CZ2018183A3 - Balanční systém pro větroně - Google Patents

Abstract

Balanční systém pro větroně je vytvořen tak, že na vzdálenější konce jeho křídel (1) jsou umístěny nejméně dva elektromotory (3), přičemž tyto nejméně dva elektromotory (3) jsou osazeny vrtulí (8) nebo dmychadlem (5), které jsou zcela zapuštěny do křídel (1).

Description

Oblast techniky

Vynález spadá do oblasti letectví, konkrétně se týká balančního systému pro větroně a řešení problému, jak vyrovnávat větroň při pojíždění do rozjezdu na rychlost, kdy je větroň řiditelný tzv. křidýlky, bez pomocné lidské sily.

Dosavadní stav techniky

Letadlo, kterým je například bezmotorové letadlo nebo-li větroň je zařízení, které se používá po celém světě pro rekreační létání a sportovní soutěžení. Klasické větroně jsou dnes nejčastěji používány jako bezmotorové, kdy se do výšky dostávají pomocí vlečného letadla nebo navijáku s lanem nebo jinou metodou. Ve svém klasickém provedení má větroň dvě kola za sebou v jedné ose. K tomu, aby se současný větroň dostal z hangáru do vzduchu a tam mohl pomocí termického stoupavého proudu dále stoupat a následně klouzat, je zapotřebí několik lidí a drahé technické vybavení a zařízení. Větroně jsou v současnosti mezi okamžikem uskladnění v hangáru a rozjetím na rychlost, kdy je větroň řiditelný křidýlky, vyrovnávány silou lidského pomocníka, který větroň vede za křídlo.

Jiným řešením vyrovnávání větroně je použití podvozku, kde jsou ve předu pod kabinou dvě kola a vzadu pod ocasovými plochami řiditelné třetí kolo. Toto řešení se používá, když je větroň motorizovaný nebo když pilot ví, že na letišti nebude dostupná pomoc, tak si preventivně větroň takto upraví. Nevýhodou je, že podvozek klade značný aerodynamický odpor a že je náchylný k poškození, což může mít za následek zničení celého větroně. Výrobci motorových větroňů také používají trikolé podvozky, které jsou vyrobené profesionálně, ale dochází zde ke změně tvaru trupu, a tedy i zvětšení aerodynamického odporu. Zřídka se používá i tříkolý podvozek se třetím kolem vpředu.

Další používané řešení je spojení klasického dvoukolého podvozku a kol na koncích křídel, o která se větroň opírá, když se nakloní.

Cílem předkládaného vynálezu je představit nový systém, umožňující vyrovnávání větroně při pojíždění a rozjezdu na rychlost, který řeší výše uvedené nedostatky.

Podstata vynálezu

Stanoveného cíle je dosaženo předkládaným vynálezem, kdy podstatou předkládaného vynálezu je umístění dvou elektromotorů, o výkonu řádově v jednotkách kilowatt, v závislosti na konkrétním umístnění elektromotoru a konkrétním typu letadla, ke vzdálenějším koncům křídel letadla.

Ve výhodném provedení jsou elektromotory osazeny vrtulí.

V dalším výhodném provedení jsou elektromotory osazeny dmychadlem.

V dalším výhodném provedení jsou elektromotory s vrtulí umístěny v koncích křídel, které jsou výsuvné.

Tyto elektromotory jsou napájeny, přes řídicí a regulační elektroniku, od akumulátorů, použitých současně pro pohon větroně. Stabilizační elektromotory mohou být napájené i vlastním zdrojem energie.

- 1 CZ 2018 - 183 A3

Výhodou tohoto řešení je přesné a spolehlivé zajištění držení letadla v horizontální poloze, bez potřeby vynaložení lidské síly, při zachování spolehlivosti, bez těžkých, drahých a složitých zařízení a bez prvků, které významně narušují aerodynamický odpor.

Stabilizační elektronika je řízena manuálně nebo automaticky. Automatické řízení spočívá v použití gyroskopu, případně dalších snímačů, které poskytují řídicí elektronice informace o příčném náklonu letadla a o jeho rychlosti. Manuální ovládání je uskutečněno pomocí pák umístěných v kabině pilota, kterými se přes potenciometr ovládá řídicí elektronika stabilizačních elektromotorů, kdy spojení je buď fyzické pomocí vodičů nebo bezdrátové, uskutečněno některou běžně dostupnou, bezdrátovou technologií. Cílem použití stabilizační elektroniky je udržení letadla v horizontální poloze, od jeho „spuštění po dosažení rychlosti, při které je možné již větroň vyrovnávat řídicími křidýlky na křídlech.

Pro zajištění co nejnižšího nárůstu aerodynamického odporu jsou varianty s vrtulemi v prvním případě zakrývány klapkou a ve druhém případě zasouvány do křídel. K tomuto zakrytí dojde po zastavení elektromotorů, tedy po překročení rychlosti, kdy je možné větroň řídit klapkami nebo opačně dojde k jejich odkrytí, před tím, než větroň zpomalí na rychlost, kdy již větroň křidýlky řiditelný není.

Objasnění výkresů

Konkrétní příklady vynálezu jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde obr. 1 znázorňuje pohled na křídlo s vrtulí, na kterém je upevněn elektromotor, vrtule a klapka;

obr. la znázorňuje jiný pohled na křídlo s vrtulí, na kterém je upevněn elektromotor, vrtule a klapka;

obr. 1b znázorňuje pohled na křídlo s vrtulí zespoda;

obr. 2 znázorňuje pohled na křídlo s dmychadlem;

obr. 2a znázorňuje jiný pohled na křídlo s dmychadlem;

obr. 2b znázorňuje pohled na křídlo s dmychadlem zespoda.

obr. 3 znázorňuje pohled na křídlo s vrtulí ve výsuvném kočí křídla - ve vysunutém stavu;

obr. 3a znázorňuje pohled na křídlo s vrtulí ve výsuvném konci křídla - v zasunutém stavu;

obr. 4 znázorňuje pohled na dmychadlo v pylonu odnímáteIné pohonné jednotky.

Obr. 5 znázorňuje pohled na křídlo větroně s křidýlky, kterými je větroň možné řídit.

Příklady uskutečnění vynálezu

Balanční systém pro větroně je možné uskutečnit ve dvou variantách.

První z těchto variant představuje Balanční systém pro větroně s vrtulemi 8, kdy vrtule 8 o průměru řádově několik desítek centimetrů, připevněná na elektromotor 3, je umístěna ve křídle 1 v takové hloubce, aby bylo možné ji zcela zakrýt klapkou 9 s elektromagnetickým zámkem, mechanicky ovládanou západkou nebo s magnetickým uchycením, jak je znázorněno na Obr. 1,

-2CZ 2018 - 183 A3

Obr. la a Obr. 1b. Tuto variantu je možné realizovat i bez klapky 9. Tuto variantu lze modifikovat, a to vložením elektromotoru 3 spolu s vrtulí 8 a držákem elektromotoru 7 do výsuvného části křídla 10. Vysouvání a zajištění polohy výsuvné části křídla 10 lze realizovat mechanicky nebo elektromechanicky. Tato varianta je znázorněna na Obr. 3 a Obr. 3a.

Další variantou je Balanční systém pro větroně s dmychadly 5, kdy elektromotor 3 připevněný na držáku elektromotoru 7 uvnitř tělesa dmychadla 5, je umístěn uvnitř křídla 1_ s osou otáčení rovnoběžnou s podélnou osou nosníků křídla 2. Vzduch je dmychadlem 5 nasáván z prostoru křídla 1 a přes trubku 6 je hnán pod křídla E Vzniká zde tedy reakční síla o takové velikosti, záležející na počtu otáček dmychadla 5, která je potřebná pro stabilizaci letadla. Tato varianta je znázorněna na Obr. 2, Obr. 2a a Obr. 2b. Tuto variantu lze modifikovat, a to vložením tělesa dmychadla 5 svisle do pylonu přídavného pohonu 14, jak lze vidět na Obr. 4. Tento přídavný pohon zpravidla není umístěn na koncích křídel jako u ostatních možností. Tyto pohony jsou umístěny přibližně doprostřed každého křídla 1_ větroně.

Průmyslová využitelnost

Balanční systém pro větroně je možné využít pro větroň či pro jiné letadlo, jehož podvozek se skládá ze dvou kol umístěných za sebou, kdy tento systém slouží k vyrovnání letadla při pojíždění a rozjezdu na rychlost potřebnou k tomu, aby bylo možné letadlo ovládat křidýlky.

Tento uvedený systém lze dodatečně montovat do každého letadla, zejména větroně, u kterého je požadována jednoduchá příprava ke startu a následné vzlétnutí. Balanční systém se umístí do vhodně vyříznutého otvoru ze spodní strany každého křídla. Balanční systém lze dodávat v montážní sadě pro konkrétní typ letadla nebo v sadě pro univerzální použití.

Jelikož je cílem vynálezu přispět k automatizaci a soběstačnosti letadel při manévrování, tak se nabízí použití dálkového ovládání (dálkovým ovladačem, smartphonem s aplikací atd.), které by pilotovi umožnilo jednoduchou manipulaci při výjezdu a uskladňování letadla.

Stejné využití jako u konvenčních větroňů má tento systém i u větších, dálkově ovládaných, modelů větroňů, jelikož se tyto modely setkávají se stejným problémem, jako větroně osobní. Pro tuto aplikaci by stabilizační elektromotory vyžadovaly řádově nižší výkon.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (5)

1. Balanční systém pro větroně, vyznačující se tím, že nejméně dva elektromotory (3) jsou umístěny na vzdálenější konec křídel (1).

2. Balanční systém pro větroně podle nároku 1, vyznačující se tím, že nejméně dva elektromotory (3) jsou osazeny vrtulí (8), která je zcela zapuštěna do křídla (1).

3. Balanční systém pro větroně podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že elektromotor (3) spolu s vrtulí (8) a držákem elektromotoru (7) je vložen do výsuvné části křídla (10), přičemž vysouvání a zajištění polohy výsuvné části křídla (10) je realizováno mechanicky nebo elektromechanicky.

4. Balanční systém pro větroně podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nejméně dva elektromotory (3) jsou osazeny dmychadlem (5), kdy elektromotor (3) připevněný na držáku elektromotoru (7) uvnitř tělesa dmychadla (5), je umístěn uvnitř křídla (1) s osou otáčení rovnoběžnou s podélnou osou nosníků křídla (2), kdy vzduch je dmychadlem (5) nasáván z prostoru křídla (1) a přes trubku (6) je hnán pod křídla (1).

CZ 2018 - 183 A3

5. Balanční systém pro větroně podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že těleso dmychadla (5) je umístěno v přídavném pohonu.