Устройство для создания подъемной силы

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям движителей летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит четное количество парно расположенных элементов. Каждый элемент включает ротор с лопатками и ось ротора с конической шестерней ротора. В каждой паре элементов установлен двигатель внутреннего сгорания с валом или электродвигатель с валом, на валу размещены конические шестерни вала, выполненные с возможностью передачи вращения вала двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя на вертикально размещенную ось ротора через конические шестерни ротора. Достигается повышение надежности и износостойкости устройства, увеличение коэффициента полезного действия. 2 ил.

 

Изобретение относится к отрасли авиастроения. Заявленное устройство относится к средствам, создающим подъемную силу, и может применяться как в подъемных устройствах, так и в летательных аппаратах, которые тяжелее воздуха и используют мощность двигателя. Изобретение может быть использовано в летательных аппаратах с вертикальным взлетом и посадкой.

Из уровня техники известен способ создания подъемной силы, при котором используют круглую, неподвижную горизонтальную поверхность, являющуюся несущей плоскостью. Над ней с помощью струи газа от реактивного двигателя создают газовоздушный поток, который направляют равномерно от центра во все стороны таким образом, что он соприкасается с поверхностью только в ее периферийной части, создавая между поверхностью и струей газа замкнутое пространство, в котором за счет эжекции создается некоторое разрежение, которое из-за разности давления под плоскостью и над ней и создает подъемную силу (патент США №5031859).

Описанный способ реализуется устройством, содержащим корпус с несущей плоской горизонтальной поверхностью и средство для создания замкнутого объема с пониженным давлением над этой поверхностью, выполненное в виде реактивного двигателя, сопловой аппарат которого выполнен с кольцевой щелью, размещенной с уступом над средней частью этой поверхности, так что между ней и газовоздушной струей создается замкнутый объем с пониженным давлением (патент США №5031859).

Основным недостатком данного устройства являются то, что использование горячей газовоздушной смеси от реактивного двигателя в момент взлета и посадки потребует много горючего, так как подъемная сила крыльев исключена без поступательной горизонтальной скорости, а реактивные газы придется использовать не на высоте, как у реактивных самолетов, а над землей, на аэродроме или корабле.

Также известен способ создания подъемной силы путем понижения давления в замкнутом объеме над несущей поверхностью при наличии под ней атмосферного давления, за счет разности которых возникает подъемная сила. Замкнутый объем образуют путем перекрытия верхней открытой части камеры плоской струей жидкости. (RU 2260545, МПК B64C 21/02, B64C 29/00, 20.09.2005).

Известно устройство создания подъемной силы, содержащее, по меньшей мере, один корпус с несущей поверхностью и, по меньшей мере, одно средство для создания замкнутого объема с пониженным давлением над соответствующей поверхностью. Каждый корпус выполнен в виде камеры, открытой сверху, и с дном, образующим несущую поверхность, а каждое средство для создания замкнутого объема выполнено в виде щелевидного сопла, соединенного со средством подачи жидкости и размещенного в верхней части соответствующей камеры с возможностью создания плоской струи жидкости, перекрывающей верхнюю открытую часть камеры с образованием в ее полости замкнутого объема (RU 2260545, МПК B64C 21/02, В64С29/00, 20.09.2005).

Недостатком данного способа и устройства является то, что создание разрежения в камере с помощью плоской струи жидкости не обеспечивает разрежения в камере и требует для достижения этого применения откачивающих насосов, что усложняет устройство и увеличивает его вес, снижая его эффективность. Поскольку струя жидкости не покидает камеру, а циркулирует в ней, то она не создает подъемной силы. Чтобы разрежение воздуха в камере могло поднять летательный аппарат, камера должна быть в несколько раз больше самого летательного аппарата.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании такой конструкции устройства для создания подъемной силы, которая исключала бы указанные выше недостатки.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в увеличении надежности и износостойкости, а также в увеличении коэффициента полезного действия.

Технический результат достигается в устройстве для создания подъемной силы, содержащем четное количество парно расположенных элементов. Каждый элемент включает ротор с лопатками и ось ротора с конической шестерней ротора. В каждой паре элементов установлен двигатель внутреннего сгорания с валом или электродвигатель с валом, на валу размещены конические шестерни вала, выполненные с возможностью передачи вращения вала двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя на вертикально размещенную ось ротора через конические шестерни ротора.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображено устройство для создания подъемной силы, на фиг. 2 изображен ротор с лопатками.

Устройство для создания подъемной силы, содержащее четное количество парно расположенных элементов. Каждый элемент включает ротор 1 с лопатками 2 и ось 3 ротора 1 с конической шестерней 4 ротора 1. В каждой паре элементов установлен двигатель внутреннего сгорания 5 с валом 6 или электродвигатель 5 с валом 6, на валу 6 размещены конические шестерни 7 вала 6, выполненные с возможностью передачи вращения вала 6 двигателя внутреннего сгорания 5 или электродвигателя 5 на вертикально размещенную ось 3 ротора 1 через конические шестерни 4 ротора 1.

Пример выполнения

Ротор 1 с лопатками 2 установлен поверх корпуса летательного аппарата 8 таким образом, чтобы между нижним торцом ротора 1 и поверхностью корпуса летательного аппарата 8 был зазор, равный примерно 2% от диаметра ротора 1.

Ротор 1 с лопатками 2 может быть утоплен в углубления 9 корпуса летательного аппарата 8 таким образом, чтобы углубления в роторе 1 между лопатками 2 меньше поднимались над поверхностью корпуса летательного аппарата 8.

Если количество лопаток 2 в роторе 1 шесть и более, то лопатки 2 ротора 1 должны быть выполнены со смещением в противоположных направлениях, чтобы роторы 1 вращались встречно, и при этом вихревые потоки не тормозили друг друга.

Если в роторе 1 установлено четыре лопатки 2, то лопатки 2 необходимо разместить строго радиально.

Заявленное устройство для создания подъемной силы может быть применено для беспилотников, вес которых до 30 кг. Оси 3 роторов 1 с лопатками 2 и валы 6 двигателей внутреннего сгорания 5 или электродвигателей 5 могут быть выполнены из стали, конические шестерни 4 ротора 1 и конические шестерни 7 вала 6 изготовлены из композитов, устройство для создания подъемной силы и корпус летательного аппарата 8 изготовлены из алюминиевых сплавов или композитов.

Для пилотируемых аппаратов материалы необходимо выбирать по величине нагрузки, как при изготовлении самолетов и вертолетов.

Устройство работает следующим образом. Лопатки 2 при вращении ротора 1 выталкивают воздух из углублений между лопатками 2 наружу в плоскости вращения ротора 1, что обеспечивает высокую степень откачки воздуха, при этом атмосферное давление действует только на внутреннюю часть ротора 1 от оси 3 его вращения и на поверхность верхней кромки лопатки 2 в плоскости торца ротора 1. Нижняя часть корпуса летательного аппарата 8 или подъемного устройства будет выталкиваться вверх. В зависимости от скорости вращения ротора 1 его лопатки 2 будут выталкивать воздух в плоскости вращения ротора 1 и за его пределами, снижая атмосферное давление воздуха на верхнюю поверхность летательного аппарата или подъемного устройства, увеличивая подъемную силу. Но отдаляясь от ротора 1 вихревой поток будет ослабевать и все сильнее прижиматься под действием давления атмосферы к поверхности корпуса летательного аппарата 8 или подъемного устройства, где эффект подъемной силы будет снижаться. Нижняя часть корпуса летательного аппарата 8 или подъемного устройства будет выталкиваться вверх в полном объеме без изменения.

Летательный аппарат, отличающийся тем, что содержит четное количество парно расположенных элементов, каждый элемент включает ротор с лопатками и ось ротора с конической шестерней ротора, в каждой паре элементов установлен двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель с валом, на валу размещены конические шестерни вала, выполненные с возможностью передачи вращения вала двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя на вертикально размещенную ось ротора через конические шестерни ротора, при этом роторы с лопатками установлены поверх корпуса летательного аппарата таким образом, чтобы между нижним торцом ротора и поверхностью корпуса летательного аппарата был зазор, равный 2% от диаметра ротора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к летательным транспортным средствам многоцелевого назначения. Летательный аппарат, создающий подъемную силу, содержит несколько аэродинамических модулей, расположенных последовательно друг за другом так, что входящий поток одного собирает выходящий поток предыдущего.

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.

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).
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.

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.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям движителей вертикального подъема. Движитель содержит цилиндрический корпус, внутри средней части которого размещен редуктор.

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 авиации, в частности к конструкциям самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП). СВВП выполнен по схеме "утка", снабжен дополнительным хвостовым рулем высоты, состоящим из закрепленных с возможностью поворота на оси вращения носовой части и хвостовой части с нижней и верхней поверхностями. Ширина хвостового руля высоты равна ширине фюзеляжа. Насадок каждого подъемно-маршевого вентилятора снабжен боковыми ограничителями потока воздуха от вентилятора. Поворотные профили решеток выполнены в виде сборных гибких лопаток, а выходное сечение насадка выполнено сложной формы с верхней и нижней горизонтальными гибкими кромками. Выхлопные сопла двигателей прилегают к верхней поверхности дополнительного хвостового руля высоты, по краям нижней поверхности фюзеляжа установлены продольные гребни. Достигается возможность получения дополнительной подъемной силы на взлете, посадке и переходных режимах полета. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиастроения, а именно к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат включает базовую несущую раму пространственной конструкции, сиденье, кабину, органы управления, мотоустановки, систему управления, систему дистанционного управления. Базовая несущая рама выполнена с центральной частью и с двумя периферийными кластерами справа и слева по полету, причем периферийные кластеры могут складываться вверх, вниз или задвигаться под центральную часть. Центральная часть и периферийные кластеры рамы выполнены пространственной конструкцией. Каждый периферийный кластер выполнен по меньшей мере из трех однотипных секций, соединенных между собой. Внутри каждой секции размещена мотоустановка, содержащая как минимум один двигатель и как минимум один пропеллер горизонтального вращения. Достигается повышение отказоустойчивости, безопасности и ремонтопригодности летательного аппарата вертикального взлета и посадки. 23 з.п. ф-лы, 34 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям комбинированных летательных аппаратов. Летательный аппарат (1) вертикального взлета с крылом (3) содержит первый блок (4) двигателя и второй блок (5) двигателя, установленные на этом крыле (3) с возможностью поворота. Первый блок (4) двигателя и второй блок (5) двигателя расположены на крыле (3) на расстоянии от его законцовки (12). Расстояние от первого блока (4) двигателя до продольной оси (10) летательного аппарата (1) приблизительно равно расстоянию от второго блока (5) двигателя до продольной оси (10) летательного аппарата (1). В положении горизонтального полета первый блок (4) двигателя находится на крыле над поверхностью крыла, а второй блок (5) двигателя находится на крыле под плоскостью крыла. В положении вертикального полета первый блок (4) двигателя и второй блок (5) двигателя расположены в одной, по существу горизонтальной плоскости. Увеличивается КПД при горизонтальном полете и обеспечиваются стабильные летные характеристики при вертикально взлете и посадке. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям скоростных винтокрылых летательных аппаратов. Скоростной турбовентиляторный винтокрыл выполнен по концепции разнесенной винтовой и реактивной тяги и оснащен комбинированными тяговой и подъемной системами, имеющими реактивную тягу с тягой разновеликих винтов, направленную вдоль оси симметрии или перпендикулярно последней при выполнении ВВП и зависания от ТРДД с управляемым вектором тяги совместно с тягой двух меньших винтов, установленных на консолях V-образного стабилизатора, или от ТРДД совместно с тягой двух больших несущих винтов. Плоскости вращения лопастей больших несущих винтов расположены между крыльев биплана, образующих внутренними секциями левый и правый трапециевидные щелевые каналы, и закреплены на выходных валах консольных редукторов. Каждый редуктор размещен в надкрыльном обтекателе на законцовке нижнего крыла и снабжен полой неподвижной опорой, установленной соосно внутри вала несущего винта. Выступающая из вала верхняя часть опоры закреплена в подкрыльном обтекателе верхнего крыла, образуя высокорасположенный биплан с крыльями замкнутой конструкции, имеющий ромбовидную конфигурацию. Достигается уменьшение потребной мощности на продольную балансировку, повышение скорости, высоты и дальности полета. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП). СВВП содержит фюзеляж, высокорасположенное крыло. Между левой и правой консолями крыла размещена газораспределительная камера. Над камерой установлены двухконтурные турбореактивные двигатели, на выходе имеющие выхлопные каналы. Внутри каналов установлены заслонки, позволяющие перенаправлять поток газовоздушной смеси от двигателей либо для создания маршевой тяги СВВП, либо для закачки в распределительную камеру. На верхней поверхности крыльев выполнены щелевые сопла, к которым подается газовоздушная смесь от работающих двигателей. На задней кромке крыла устанавливается закрылок, который имеет возможность подниматься и опускаться. Под закрылком установлены жалюзи, которые при опущенном закрылке занимают горизонтальное положение, а при поднятом положении закрылка вертикальное. Жалюзи, находясь в вертикальном положении, имеют возможность отклоняться в пределах нескольких градусов. Из газораспределительной камеры газвоздушная смесь по каналу также подается к рулю продольной устойчивости. Достигается улучшение управляемости и маневренности на режимах взлета и посадки, аэродинамических качеств в режиме горизонтального полета. 3 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой. Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой содержит корпус с верхней и нижней аэродинамическими поверхностями, электрореактивный двигатель с устройством генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов, средства взлета/посадки, электропитания, коммуникации и управления. В верхней части корпуса на пилонах установлен обтекатель, формирующий с верхней аэродинамической поверхностью корпуса регулируемое кольцевое щелевое сопло, перед которым с внутренней стороны корпуса установлен вентилятор с плоским блоком сетчатых электродов на входе и решеткой профилей на выходе вентилятора. Обеспечивается увеличение подъемной силы летательного аппарата, улучшение массогабаритных характеристик. 1 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки состоит из корпуса (1) в виде полого цилиндра, расположенного вертикально, и двух горизонтальных платформ (2, 3) круглой формы. Ось цилиндра и платформ совпадает с осью корпуса. По оси корпуса расположен вал 6. В верхней части вала (6) установлен несущий вертолетный винт (7) с автоматом перекоса (8). На верхней платформе (2) размещается силовая установка (4), закрытая сверху обтекателем (5), по форме близким к полусфере. Силовая установка 4 состоит из двигателей и редукторов. Между верхней платформой (2) и нижней платформами (3) установлен осевой аксиальный вентилятор, состоящий из ротора (9) и лопастей (10). Под нижней платформой (3) размещается кабина (11) с системой управления летательным аппаратом. Достигается снижение влияния габаритов фюзеляжа на подъемную силу, увеличение грузоподъемности летательного аппарата. 3 ил.

Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха, а именно к транспортно-грузовым дирижаблям полужесткой конструкции. Многофункциональный летательный аппарат вертикального взлета и посадки содержит корпус диско/торообразной формы, имеющий полости, заполненные несущим газом, и грузовые отсеки, систему энергоблоков, систему управления и органы приземления. Корпус снаружи обтянут газонепроницаемой прозрачной пленкой, армированной изнутри. На периферии корпусного диска закреплено замкнутое опоясывающее кольцо, на котором равноудаленно смонтированы четыре поворотных энергоблока, обеспечивающих вертикальные взлет/посадку и вращение с реверсом. Кабина пилота и грузоподъемная лебедка размещены на оси вращения корпусного диска. Лебедка на дальнем конце троса имеет грузовой крюк и/или подъемный якорь с вращающимися лапами. Обеспечивается улучшение аэродинамических свойств дирижабля, высокая маневренность в условиях эксплуатации. 1 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к летательным аппаратам (ЛА) вертикального и укороченного взлета и посадки. Аппарат вертикального взлета и посадки содержит маршевую силовую установку для горизонтального полета в самолетном режиме, как минимум от трех отдельных подъемных силовых установок для создания тяги в вертикальной плоскости. Воздушные винты подъемных силовых установок установлены таким образом, что плоскость их вращения расположена под углом от 2 до 35 градусов к несущим плоскостям крыла или крыльев. Способ управления полетом летательного аппарата характеризуется тем, что в момент взлета летательный аппарат в режиме висения располагается с положительным углом тангажа от 2-х до 35-ти градусов, для набора достаточной скорости на подъемных двигателях осуществляют наклон всего летательного аппарата вперед до угла тангажа, обеспечивающего горизонтальный полет в самолетном режиме, после достижения необходимой скорости (1,1-1,5 скорости сваливания) подъемные двигатели отключают. Обеспечивается снижение времени перехода из режима висения в режим горизонтального полета и обратно, снижение расхода топлива. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Самолет // 2641399
Изобретение относится к области самолетов: вертикального взлета и посадки. Самолет содержит фюзеляж с кабиной управления, хвостовое оперение, шасси, силовую установку, прикрепленные к фюзеляжу крылья. В носовой и хвостовой частях фюзеляжа установлены воздушные винты/турбины для перемещения наружного воздуха вертикально вниз. В носовой и хвостовой частях фюзеляжа горизонтально закреплены консоли с отверстиями для воздушных винтов/турбин. В носовой части фюзеляжа консоли прикреплены снаружи к боковой стенке, а в хвостовой его части фюзеляжа к основанию стабилизатора хвостового оперения. К торцу концевой части крыла прикреплена горизонтально обтекаемая гондола с расположенным в ней реактивным двигателем с отводом истекающей газовой струи вертикально вниз. Со стороны входного отверстия двигателя установлен поворотный колпак. Изобретение направлено на расширение арсенала технических средств. 3 ил.
Наверх