Летающий автомобиль

Изобретение относится к конструкциям транспортных средств, способных передвигаться по земле, воде и воздуху. Летающий автомобиль содержит корпус с двигателем, пассажирский салон, органы управления, колеса. Корпус соединен телескопическими стойками изменяемой длины с замкнутым полым грузоподъемным крылом конусообразной формы в вертикальном сечении, оснащенным верхним конфузором и нижними конфузорами. При этом конфузоры выполнены с возможностью их управляемого открытия и закрытия. Автомобиль содержит надувную подушку безопасности, выполненную с возможностью после наполнения сжатым воздухом принимать форму надувной лодки. Обеспечивается возможность безопасного спуска и посадки при отказе силовой установки на земную и водную поверхности. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к конструкции летающих автомобилей с вертикальным взлетом и посадкой.

Известны конструкции летающих автомобилей с вертикальным взлетом и посадкой.

Недостаток известных конструкций состоит в сложности разворачивания крыльев с винтами в рабочее положение для обеспечения взлета и полета автомобиля, что невозможно в стесненных условиях, в необходимости создания подъемной силы с использованием различного рода вращающихся винтов, в необходимости складывания крыльев с винтами после приземления. Для приземления необходимо иметь посадочную полосу, поскольку отсутствует возможность маневрирования над предполагаемым местом посадки при вертикальном положении осей несущих винтов. Отсутствует возможность двигаться задним ходом и боком. Нет надежной системы спасения при отказе двигателя в воздухе.

Цель изобретения - создание автомобиля вертикального взлета и посадки без использования подъемной силы вращающимися частями, обладающего возможностью двигаться в воздухе в нужном направлении, в том числе задним ходом и боком, обеспечивающего безопасный спуск при отказе силовой установки, в том числе и на воду, передвижение по воде в заданном направлении.

Поставленная цель достигается тем, что используют летающий автомобиль, представленный на Фиг. 1

Летающий автомобиль имеет все атрибуты обычного наземного автомобиля, с добавлением органов управления взлетом, маневрированием в воздухе, поступательным движением в воздухе и посадкой. Для обеспечения вертикального взлета, полета в нужном направлении, вертикальной посадки, движения задним ходом и боком в корпусе автомобиля установлен компрессор - 1, интеркуллер - 2, расположенные в звукоизолированном отсеке с возможностью привода их от электродвигателей, питаемых от электрогенератора (электрогенераторов) автомобиля; и емкости со сжатым воздухом - 3 (на фиг. 1 показаны пунктиром). Сверху автомобиля расположено полое замкнутое грузоподъемное крыло - 4, выполненное с возможностью телескопического (с возможностью управляемого изменения длины) соединения с корпусом автомобиля телескопическими стойками - 4а. Внутри элементы крыла укреплены нервюрами (на фиг. 1 не показаны) для обеспечения сохранения формы крыла при накачке его сжатым воздухом. Компрессор соединен с интеркуллером и с полостью грузоподъемного крыла напорным воздуховодом - 5 (показана только его наружная часть). Емкости со сжатым воздухом - 3 соединены с напорным воздуховодом - 5 аварийным клапаном (на Фиг. 1 не показан). Вверху грузоподъемного крыла - 4 расположен кольцевой конфузор - 6, выполненный с возможностью его управляемого открытия и закрытия. В нижней части грузоподъемного крыла - 4 спереди, сзади и по бокам расположены конфузоры - 7, выполненные с возможностью их управляемого открытия и закрытия. Боковые конфузоры выполнены с возможностью поворота на определенный угол относительно вертикальных осей.

В задней части автомобиля находится закрытый кожухом воздушный винт - 8, работающий от двигателя автомобиля. Под днищем автомобиля расположен контейнер - 9 (показан пунктиром) с находящейся в нем надувной подушкой безопасности, принимающей после наполнения сжатым воздухом форму надувной лодки. Надувная лодка выполнена с возможностью подачи сжатого воздуха под днище для создания воздушной подушки при взлете летающего автомобиля с воды. На крыше автомобиля может располагаться багажник - 10 (показан пунктиром).

Летающий автомобиль функционирует следующим образом. Для вертикального взлета грузоподъемное крыло - 4 приподнимают над крышей автомобиля телескопическими стойками - 4а. Включается компрессор – 1, подающий сжатый воздух по воздуховоду - 5 в интеркуллер - 2 для охлаждения воздуха, и далее по воздуховоду - 5 в полость грузоподъемного крыла - 4. При этом все конфузоры закрыты. После заполнения замкнутой полости грузоподъемного крыла - 4 сжатым воздухом открывается кольцевой конфузор - 6 и происходит обдув верхней плоскости грузоподъемного крыла - 4 сжатым воздухом, имеющим скорость, большую, чем скорость воздуха под нижней плоскостью грузоподъемного крыла - 4. Это обеспечивает понижение давления воздуха над верхней плоскостью грузоподъемного крыла - 4 по сравнению с давлением воздуха под нижней плоскостью грузоподъемного крыла - 4. По физическому закону Бернулли это приводит к возникновению подъемной силы у грузоподъемного крыла - 4 и у соединенного с крылом автомобиля. При выходе из кольцевого конфузора - 6 сжатый воздух «прилипает» к верхней плоскости грузоподъемного крыла - 4: «эффект Коанда», чем обеспечивается его ламинарное течение. При выходе сжатого воздуха из кольцевого конфузора - 6 на него, и через него на автомобиль, начинает действовать реактивная сила, направленная вверх. Под действием подъемной и реактивных сил автомобиль взлетает вертикально. Регулированием величины раскрытия кольцевого конфузора - 6 обеспечивается регулирование скорости выходящего воздуха, а следовательно, и величины подъемной силы, для остановки подъема автомобиля и фиксации его на нужной высоте. Работой боковых конфузоров - 7 автомобиль разворачивается в нужном направлении, после чего включается в работу воздушный винт – 8, и летающий автомобиль движется поступательно в заданном направлении. При этом встречный поток воздуха, обтекая выпуклый профиль автомобиля сверху, имеет скорость, большую, чем поток воздуха снизу, обтекающий плоскую нижнюю поверхность автомобиля. Это определяет возникновение подъемной силы, аналогичной подъемной силе крыла самолета, что позволяет уменьшить расход сжатого воздуха через конфузор - 6. При приближении к месту посадки, воздушный винт - 8 останавливается и работой переднего конфузора - 7 обеспечивается торможение автомобиля в воздухе за счет реактивной силы, направленной против направления поступательного движения. Согласованной работой конфузоров – 7, работающих как двигатели малой тяги, обеспечивается точное наведение летающего автомобиля на площадку приземления. Управлением работой конфузора - 6 обеспечивается вертикальная посадка летающего автомобиля. При необходимости более мягкой посадки, например при транспортировке больного или приводнения летающего автомобиля, подается сжатый воздух в подушку безопасности, принимающей форму надувной лодки, и автомобиль мягко садится на землю или на воду. При движении по воде используется воздушный винт - 8 и конфузоры - 7.

При аварийной ситуации в воздухе, - отказ системы подачи сжатого воздуха в грузоподъемное крыло - 4 или по другой причине переключается аварийный клапан (возможно его переключение и вручную) и подается сжатый воздух в грузоподъемное крыло - 4 из баллонов со сжатым воздухом - 3, что и обеспечивает безопасное снижение и приземление (приводнение) летающего автомобиля.

Преимущество данной конструкции летающего автомобиля заключается в вертикальной посадке без посадочной полосы, возможности точного позиционирования перед вертикальной посадкой, отсутствии сложных кинематических узлов, винтов для создания подъемной силы, простоте управления, возможности использования для его изготовления стандартных агрегатов. Основные преимущества состоят в возможности работы в стесненных условиях, например в городских условиях, в горах, для спасения людей из горящих высотных зданий за счет спуска на ограниченные по размерам площадки и вертикального взлета с них, в возможности посадки на воду и взлета с воды для спасения людей. Не исключено и применение в военных целях для доставки военнослужащих к месту назначения вместо десантирования на парашютах, вывоза раненных.

Расчет подъемной силы летающего автомобиля

Для плоскости, расположенной горизонтально, или горизонтального воздушного потока уравнение Бернулли выглядит так

pV2/2+P=CONST

Из него видно, что чем выше скорость воздушного потока, тем меньше давление, и наоборот.

В уравнении: p(po) - плотность воздуха P (pressure) - давление в точке пространства, в которой расположен центр массы элемента воздуха, V - скорость воздуха в потоке.

Первое (левое) слагаемое уравнения Бернулли - кинематическая энергия потока, или динамическое давление. Его создает движение воздуха. В авиации его также называют скоростным напором.

Второе слагаемое P - это статистическое давление, которое оказывают друг на друга соседние слои воздуха.

Форма обтекаемой воздухом поверхности (крыла) летательного аппарата как бы отделяет поток воздуха от нижней части. Скорость воздушного потока в верхней части крыла больше, чем в нижней. Значит и давление над верхней частью крыла меньше, чем под нижней. За счет разности этих давлений и возникает подъемная сила крыла.

Очевидно, что левая и правая части уравнения Бернулли имеют размерность давления.

При скорости V=0, первое (левое) слагаемое уравнения равно нулю и P=const.

При нормальном атмосферном давлении (в пределах до высоты 1000 метров) P=1,033 кг/см2. С увеличением скорости V, давление P на плоскость обдуваемую воздухом уменьшается.

При скорости V=30 м/сек и p(po)=1,293 кг/м3 - табличная величина

Динамическое давление составит:

1,293*(30)2/2=581,85 кг/м2=0,582 т/м2

Атмосферное давление на квадратный метр

1,033*104=10,33 т/м

Давление на крыло площадью 1 м, обдуваемое воздухом со скоростью 30 м/с. Уменьшится на величину динамического давления и составит

1,033-0,582=9,748 т/м2.

При площади крыла 5 м давление на нижнюю плоскость, не обдуваемую воздухом

10,33*5=51,65 т.

Давление на верхнюю плоскость крыла, обдуваемую воздухом

9,748*5=48,74 т.

Разность давлений - подъемная сила

51,65-48,74=2,91 т.

При скорости V=35 v/с. Динамическое давление составит

1,293(35)2/2=791,96 кг/м2=0,792 т/м2.

При площади крыла 5 м давление на нижнюю плоскость прежнее - 51,65 т/м.

Давление на 1 кв.метр верхней плоскости крыла будет меньше на величину динамического давления

10,33-0,792=9,538 т/м2.

Давление на 5 м составит

9,538*5=47,69 т/м2.

Разность давлений - подъемная сила

51,65-47,69=3,96 т.

Вывод. Подбор параметров площади крыла и скорости обдува его воздухом позволяет рассчитать необходимую величину подъемной силы.

1. Летающий автомобиль, содержащий корпус с двигателем, пассажирский салон, органы управления, колеса, отличающийся тем, что корпус соединен телескопическими стойками изменяемой длины с замкнутым полым грузоподъемным крылом конусообразной формы в вертикальном сечении, оснащенным верхним конфузором и нижними конфузорами, а конфузоры выполнены с возможностью их управляемого открытия и закрытия.

2. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что верхний конфузор выполнен с возможностью управляемого изменения выходного сечения.

3. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что нижние конфузоры выполнены с возможностью управляемого изменения выходного сечения и поворота на определенный угол относительно своей вертикальной оси.

4. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что содержит надувную подушку безопасности, выполненную с возможностью после наполнения сжатым воздухом принимать форму надувной лодки.

5. Автомобиль по п.4, отличающийся тем, что надувная подушка в форме лодки выполнена с возможностью подачи сжатого воздуха под днище для создания воздушной подушки, обеспечивающей облегчение взлета летающего автомобиля с воды.

6. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что содержит аварийный клапан, выполненный с возможностью переключения вручную.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП). СВВП содержит фюзеляж, высокорасположенное крыло.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области беспилотных аппаратов и комплексам наблюдения для них. Комплекс наблюдения содержит беспилотный аппарат и мобильный пульт контроля и управления.

Изобретение относится к комбинированным транспортным средствам высокой проходимости. Вездеходное транспортное средство содержит кабину, основной привод от двигателя внутреннего сгорания, широкопрофильные пневмоколесные движители большого диаметра, установленные на шасси, и грузовой отсек.

Изобретение относится к области преобразуемых транспортных средств. Транспортное средство имеет телескопически удлиняемую хвостовую часть (10), содержащую первый трубчатый хвостовой сегмент (11) и второй хвостовой сегмент (12), расположенный с возможностью аксиального скольжения внутри первого трубчатого хвостового сегмента.

Изобретение относится к транспортным средствам, способным передвигаться по земле и в воздухе. Аэромобиль содержит корпус, двигатель, движители вертикального подъема, вариатор, движители горизонтального перемещения, воздушные рули, систему путевого управления и систему управления устойчивостью движения в пространстве, посадочное устройство, механизмы управления.

Изобретение относится к транспортным средствам, способным передвигаться по земле и по воздуху. Наземно-воздушный многоцелевой транспортный комплекс содержит грузовую платформу на четырехколесном шасси рамной конструкции, энергетическую установку с трансмиссией для передвижения по земле и многороторную силовую винтокрылую установку, роторы которой установлены на консолях с шарнирно-поворотными на вертикальных осях механизмами, закрепленными на грузовой платформе, входную дверь и кабину оператора, расположенную с торца платформы.

Изобретение относится к амфибийным транспортным средствам на воздушной подушке. Амфибийный транспортный аппарат для эвакуации пострадавших в ЧС регионального масштаба, содержащий фюзеляж, грузовую кабину с транспортно-такелажным оборудованием, помещение для размещения эвакуированных в ЧС, которое выполнено в виде одного помещения или в виде отдельных кают амфибийно-воздушного судна, каждая из которых представляет собой металлический штампосварной каркас.

Изобретение относится к конструкциям транспортных средств, способных перемещаться по земле и в воздухе. Автовертолет содержит корпус автомобильной формы с кабиной, рулевую систему, гиростабилизатор, парашют, жалюзийные створки, силовую установку, закрытую обтекателем, образующим с корпусом воздушный канал.

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке. Амфибийный транспортный аппарат для эвакуации пострадавших в ЧС, содержащий фюзеляж, грузовую кабину с транспортно-такелажным оборудованием, помещение для размещения эвакуированных в ЧС, в верхней части которого размещен акустический потолок.

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке. Помещение в амфибийном транспортном аппарате для эвакуации пострадавших в ЧС регионального масштаба содержит акустический потолок, к которому прикреплены штучные звукопоглотители, каждый из которых содержит звукопоглотители активного и реактивного типов, размещенные на жестком каркасе.

Группа изобретений относится к самолетостроению и автомобилестроению. Устройство для передвижения по воздуху и земле включает корпус, элемент создания тяги, нижнее крыло, три опорных колеса, верхнее крыло, две торцевые пластины, руль высоты, элерон и руль направления.

Изобретение относится к авиационной технике и касается шасси для летательного аппарата (ЛА) вертикального взлета, совершающего посадку на неподготовленную поверхность или палубу корабля. Адаптивное шасси ЛА содержит две дугообразные стойки или четыре полустойки, причем место крепления дугообразных стоек к корпусу ЛА центрируется с точкой пересечения дугообразных стоек и вертикальной оси, проходящей через центр масс ЛА, при этом каждая дугообразная стойка снабжена приводом, связанным с блоком управления и гироскопом, а также снабженные 3D-сканером поверхности посадочные площадки. При этом привод обеспечивает регулировку длины дугообразной стойки в соответствии с информацией, полученной от 3D-сканера поверхности посадочной площадки еще до момента приземления. Каждая стойка снабжена опорой, включающей опорный элемент с плавающим креплением к стойке. Причем материал, из которого выполнен опорный элемент, обеспечивает максимальное сцепление опорного элемента с поверхностью. Достигается упрощение конструкции, уменьшение веса, сохранение горизонтального положения ЛА относительно линии горизонта при посадке на неподготовленную поверхность (пересеченную местность с перепадом высот) или палубу корабля. 6 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к конструкциям транспортных средств, способных передвигаться по земле, воде и воздуху. Летающий автомобиль содержит корпус с двигателем, пассажирский салон, органы управления, колеса. Корпус соединен телескопическими стойками изменяемой длины с замкнутым полым грузоподъемным крылом конусообразной формы в вертикальном сечении, оснащенным верхним конфузором и нижними конфузорами. При этом конфузоры выполнены с возможностью их управляемого открытия и закрытия. Автомобиль содержит надувную подушку безопасности, выполненную с возможностью после наполнения сжатым воздухом принимать форму надувной лодки. Обеспечивается возможность безопасного спуска и посадки при отказе силовой установки на земную и водную поверхности. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх