CZ287460B6 - Flight device - Google Patents

Description

Létací přístroj

Oblast techniky

Vynález se týká létacího přístroje, nasaditelného a upevnitelného na břemenu, přičemž břemeno je schopné vykonávání řídicích funkcí a pomocí létacího přístroje se nadzvedne od země a ve vznosu nad zemí se pohybuje nebo udržuje ve stacionární poloze, který sestává z nosného zařízení, upevnitelného na břemenu pro vytvoření v podstatě pevného spojení mezi létacím přístrojem a břemenem, z pohonného zařízení, které je rotačním hnacím hřídelem spojeno přímo s lopatkovým kolem lopatkového rotačního kompresoru pro vytvoření proudu vzduchu, přičemž pohonné zařízení a lopatkový rotační kompresor mají stejnou rychlost otáčení, dále z alespoň jedné nádrže pro pohonné hmoty, nezbytné k provozu pohonného zařízení, a z alespoň dvou tahových rour, které vyúsťují ve výstupních tryskách vzduchu, uspořádaných bočně vedle břemena na výstupních koncích, kterými vystupuje vždy jeden proud plynu s nastavitelným směrem přičemž výstup proudů plynu tahovými trubkami vytváří výslednou vztlakovou sílu, která způsobuje zvedání, jakož i létací pohyb, popřípadě vznos břemena.

Dosavadní stav techniky

Dosud známé létací přístroje mají hnací soustavu vytvořenou buď v podobě raketového pohonu, nebo pohonu plynovou turbínou, přičemž jejich trysky v podstatě směřují dolů a horké odpadní plyny z nich vycházející jsou tak značně nebezpečné. Vzniklý tahový proud plynů o vysoké teplotě přináší nebezpečí jak pro osobu pilota v podobě popálenin, tak pro okolí, kde mohou být příčinou možného vzniku požáru.

Vysoká teplota odpadních plynů přitom omezuje volbu použitelných materiálů ke konstrukci létacího zařízení. Například tam, kde vystupují horké odpadní plyny, nemohou být použity žádné umělé hmoty a rovněž žádné konstrukční prvky z hliníku. V patentovém spise US 3 023 980 je zveřejněn létací přístroj uvedeného typu, poháněný plynovou turbínou. Tento létací přístroj je opatřen nosným zařízením, kterým může být připnut na záda pilota. Jako pohonná hmota pro plynovou turbínu může být použit například benzin. Plynová turbína přitom pohání prostřednictvím s ní přímo spojeným horizontálně uloženým hnacím hřídelem lopatkový kompresor, který tak má stejnou rychlost otáčení a který nasává okolní vzduch a přivádí jej do turbíny. Prostřednictvím dvou hnacích trysek, které jsou uspořádány tak, že vycházejí z plynové turbíny stranou od pilota, jsou odváděny horké proudy plynů o výstupní teplotě od cca 700 °C, čímž vzniká potřebná pohonná síla. K ovládání létacího přístroje může být využito vystupujícího proudu horkých plynů, které prostřednictvím ovládacích pák svou a otočně uspořádaných výstupních trysek mění svou orientaci vzhledem k okolní atmosféře. Nevýhody těchto létacích přístrojů spočívají zejména ve vysoké teplotě výstupních plynů a extrémně krátké maximální době letu, během níž je spotřebováno značné množství pohonné látky.

V patentovém spise US 4 795 111 je popsána a znázorněna dálkově ovládaná létající plošina, u které je létací přístroj přímo poháněn pístovým spalovacím motorem. Tento přístroj nachází uplatnění jak pro vojenské využití, tak i pro civilní použití jako pozorovací plošina s dálkovým ovládáním. Zde je rovněž zmíněna, ale blíže nepopsána, také možnost uvést do vznášivého stavu i osobu pilota. Rovněž zde nevzniká problém s horkými odpadními plyny. Známé létací plošiny však nejsou upevnitelné na záda pilota. Oplášťování létacího přístroje přechází do nerozvětvené, krátké a nevýkyvné trysky. Zejména při použití dvou výstupních hnacích trysek lze tuto létající plošinu jen stěží upevnit na záda pilota.

-1 CZ 287460 B6

Nároky létajících přístrojů výše uvedeného typu jsou proto kladeny na to, aby vystupující odpadní plyny měly tak nízkou teplotu, aby nebyly zdrojem nebezpečí pro okolí, a pro konstrukci těchto létajících přístrojů mohly být voleny lehké konstrukční materiály. Je rovněž žádoucí vytvořit létající přístroj tak, aby umožňoval relativně dlouhou dobu letu.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje létací přístroj, nasaditelný a upevnitelný na břemenu, přičemž břemeno je schopné vykonávání řídicích funkcí a pomocí létacího přístroje se nadzvedne od země a ve vznosu nad zemí se pohybuje nebo udržuje ve stacionární poloze, kteiý sestává z nosného zařízení, upevnitelného na břemenu pro vytvoření v podstatě pevného spojení mezi létacím přístrojem a břemenem, z pohonného zařízení, které je rotačním hnacím hřídelem spojeno přímo s lopatkovým kolem lopatkového rotačního kompresoru pro vytvoření proudu vzduchu, přičemž pohonné zařízení a lopatkový rotační kompresor mají stejnou rychlost otáčení, dále z alespoň jedné nádrže pro pohonné hmoty, nezbytné k provozu pohonného zařízení, a z alespoň dvou tahových rour, které vyúsťují ve výstupních tryskách vzduchu, uspořádaných bočně vedle břemena na výstupních koncích, kterými vystupuje vždy jeden proud plynu s nastavitelným směrem, přičemž výstup proudů plynu tahovými trubkami vytváří výslednou vztlakovou sílu, která způsobuje zvedání, jakož i létací pohyb, popřípadě vznos břemena, podle vynálezu, jehož podstatou je, že lopatkový rotační kompresor je opatřen sacím trychtýřem, který se v normálním letovém režimu létacího přístroje nachází v podstatě ve vodorovné poloze nad břemenem, zatímco hnací hřídel pro pohon lopatkového rotačního kompresoru se v normálním letovém režimu létacího přístroje nachází v podstatě ve svislé poloze, přičemž výstupní trysky jsou v normálním letovém režimu létacího přístroje uspořádány v podstatě v rovině, obsahující vertikální těžnici, a zejména nad společným těžištěm létacího přístroje a břemena, přičemž proud vzduchu, vytvářený lopatkovým kolem lopatkového rotačního kompresoru, proudí tahovými rourami podzvukovou rychlostí.

Břemenem je s výhodou osoba pilota.

Břemenem je s výhodou dálkově řízené ovládací zařízení.

Pohonné zařízení s výhodou obsahuje spalovací motor.

Spalovacím motorem je s výhodou pístový motor.

Podle výhodného provedení vynálezu tahové roury a lopatkový rotační kompresor sestávají z lehkých konstrukčních materiálů, například z vláknitých kompozitu.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu nádrž sna ní upraveným nosným zařízením, pohonné zařízení a lopatkový rotační kompresor tvoří první jednotku, soustava tahových rour tvoří druhou jednotku a obě jednotky jsou v místě lopatkového rotačního kompresoru navzájem spojeny kardanovým kloubem a kompenzátorem vychýlení za účelem řízení létacího přístroje břemenem, schopným vykonávat řídicí funkce.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu nádrž sna ní upraveným nosným zařízením a pohonné zařízení tvoří první jednotku, soustava tahových rour a lopatkový rotační kompresor tvoří druhou jednotku a obě jednotky jsou v místě lopatkového rotačního kompresoru navzájem spojeny kardanovým kloubem za účelem řízení létacího přístroje břemenem, schopným vykonávat řídicí funkce, přičemž pohonné zařízení je kardanovým hřídelem, který s výhodou obsahuje dva homokinetícké kardanové klouby, spojeno s lopatkovým rotačním kompresorem.

-2CZ 287460 B6

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu pohonné zařízení, lopatkový rotační kompresor a soustava tahových rour tvoří první jednotku, nádrž s na ní upraveným nosným zařízením tvoří druhou jednotku a obě jednotky jsou navzájem spojeny otočným a výklopným kloubem za účelem řízení létacího přístroje břemenem, schopným vykonávat řídicí funkce.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu jsou výstupní konce tahových rour v normálním letovém režimu létacího přístroje uspořádány mimoběžně a axiálně symetricky vůči vertikální těžnici a v místech výstupních trysek jsou uspořádána vyrovnávací křídla pro jemnou kompenzaci momentu otáčení, způsobeného pohonným zařízením.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu výstupní konce tahových rour směřují v normálním letovém režimu létacího přístroje přímo dolů a jsou opatřeny dvěma vychylovacími tryskami, uspořádanými ve vodorovném směru, před nimiž jsou předřazeny škrticí klapky pro jemnou kompenzaci momentu otáčení, způsobeného pohonným zařízením.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu jsou v místě výstupních trysek upraveny křížem uspořádané pohyblivé ovládací trysky, nastavitelné pomocí kardanova kloubu, nebo ovládací křídla, ovladatelná táhlem.

Létací přístroj je s výhodou opatřen nouzovým záchranným systémem s jedním nebo více padáky.

Létací přístroj s výhodou obsahuje expanzní patronu.

Nouzový záchranný systém s výhodou obsahuje hnací nálože.

Létací přístroj je s výhodou opatřen tlumičem nárazů.

Na sacím trychtýři lopatkového rotačního kompresoru je s výhodou upraven kruhový vodní chladič.

Na sacím trychtýři lopatkového rotačního kompresoru je s výhodou upraven kruhový vodní chladič s prstencem pro vedení vzduchu.

Na koncích tahových rour jsou s výhodou upraveny vodní chladicí prvky.

Pod pohonným zařízením je s výhodou upraven chladicí rotor a plochý chladič.

Pod statorem lopatkového rotačního kompresoru je s výhodou uspořádán obtokový systém, který je přímo spojen se sacími trychtýři zplynovače pohonného zařízení.

Podle ještě dalšího výhodného provedení vynálezu je spojovací příruba na straně motoru vytvořena jako spojovací příruba se startovací řemenicí, na níž je navinuto lanko, přičemž spojovací příruba obsahuje spojovací elementy, vytvořené jako lopatky.

Předložené řešení létacího přístroje umožňuje vznášení, popř. létání s břemenem, které je schopno provádět řídicí funkce, nezbytné k ovládání létacího přístroje, například pilotem, na jehož zádech je podle vynálezu létací přístroj připevněn prostřednictvím korzetu, resp. nosného zařízení. Létací přístroj umožňuje odpoutání od země ve vertikálním směru a vznášení, popřípadě létání po delší časové období (až jednu hodinu a více), resp. vznášení nebo létání na dlouhé dráze. Pohon létacího přístroje zajišťuje podle příkladného provedení pohonnou látkou poháněný pístový spalovací motor Ottova typu, který prostřednictvím hnacího hřídele pohání lopatkový rotační kompresor, který svým oběžným kolem nasává vzduch, který stlačuje

-3CZ 287460 B6 a urychluje, a kteiý je pak vysokou rychlostí veden dvěma nebo více tahovými rourami, směřujícími v kolmém směru dolů, a zde pak vytéká příslušnými tryskami. Jako pohonný agregát může být použit rovněž Dieselův spalovací motor, či Wankelův motor. Jako pohonné agregáty mohou být použity i jiné druhy spalovacích motorů. Tryska na výstupním konci tahové roury se zužuje a způsobuje tak uiychlení vystupujícího proudu vzduchu.

V důsledku možnosti sladění konstrukce kompresoru s motorovým pohonem odpadá jinak nezbytná převodová skříň mezi klikovým hřídelem pístového motoru a rotačním kompresorem. Přímý pohon prostřednictvím hřídele pohonu mezi pohonným zařízením a lopatkovým kolem kompresoru v podstatě značně zjednodušuje toto spojení při podstatném ušetření váhy.

Přestože je u létacího přístroje podle vynálezu použito pohonné zařízení s rotujícími díly, není nezbytné, jako například u helikoptéry, vyrovnávat moment otáčení motoru pomocí vrtule. Potřebného opačného momentu otáčení může být dosaženo vychýlením proudu hnacího vzduchu od vertikálního směru.

Vynález tedy pokrývá požadavek na malý, lehký a v principu jednoduchý létací přístroj, u něhož břemeno, například pilot, je způsobilé vykonávat ovládací funkce. Létací přístroj podle vynálezu je lehce manévrovatelný, jednoduše jej lze transportovat, je lehce smontovatelný a lze jej přenášet, startovat a obsluhovat jednou osobou. Může provádět také takové letové manévry, které např. ultralehká letadla, létací draky, motorové kluzáky apod. vykonávat nemohou. Létací přístroj přitom může dosáhnout každé oblasti, resp. každý cíl, které jsou pomocí helikoptéry buď vůbec nebo jen těžko přístupné. Létací přístroj podle vynálezu umožňuje v důsledku odstranění nebezpečí vzniku ohně i létání zalesněným územím, popřípadě i mezi úzkou domovní zástavbou, popřípadě manévrování přímo na fasádě budovy.

Jedna z nejvýznamnějších výhod vynálezu, jakož i podstatná odlišnost v porovnání s dosud známými létacími stroji, spočívá právě v použití spalovacího motoru, resp. pístového motoru. Ten je v porovnání s jinými druhy pohonu, jako například plynovou turbínou, chemickým pohonem s použitím peroxidu vodíku a pod, velmi hospodárný a efektivní a zároveň i technicky jednoduchý, což v podstatě umožňuje prodloužení doby letu. Další výhoda pístového spalovacího motoru spočívá v jeho jednoduché obsluze a nízkých pořizovacích a provozních nákladech. Také obsluha a údržba je v tomto případě podstatně jednodušší a lacinější než u plynových turbín. Jako pohonné látky mohou být používány obvyklé pohonné hmoty pro pístové spalovací motory, přičemž infrastruktura čerpacích stanic zaručuje bezproblémové zásobování pohonnými hmotami.

Díky nízkým teplotám proudu vzduchu, vytvořeného lopatkovým rotačním kompresorem, který je odváděn prostřednictvím tahových rour, mohou být důležité strojní součásti, jako například tahové roury a/nebo lopatkový rotační kompresor, vytvořeny s výhodou z lehčených vláknitých technických materiálů. Tato výhoda se pak projevuje zejména tehdy, když odpadní plyny pístového spalovacího motoru jsou přimíchávány do odváděného proudu vzduchu.

Výhodné využití létacího přístroje podle vynálezu spočívá v možnosti jeho nasazení jako transportního prostředku první pomoci při záchranných akcích v těžko přístupných oblastech nebo v aglomeracích velkých měst, kde v důsledku silného provozu nebo jiných překážek nemůže být dosaženo včasného převozu zraněné osoby jinak obvyklými dopravními prostředky. Další výhodné využití létacího přístroje podle vynálezu spočívá v jeho nasazení při velkých požárech vysokých budov, kdy nelze uplatnit obvyklý záchranný systém ohrožených osob, které tak mohou být pomocí tohoto létacího přístroje letecky přepraveny z místa ohrožení. To má význam zejména tehdy, nemohou-li být použity jinak obvyklé záchranné prostředky, například záchranné žebříky nebo helikoptéry, nebo není-li jejich použití účelné.

-4CZ 287460 B6

Létací přístroj podle vynálezu tedy představuje lehký, malý a cenově výhodný dopravní prostředek, k jehož startu a přistání jsou dostačující malé startovací a přistávací plochy. Pokud se týká místa startu, resp. přistání, to nepůsobí na létací přístroj podle vynálezu tak nepříznivě jako například na létací přístroje, poháněné plynovou turbínou, neboť u nich v blízkosti země vzniká nebezpečí, že v důsledku cirkulace odpadních plynů se zmenší tah, nebo pohonné agregáty popřípadě nasají nečistoty, jako například prach, listí, kamínky a pod., které je mohou poškodit.

Létací přístroj podle vynálezu je tedy způsobilý provádět například úkoly kontroly a dozoru v těžko přístupných oblastech, a to cenově výhodným a lychlým způsobem. Létací přístroj podle vynálezu je snadno manévrovatelný a umožňuje tak pilotovi létat i zalesněnými oblastmi. Rovněž umožňuje létání na dlouhé vzdálenosti nízko nad zemí. Značné možnosti využití spočívají tedy i ve vojenském použití, kde je rozhodující akční rádius létacího přístroje a jeho kompaktní provedení. Létací přístroj podle vynálezu lze ovšem všeobecně využít i při sportovním létání a v jiných zájmových oblastech.

V důsledku výhodného, nového a zejména jednoduchého druhu pohonu, který sestává z kombinace spalovacího pístového motoru, opláštěného létacím přístrojem, a dvojité tahové roury, je umožněno dosáhnout jednak optimálního vedení proudu vzduchu, a tím také dosáhnout vyššího stupně účinnosti energie pohonu motoru. Přímým spojením os otáčení spalovacího motoru a lopatkového rotačního kompresoru, jakož i optimálním přizpůsobením rozsahu počtu otáček spalovacího motoru vzhledem k aerodynamickému provedení křídlového rotačního kompresoru lze dosáhnout toho, že proud vzduchu, který je z tahové roury odváděn podzvukovou rychlostí, může oproti létacímu přístroji, poháněnému plynovou turbínou, u níž vystupující proud plynů se pohybuje ve vyšších oblastech rychlostí, nadále stoupat. Létací přístroj podle vynálezu má proto nízkou spotřebu pohonných hmot a dovoluje tak provádět déle trvající lety.

Přehled obrázků na výkresech

Létací přístroj podle vynálezu a jeho příkladná provedení jsou dále blíže objasněna pomocí výkresů, přičemž stejné části, znázorněné v různých vyobrazeních, jsou označeny stejnými vztahovými značkami. Zde značí:

Obr. la, lb, lc a ld vždy příklad provedení létacího přístroje podle vynálezu, který je připevněn na zádech pilota, a to v pohledu ze strany, v pohledu zpředu s částečným zobrazením v řezu, v pohledu zpředu a v pohledu shora.

Obr. le, lf vodní chladič, upravený v místě sání kompresoru k chlazení pístového motoru.

Obr. 1 g chladicí rotor poháněný hřídelem ohonu a část vodního chlazení k chlazení pístového motoru.

Obr. lh části vodního chlazení na koncích tahových rour k chlazení pístového motoru, jakož i dálkově řízené ovládací zařízení, nahrazující pilota.

Obr. li obtokový systém k přeplňování pístového motoru.

Obr. lj spojovací přírubu, vytvořenou jako startovací řemenice.

Obr. 2 kardanový kloub v místě lopatkového rotačního kompresoru.

Obr. 3 schematický pohled shora na část létacího přístroje podle obr. la, lb, lc a ld se znázorněnými možnostmi kompenzace momentu otáčení.

- 5 CZ 287460 B6

Obr. 4a, 4b, 4c a 4d schematický pohled ze strany na část létacího přístroje podle obr. la, lb, Ic a ld se znázorněnými možnostmi nastavení směru vystupujícího proudu vzduchu.

Obr. 5 způsob funkce záchranného systému létacího přístroje podle obr. la, lb, lc a ld.

Příklady provedení vynálezu

Jak je znázorněno především na obr. la, létací přístroj je připevněn na zádech pilota prostřednictvím korzetu, který je součástí nádrže JO pohonných hmot a tvoří tak stykovou plochu se zády pilota. Prostřednictvím systému popruhů J6, které jsou vytvořeny jako sedadlo, je za pomocí připevňovacích spon 17 dosaženo pevného spojení létacího přístroje s pilotem, přičemž připevňovací spony 17 zároveň slouží i k přenášení létacího přístroje pilotem před a po letu. Společná osa těžiště létacího přístroje a pilota, popřípadě břemene, prochází při normální letové poloze létacího přístroje mezi pohonným zařízením 100 a pilotem, tedy v podstatě středem výstupních trysek 304, 305, které jsou s výhodou uspořádány nad společným těžištěm létacího přístroje a pilota. Pilot reguluje výkon pístového motoru pomocí plynové rukojeti 310. upravené na jednom ze dvou ovládacích ramen 309. Pístový motor, který může být nastartován pomocí ručního startéru 105. tak tvoří pohonné zařízení 100. Pohonné zařízení 100 je zásobováno pohonnou hmotou prostřednictvím běžného směšovacího systému z nádrže JO pohonných hmot. Nádrž 10 pohonných hmot přitom může být rozdělena na více částí, nebo může být sestavena z většího počtu jednotlivých dílů.

Na létacím přístroji je upraven lopatkový rotační kompresor 200 s kompresorovými lopatkami 203, vytvořenými z uhlíkových vláken, jehož hřídel 208, zhotovený z ocele, směřující v normální letové poloze létacího přístroje v podstatě kolmo dolů, je prostřednictvím hnacího hřídele 108, zhotoveného z uhlíkových vláken, spojen s klikovým hřídelem 107 pohonného zařízení.

Hřídel 208 lopatkového rotačního kompresoru 200 je ukončen v náboji 204, zhotoveném z hliníku, ve kterém jsou uloženy kompresorové lopatky 203. Hřídel 208 je přitom s výhodou uložen v samomazném ložisku. Lopatkový rotační kompresor 200 nasává prostřednictvím sacího trychtýře 202, zhotoveného z uhlíkových vláken, okolní vzduch a protlačuje jej vysokou rychlostí statorem 205, zhotoveným rovněž u uhlíkových vláken, který slouží k vyrovnání proudu vzduchu a k jeho rovnoměrnému rozdělení do dvou tahových rour 300, zhotovených rovněž z uhlíkových vláken a směřujících kolmo dolů. Sací trychtýř 202 přitom zaujímá v normální letové poloze horizontální polohu a nachází se nad pilotem. Po stranách vedle pilota jsou na koncích tahových rour 300 upraveny výstupní trysky 304, 305, které vytvářejí vztlak a nadzvedávají tak létací přístroj s pilotem od země a udržují jej ve stavu vznášení.

Zvýšením výkonu pohonného zařízení 100 lze zvýšit počet otáček lopatkového rotačního kompresoru 200, přičemž zvýšení otáček lopatek 203 kompresoru má za následek zvýšení rychlosti vystupujícího vzduchu z výstupních trysek 304 a 305 a tím i zvětšení vztlaku.

V důsledku uspořádání statorových lopatek, zhotovených z uhlíkových vláken a přizpůsobených geometrii kompresoru, vzniká velmi efektivní přeměna výkonu motoru pohonného zařízení 100 na energii proudění, která je převáděna tahovými rourami 300. Toto opatření představuje podstatné zlepšení v porovnání s běžnými helikoptérovými rotorovými pohony nebo vrtulovým pohonem. Torzní pouzdro 106 je na svém vrchním konci sešroubováno se statorovým lopatkovým kolem 205' a na spodním konci se spojovací přepážkou 9. Spojovací přepážka 9 je na obou svých koncích pevně spojena s rámem J, který nese pohonné zařízení 100, nádrž 10 pohonných hmot a lopatkový rotační kompresor 200. Tím je v podstatě celá nosná konstrukce vyztužena

-6CZ 287460 B6 a nehrozí tak zkroucení rámu J v důsledku momentu otáčení, vyvozeného pohonným zařízením 100.

Prostřednictvím ovládacích ramen 309, které jsou pomocí šroubového spoje 319 pevně spojeny s tahovými rourami 300, a dále pomocí kardanova kloubu 2 (jak je zřejmé zejména z obr. lc, ld a obr. 2), který spojuje tahové roury 300 se statorem 205 lopatkového rotačního kompresoru 200, mohou se obě tahové roury 300 současně s výstupními tryskami 304, 305, upravenými na jejich koncích, vykyvovat o úhel přibližně 10° v každém směru, jak znázorňuje čárkovaně vyznačená vychýlená poloha na obr. lb. Tento ovládací pohyb umožňuje pilotovi měnit výslednou sílu proudu vzduchu, vystupujícího z tahových rour 300 tak, že je shodná s osou těžiště létacího přístroje, počítaje v to i osobu pilota, což umožňuje plachtění létacího přístroje. Malé odchýlení od tohoto nastavení způsobí dodatečně let v horizontálním směru. Tyto možnosti nastavení musí existovat už proto, že v úvahu přicházejí různé váhy pilotů.

Efektivní metoda k vyrovnání momentu otáčení pohonné jednotky 100 a lopatkového rotačního kompresoru 200 pomocí zpětného točivého momentu spočívá ve vychýlení obou tahových rour 300 (jak je zřejmé z obr. la a lb), čímž na nich upravené výstupní trysky 304, 305 jistým způsobem obrátí tah proudu vzduchu a vykompenzují tak moment otáčení. Jemné nastavení kompenzace momentu otáčení může být přitom dosaženo prostřednictvím vyrovnávacích křídel 302, která jsou uspořádána v oblasti výstupních trysek 304, 305.

Další možnost vyrovnání momentu otáčení, způsobeného pohonnou jednotkou 100 a lopatkovým rotačním kompresorem 200, prostřednictvím zpětného točivého momentu je znázorněna na obr. 3 a spočívá v odklonění malého množství vzniklého proudu vzduchu. Toho je dosaženo pomocí dvou vychylovacích trysek 209, které v určité vzdálenosti od osy těžiště rozdělené proudy vzduchu odkloní v tangenciálním směru o 90°. S pomocí otočné rukojeti 311. upravené na ovládacím rameni 309, jsou ovládány přestavitelné škrticí klapky 210, kterými lze ovládat vystupující proud vzduchu z vychylovacích trysek 209 a tím i zpětný točivý moment.

Jak je znázorněno zejména na obr. lb, vychýlení tahových rour 300 je umožněno prostřednictvím kardanova kloubu 2 s kroužkem 2' k zavěšení tahových rour 300 na rámu 1 pomocí třmenového spoje 3.

Mezi pláštěm 201 kompresoru, připevněným k rámu _1, a tahovými rourami 300 je utěsněný volný prostor, který slouží jako kompenzátor 301, vytvořený ve tvaru vlnovce s jednou nebo více vlnami a který zároveň slouží jako rozdělovač proudu vzduchu. Tento vlnovec je upevněn pomocí kroužků nebo přímo zalaminován, popř. připojen odpovídajícím způsobem v závislosti na použitém materiálu. Tímto způsobem může být vzniklý tahový proud k stabilizaci letu měněn v potřebném rozsahu s menšími ztrátami. Rovněž hnací hřídel 108 musí být opatřen odpovídajícím těsněním. Plášť 201, který obklopuje lopatkový rotační kompresor 200, je na rámu 1 upevněn prostřednictvím rámového úchytu 207 a je pevně spojen s pohonným zařízením 100 a s nádrží 10 pohonných hmot.

Další možnosti řešení obrácení a vychýlení tahového proudu, popř. ovládání létacího přístroje a stabilizace rovnováhy jsou znázorněny na obr. 4a, 4b, 4c a 4d.

Jak je zřejmé z obr. 4a, pohonné zařízení 100 s rámem las nádrží 10 pohonných hmot a s na ní vytvořeným nosným zařízením tvoří prvou jednotku. Soustava tahových rour 300 společně s lopatkovým rotačním kompresorem 200 tvoří druhou jednotku, přičemž pohonné zařízení 100 je s lopatkovým rotačním kompresorem 200 spojeno pomocí kardanova hřídele 1 IQ Jak je znázorněno na obrázku, tento kardanův hřídel 110 obsahuje například dva homokinetické kardanovy klouby. Ovládání je pak dosaženo pomocí posuvu vertikální osy těžiště prostřednict

-7CZ 287460 B6 vím kardanova kloubu 2 mezi prvou a druhou jednotkou v oblasti pláště 201 lopatkového rotačního kompresoru 200.

Jak je zřejmé z obr. 4b, prvou jednotku tvoří pohonné zařízení 100, rám J, lopatkový rotační kompresor 200 a soustava tahových rour 300. Druhou jednotku tvoří nádrž 10 pohonných hmot s na ní upraveným nosným zařízením pro pilota, přičemž obě jednotky jsou v oblasti nosného zařízení navzájem spojeny pomocí otočně-výklopného kloubu 6. Létací přístroj tak může být ovládán v závislosti na směrech výsledných vztlakových sil.

Jak je zřejmé z obr. 4c, k ovládání a stabilizaci létacího přístroje slouží křížem uspořádaná podélná ovládací křídla 315 a příčná ovládací křídla 316. upevněná otočně kolem vlastní osy na pohyblivém dutém hřídeli 314, čímž může být vystupující proud vzduchu odkloněn do libovolného směru. V dutém hřídeli 314 je vedeno táhlo 303, které ve spojení s otočnou rukojetí 311 pohybuje osou 317 otáčení ovládacího křídla 316. S dutým hřídelem 314 je pevně spojeno ovládací křídlo 315. To se pohybuje kolem vlastní osy prostřednictvím ovládacího třmenu 318, otáčením ovládacího ramene 309 v otočném kloubu 313. Prostřednictvím tohoto otočného kloubu 313, uspořádaného na koncích výstupu vzduchu tahových rour 300 je vychylován tah proudu vzduchu, což umožňuje ovládání a stabilizaci létacího přístroje.

Jak je zřejmé z obr. 4d, k ovládání a stabilizaci létacího přístroje jsou na koncích tahových rour 300 prostřednictvím dalšího kroužku 320 a dalšího spojovacího třmenu 321 pohyblivě upevněny ovládací trysky 342, se kterými jsou pevně spojena ovládací ramena 309. Volný prostor, vzniklý mezi ovládacími tryskami 312 a tahovými rourami 300, je utěsněn pomocí kompenzátoru 322 vychýlení. Vychýlením tahového proudu může být dosaženo rovnovážné polohy létacího přístroje, resp. jím může být létací přístroj ovládán. Při použití dalších kardanových kloubů 320 k ovládání létacího přístroje nemusí být samozřejmě kardanův kloub 2 použit.

Při klouzavém letu umožňují vyrovnávací křídla 302 otáčení kolem vlastní osy, popřípadě létání v ostrých křivkách, která jsou ovládána, jak je znázorněno na obr. lb, lc, prostřednictvím táhla 303. spojeného s otočnou rukojetí 311· Vyrovnávací křídla 302 pak v závislosti na jejich nastavení vychylují proud vzduchu buď dopředu, nebo dozadu. Toto vychýlení spolu s ovládáním dodatečně vyrovná moment otáčení lopatkového rotačního kompresoru 200 a pohonného zařízení 100. Důležitý aspekt ve vztahu k výkonu motoru u pohonného zařízení 100 se spalovacím motorem, resp. pístovým motorem, tvoří trubky 101 výfukového systému. Konce trubek 101 výfukového systému jsou obecně směrovány dolů, čímž výfukové plyny motoru poskytují dodatečný vztlak. Vodní chladič 103 k chlazení hlavy válců pístového motoru je uspořádán tak, že umožňuje dobrý průchod okolního vzduchu. Tento průchod okolním vzduchem může být uskutečňován prostřednictvím naváděcích lopatek 109. uspořádaných v proudu vzduchu výstupních trysek 304, 305.

Pohonné zařízení 100 je na rámu 1 upevněno prostřednictvím závěsu 4 s hlavními upevňovacími šrouby, upravenými na tlumičích 104 vibrací. Pístový motor může být dodatečně upevněn na rámu 1 prostřednictvím závěsu 5 hlavy válců, zabraňujícího chvění. Spojovací příruba 102 s gumovým obložením spojuje hřídel motoru nebo klikový hřídel 107 s hnacím hřídelem 108 zhotoveným z uhlíkatých vláken, tlumících kmitání a zabraňujících chvění. Nádrž 10 pohonných hmot s nosným zařízením je našroubována pomocí gumového uložení přímo na rámuj. Na vrchní straně nádrže 10 pohonných hmot se nachází plnicí hrdlo 13, odvětrání 12 a elektrická měřicí jednotka 11 k měření obsahu pohonných hmot v nádrži, Sroubení přípojky 14 pohonných hmot se nachází v nejspodnější, trychtýřovitě se zužující části nádrže 10 pohonných hmot, v níž se rovněž nacházejí dělicí stěny J_5, zabraňující kývání pohonné hmoty, nacházející se uvnitř nádrže 10. Přístroje 308, které udávají obsah nádrže 10 pohonných hmot, počet otáček pohonného zařízení 100 a jeho teplotu, se nacházejí na ovládacím rameni 309. Stojan 8, resp. nohy stojanu létacího přístroje jsou s rámem X výškově přestavitelné sešroubovány a umožňují to, že

-8CZ 287460 B6 létací přístroj může stát sám. Stojan 8 může být během letu odstraněn, popř. vytažen nahoru a sloužit jako tlumič 408 nárazu při dotyku létacího přístroje se zemí. Stojan 8 může být vytvořen také tak, že je sklopný kolem otočné osy a slouží pak během letu jako stupátko pro pilota. Opláštění 206 náboje 204 lopatkového rotačního kompresoru 200 podstatně zlepšuje aerodynamické vlastnosti nasávaného vzduchu.

Další varianta chlazení pístového motoru je znázorněna na obr. le a lf. Kruhový vodní chladič 111 podle obr. 1 e, nebo kruhový vzduchový chladič 112 s kruhovým vedením vzduchu podle obr. lf přiléhají těsně na trychtýř sání 202 lopatkového rotačního kompresoru 200, který při provozu nasává část vzduchu skrz kruhový vodní chladič 111, resp. vzduchový chladič 112

V důsledku optimálního uspořádání vodního chladiče 11 a vzduchového chladiče 112 na okraji sacího trychtýře 202, resp. v důsledku uspořádání kruhového vedení vzduchu, je nasávaný vzduch dopravován vyšší rychlostí.

Na obr. 1 g je znázorněna další varianta chlazení pístového motoru, resp. pohonného zařízení 100. Prostřednictvím upevňovacího rámu 114 je pod pohonným zařízením 100 upraven chladicí rotor 115. Pohon chladicího rotoru 115 je prostřednictvím ozubeného řemene 117 odvozen od řemenice 116. upravené na spodním konci klikového hřídele 107. Proud vzduchu, vzniklý od chladicího rotoru 115. je přiveden vzduchovým kanálem 118 na pod ním se nacházející chladicí plochu 119, kterou prochází. Použitím řemenice 116 s různými průměry může být měněn počet otáček chladicího rotoru 115.

Jedna z dalších možných variant chlazení pístového motoru je znázorněna na obr. lh. Tento obrázek rovněž znázorňuje možnost náhrady pilota dálkově řízeným ovládacím zařízením 409. Za účelem chlazení pístového motoru je prostřednictvím vzduchových kanálů 120 odchýlen vzduch z hlavního proudu vzduchu, který prochází tahovými rourami 300, a přiveden na vodní chladicí prvky 121. které jsou uspořádány na koncích tahových rour 300. S dálkově řízeným ovládacím zařízením 409 jako náhradou za pilota P může být létací přístroj využit jako bezposádkový. Dálkově řízené ovládací zařízení 409 přitom přejímá vychylování tahových rour 300 k řízení, popř. k regulaci rovnováhy létacího přístroje. V důsledku podstatně lepšího stupně účinnosti lopatkového rotačního kompresoru v porovnání např. s helikoptérou stejné váhové kategorie, hodí se dálkově řízené létací zařízení tohoto typu zejména k transportu materiálu a pro úkoly dozoru.

Na obr. li je znázorněno uspořádání obtokových trubek 113, zvyšujících výkon pístového motoru. Obtokové trubky 113 jsou uspořádány pod statorem 205 lopatkového rotačního kompresoru 200 a jsou přímo spojeny se sáním zplyňovače motoru.

Podle obr. lj může být spojovací příruba 102 na straně motoru vytvořena jako startovací řemenice 122, přičemž motor může být nastartován pomocí lanka, navinutého na startovací řemenici 122, a to ručním zatažením za lanko. Vyhnuté lopatky 123, spojující přírubu 102 se startovací řemenicí 122. způsobují při otáčení startovací řemenice 122 proudění vzduchu, kterým jsou chlazeny části, uspořádané nad, resp. pod startovací řemenicí 122.

Jak je zřejmé z obr. 5, nouzový záchranný systém sestává z vystřelovacího padáku 401, jehož mechanismus je ovládán nouzovou padákovou sponou 407, nebo může být uvolněn automaticky.

V důsledku velmi malé letové výšky, ve které se létací přístroj z větší části nachází, je nezbytné rychlejší otevření padáku 401 při výpadku vztlakové síly. Protože létací přístroj není opatřen vrtulí, může být padák 401, opatřený velmi krátkými šňůrami, vystřelen nahoru. Ve stupni 1, znázorněném na obr. 5, se nachází padák 401 v zabaleném stavu, uložený v padákovém pouzdru 402 s vystřelovacími náložemi 403. Vystřelovací nálože 403, sloužící k urychlení otevření padáku 401, nejsou ve stupni 1 ještě aktivizovány. V zabaleném padáku 401 se rovněž nachází expanzní patrona 404 s vhodnou výbušnou náloží, která při expanzi rychleji vyplní objem

-9CZ 287460 B6 padáku 401. Ve stupni 2, znázorněném na obr. 5, je prostřednictvím vystřelovacích náloží 403 padák 401 vytažen z padákového pouzdra 402 až do úplného natažení padákových šňůr 405. Ty pak aktivizují, jak je znázorněno na obr. 5, ve stupni 3 pomocné vystřelovací nálože 403a a 403b, které padák 401 rychleji otevřou. K rychlejšímu otevření padáku 401 rovněž přispívají kapsy 406. Současně s pomocnými vystřelovacími náložemi 403a a 403b je aktivizována expanzní patrona 404, nacházející se na spodní straně padáku 401. S její pomocí je padák 401 otevřen v co nejkratším čase. Ve fázi, znázorněné stupněm 4, se padák 401 nachází v otevřeném stavu.

Claims (22)

1. Létací přístroj, nasaditelný aupevnitelný na břemenu, přičemž břemeno je schopné vykonávání řídicích funkcí a pomocí létacího přístroje se nadzvedne od země a ve vznosu nad zemí se pohybuje nebo udržuje ve stacionární poloze, který sestává z nosného zařízení, upevnitelného na břemenu pro vytvoření v podstatě pevného spojení mezi létacím přístrojem a břemenem, z pohonného zařízení, které je rotačním hnacím hřídelem spojeno přímo s lopatkovým kolem lopatkového rotačního kompresoru pro vytvoření proudu vzduchu, přičemž pohonné zařízení a lopatkový rotační kompresor mají stejnou rychlost otáčení, dále z alespoň jedné nádrže pro pohonné hmoty, nezbytné k provozu pohonného zařízení, a z alespoň dvou tahových rour, které vyúsťují ve výstupních tryskách vzduchu, uspořádaných bočně vedle břemena na výstupních koncích, kterými vystupuje vždy jeden proud plynu s nastavitelným směrem, přičemž výstup proudů plynu tahovými trubkami vytváří výslednou vztlakovou sílu, která způsobuje zvedání, jakož i létací pohyb, popřípadě vznos břemena, vyznačující se tím, že lopatkový rotační kompresor (200) je opatřen sacím trychtýřem (202), který se v normálním letovém režimu létacího přístroje nachází v podstatě ve vodorovné poloze nad břemenem, zatímco hnací hřídel (108) pro pohon lopatkového rotačního kompresoru (200) se v normálním letovém režimu létacího přístroje nachází v podstatě ve svislé poloze, přičemž výstupní trysky (304, 305) jsou v normálním letovém režimu létacího přístroje uspořádány v podstatě v rovině, obsahující vertikální těžnici (X), a zejména nad společným těžištěm létacího přístroje a břemena, přičemž proud vzduchu, vytvářený lopatkovým kolem (200') lopatkového rotačního kompresoru (200) proudí tahovými rourami (300) podzvukovou rychlostí.

2. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že břemenem je osoba pilota (P).

3. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že břemenem je dálkově řízené ovládací zařízení (409).

4. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že pohonné zařízení (100) obsahuje spalovací motor.

5. Létací přístroj podle nároku 4, vyznačující se tím, že spalovacím motorem je pístový motor.

6. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že tahové roury (300) a lopatkový rotační kompresor (200) sestávají z lehkých konstrukčních materiálů, například z vláknitých kompozitů.

- 10CZ 287460 B6

7. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že nádrž (10) s na ní upraveným nosným zařízením, pohonné zařízení (100) a lopatkový rotační kompresor (200) tvoří první jednotku, soustava tahových rour (300) tvoří druhou jednotku a obě jednotky jsou v místě lopatkového rotačního kompresoru (200) navzájem spojeny kardanovým kloubem (2) a kompenzátorem (301) vychýlení za účelem řízení létacího přístroje břemenem, schopným vykonávat řídicí funkce.

8. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že nádrž (10) sna ní upraveným nosným zařízením a pohonné zařízení (100) tvoří první jednotku, soustava tahových rour (300) a lopatkový rotační kompresor (200) tvoří druhou jednotku a obě jednotky jsou v místě lopatkového rotačního kompresoru (200) navzájem spojeny kardanovým kloubem (2) za účelem řízení létacího přístroje břemenem, schopným vykonávat řídicí funkce, přičemž pohonné zařízení (100) je kardanovým hřídelem (110), který s výhodou obsahuje dva homokinetické kardanové klouby, spojeno s lopatkovým rotačním kompresorem (200).

9. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že pohonné zařízení (100), lopatkový rotační kompresor (200) a soustava tahových rour (300) tvoří první jednotku, nádrž (10) sna ní upraveným nosným zařízením tvoří druhou jednotku a obě jednotky jsou navzájem spojeny otočným a výklopným kloubem (6) za účelem řízení létacího přístroje břemenem, schopným vykonávat řídicí funkce.

10. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupní konce tahových rour (300) jsou v normálním letovém režimu létacího přístroje uspořádány mimoběžně a axiálně symetricky vůči vertikální těžnici (X) a v místech výstupních trysek (304, 305) jsou uspořádána vyrovnávací křídla (302) pro jemnou kompenzaci momentu otáčení, způsobeného pohonným zařízením (100).

11. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupní konce tahových rour (300) směřují v normálním letovém režimu létacího přístroje přímo dolů a jsou opatřeny dvěma vychylovacími tryskami (209), uspořádanými ve vodorovném směru, před nimiž jsou předřazeny škrticí klapky (210) pro jemnou kompenzaci momentu otáčení, způsobeného pohonným zařízením (100).

12. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že v místě výstupních tiysek (304, 305) jsou upraveny křížem uspořádané pohyblivé ovládací trysky (312), nastavitelné pomocí kardanova kloubu, nebo ovládací křídla (315, 316), ovladatelná táhlem.

13. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřen nouzovým záchranným systémem s jedním nebo více padáky (401).

14. Létací přístroj podle nároku 13, vyznačující se tím, že obsahuje expanzní patronu (404).

15. Létací přístroj podle nároku 13, vyznačující se tím, že nouzový záchranný systém obsahuje hnací nálože (403, 403a, 403b).

16. Létací přístroj podle nároku 13, vyznačující se tím, že je opatřen tlumičem (408) nárazů.

17. Létací přístroj podle nároku 5, vyznačující se tím, že na sacím trychtýři (202) lopatkového rotačního kompresoru (200) je upraven kruhový vodní chladič (111).

-11 CZ 287460 B6

18. Létací přístroj podle nároku 17, vyznačující se tím, že na sacím trychtýři (202) lopatkového rotačního kompresoru (200) je upraven kruhový vodní chladič (111) s prstencem (112) pro vedení vzduchu.

19. Létací přístroj podle nároku 5, vyznačující se tím, že na koncích tahových rour (300) jsou upraveny vodní chladicí prvky (121).

20. Létací přístroj podle nároku 5, vyznačující se tím, že pod pohonným zařízením (100) je upraven chladicí rotor (115) a plochý chladič (119).

21. Létací přístroj podle nároku 5, vyznačující se tím, že pod statorem (205) lopatkového rotačního kompresoru (200) je uspořádán obtokový systém (13), který je přímo spojen se sacími trychtýři zplynovače pohonného zařízení (100).

22. Létací přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že spojovací příruba (102) na straně motoru je vytvořena jako spojovací příruba se startovací řemenicí (122), na níž je navinuto lanko, přičemž spojovací příruba (102) obsahuje spojovací elementy, vytvořené jako lopatky (123).