BG4304U1 - Летателен апарат с вертикално излитане - Google Patents

Abstract

Полезният модел е предназначен за използване във въздухоплаването, по-специално за транспорт на пътници и товари, в спешната медицинска помощ и др. Апаратът включва рама с обшивка и поне един двигател, монтиран към рамата. Двигателят е свързан чрез трансмисия с поне четири вентилатора на поне четири движителя (5, 6). Всеки движител включва входящ въздуховод (26) със стеснена част, в която е разположен вентилаторът с лопатки (10) с променлив ъгъл на атака и със задвижващ вал, лагеруван в изправящ апарат, разположен под вентилатора и монтиран неподвижно към рамата (2). Под изправящия апарат има изходящ въздуховод (28). Върху всеки вентилатор е монтиран входящ обтекател (32). Към изправящия апарат е монтиран изходящ опорен обтекател. В поне два от изходящите въздуховоди (28) са монтирани направляващи клапи (31). Два съседни вентилатора имат противоположни посоки на въртене. Трансмисията включва разпределителна кутия, свързана към двигателя с вътрешно горене чрез съединител. Тя е свързана и чрез преден и заден карданен вал с преден и заден редуктор, които чрез гъвкави предавки са свързани с вентилаторите (9). Гъвкавите предавки са от вида на ремъчни или верижни.

Description

Област на техниката

Летателният апарат с вертикално излитане ще намери приложение във въздухоплаването, поспециално за транспорт на пътници и товари, в спешната медицинска помощ и др.

Предшестващо състояние на техниката

Известни са летателни апарати, които имат електрическо задвижване, значително ограничаващо продължителността на полета и водещо до лоши динамични характеристики, дължащи се предимно на голямата маса на батериите и електродвигателите, чието тегло е близко до генерираната тяга. Такива апарати обикновено не могат да летят на повече от 5-10 m над земната повърхност и имат пробег не повече от 15 min при значително неприемливи динамични характеристики и товароносимост. Повечето от известните летателни апарати имат крила или витла (при хеликоптерите), които повишават значително габаритните им размери и изискват наличието на писта или площадка за излитане.

От US 2010294877 A1 е известен летателен апарат, включващ рама с двусекционна обшивка, която има компактно вградени множество отвори за провеждане на въздушния поток. В предната част, свързани странично към каросерията са разположени двойни панели. В задната част на летателния апарат са монтирани двойни лопатки във формата на буква V, снабдени с кухи пространства за преминаване на въздушните потоци. В горната част на летателния апарат, странично са разположени множество двойки въртящи се дюзи с цилиндрична форма. Летателният апарат включва оборудване за автомобилен транспорт, включително колела, върху които стъпва и позволява преходи за движение между наземна и въздушна среда. Летателният апарат може да се използва, като автомобил по градски пътища с минимална ширина не по-малка от 2 m. Предвидено е директно управление на горивото от водача, което не позволява прецизното му дозиране. Има няколко предавателни кутии, което води до значително голяма маса и съответно до намаляване на полезния товар и влошаване на динамиката на летателния апарат. Предвидените въртящи се дюзи също допринасят за влошаване на динамичните свойства на апарата, както и за загуби от линейни и местни съпротивления. Налице е високо ниво на звуково налягане. Посоченото генериране на тяга, благодарение на специфичната форма на фюзелажа е възможно само при вече движещ се апарат.

Техническа същност на полезния модел

Проблемът, който следва да бъде решен с полезния модел е да се осигури бърз и безопасен превоз на пътници и товари.

Проблемът е решен с летателен апарат с вертикално излитане, включващ рама с обшивка и поне един двигател, монтиран към рамата. Двигателят е от вида на двигател с вътрешно горене, като е свързан чрез трансмисия с поне четири вентилатора на поне четири движителя. Всеки движител включва входящ въздуховод със стеснена част, в която е разположен вентилаторът с лопатки с променлив ъгъл на атака. Всеки вентилатор има задвижващ вал, лагеруван в изправящ апарат, разположен под вентилатора и монтиран неподвижно към рамата. Под изправящия апарат има изходящ въздуховод. Върху всеки вентилатор е монтиран входящ обтекател, а към изправящия апарат е монтиран изходящ опорен обтекател. В поне два от изходящите въздуховоди са монтирани направляващи клапи.

Съгласно вариант на изпълнение всеки два съседни вентилатора имат противоположни посоки на въртене.

Двигателят с вътрешно горене е избран от групата на бутални, роторни, газотурбинни.

Предвидено е, като вариант на изпълнение, трансмисията да включва разпределителна кутия, свързана към двигателя с вътрешно горене чрез съединител. Разпределителната кутия е свързана чрез преден карданен вал и заден карданен вал с преден и заден редуктор, които чрез гъвкави предавки са свързани с вентилаторите.

Подходящо е гъвкавите предавки да са от вида на ремъчни или верижни.

Съгласно вариант на изпълнение всеки редуктор е свързан с двойка вентилатори.

За двигателя с вътрешно горене и за редукторите и разпределителната кутия са предвидени охладителни системи.

Подходящо е охладителните системи да имат радиаторни кутии с входящи решетки, оформени в обшивката и свързани със съответстващи им охладителни канали, оформени между входящите решетки и изходящите въздуховоди на съответните движители.

В един вариант на изпълнение изправящият апарат има радиални неподвижни лопатки, монтирани към главина, към която е монтиран и механизъм за управление на променливия ъгъл на атака на лопатките на вентилатора.

При една реализация на полезния модел, главината на изправящия апарат представлява фермена конструкция, към която са монтирани радиалните неподвижни лопатки чрез техен вътрешен край.

Добре е главината да е затворена с тънкостенни панели.

Възможен вариант е главината на изправящия апарат да е изпълнена като отливка.

Съгласно вариант на изпълнение, радиалните неподвижни лопатки на изправящия апарат имат външен край с монтажни елементи, монтирани към рамата, към който външен край са фиксирани външни ограждащи тънкостенни панели.

Предимствата на летателния апарат с вертикално излитане, съгласно полезния модел са, че може да превозва пътници, като не е необходима специална площадка за излитане и кацане. Той е по-лесен за управление и е по-стабилен, поради по-добри динамични характеристики от известните такива. Описаният тук летателен апарат може да лети на значително по-големи височини от тези на известните апарати и да постигне ускорения по вертикала до 4 m/s² при хоризонтално положение от състояние на покой върху земната повърхност или във въздуха, натоварен с двама пасажери по 75 kg и пълен резервоар с гориво при нормални физични условия, като може да достигне надморска височина от 2500-3000 m. Голямо предимство на летателния апарат е и, че количеството гориво при пълен резервоар е достатъчно за полет от 45 min до 1 h при постоянно пълно натоварване на движителите и двигателя с двама души на борда. Създадена е възможност за прецизно дозиране на въздуха и горивото, постъпващи в двигателя, като се генерира ефективна мощност при запазване на икономични и добри токсични показатели на двигателя.

Предвидена е само една разпределителна кутия, като е получена максимално лека трансмисия от двигателя до вентилаторите. Специфичното оформление на движителите и по-специално на входящите им въздуховоди, позволява генериране на допълнителна подемна сила още при самото задвижване на вентилаторите докато апаратът е в неподвижно състояние. В конструкцията на летателния апарат са използвани известни елементи, за които са известни принципите на конструиране, като са разположени и свързани по нов начин, който е технологично лесен за производство и води до постигане на неочаквани резултати въз основа на известното до момента знание в областта. Предвидената цялостна рама позволява намаляване на общата маса на апарата.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 представлява общ изглед на летателния апарат с вертикално излитане съгласно полезния модел;

фигура 2 - общ изглед, съгласно полезния модел, на летателния апарат с вертикално излитане с частично отстранена обшивка;

фигура 3 - поглед отгоре на летателния апарат с вертикално излитане съгласно полезния модел;

фигура 4 - страничен изглед на летателния апарат с вертикално излитане, с показани задвижващи двигател и трансмисия;

фигура 5 - детайл в поглед отгоре на движителите в задната част на летателния апарат при отстранена обшивка;

фигура 6 - изглед на вентилатор с изправящ апарат на движител на летателния апарат;

фигура 7 - изглед отзад на летателния апарат с вертикално излитане с частично отстранена обшивка.

Примери за осъществяване на полезния модел

Съгласно полезния модел летателният апарат с вертикално излитане 1 е показан по -подробно на фиг. 1 и фиг. 2. Той включва рама 2 с обшивка 3 и поне един двигател 4 (фиг. 4), монтирани към рамата 2, както и поне четири движителя 5, 6 - съответно два предни 5 и два задни 6, свързани с двигателя 4 чрез трансмисия. В илюстрирания пример трансмисията е механична, което не изключва други подходящи за всеки отделен конкретен проект, видове трансмисии. Показаната най-добре на фиг. 4 механична трансмисия включва разпределителна кутия 8, свързана към двигателя с вътрешно горене 4 чрез съединител 34. Разпределителната кутия 8 е свързана чрез преден карданен вал 35 и заден карданен вал 36 с преден 13 и заден редуктор 14, които чрез гъвкави предавки 12 са свързани с вентилаторите 9 на движителите 5, 6. Подходящо е всеки редуктор 13, 14 да е свързан с двойка вентилатори 9, както е показано на фиг. 5. Двигателят 4 е с вътрешно горене и е избран от групата на бутални двигатели, роторни, газотурбинни двигатели и подобни. Поне четирите движителя 5, 6 са предвидени за задвижване и придвижване на летателния апарат с вертикално излитане 1. Разпределителната кутия 8, показана на фиг. 4 е предвидена за разпределяне на механичната енергия между предните 5 и задните движители 6.

Двигателят с вътрешно горене 4 има радиатор 48, разположен в радиаторна кутия с входяща решетка 7, оформена в обшивката 3.

Съгласно показания пример за изпълнение всеки от поне четирите движителя - предни движители 5 и задни движители 6 включва:

- входящ въздуховод 26 със стеснена част, в която е разположен поне един вентилатор 9. Входящият въздуховод 26 е оформен от изцяло изработен или изпълнен от отделни елементи обтекаем капак 27, оформящ и част от обшивката 3 около съответния вентилатор 9 на летателния апарат с вертикално излитане 1;

- поне един вентилатор 9 с лопатки 10 с променлив ъгъл на атака. Броят на лопатките 10 е подбран така, че да се получи най-високо съотношение между генерирана тяга и консумирана мощност от вентилатора 9. В конкретния пример на изпълнение, показаният на фиг. 5 и фиг. 6 брой на лопатките 10 е шест, но това не ограничава възможностите за избор на брой и размер лопатки 10. Препоръчително е въртенето на два съседни вентилатора 9 да е в противоположни посоки, както е показано на фиг. 3 със стрелки. Всеки вентилатор 9 има задвижващ вал 11 (фиг. 5), свързан чрез гъвкава предавка 12, от вида на ремъчна или верижна, с редуктор 13, 14, съответно преден редуктор 13 и заден редуктор 14. Задвижващият вал 11 на вентилатора 9 е кух и е лагеруван в изправящ апарат 15, разположен под вентилатора 9. Предаването на въртящия момент от двигателя 4 до вентилаторите 9 е изцяло механично, като на задвижващия вал 11 на всеки вентилатор 9 е монтирана шайба 16 на гъвкавата предавка 12, както е илюстрирано на фиг. 5;

- изправящ апарат 15, разположен под вентилатора 9 и монтиран неподвижно към рамата 2. В настоящия полезен модел изправящият апарат 15 включва радиални неподвижни лопатки 17, служещи за изправяне на въздушния поток и монтирани с техен вътрешен край към главина 18 на изправящия апарат 15. В показания вариант на изпълнение главината 18 представлява фермена конструкция 19, затворена с тънкостенни панели 20, както е показано най-добре на фиг. 6. Радиалните неподвижни лопатки 17 имат външен край с монтажни елементи 21, към който външен край са фиксирани ограждащи тънкостенни панели 22, а изправящият апарат 15 е монтиран към рамата 2 чрез монтажните елементи 21. Към главината 18 е монтиран и механизъм за управление 23 на променливия ъгъл на атака на лопатките 10 на вентилатора 9. Този механизъм за управление 23, съгласно примерното изпълнение, включва лостова система с водеща ос 24, управлявана от два стъпкови електромотора, като е предвиден и сензор, отчитащ положението на лопатките за обратна връзка. В конкретния пример е предвидено водещата ос 24 на лостовата система да е разположена в кухия задвижващ вал 11 на вентилатора 9, който е лагеруван също в главината 18. Така цялата конструкция е компактна. Самият механизъм за управление 23 на променливия ъгъл на атака на лопатките 10 на вентилатора 9 може да бъде проектиран в зависимост от изискванията към всеки отделен проект по различни конструктивни схеми, които са в обхвата на обичайните знания на специалиста в областта. Възможно е използването и на алтернативни конструкции на главината 18 на изправящия апарат 15, включително тя може да бъде изработена като отливка, щамповка на алуминиева или друга ламарина, изработка от композитни материали и други. Показаният пример на изпълнение е предпочетен заради доброто съотношение между коравина на конструкцията и тегло, както и заради относително простата технология за производство. Предвидени са и покриващи капаци 25 (фиг. 6), покриващи гъвкавата предавка 12 (ремъчна или верижна), свързана със задвижващия вал 11 на вентилатора 9, която е разположена частично в изправящия апарат 15. Покриващите капаци 25 позволяват да се избегне смущаването на въздушния поток, преминаващ през движителите 5, 6;

- изходящ въздуховод 28, оформен от изцяло изработен или изпълнен от отделни елементи долен обтекаем капак 29 (фиг. 2), монтиран към ограждащите тънкостенни панели 22 на изправящия апарат 15 и към рамата 2, при което е оформена и част от обшивката 3 под съответния изправящ апарат 15 на летателния апарат с вертикално излитане 1. Към поне два от долните обтекаеми капаци 29 на движителите е лагерувана хоризонтална ос 30 с направляващи клапи 31, свързани със завъртащ ги около хоризонталната ос механизъм (непоказан);

- направляващи клапи 31, показани на фиг. 2 и фиг. 4 - тези направляващи клапи 31 са разположени в изходящите въздуховоди 28 на движителите 5, 6, които се намират диагонално един спрямо друг, например, на преден ляв движител и заден десен движител или на преден десен и заден ляв движител. Направляващите клапи 31 променят частично посоката на изходящия въздушен поток от движителя, към който са монтирани, създавайки странична сила, която завърта летателния апарат около вертикална ос. Възможно е поставянето на направляващите клапи 31 и на всеки от движителите 5, 6, за постигане на по висока скорост на завъртането около вертикалната ос на летателния апарат 1, прокарана мислено през центъра на масите му, но в примера е предпочетен вариантът с две направляващи клапи 31 заради по малката им обща маса;

- входящ 32 и изходящ 33 обтекатели - всеки преден 5 и заден движител 6 има входящ 32 и изходящ обтекател 33. Съответно входящият обтекател 32 е монтиран върху вентилатора 9 и има за цел да насочи входящия въздушен поток и да предотврати образуването на вихри при засмукването на въздух от вентилатора 9. Изходящият обтекател 33 е монтиран към изправящия апарат 15 с обтекаемата си повърхност надолу и има функция и на опора за кацане на летателния апарат 1. Целта на изходящия обтекател 33 е да предотврати образуването на вихри от изходящия въздушен поток.

Обтекаемите капаци 27 на всички входящи въздуховоди 26 са монтирани към ограждащите тънкостенни панели 22 на изправящия апарат 15 и към рамата 2.

Въртящият момент от двигателя с вътрешно горене 4 се предава към разпределителната кутия 8 посредством съединителя 34, който е подходящо да е например триещ многодисков (фиг. 4), но може да бъде избран всеки подходящ за конкретен проект. Предвидено е съединителят 34 да се управлява електронно и следва винаги да е изключен при стартиране на двигателя 4, за да прекъсне връзката между него и вентилаторите 9. Карданните валове, съответно преден карданен вал 35 и заден карданен вал 36 са, за предпочитане олекотени, например изпълнени от композитни материали, като карбон и с фланци от алуминиеви сплави с високи механични свойства, както се вижда на фиг. 4. Въртящият момент се предава от предния редуктор 13 и от задния редуктор 14 към съответните им вентилатори 9 посредством гъвкавите предавки 12. В примера, илюстриран на фиг. 5 е показана ремъчна предавка, която е предпочетена като по-лека. Ремъците на тази гъвкава предавка 12 са избрани с много високи механични свойства. Редукторите - преден 13 и заден 14 - са проектирани така, че да осигуряват ротация на съседните вентилатори 9 в противоположни посоки, както е показано на фиг. 3. Подходящо е редукторите да са изградени от максимално леки материали с много високи якостни свойства, за да се поддържа минимално тегло на летателния апарат с вертикално излитане 1.

В разгледания тук вариант на изпълнение на полезния модел е използвана за задвижване енергията на горивото, например стандартен високооктанов бензин и/или синтетичен бензин, която енергия се превръща в механична от подходящо избран за всеки конкретен проект двигател с вътрешно горене 4, например подходящ вид е бутален високочестотен двигател, използван обичайно за състезателни автомобили, какъвто е показан на приложените фигури. Възможно е летателният апарат с вертикално излитане 1 да бъде задвижван и от двигател 4 от друг тип, например роторен, газотурбинен или друг.

В настоящото примерно изпълнение, системата за подаване на гориво се състои от горивен тръбопровод 37, фиг. 4, резервоар за гориво 38, горивна помпа 39 и маркучи за горивото от горивната помпа 39 до двигателя с вътрешно горене 4, които са конструирани по обичайния за това начин.

В показания пример на изпълнение за смазването на разпределителната кутия 8 и редукторите 13, 14 е предвидена обща мазилна система със съответна охладителна система. Общата мазилна система в конкретния пример включва резервоар за масло 40, свързан с маслена помпа 49 и маслен радиатор 41 за охлаждане на маслото, показани на фиг. 7, изпълнени, съгласно известната практика. Разбира се за всеки отделен конкретен проект схемата на мазилната система и конкретното изпълнение ще бъдат създавани на базата на знанията на специалистите в областта при прилагане на обичайно инженерно проектиране. Това се отнася и до конкретното проектиране на системата за подаване на гориво.

В летателния апарат са предвидени охладителни системи - за маслото на редукторите и разпределителната кутия, описана в предходния абзац, и за охлаждане на двигателя с вътрешно горене 4, включваща, съгласно представения пример, два радиатора 48 с радиаторни кутии. Охладителните системи имат входящи решетки - решетка за охладителната система 7 на двигателя с вътрешно горене 4 и решетка за маслото на редукторите и разпределителната кутия 42, които входящи решетки 7, 42 са оформени в обшивката 3 на летателния апарат 1. Входящите решетки 7, 42 на двете охладителни системи са свързани със съответстващи им охладителни канали 43, оформени между съответните входящи решетки 7, 42 и изходящите въздуховоди 28 на съответните движители - преден движител 5 или заден движител 6.

По-подробно, както е показано на фиг. 2 на настоящото примерно изпълнение, охладителната система на маслото включва поне един маслен радиатор 41, ограден от набор от кори и панели, образуващи затворен обем (кутия) около масления радиатор 41, която има два отвора - за вход и изход на въздушен поток и охладителен канал 43 до изходящия въздуховод 28 на един от предните движители 5, в показания пример - преден ляв движител - фиг. 2. Радиаторът за охлаждане на маслото в този пример е само един, поставен от страната на водача на летателния апарат с вертикално излитане 1. Въздушният поток, необходим за охлаждането на мазилната система, се образува на база струйния принцип на действие при хидравличните и пневматичните машини. Въздушната струя, създадена от вентилатора 9 и насочена от изправящия апарат 15 преминава през изходящия въздуховод 28 и увлича обеми от въздух, намиращи се в охлаждащия канал 43, простиращ се между входящата решетка 42 на входа на кутията за масления радиатор 41 (фиг. 7) и изходящия въздуховод 28 на съответния движител 5. По дължина на охлаждащия канал 43, налягането намалява, като най-ниско е при изходящия въздуховод 28 на движителя 5, а към входящата решетка 42 на входа на кутията за радиатора практически е равно на атмосферното. Вследствие на разликата в наляганията се оформя въздушен поток 44, показан със стрелки на фиг. 2, който по пътя си преминава през масления радиатор 41 и отнема топлината от него.

В показания пример, охладителната система на двигателя с вътрешно горене 4 е осъществена чрез монтирани два броя радиатори 48 - по един от лявата и дясната страна на летателния апарат с вертикално излитане 1, като на фигури 2 и 7 са показани входящите им решетки 7. Предвидено е организацията на въздушния поток за отнемането на топлината от тях да е както при масления радиатор 41, с разликата, че охлаждащите двигателя канали 43 (фиг. 7) са разположени в изходящите въздуховоди 28 на задните движители 6.

Електрозахранването на летателния апарат с вертикално излитане 1 е реализирано аналогично на това на лек автомобил. В предната част на машината е поставена акумулаторна батерия 45, която се вижда на фиг. 2, и която е по-добре да е олекотена, подбрана с необходимите параметри за осигуряване на стартиране на двигателя с вътрешно горене 4.

Акумулаторната батерия 45 в показаното примерно изпълнение на летателния апарат с вертикално излитане 1 е поставена в предната част, най-далеч от геометричния център на апарата, за да компенсира по-голямото тегло от двигателя и другите компоненти, разположени в задната му част и за да се получи добро надлъжно балансиране на летателния апарат. Разбира се, всеки друг проект, който удовлетворява условията за постигане на баланс, би бил предмет на инженерно проектиране на базата на обичайните знания на специалиста в областта, без да излиза от обхвата на настоящия полезен модел. На двигателя с вътрешно горене е монтиран генератор (алтернатор) за захранване на електрическите консуматори по летателния апарат и за зареждане на батерията, който не е показан на схемата. Подходящо е и поставянето на допълнителен, по-малък генератор на двигателя за покриване на нуждите на запалителната му система и на електронния блок за управление в случай на авария. За електрическа маса на акумулаторната батерия 45, генератора и всички електрически компоненти е използвана рамата 2 на летателния апарат с вертикално излитане 1, която за предпочитане е изработена от алуминиева сплав без това да елиминира възможността за изработка на рамата от други материали - композитни, други метали и сплави, пластмаси и др. В отделение на обшивката 3, предвидено за пасажери са поставени две кутии с релета и предпазители, както и допълнителна кутия с предпазители. Релетата се ползват за управление на: електромотор, задвижващ съединителя; за стартера на двигателя; за светлини; стъклочистачки и други. Последните също не са показани на схемите поради това, че проектирането им е в рамките на обичайните знания на специалист в областта. Масата им, както и тази на други непоказани елементи, следва да бъде взета предвид при изчисляване на динамичните показатели на летателния апарат с вертикално излитане 1. Аналогично на повечето малки самолети, в отделението, предвидено за пасажери, са поставени ключове - за прекъсване на електрическите вериги на акумулаторната батерия 45 и на генератора в случай на пожар. Предвиден е и ключ за управление на съединителя 34, който съединител задължително трябва да е изключен, за да може да се стартира двигателят с вътрешно горене 4.

В едно предпочитано изпълнение за управлението на летателния апарат с вертикално излитане 1 са предвидени две устройства - волан 46 и джойстик 47. Това не ограничава какъвто и да е избор на устройства за управление - само волан или само джойстик, или каквото и да е друго от известните и прилагани за тази цел устройства, както и комбинация от тях.

Приложение на полезния модел

Приложението на полезния модел се реализира чрез изработване на отделните компоненти и свързването помежду им, съгласно описанието по-горе. По-нататък се осъществява използване на летателния апарат с вертикално излитане 1 по следния начин.

Когато летателният апарат с вертикално излитане 1 е в престой, той е стъпил върху изходящите опорни обтекатели 33 в долната част на предните 5 и задните 6 движители.

За да излети апаратът, двигателят с вътрешно горене 4 се стартира при изключен съединител 34. След включване на съединителя 34, чрез него, въртящият момент от двигателя 4 се предава чрез трансмисията, в случая - към разпределителната кутия 8 и към редукторите - преден 13 и заден 14 посредством карданните валове - съответно преден карданен вал 35 и заден карданен вал 36. Те от своя страна предават въртящ момент към вентилаторите 9 чрез гъвкавите предавки 12 - ремъчни или верижни. Образува се въздушна струя насочена отгоре надолу, която позволява летателният апарат с вертикално излитане 1 да бъде повдигнат вертикално от мястото, на което е стъпил. При това ротацията на всеки два съседни вентилатора 9 е в противоположна посока, което позволява стабилни параметри на издигане и полет.

Управлението на полета на летателния апарат с вертикално излитане 1, съгласно полезния модел, се извършва с корекция на ъгъла на атака на лопатките 10 на вентилаторите 9 на един или повече движители 5, 6. В настоящия пример, тъй като връзката между двигателя 4 и вентилаторите 9 е механична, всички вентилатори 9 се въртят с една и съща честота на въртене. Чрез механизма за управление 23 на променливия ъгъл на атака на лопатките 10 на вентилаторите 9 се променя тягата, генерирана от всеки отделен движител 5, 6. Така например, за завъртане на летателния апарат 1 около надлъжната му ос, се намалява или увеличава ъгълът на атака на лопатките 10 на вентилаторите 9 на левите или десните движители, съответно се намалява или увеличава тягата, създавана от тези движители 5, 6. При тази промяна се генерира и странична сила, която премества летателния апарат 1 в странично направление в хоризонтална равнина. Завъртането около напречната ос се осъществява с промяна на ъгъла на атака на вентилаторите 9 на предните 5 или на задните движители 6. При това завъртане се появява сила, която придвижва летателния апарат 1 напред или назад в хоризонтална равнина. Така се осъществява и движението напред на летателния апарат 1. Завъртането около вертикална ос се осъществява чрез направляващите клапи 31, които в показаното примерно изпълнение са монтирани на преден ляв и заден десен движители. Задвижването на направляващите клапи 31 се извършва от завъртащ ги около хоризонталната им ос 30 механизъм. При отместването на направляващите клапи 31 от неутралното им положение част от въздушната струя променя посоката си и се появява странична сила, която създава въртящ момент около вертикална ос, мислено прокарана през центъра на масите на летателния апарат 1.

За по-голяма яснота относно работата на движителите 5, 6, тук са посочени изпълняваните от техните елементи функции, както следва:

Входящият въздуховод 26 на всеки движител 5, 6 направлява входящия въздушен поток, постъпващ към вентилатора 9 и предотвратява образуването на вихри при засмукването на въздуха от вентилатора 9. Над него се образува зона с ниско налягане. Ниското налягане, действащо върху входящия въздуховод 26, създава допълнителна подемна сила. Тя се предава на рамата 2 през местата на свързване на този въздуховод 26 към изправящия апарат 15 и към рамата 2. Другата основна функция на входящия въздуховод 26 е като част от обшивката 3 на летателният апарат 1, служеща като покритие на част от рамата 2 и разположените по нея елементи.

Изходящият въздуховод 28 на всеки движител 5, 6 има следните основни функции: една от тях е, че заедно с изходящия обтекател 33 създава пространство, в което се успокоява и оформя въздушният поток, напускащ изправящия апарат 15 на движителя 5, 6, като помага за намаляването на вихрите и загубите на тяга от въздушната струя. Втората е, че е част от обшивката 3 на летателния апарат 1 и защитава елементите под нея. Освен това служи за опора на направляващите клапи 31, служещи за завъртане на летателния апарат 1 около вертикалната му ос, както и за място за отвеждане на въздуха от охладителните канали 43 за охлаждане на двигателя с вътрешно горене 4 и на радиатора за маслото на редукторите 13, 14 и разпределителната кутия 8.

В показания пример на изпълнение, управлението на летателния апарат се осъществява от водач основно с волан 46 с монтиран сензор за ъгъл на завъртане и с джойстик 47, показани на фиг. 7. С волана 46 се контролира завъртането около вертикалната ос на летателния апарат 1, а с джойстика 47 се контролират завъртанията около надлъжната и напречната му ос. С бутони на джойстика 47 или волана 46 в разглежданото примерно изпълнение се управлява придвижването нагоре и надолу на летателния апарат 1. Тази транслация е възможно да се реализира и с управляващи крачни педали, непредвидени в настоящия пример, но възможни за използване при различни от него варианти на изпълнение. Разбира се, възможни са и други, различни от описаните по-горе конфигурации за управлението. Сигналите от джойстика 47 и волана 46 е добре да се приемат от електронен блок за управление на ъглите на атака на лопатките 10 на вентилаторите 9, всъщност представляващ електронен блок за управление на полета, заедно с данни от сензори за температурата на въздуха, за атмосферното налягане, за скоростта на летателния апарат, за честотата на въртене на коляновия вал на двигателя и други. Получените сигнали се обработват и се трансформират в управляващи сигнали за механизмите за управление на променливия ъгъл на атака на лопатките 10 на вентилаторите 9 и преместването на направляващите клапи 31 на движителите 5, 6. Управляващ сигнал от този електронен блок се подава и към електронния блок за управление на двигателя с вътрешно горене за необходимата мощност.

Водачът получава обратна връзка за движението на летателния апарат с вертикално излитане 1 и данни за състоянието му от табло с уреди и от съответна информационна система. На таблото с уредите обичайно са поставени следните уреди: оборотомер за двигателя с вътрешно горене; комбиниран уред (използван в самолетите) за измерване на височината и скоростта на полета, ъглите на завъртане спрямо надлъжната, напречната и вертикална ос и скоростта по вертикала; уред за отчитане на нивото на горивото и уред за отчитане на температурата на двигателя с вътрешно горене. На информационната система могат да бъдат изобразявани набор от данни за машината, включително използваната мощност от двигателя с вътрешно горене 4, от всеки от вентилаторите 9, налягане на горивото, температурата на маслото в разпределителната кутия 8 и др. Възможно е да се използва и за навигационна система, както и за да показва данни за температура на околния въздух, влажност и т.н.

Влизането на водача и на пасажер в летателния апарат с вертикално излитане 1 става както при обикновен автомобил. Предпазни колани следва да се предвидят при производството. Пространството около водача и пасажера е затворено и изолирано от двигателя и вентилаторите с помощта на прегради и кори, представляващи част от обшивката 3. Кацането се извършва върху изходящите обтекатели 33 в долната част на движителите 5, 6.

Claims (1)

1. Летателен апарат с вертикално излитане, включващ рама с обшивка и поне един двигател, монтиран към рамата, характеризиращ се с това, че двигателят (4) е двигател с вътрешно горене, който двигател (4) е свързан чрез трансмисия с поне четири вентилатора (9) на поне четири движителя (5, 6), а всеки движител (5, 6) включва входящ въздуховод (26) със стеснена част, в която е разположен вентилаторът (9) с лопатки (10) с променлив ъгъл на атака и със задвижващ вал (11), лагеруван в изправящ апарат (15), разположен под вентилатора (9) и монтиран неподвижно към рамата (2), като под изправящия апарат (15) има изходящ въздуховод (28), при което върху всеки вентилатор (9) е монтиран входящ обтекател (32), а към изправящия апарат (15) е монтиран изходящ опорен обтекател (33), като в поне два от изходящите въздуховоди (28) са монтирани направляващи клапи (31)