Oblast techniky

Tento vynález se týká letadel poháněných dmychadlem, u nichž je vztlak vytvářen jedním, centrálním, dmychadlem (rotor v prstenci) nasávajícím vzduch shora a vytlačujícím jej směrem dolů k zemi.

Směr letu těchto letadel je řízen skloněním letadla, čímž vznikne vodorovná složka celkové vztlakové síly, která uvede letadlo do bočního, vodorovného pohybu daným směrem.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou letadla používající dmychadlo pro vytvoření vztlaku vyráběná o průměru do cca jednoho metru. Doposud známé prostředky jejich řízení nejsou dostatečně bezpečné a účinné pro použití u větších letadel a pro lety s lidskou posádkou.

Standardně používaným prostředkem pro řízení náklonu letadla poháněného dmychadlem jsou natáčecí statorové lopatky pro odklánění proudu vzduchu z rotoru od axiální osy. Pro dosažení dostatečných řídicích momentů je u tohoto druhu řízení potřeba mít těžiště letadla nad dmychadlem. To je možné zajistit pouze těžkými nástavbami, ty ale současně způsobují značný odpor letadla při letu, zhoršují stabilitu letu a omezují proudění vzduchu do rotoru a tedy i jeho účinnost.

Pro řízení náklonu bylo ve světě zkoušeno i cyklické řízení úhlu natočení lopatek rotoru, podobně jako u vrtulníků, ale letadla poháněná dmychadlem mají oproti vrtulníkům srovnatelné nosnosti mnohem menší průměr rotoru a proto cyklické řídicí aerodynamické síly působí v malé vzdálenosti od těžiště letadla. To vede k velkým problémům se stabilitou letu a navíc je toto řízení složité a dynamicky velmi namáhané.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky odstraňuje letadlo poháněné dmychadlem pro vytvoření vztlaku zahrnujícím rotor obklopený prstencem, jehož podstata spočívá v tom, že spodní povrch prstence je tvarován tak, že v řezu vedeném rovinou, v níž leží osa rotoru, zahrnuje vzhledem k radiální rovině a směrem od osy rotoru konvexní úsek a na něj plynule navazující konkávní úsek, přičemž konvexní úsek začíná v místě, které je z míst spodního povrchu nejblíže ose rotoru, a konkávní úsek sahá až k vnější odtokové hraně na obvodu prstence, přičemž uvnitř středního otvoru prstence je skupina řídicích klapek uspořádaných tak, že vytvářejí mezi svým povrchem a protilehlou částí spodního povrchu prstence štěrbinu pro přeměnu části proudu vzduchu vycházejícího z rotoru na stěnový proud přidržovaný Coandovým efektem ke spodnímu povrchu prstence, a řídicí klapky mají řízené měnitelnou polohu a/nebo tvar svého povrchu vzhledem k protilehlému spodnímu povrchu prstence pro změnu geometrie štěrbiny a tím i rychlostí a/nebo průtokových množství stěnového proudu na různých místech odtokové hrany spodního povrchu prstence.

Letadlo podle vynálezu obsahuje uvnitř středního otvoru prstence skupinu řídicích klapek, které převádějí část vzduchu vycházejícího z rotoru do tenkého, stěnového proudu proudícího na spodním povrchu prstence od rotoru k odtokové hraně spodního povrchu prstence a odtud do volného prostoru směrem dolů k zemi. Stěnový proud se přitom drží spodního povrchu prstence vlivem podtlaku způsobeného tzv. Coandovým efektem.

- 1 CZ 303326 B6

Spodním povrchem prstence se míní taková část povrchu prstence, která leží pod rovinou procházející lopatkami rotoru. Spodní povrch prstence je tvarován tak, že v řezu vedeném rovinou, v níž leží osa rotoru, zahrnuje vzhledem k radiální rovině a směrem od osy rotoru konvexní úsek a na něj plynule navazující konkávní úsek, přičemž konvexní úsek začíná v místě, které je z míst spodního povrchu nejblíže ose rotoru, a konkávní úsek sahá až k vnější odtokové hraně na obvodu prstence.

Řídící klapky jsou uspořádané tak, že polohu a/nebo tvar jejich povrchu je možné řízené měnit vzhledem k protilehlému prvnímu úseku povrchu prstence, např. jejich nakláněním, posouváním, ěi deformací.

Řídicí klapky tak určují množství vzduchu, které proudí z rotoru do štěrbiny mezi každou klapkou a prstencem a tím mění na příslušných místech odtokové hrany spodního povrchu prstence průtoková množství a/nebo rychlosti stěnového proudu.

Tím jsou způsobeny změny aerodynamických sil na příslušných stranách letadla a vzniká tak potřebný klopný moment pro sklonění a let letadla daným směrem.

Řízení náklonu, a tedy i směru letu, u letadla dle vynálezu nevyžaduje žádné těžké nástavby ani složité cyklické mechanismy, a protože takto vzniklé řídicí aerodynamické síly působí v blízkosti vnějšího obvodu letadla je nové řízení účinné a přesné. Nové řízení je proto vhodné i pro letadla s lidskou posádkou.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže osvětlen pomocí příkladu jeho provedení s odkazem na výkresy, na nichž:

obrázek 1 ukazuje schematicky perspektivní pohled na příklad provedení letadla podle vynálezu, a obrázek 2 ukazuje v řezu vedeném rovinou, v níž leží osa rotoru, příklad provedení letadla podle vynálezu z obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Jak ukazuje obr. 2, uprostřed letadla i je rotor 2 poháněný motorem 3. odtoková hrana spodního povrchu prstence 4 splývá s vnějším obvodem prstence 4. Prstenec 4 je spojen s výztužným prstencem 8 pevnými radiálními lopatkami 5. K nim jsou otočně připevněné radiální lopatky 6, zajišťující řízení otáčení letadla kolem axiální osy. Motor 3 je spojený s výztužným prstencem 8 spojovacími prvky 9. Podvozkové nohy JO jsou připojené k výztužnému prstenci 8.

Letadlo 1 obsahuje v tomto příkladu naklápěcí řídicí klapky 7, které jsou otočně připojené k pevným radiálním lopatkám 5. Mezi naklápěcími řídícími klapkami 7 a spodním povrchem prstence 4 je štěrbina 12.

Vynález se neomezuje pouze na popsaný a zobrazený příklad jeho provedení, ale zahrnuje též všechny úpravy a modifikace, které spadají do rozsahu připojeného patentového nároku.