посадки. Самолет содержит крыло (1), выполненное в совокупности с фюзеляжем по аэродинамической схеме «летающее крыло».

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов. Беспилотный универсальный самолет включает фюзеляж и крыло, выполненные по схеме «летающее крыло» (1), а также силовую установку, установленную на опоре (2) и выполненную в виде двигателя (3) и воздушного винта (4).

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит корпус, выполненный в виде дискообразного тела вращения, в котором в качестве движителя используются кольцевое вентиляторное колесо, создающее главную подъемную силу, и воздушно-реактивный двигатель (ВРД) противоположного вращения. Кольцевое вентиляторное колесо имеет управляемые лопатки-лопасти. Летательный аппарат содержит первый лопаточный аппарат, направляющий воздушный поток, и второй лопаточный аппарат, обеспечивающий выпрямление воздушного потока, отбрасываемого вентиляторным колесом. Корпус имеет возможность размещения кабины пилотов, системы управления, системы посадки и привода вентиляторного колеса. Воздушно-реактивный двигатель выполнен с возможностью обеспечения двух функций, включающих генерирование электроэнергии для привода вентиляторного колеса, систем управления и потребителей электроэнергии, установленных на борту летательного аппарата, а также выполнен с возможностью обеспечения дополнительной подъемной тяги на стартовом режиме или режиме висения при помощи поворотного сопла. Достигается повышение безопасности, маневренности и надежности при эксплуатации летательного аппарата. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области авиации, в частности к способам доставки грузов и к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов. Способ перемещения грузов летательным аппаратом включает сборку летательного аппарата из отдельных модулей - летательных аппаратов, соединяемых между собой при помощи жесткой или гибкой связи. При этом каждый летательный аппарат содержит корпус, двигатель, несущие узлы, винты движения. Корпус состоит из двух оболочек, расположенных одна внутри другой с промежутком, образующим ресивер сжатого воздуха. Несущие узлы состоят из двух винтов, создающих тягу в противоположных направлениях, с приводом от силового вала через сцепление. Несущие винты и винты движения выполнены с возможностью изменения направления и скорости вращения и с возможностью привода от сжатого воздуха. Летательный аппарат выполнен с возможностью соединения с другими летательными аппаратами посредством жесткой или гибкой связи. Достигается повышение устойчивости и маневренности летательного аппарата при перемещении грузов.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям движителей для создания подъемной силы. Устройство состоит из однодискового открытого центробежного колеса с двухсторонним входом воздушной среды и с прямыми радиальными лопатками (1), неподвижного выпукло-вогнутого кольцевого корпуса (2). Корпус представляет собой поверхность вращения, ограниченную верхней и нижней окружностями, с острым углом выхода потока среды по отношению к горизонтали внутренней поверхности наружной кромки корпуса. На внутренней поверхности корпуса установлены лопатки спрямляющего устройства (3), кронштейны (4) для крепления к корпусу подшипникового узла (5) привода центробежного колеса. За счет уменьшения местных гидравлических потерь энергии потока достигается повышения удельной тяги и уменьшения веса и габаритов устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки содержит корпус, силовую установку, подъемно-маршевые винты. Силовая установка в составе двух двигателей размещается в законцовках балок фюзеляжа. Каждый двигатель имеет независимую трансмиссию в составе угловых редукторов и валов передачи крутящего момента на две пары соосных подъемно-маршевых винтов, которые расположены продольно в районе центра тяжести фюзеляжа и могут создавать вертикальную тягу, превышающую вес аппарата. Ось вращения передней пары соосных винтов наклонена вперед под углом -15° относительно вертикальной плоскости YOZ, ось вращения задней пары соосных винтов расположена с отклонением назад под углом +15° от горизонтальной плоскости XOZ и создает вертикальную тягу с помощью поворотных створок, которые способны направлять поток воздуха от задней пары соосных винтов или вдоль оси вращения, или под углом 75° к оси вращения, т.е. вертикально вниз. Достигается исключение несбалансированности тяги винтомоторных групп при отказе одного из двигателей или трансмиссии. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх