Многокупольная крыльевая система

Изобретение относится к области средств полета. Крыльевая система для использования в параплане, парашюте или дельтаплане состоит из крыльев с плосковыпуклыми, пластино-изогнутыми, жесткими или мягкими профилями крыла. Крылья большего удлинения, которые установлены под заданными углами атаки для планирования и образуют в пространстве заданный угол тангажа по задним кромкам крыльев, скреплены боковыми стабилизаторами в многокрыльевой купол так, чтобы примерно уравнять ширину и длину купола крыла. Боковые стабилизаторы установлены под заданные углы атаки для вертикальной и горизонтальной составляющих скоростного напора. Многокрыльевой купол крыльевой системы может быть собран стропной, подвесной и управляющей системами в параплан, дельтаплан или парашют. Изобретение направлено на повышение подъемной силы. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Представлено изобретение, отдельные модификации которого предназначены к использованию в качестве парашюта, дельтаплана, параплана, позволяющих с большой дальностью управляемого планировани и высокой точностью приземления, надежности и безопасности полетов осуществлять;

- спуск с орбиты на (слабо)атмосферные планеты; грузов, полезных ископаемых, спускаемых взлетных и посадочных модулей, отработавших ступеней ракетоносителей, космические орбитальные стации, как устройства для торможения и мягкой посадки, (фиг. 3)

- десантирования людей, грузов, техники, (фиг. 4)

- занятия парашютным спортом, купольной акробатики (фиг. 5), парапланеризмом, дельтапланеризмом,

«КС» состоит из по крайней мере из 2 крыльев и большего удлинения, чем у прототипов с различными профилями крыла, сшитых, (или скрепленных) торцами с боковыми стабилизаторами в унифицированные «многокрылевые купола», которые могут быть собранны стропной, подвесной, управляющей, каркасной системами и возможно, многоярусным способом в параплан, дельтаплан, или парашют (грузовой, групповой).

Уровень техники

1) Основные прототипы:

a) US 4634080 A1 (MCNALLY; THOMAS С), 06.01.1987. «Многоярусный способ размещения крыльев» должен поддерживаться жесткими стабилизирующими стержнями, что утяжеляет конструкцию, исключает возможность использовать этот «Механизм вертикального подъема» в качестве парашютов. А однокрылевая система купола будет иметь худшее аэродинамическое качество и управляемость, чем многокрылевая этого изобретения.

b) RU 2496682 С2 (ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПАРАШЮТОСТРОЕНИЯ"), 27.10.2013. Такая многокупольная, не крылевая система не способна планировать в заданную точку приземления и требует большие общие площади парашютов.

c) US 20110290944 A1 (JAMES Е. SADECK), 01.12.2011 Парашют с концентрическими периферийными; первичными и вторичными не крылевыми куполами не сможет планировать, его вышестоящие периферийные купола окажутся в зоне затенения от нижнего купола, чем обеспечат их неустойчивую работу, и увеличение вертикальной скорости снижения.

d) WO 2010062274 A1 (KOCAOVA, HUSEYIN YAVUZ), 03.06.2010 1-6 А. Имеет множество однокрылевых куполов, расположенных на одной высоте и требующих жесткого каркаса конструкции. Такой жесткий каркас утяжеляет конструкцию. Расположение крыльев на одной высоте создаст крайне неблагоприятную интерференцию крыльев. Так турбулентный поток с передних крыльев будет направляться для обтекания последующих крыльев, уменьшая ламинарное обтекание и их подъемные силы, увеличивая при этом сопротивление.

2) Общие недостатки прототипов:

a) На сегодня самые выдающиеся результаты управляемого планирования демонстрируют парапланы типа Крыло 3 спортивного уровня с однокрылевой купольной системой, где ради повышения аэродинамического качества, снижают длину Средней аэродинамической хорды и удлиняют размах крыла, чем снижают устойчивость планирования и безопасность полетов, что требует от пилотов высоких степеней мастерства управления крылом. У них есть ограничения; по уменьшению относительного удлинения крыла, по грузоподъемности, и их нельзя использовать в качестве парашютов из-за плохого раскрытия купола. Возможно, «подламывание кромки крыльев» и «складывание купола». Дальнейший качественный скачок улучшения характеристик однокрылевых систем купола невозможен, только через постепенные мелкие качественные и дорогостоящие улучшения.

b) Парашюты типа «Крыло», однокрылевой системой с высокими значениями аэродинамического качества имеют те же болезни. Тут увеличение удлинения крыла с целью повышения аэродинамического качества приводит еще к ухудшению раскрываемости парашюта.

c) Дельтапланы «Крыло» имеют большие размахи крыльев, что утяжеляет конструкцию, усложняет старт. Для улучшения аэродинамического качества вновь требуется увеличивать относительное удлинение крыла, что ухудшает устойчивость, безопасность полетов, повышает требования к летной подготовке пилота.

d) Многокупольные парашютные, некрылевые системы с высокой грузоподъемностью не могут осуществлять достаточное управляемое планирование в заданную точку. При десантировании и спуске космических аппаратов с большой высоты точность приземления некрылевых парашютных систем невозможна.

3) Вспомогательные достижения уровня техники, предпосылки, свидетельствующие, что время внедрения изобретения уже пришло.

a) «Система парашютирования и способ ее работы» патент RU 2527633 С1 от 10.09.2014, устройство посадки космического аппарата патент RU 2272757 С2 от 27.03.2006, управляемая грузовая планирующая парашютная система УГППС-250. Подобные изобретения: Позволят использовать (полу)автоматические планирование и посадку. Эпоха эксплуатации неуправляемых парашютов больших площадей купола, особенно в многокупольном исполнении, кончается.

b) В авиации накоплен огромный опыт производства посадок «по самолетном» с гашением скорости, и мер безопасности.

c) Появление в производстве летающих беспилотников, автоматической посадки гражданских самолетов, свидетельствует о возможности управления «Крылевой системой» автопилотом-компьютером, либо удаленно наземными операторами, диспетчерами с околоземных орбит до посадки.

d) Парашютисты спортсмены давно уже демонстрируют номер купольной акробатики «Этажерка», когда спортсмены выстраивают друг над другом, многоярусным способом. Смотреть фото (фиг. 5). На фото 10 каскадов парашютами типа «Летающее крыло». Именно похожий принцип размещения крыльев в «многокрылевом куполе» предусмотрен в изобретении. Так же фото свидетельствует о возможности размещения куполов «многоярусным способом» в одном Устройстве (парашюте, дельтаплане, параплане) с «Крылевой системой, КС».

е) Самолеты - трипланы с крыльями, расположенными последовательно преодолели интерференцию и летали (Л1). В изобретении расположение крыльев в «многокрылевом куполе» похоже, только вместо фюзеляжа «Боковые стабилизаторы» обеспечивают нужное расположение крыльев в пространстве, не допускают интерференции крыльев.

f) Общее отличие от прототипов.

Предлагаемое изобретение «КС», в виде модификаций парашюта, параплана, дельтаплана может использовать несколько крыльев большего относительного удлинения, как отношения размаха крыльев к общей длине аэродинамической хорды крыльев с улучшением характеристик устойчивости и безопасности полетов. Использование систем «КС» в многокупольных парашютных системах сохранят возможность их управляемого планирования.

Техническая задача

Техническая задача решается за счет создания «линейки унифицированных «Многокрылевых куполов», образования из них различных «Крылевых систем», в том числе «Многоярусным способом», путем модернизации прототипов; парапланов, дельтапланов, однокупольных парашютов типа «крыло», многокупольных парашютных систем, самолетных трипланов в следующих направлениях:

a) Изменение формы купола прототипов (парапланов, парашютов типа «Крыло», дельтапланов) от сильно вытянутых однокрылевых к многокрылевому, почти квадратной, но трапеции, без строго уравнивания ширины и длины «Крылевого купола». Осуществляется за счет увеличения количества крыльев в одном куполе, имеющих большее удлинения крыльев, чем у прототипов.

b) Увеличение удлинения, это увеличение отношения размаха крыла к длине средней аэродинамической хорде «САХ». Необходимо для повышения дальности управляемого полета за счет повышения аэродинамического качества

c) Крылья, более одного, размещаются последовательно друг за другом с понижением, сшитых, (или скрепленных) торцами с боковыми стабилизаторами в унифицированный «многокрылевой купол», который вместе со стропной, подвесной системой, грузом обеспечивает нужные углы атаки крыльев и установочный угол тангажа (Θ), (наклона) купола в пространстве. Это повысит грузоподъемность, устойчивость, надежность, избавит от интерференции крыльев.

d) Боковые стабилизаторы, отсутствующие у прототипов, устанавливаются под заданными углами атак для вертикальной и горизонтальной составляющих скоростного напора, (поз. 2 и 8), которые образуют в пространстве заданный угол тангажа по задним кромкам крыльев, верхней кромке боковых стабилизаторов. Это обеспечивает уменьшение влияния интерференции крыльев. Боковые стабилизаторы нижних куполов могут быть выше линии угла тангажа (Θ). Они создадут боковые силы (Z) для растяжения крыльев в длину, снизят индуктивное сопротивления, избавят от недостатков прототипов парапланов, (складывание концевых частей крыльев, полное складывание купола), улучшит аэродинамические характеристики раскрываемости купола в парашютной модификации.

е) Замена классической многокупольной не крылевой парашютной системы на «Крылевую систему» и «Многоярусным способом», когда «Многокрылевые купола» могут поочередно раскрываться, располагаясь прямо друг над другом (каскадно). Поочередность нужна в целях поддержания нужного скоростного режима горизонтальной составляющей скорости при спуске, чтобы не допустить опасной интерференции крыльев, и уточнения расчета на посадку. Наращивание общей площади куполов «Многоярусным способом» обеспечит необходимый рост подъемной силы для «мягкой посадки по самолетному» против ветра для любых тяжеловесных грузов и с около нулевой скоростью.

f) Добавление (полу)автоматической систем управления для «Многоярусных и одноярусных Крылевых систем» в парашютных модификациях, обеспечит достаточные управляющие усилия для управляемого планирования и точного приземление в (полу)автоматическом режиме на заданные или подготовленные площадки.

Технический результат

Достижением технического результата следует считать:

A. В космической отрасли, (фиг. 2):

a) Спуск с околоземной орбиты с вытяжным сверзвуковым «Многокрылевым куполом», который не допустит опасный нагрев конструкций; спускаемых аппаратов, отработанных ступеней ракет, спасательных капсул, грузов, космических станций с космических орбит на атмосферные планеты, в том числе с низким давлением воздуха в атмосфере, типа Марса.

b) Высокоточная «мягкая посадка по самолетному» на одну из заранее технически подготовленных посадочных площадок, вблизи ремонтных баз или логистического узла, что снизит время и затраты на поиск и транспортировку этих объектов. Кроме того, для сокращения расходов, можно будет не содержать, огромный район как зону возможного приземления, охранять его от посторонних и платить высокую арендную плату.

c) Наличие запасных посадочных площадок, на случай непогоды на основных, за счет увеличение дальности управляемого планирования, что повысит безопасность посадки.

d) Уменьшение веса парашютной системы;

- в виду отсутствия отстрела парашютов при спуске с орбит.

- за счет более высокого аэродинамического качество планирования «Крылевой системы» по сравнению с прототипами можно использовать парашюты в несколько раз меньшей общей площади, а значит более легкие.

- при «мягкой посадке по самолетному» с около нулевой скоростью можно будет исключить использование пороховых ускорителей, их вес.

e) В несколько раз более высокая подъемная сила, (грузоподъемность) «КС» в многоуровневых каскадных модификациях по сравнению с классическими грузовыми многокупольными парашютами при одинаковых суммарных площадях куполов. По грузоподъемности классическая грузовая многокупольная парашютная система всегда будет уступать «КС», потому что многоуровневый способ размещения куполов для нее не возможен, (фиг. 5)

B. В парашютной модификации для десантирования грузов, техники, орудий и боеприпасов.

a) Высокая точность приземления при десантирование людей и машин, артиллерийских орудий, минометов позволит осуществлять посадку болотистой или гористой местности, в городской черте на заранее намеченные площадки. Например, десантирование людей и техники на горную дорогу, горный перевал, прямо на стратегически важный мост, или на господствующие высоты даст тактическое преимущество при ведении боевых действий ВДВ.

b) Использование «Крылевой системы» в качестве планирующего парашюта для десантирования 2-х и более человек с вооружением позволит сделать из них воздушную огневую точку на управляемом планировании. Парашют из двухярусной «Крылевой системой» с маленькими многокрылевыми куполами по площади, позволит за счет поэтапного его раскрытия, сделать спуск стремительным, а после выпуска второго «Крылевого купола» плавным, с возможностью организовать скрытую огневую поддержку с воздуха ночью снайперской винтовкой с глушителем, а так же обеспечит надежность высокоточной «мягкой посадки».

с) Спасательные операции со столь высокой точностью приземления, повысят их эффективность по точности и скорости доставки, снизят затраты.

С. Для занятий парапланеризмом и дельтапланеризмом.

a) Станет возможным использовать парапланеристам еще и парашютный вариант старта.

b) Повысит безопасности полетов на парапланах и дельтапланах без особого снижения аэродинамических характеристик. Избавит парапланы от «болезни» складывания концов крыльев, и купола в целом.

c) Управление станет более мягким, не требующих огромной натренированности от пилота.

Краткое описание рисунков

a) (фиг. 1) «КС-ПД35» (парашютная, тканевая модификация, трехкаскадная с 5 парапланными крыльями).

(поз. 1) - Вид сзади

(поз. 2) - Вид с боку

b) (фиг. 2) - «Крылевая система, КС-Д4» Дельтаплан.

(роз. 3) - Дельтаплан с 4 крыльями и 4 боковыми стабилизаторами.

(поз. 4) - Дельтаплан с жесткими 4 крыльями и 2 боковыми стабилизаторами.

c) (фиг. 3) - «Крылевая система, КС-ПД36» (парашютно-десантной модификация, 3 каскада с 6 парапланными тканевыми крыльями в каждом) для управляемого спуска с орбиты посадочных модулей, спасательных капсул, и возвращаемых ступеней ракет.»

(поз. 5) - Вид с боку отделение от ракеты спускаемого аппарата,

(поз. 6) - раскрытие вытяжного, управляемого сверхзвукового тормозного «Многокрылевого купола» при сходе с орбиты спускаемого аппарата.

(поз. 7) - Вид с боку управляемых вытяжного и первого основного «Многокрылевых куполов», образовавших 2-х уровневую, (каскадную) «Крылевую систему».

(поз. 8) - Вид с боку управляемых вытяжного и двух основных тормозных парашютов, образовавших 3-х уровневую, «Крылевую систему».

(H₁, Н₂, Н₃, Н₄) - расстояние между грузом, уровнями, каскадами «Крылевых систем».

(H_min) - минимальное допустимое расстояние по высоте от вектора скоростного напора прошедшего по передней кромке первого паракрыла нижнего каскада под максимально возможным углом атаки (α_v) до передней кромки последнего паракрыла верхнего каскада, которое обеспечивает обтекание потоком его без негативных последствий интерференции крыльев.

d) (фиг. 4) «Крылевая система, КС-ПД35», Десантирование танка ВДВ на горный перевал

(поз. 9) - Сброс танка с вытяжным «Многокрылевым куполом» с самолета Ил-76, (1-й каскад) Стабилизация положения в пространстве. Активное торможение.

(поз. 10) - Раскрытие первого основного «Многокрылевого купола», (2-й каскад)

(поз. 11) - Раскрытие второго основного «Многокрылевого купола», (3-й каскад)

(поз. 12) -Управляемое планирование к точке четвертого разворота.

Уточнение расчета на посадку,

(поз. 13) - Заход на посадку до высоты начала выравнивания,

(поз. 14) - Выравнивание и мягкая посадка танка на горный перевал, заранее разведанную площадку.

e) (фиг. 5) Фото номера купольной акробатики, когда спортсмены парашютами типа «летающее крыло» с однокрылевыми куполами, выстраиваются друг над другом, «Многоярусным способом», в 10 ярусов, (этажей). Именно подобный «Многоярусный способ» размещения «Многокрылевых куполов» предусмотрен изобретением.

f) Детали:

(1) - Верхняя часть Боковых стабилизаторов, только для нижестоящих каскадов. Прикреплена к стропам верхнего каскада. Установлена под углом скольжения (d_vx) относительно оси (Y) к набегающему потоку для создания боковых сил (Zvx), растягивающих крылевой купол.

(2) - Средняя часть боковых стабилизаторов. Только верхняя часть установлена под заданным углом атаки (d_vx) к вертикальной составляющей скоростного напора. Вертикально для нижестоящих каскадов. К ней крепятся крылья (3) «Многокрылевого купола».

(3) - Крылья парапланного типа с воздухозаборниками, нумерация начинается с переднего крыла. Для дельтапланов в каркасно матерчатой модификации (фиг. 2) по крайней мере 2 крыла должны быть образованы жестким каркасом из трубок, либо из композитных материалов. Профили крыльев для дельтапланов могут быть тканеыми с плосковыпуклыми, имеющим воздухозаборники, (параплановый тип),и с пластино изогнутыми профилями крыла (дельтаплановый тип), либо с (стекло) пластиковыми, армированными, композитными профилями крыла. (поз. 3 и 4)

(4) - Нижняя часть боковых стабилизаторов установлена под заданным углом атаки (d_vy) к вертикальной составляющей скоростного напора для образования Боковой силы (Zvy).

(5) - Условное изображение стропной, управляющей и подвесной систем. Каждая из систем подбирается для каждой модификации «Крылевой системы» отдельно и модульно. Для дельтапланов (фиг. 2, поз. 3 и 4) подвесная и управляющие системы образованы жестким каркасом из трубок, либо другого композитного материала.

(6) - Отделяемый от ракеты, спускаемый модуль. Груз. Десантный танк. Парашютисты.

(R) - Полная аэродинамическая сила приложенные в центре давления, в (F) Фокусе «КС».

(Rx) - Проекция полной аэродинамической силы (R) на ось (X), создающую силу тяги вперед на планировании,

(Y) - Подъемная сила от крыльев, проекция полной аэродинамической силы (R) на ось (Y).

(Z) - Боковая сила от боковых стабилизаторов, Z=Z_vx+Z_vy, где

(Z_vx) - боковая сила от горизонтальной составляющей скоростного напора, (Z_vx1) - боковая сила от проекции первого крыла, (поз. 8),

(Zvy) - от вертикальной составляющей скоростного напора, (поз. 2)

(G) - Вес, груз.

(M_R) Крутящий момент от силы реакции (R)относительно центра масс.

(V) - скоростной напор, Векторно состоит из суммы векторов горизонтального

(Vx) и вертикального (Vy). На (поз. 8) изображена горизонтальная составляющая (Vx)

Углы атак:

(α_vy) - боковых стабилизаторов от вертикальной составляющей (Vy) скоростного потока.

(α_vx) - боковых стабилизаторов от горизонтальной составляющей (Vx) скоростного потока.

(α_v) - параплановых крыльев «Многокрылевого купола», (поз. 1).

(Θ) - установочный угол тангажа, (наклона) плоскости системы параплановых крыльев, определяется по углу относительно оси (Z), между горизонтом и линией по задним кромкам крыла «Многокрылевого купола», (линии по верхней длинной стороны средней части бокового стабилизатора). (поз. 1).

Общее описание

1) «Крылевые Системы».

a) Обозначение модификаций «Крылевой Системы», «КС» по типам устройств, (как параплан-тип «П», дельтаплан-«Д», или парашют-«ПД»), количеству каскадов «Многокрылевых куполов», и нумерация сверху вниз, крыльев в каждом ярусе (нумерация от переднего к заднему); площадей, толщин, кривизны, хорд профилей крыльев, удлинений с учетом обеспечения заданных углов атак боковым стабилизаторам, материалов, выбирается в зависимости от условий использования.

b) Установочный угол тангажа (Θ) «Многокрылевого купола» устанавливает в пространстве удаление крыльев друг от друга по аэродинамическим осям (X,Y) с целью уменьшения вредного влияния интерференции крыльев. Здесь увеличение Угла тангажа (Θ) уменьшит влияние интерференции крыльев, но ухудшает другие характеристики.

«Боковые стабилизаторы», левый и правый сшиваются, скрепляются с крыльями, чтобы в полете были; заданные углы атак крыльев, установочный угол тангажа «Крылевого купола», заданные углы атак от вертикальной и горизонтальной составляющих скоростного напора на боковых стабилизаторах. Длинна стабилизаторов определяется;

- шириной «Многокрылевого купола»

- углом установочного тангажа (Θ).

Высота стабилизаторов определяется из условий;

- обеспечения путевой устойчивости

- снижения индуктивного сопротивления от перетекания воздуха на концах крыльев

- создания достаточной боковой силы (Z) для растягивания крыльев по их длине.

c) «Крылевая система» может быть многоярусной, когда «Многокрылевые купола», ярусы выстраиваются один над другим, «Каскадным, многоуровневым способом» (фиг. 1, 3, 4).

d) Стропная, управляющая и подвесная системы выбираются в зависимости от унифицированной модели «Крылевой системы», предназначения и условий использования.

2) Принцип действия на примере спуска модуля спускаемого аппарата с космической орбиты (фиг. 3).

После отделения спускаемого модуля и схода с орбиты, (поз. 5), раскрывается вытяжной матерчатый сверхзвуковой «Многокрылевой купол», поначалу только со свойствами «Щелевого парашюта» на критических углах атаки крыльев в разряженной атмосфере на сверхзвуковой скорости. Площадь и скорость полного раскрытия купола повлияет на перегрузку торможения. Есть необходимость избегать больших перегрузок резкого торможения. Щели создадут обтекание крыльев, поворот набегающего потока, установочные углы атак относительно набегающего потока создадут силу реакции, Купол стабилизирует положение спускаемого аппарата в пространстве, (убирая раскачку и раскрутку), погасит скорость падения и нагрев конструкции, (поз. 6), Сила реакции купола (R), приложенная в центре давления относительно центра масс создаст крутящий момент (M_R), который будет осуществлять поворот купола на уменьшение углов атаки, к до критическим. Тогда скоростной напор наполнит воздухом через воздухозаборники (3) параплановые крылья, создав профили крыльев. Сформированные профили парапланных крыльев установленные под до критическим углом атаки к воздушному потоку, увеличат подъемную силу и аэродинамическое качество. В заданных точках вытяжной парашют, за счет выдвижения, удлиняет стропы и вытягивает первый основной «Многокрылевой купол», второй каскад (поз. 7), прикрепленный к стропам, создав двух каскадную «Крылевую систему». Далее в расчетной точке, за счет скоростного напора и натяжения строп, раскрывается второй основной «Многокрылевой купол», третий каскад (поз. 8). Таким образом, все три «Многокрылевых купола», без отстрела ненужных парашютов, расположенные друг над другом « многоуровневым, каскадным способом» будут создавать подъемную силу всеми тремя «Многокрылевыми куполами» без потерь на интерференцию, а высокое среднее аэродинамическое качество «Крылевой системы» обеспечит большие; дальность управляемого планирования и грузоподъемность сравнению с прототипами.

Ручная или (полу) автоматическая система управления, используя; наземные маяки, «Гланас», телевизионные системы, наземных; диспетчера и оператора радиоуправляемой посадки, данные по высоте, и большое аэродинамическое качество, осуществит заход на посадку «по самолетной коробочке» для посадки против ветра по аналогии с десантированием танка на горный перевал (фиг. 4) На высоте начала выравнивания управляющая система, либо оператор дистанционной посадки, за счет энергичного увеличения углов атак, производится выравнивание и «мягкая посадка» с около нулевой скоростью «самолетным способом». Таким образом, посадка будет осуществлена с высокой точностью до нескольких метров на заданной площадке, подготовленных для безопасного принятия груза с орбиты.

Примечания:

Расстояния между каскадами выбираются из расчета:

a) (H₁) - оптимальное расстояние до спускаемого груза для ослабления негативного влияния ударной звуковой волны.

b) (Н₂, Н₃, Н₄) - расстояние между каскадами, которое даже на минимальной полетной горизонтальной составляющей скорости (Vx) не позволит каскадам слишком отрицательно влиять друг на друга.

c) (H_min) - минимальное допустимое расстояние по высоте от вектора скоростного напора прошедшего через переднюю кромку первого паракрыла нижнего каскада под максимальным углом атаки (α_v) до передней кромки последнего паракрыла верхнего каскада, которое обеспечивает обтекание последнего без негативных последствий интерференции между крыльями. Таким образом, соблюдение ограничения по максимальному углу атаки, (зависящей от соотношения горизонтальной и вертикальной проекций скоростного напора), обеспечивает обтекание последних крыльев вышестоящих каскадов без негативных последствий интерференций крыльев от нижестоящих каскадов, (крылевых куполов.)

Преимущества перед прототипами и другими технологиями

1) «Крылевая система» с «Каскадным, многоуровневым способом» размещения «Многокрылевых куполов» по сравнению с классическими, грузовыми многокупольными, не крылевыми, имеет возможность неограниченно наращивать свою общую площадь крыльев, за счет добавления в систему новых и новых универсальных, «Многокрылевых куполов», (каскадов), сохраняя при этом усредненное высокое аэродинамическое качество. Изобретение теоретически пока не имеет ограничений по количеству каскадов (фиг. 5), а значит и по весу груза, только стропы должны выдерживать груз. Оптимальное количество каскадов пока неизвестно, потому что зависит от управляющей системы и качества сборки модулей. По грузоподъемности классическая грузовая многокупольная, парашютная некрылевая система всегда будет уступать «Крылевой системе», потому что «Многоярусный способ» размещения куполов для нее не возможен. Безопасно спустить с орбиты целую космическую станцию в сборе без грузовой платформы прототип, грузовая (многокупольная система) не сможет никогда. Кроме того, парашюты с высоким аэродинамическим качеством могут быть в разы меньшей площади, а значит намного легче, чем их грузовые современные прототипы. Конструктору лишь останется посчитать необходимое количество стандартных унифицированных «Многокрылевых куполов» данной модификации, подобрать нужный модуль управляющей системы для мягкой посадки тяжеловесного груза.

2) Снижение затрат при спуске с орбиты спускаемых модулей и отработавших ступеней ракет, других грузов по сравнению с прототипами за счет:

a) Управляемого планирования на подготовленную небольшую площадку ремонтной базы, завода изготовителя, или логистического узла для дальнейшей транспортировки груза. Большие дальности управляемого планирования, высокой точности «мягкой посадки по самолетному» на ранее подготовленную площадку вблизи конечной точки прибытия, обеспечит снижение транспортных расходов. Расходов по розыску грузов не будет.

b) Уменьшения себестоимости «Крылевой системы», при модульной унификации, в серийном производстве и ремонте.

c) Снижения затрат на содержание района возможных посадок, по арендной плате и охране местности.

d) Полет с расчетом захода на посадку, выравнивание и «мягкая» посадка по «самолетному» на подготовленную площадку, повысит безопасность приземления, (фиг. 4) сохранность груза, снизит страховые риски. В авиации накоплен огромный опыт производства таких посадок, мер безопасности.

e) Более ранний выпуск вытяжного сверхзвукового купола уменьшит температуры нагрева груза и перегрузки от резкого торможения, увеличит дальность планирования и как следствие, увеличит радиусы эллипса зоны выбора площадок возможной посадки. И позволит совершить мягкую посадку в близи ремонтных баз или перерабатывающих заводов, а в случае необходимости на одну из запасных по непогоде площадок.

f) Более раннее и поэтапное раскрытие «Многокрылевых куполов» уменьшит перегрузки от резких торможений, увеличит назначенный межремонтный ресурс для многоразового использования.

3) Десантирование ВДВ; людей и машин можно будет безопасно осуществлять в болотистой или гористой местности, в городской черте на заранее намеченные площадки. Например, десантирование людей и техники для захвата стратегических объектов прямо на объекты и в более короткие сроки даст тактическое преимущество при ведении боевых действий. (фиг. 4)

4) Увеличение удлинения и количества крыльев при уменьшении размахов крыльев и веса, увеличивает аэродинамическое качество и статическую устойчивость по перегрузке. На прототипах даже небольшое изменение положения центра масс приведет к резкой реакции купола, пикированию или кабрированию, что резко повышает требования к подготовке пилота. Конструкция «Многокрылевого купола» уменьшит резкость реакции аэродинамических сил купола на незначительные изменения положения центра масс, что снизит требования к профессиональной подготовке пилотов.

5) Боковые стабилизаторы «Многокрылевой системы» обеспечат натяжение профиля крыльев купола, повысят; путевую устойчивость снизят индуктивное сопротивление, защитят от складывания концевых частей крыла, от полного складывания купола. Уменьшит длину строп, что обеспечит более легкий взлет.

6) Для производственной сферы.

a) Разделение на отдельные модули производства крылевых систем, Унификация модулей для парашютов, парапланов и дельтапланов позволит их серийное производство.

b) Серийное производство стандартизированных модулей повысит длительность межремонтного ресурса, за счет повышения качества; изготовления, сборки и ремонта (заменой модулей). Это существенно снизит себестоимость производства и ремонта, предоставив конкурентные преимущества таким заводам производителям.

c) Снижение себестоимости в изготовлении, обслуживании, более мягкое управление, повышение безопасности полетов, потрясающие впечатления от полетов сделают эти прикладные виды спорта более массовыми, повысят спрос на модули «Крылевой системы».

Недостатки

1) При раскрытии «Крылевого купола» в парашютной модификации, будет затухающее раскачивание груза, возможно частичное скручивание строп.

Меры борьбы:

a) Удаление на большее расстояние точек крепления подвесной системы к грузу уменьшит его раскачивание и скручивание строп.

b) Качественная укладка парашютов с «КС» может уменьшить скручивание.

c) Использовать не вращающее купол, вытягивающее устройство (парашютного или баллистического типа), прикрепленное к концам «Крылевого купола», стабилизирующее положение купола при его раскрытии. Использование 4 баллистических грузиков, отстреленных по заданным; направлениям и по программе, уменьшит время раскрытия вытяжного купола до рекордных значений, но с большой перегрузкой при резком торможении.

2) В случае длительного увеличения углов атак на крыльях пилотом и уменьшения соотношения горизонтальной составляющей скорости к вертикальной, купола могут потерять форму частично, и держаться от складывания только за счет углов атаки от вертикальной скорости снижения, потеряв эффективность до тех пор пока возросшая вертикальная скорость вновь не наполнит парашют и он не начнет работать, как щелевой. Потом по мере разгона горизонтальной составляющей скорости, и действий пилота профили параплановых крыльев снова наполнятся, и «Крылевая система» вновь обретет высокое качество планирования. Если же продолжить увеличение углов атак, то можно теоретически получить даже задний ход с плохими аэродинамическими характеристиками. Для многокаскадной системы верхние каскады, «Многокрылевые купола» потеряют форму куполов еще больше, но все же не сложатся полностью, и вновь наполнятся при возрастании скорости.

Меры борьбы:

Пилот или автопилот не должен допускать значение углов атак выше максимальных, даже для уточнения расчета на посадку «парашютированием» из-за медленной реакции купола по времени восстановления.

3) В многоярусных «Крылевых системах» с тяжеловесным грузом управляющие усилия возрастут многократно. Ручное управление будет осложнено.

Меры борьбы:

Использовать (полу)автоматическое управление, или триммерное.

4) Сложность изготовления, балансировки «Крылевых систем». Так «Многокрылевые купола» собранные в каскад должны иметь заданное аэродинамическое качество, чтобы каскад выстраивался по одной линии.

Меры борьбы:

Унифицировать, стандартизировать изготавливаемые модули.

Использовать компьютерную раскройку, разметку материалов, в том числе балансировочную. Это позволит загнать аэродинамические характеристики изготавливаемых модулей в заданные стандарты.

5) Увеличение сопротивления по оси (X) от боковых стабилизаторов при уменьшении индуктивного сопротивления от крыльев.

Меры борьбы:

Компенсировать гладкостью обтекания воздушным потоком, увеличением количества и удлинения крыльев.

Литература

Л.1 Д.А. Соболев - История самолетов 1919-1945, изд. Русская политическая энциклопедия, год издания 1997 год.

Л2. Иванов П.И. И20 Проектирование, изготовление и испытания парапланов: методическое руководство для разработчиков пара планерных систем, конструкторов и испытателей. УДК 629.734.7.018.7 ББК 39.54 И20, 2001 год. Тираж 350 экз. Заказ i 503/2. Издатель: КП «Гранд-С» 98100, г. - Феодосия, ул. Победы, 2 ! ' Свидетельство ДК №384. Выдано Государственным комитетом информационной политики, телевидения и радиовещания. 26 марта 2001 г.

Л.3 Некоторые особенности аэродинамики парашюта крыла О.П. Брысов, Е.П. Езеева, Ю.Г. Лимонад, ученые записки Цаги, том 15, 1984 год, №3, УДК 629.734.7.

1. Крыльевая система для использования в параплане, парашюте или дельтаплане, состоящая из крыльев с плосковыпуклыми, пластино-изогнутыми, жесткими или мягкими профилями крыла, где по крайней мере два крыла большего удлинения, которые установлены под заданными углами атаки для планирования и образуют в пространстве заданный угол тангажа по задним кромкам крыльев, скреплены боковыми стабилизаторами в многокрыльевой купол так, чтобы примерно уравнять ширину и длину купола крыла, при этом боковые стабилизаторы установлены под заданные углы атаки для вертикальной и горизонтальной составляющих скоростного напора, а многокрыльевой купол крыльевой системы может быть собран стропной, подвесной и управляющей системами в параплан, дельтаплан или парашют.

2. Крыльевая система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена каркасной системой для использования в дельтаплане.

3. Крыльевая система по п.1, отличающаяся тем, что его множественные купола могут располагаться прямо друг над другом вертикальным способом, соединенные стропной, управляющей и каркасной системами по периметрам куполов в параплан, дельтаплан или парашют.

4. Крыльевая система по п.1, отличающаяся тем, что управляющая система может синхронно управлять крыльевой системой в ручном, автопилотном режиме с использованием различной механизации крыльев и технических средств посадки, а также дистанционного управления оператором или автоматическим вычислительным комплексом.