RU179110U1 - Винтокрылый летательный аппарат - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к авиационной технике и может быть использована в качестве несущих частей летательных аппаратов. Техническим результатом заявленной модели является повышение подъемной тяги, устойчивости и управляемости винтокрылого летательного аппарата, который достигается за счет того, что винтокрылый летательный аппарат, содержащий кольцевой каркас с винтом, который кинематически связан с двигателями, отличающийся тем, что содержит два кольцевых каркаса, расположенных один над другим, на внутренних поверхностях которых выполнены направляющие для колесных пар, оси которых соосны осям роторов электродвигателей и соединены с ними, двигатели установлены на штоках, которые расположены в направляющих стаканах, установленных на торцах лопастей, при этом между штоками и стаканами расположены пружины, а лопасти прикреплены к соосному автомату перекоса, расположенному в центре кольцевых каркасов, при этом лопасти верхнего и нижнего каркаса выполнены с возможностью вращения в противоположенные стороны и с возможностью изменения углов атаки соосным автоматом перекоса.

Description

Полезная модель относится к авиационной технике и может быть использована в качестве несущих частей и механизмов летательных аппаратов [В64С 27/10].

Из уровня техники известна СИЛОВАЯ УСТАНОВКА ВЕРТОЛЕТА [RU 7081 U1, опубл. 16.07.1998 г.], содержащая несущий винт с тяговыми устройствами на его лопастях, установленными с возможностью перемещения в плоскостях, перпендикулярных осям соответствующих лопастей, отличающаяся тем, что на лопастях выполнены продольные направляющие, а тяговые устройства снабжены приводами и установлены с возможностью перемещения по продольным направляющим.

Недостатком аналога является низкая устойчивость, которая обусловлена воздействием на несущие винты паразитных воздушных потоков от винтов тяговых устройств.

Также из уровня техники известен ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ [RU 2532009 С1, опубл. 27.10.2014 г.], содержащий корпус, выполненный в виде диска, с расположенными на нем по окружности несколькими лопастями, имеющими форму крыла, причем каждая лопасть снабжена щелевым диффузором, ориентированным по существу поперечно по отношению к продольной оси крыловидной лопасти; источник сжатого воздуха: воздуховоды, соединяющие источник сжатого воздуха с щелевыми диффузорами лопастей, при этом лопасти и диффузоры сориентированы таким образом, что сходящий с одной лопасти воздушный поток обтекает соседнюю лопасть. Недостатком данного аналога является сложность управления и низкая устойчивость, обусловленные наличием моментов тангенсальных сил из-за реактивной силы воздушных потоков, выходящих их диффузоров лопастей.

Наиболее близким по технической сущности является ВОЗДУШНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПОТОКА [RU 2145295 С1, опубл. 10.02.2000 г.], содержащий несущий винт вертолета, которому вращение передается за счет передачи для понижения частоты вращения винта по сравнению с частотой вращения двигателей, причем энергия от двигателей передается четырьмя параллельными потоками в виде четырех приводных элементов, расположенных симметрично по окружности общего ведомого элемента для передачи вращения, отличающийся тем, что имеет четыре двигателя, расположенные симметрично по окружности, вращение передают за счет передачи трением от четырех приводных роликов, расположенных симметрично по окружности, имеющих огранку с несовпадающими вершинами, угол наклона к оси вращения, пропеллерообразность, ответные поверхности в виде дуг и кольцо, которое имеет две изогнутые лопасти в плоскости вращения, причем одна лопасть выпуклая, а другая вогнутая в плоскости, перпендикулярной оси вращения.

Основной технической проблемой прототипа является низкая устойчивость, обусловленная несимметричностью половин винта, а также сложность изменения вектора воздушного потока для управления летательным аппаратом, обусловленное применением роликов, имеющих огранку с несовпадающими вершинами.

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом заявленной модели является повышение подъемной тяги, устойчивости и управляемости винтокрылого летательного аппарата.

Указанный технический результат достигается за счет того, что винтокрылый летательный аппарат, содержащий кольцевой каркас с винтом, который кинематически связано с двигателями, отличающийся тем, что содержит два кольцевых каркаса, расположенных один над другим, на внутренних поверхностях, которых выполнены направляющие для колесных пар, оси которых соосны осям роторов электродвигателей и соединены с ними, двигатели установлены на штоках, которые расположены в направляющих стаканах, установленных на торцах лопастей, при этом между штоками и стаканами расположены пружины, а лопасти прикреплены к соосному автомату перекоса, расположенному в центре кольцевых каркасов, при этом лопасти верхнего и нижнего каркаса выполнены с возможностью вращения в противоположенные стороны и с возможностью изменения углов атаки автоматами перекоса.

В частности, кольцевые каркасы соединены вертикальными каркасными элементами. В частности, с внешней стороны кольцевых каркасов установлен контейнер для элементов питания.

В частности, элементы питания через направляющие и колесные пары электрически соединены с электродвигателями.

В частности, элементы питания через лопасти, направляющие стаканы и штоки, а также через направляющие и оси колесных пар электрически соединены с электродвигателями.

В частности, под нижним каркасом установлен шумопоглотитель.

В частности, над верхним кольцевым каркасом на опорной конструкции установлен транспортный контейнер с крышкой.

В частности, лопасти могут быть выполнены более широкими на концах, чем в основании.

В частности, установлен в прямоугольном каркасе.

В частности, установлен в шестигранном каркасе, выполненным с возможностью агрегарирования.

В частности, лопасти изготовлены из алюминия или композитного материала.

В частности, колесные пары изготовлены из стали или алюминия или пластика.

В частности, электродвигатель может быть коллекторным, бесколлекторным, синхронным, асинхронным.

Краткое описание чертежей.

На Фиг. 1 показан общий вид винтокрылого летательного аппарата.

На Фиг. 2 показан укрупненный вид места расположения электродвигателя и колесной

пары.

На Фиг. 3 показан общий вид винтокрылого летательного аппарата с разрезом контейнера для элементов питания и противошумной сеткой.

На Фиг. 4 показан общий вид винтокрылого летательного аппарата с транспортным контейнером.

На Фиг. 5 показан спаренный винтокрылый летательный аппарат в прямоугольном корпусе.

На Фиг. 6 показан пример агрегарирования винтокрылых летательных аппаратов в шестигранных корпусах в виде сот.

На Фиг. 7 показан пример выполнения лопастей более широкими на концах, чем в основании.

На фигурах обозначено: 1 - кольцевые каркасы, 2 - вертикальные каркасные элементы, 3 - направляющие, 4 - колесные пары, 5 - оси колесных пар, 6 - электродвигатели, 7 - штоки, 8 - направляющие стаканы, 9 - лопасти, 10 - пружины, 11 - тяги, 12 - автоматы перекоса, 13 - контейнер для элементов питания 14,15 - шумопоглотитель, 16 - опорная конструкция транспортного контейнера 17 с крышкой 18, 19 -прямоугольный каркас спаренного летательного аппарата, 20 - шестигранный каркас летательного аппарата,

Осуществление полезной модели.

Винтокрылый летательный аппарат содержит 2 кольцевых каркаса 1, которые соединены вертикальными каркасными элементами 2. На внутренней поверхности каркасов 1 выполнены направляющие 3, которые являются ответными для колесных пар 4, оси 5 которых соосны осям роторов электродвигателей 6 и соединены с ними. Двигатели 6 установлены на штоках 7, расположенных в направляющих стаканах 8, которые установлены на торцах лопастей 9, при этом между штоками 7 и направляющими стаканами 8 установлены пружины 10. Лопасти 9 тягами 11 прикреплены к автоматам перекоса 12.

С внешней стороны кольцевого каркаса 1 может быть установлен контейнер 13 для элементов питания 14, а под нижним каркасом 1 может быть установлен шумопоглотитель 15.

Над верхним кольцевым каркасом 1 на опорной конструкции 16 может быть установлен транспортный контейнер 17 с крышкой 18.

Спаренный летательный аппарат размещается в прямоугольном каркасе 19.

Винтокрылые летательные аппараты могут размещаться в шестигранных каркасах 20 и агрегарироваться в виде сот.

Винтокрылый летательный аппарат используется следующим образом.

Первоначально для взлета подают на электродвигатели 6 напряжение, которое приводит во вращение оси колесных пар 5, при этом колесные пары 4 начинают движение вдоль направляющих 3 по внутренним поверхностям каркасов 1, что приводит во вращение лопасти 9.

Для увеличения подъемной силы автоматами перекоса 12 воздействуют на тяги 11, которые обеспечивают требуемый угол атаки лопастей 9.

Для изменения направления движения винтокрылого летательного аппарата также автоматами перекоса 12 воздействуют на тяги 11, которые обеспечивают установку требуемых углов атаки лопастей 9.

Во время полета винтокрылого летательного аппарата электродвигатели 6 с осями 5 и колесными парами 4, а также с направляющими стаканами 8 с пружинами 10 и штоками 7 создают сильный гироскопический момент, который обеспечивает высокую устойчивость винтокрылого летательного аппарата.

Установка лопастей 9 с одной стороны на автоматах перекоса 12 и с другой стороны на направляющих стаканах 8 с пружинами 10 и штоками 7 обеспечивает возможность изменения углов атаки лопастей 9 в широком пределе углов, что обуславливает хорошую управляемость заявленного винтокрылого летательного аппарата.

При выполнении лопастей более широкими на концах, чем в основании (см. Фиг. 7) обеспечивается увеличение площади крыла, позволяющее увеличить подъемную тягу без проблем свисания лопасти, поскольку присутствует кольцевой каркас. Каркас будет являться и внешней опорой для лопастей.

Повышение подъемной тяги достигается за счет того, что сила прилагается к концам лопастей по принципу рычага (если, например, нужно создать 100 кг тяги, то в одном и том же летательном аппарате можно создать необходимую тягу, прилагая усилия к концам лопастей с меньшими затратами энергии).

Claims (13)

1. Винтокрылый летательный аппарат, содержащий кольцевой каркас с винтом, который кинематически связан с двигателями, отличающийся тем, что содержит два кольцевых каркаса, расположенных один над другим, на внутренних поверхностях которых выполнены направляющие для колесных пар, оси которых соосны осям роторов электродвигателей и соединены с ними, двигатели установлены на штоках, которые расположены в направляющих стаканах, установленных на торцах лопастей, при этом между штоками и стаканами расположены пружины, а лопасти прикреплены к автоматам перекоса, расположенным в центре кольцевых каркасов, при этом лопасти верхнего и нижнего каркаса выполнены с возможностью вращения в противоположенные стороны и с возможностью изменения углов атаки автоматами перекоса.

2. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что кольцевые каркасы соединены вертикальными каркасными элементами.

3. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что с внешней стороны кольцевых каркасов установлен контейнер для элементов питания.

4. Летательный аппарат по п. 3, отличающийся тем, что элементы питания через направляющие и колесные пары электрически соединены с электродвигателями.

5. Летательный аппарат по п. 3, отличающийся тем, что элементы питания через лопасти, направляющие стаканы и штоки, а также через направляющие и оси колесных пар электрически соединены с электродвигателями.

6. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что под нижним каркасом установлен шумопоглотитель.

7. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что над верхним кольцевым каркасом на опорной конструкции установлен транспортный контейнер с крышкой.

8. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что установлен в прямоугольном каркасе.

9. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что установлен в шестигранном каркасе, выполненным с возможностью агрегарирования.

10. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что лопасти изготовлены из алюминия или композитного материала.

11. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что лопасти выполнены более широкими на концах, чем в основании.

12. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что колесные пары изготовлены из стали или алюминия, или пластика.

13. Летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что электродвигатель может быть коллекторным, бесколлекторным, синхронным, асинхронным.

Images