RU2108939C1 - Движитель транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к движителям транспортных средств, не взаимодействующим с опорной поверхностью, использующим аэродинамические свойства вращающегося воздушного винта несущего крыла самолета, центробежные силы вращающегося воздушного потока, а также перепад атмосферного давления спереди и сзади у средства, имеющего воздушный винт. Движитель содержит лопасти воздушных винтов 3 и 4, установленные с наклоном к осям 5 и 6 вращения этих винтов, расположенные один за другим кольцевые элементы 7 - 10 конусообразного типа, имеющие в радиальных сечениях обводы поперечного сечения крыла самолета, и конусообразный кожух 16. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к движителям транспортных средств, использующих аэродинамические свойства вращающегося воздушного винта (пропеллера), несущего крыла летательного аппарата, а также атмосферное давление.

Известно, что вращающиеся воздушные винты (пропеллеры) при придании им вращения вкручиваются в воздушную среду, опираются на нее и отталкивают ее назад, создавая тяговое (толкающее) усилие.

Известно, что воздушный поток, набегая на конструкцию, имеющую в поперечном к направлению потока воздуха сечение в форме несущего крыла самолета, придает конструкции силы, действующие в направлении ее выпуклой поверхности.

Известно, что во вращающемся воздушном потоке возникают центробежные силы, отклоняющие его.

Известно, что со встречающей воздушный поток стороны воздушного винта давление воздуха меньше, чем атмосферное, действующее на транспортное средство с противоположной (задней) его стороны.

Известно, что для усиления действия воздушного винта его охватывают кожухом-втулкой.

Известно транспортное средство в виде летательного аппарата, имеющего в качестве опорно-тягового средства конструкцию в виде циклона, состоящую из направленного вверх вершиной конусного с усеченной вершиной полого корпуса-втулки, помещенного в нем соосно и перпендикулярно его оси и при его основании диска, кольцевой щели между корпусом и диском, установленных поверх последнего и вдоль корпуса вращающихся лопастей, которые за себя и в корпус отбрасывают его к стенкам корпуса, вследствие чего над поверхностью диска со стороны лопастей создается разрежение, а отбрасываемый на корпус воздух придает ему толкающую вдоль его оси силу. Эта сила, а также сила от разницы давлений на сторонах диска и являются опорно-тяговыми силами аппарата, воздушный поток при этом устремляется в щель между корпусом и диском (Заявка Великобритании N 2137380, кл. B 64 C 29/00, 1984).

Недостатком этого летательного аппарата является его малая по подъемной (тяговой) силе удельная эффективность, отнесенная к площади круга вращения лопастей.

Задачей изобретения является движитель транспортного средства, тяговая (опорная) сила которого создается вращающимися воздушными винтами, элементами, подобными несущему крылу самолета, центробежными силами вращающегося воздушного потока, а также перепадом давлений воздушной среды спереди и сзади движителя.

Технический результат достигается тем, что в движителе транспортного средства - наземного, водного или воздушного - содержащем присоединяемый к транспортному средству корпус, воздушные винты для взаимодействия с окружающей воздушной средой и для создания общенаправленных воздушных потоков, соосные или близко тому с воздушными винтами кольцевые элементы, имеющие в своем радиальном сечении форму - контуры поперечного сечения крыла самолета и подверженные возможности обдувания указанными воздушными потоками, содержащем также соосный или близко тому с воздушными винтами и кольцевыми элементами конусообразный сквозной кожух, их охватывающий и с вершиной его образующих, направленной в сторону переднего хода транспортного средства. Лопасти воздушных винтов расположены под углом к оси вращения образуемых ими воздушных винтов и направлены от их комлей в сторону переднего хода транспортного средства. Кольцевые элементы выполнены в виде удаленных один от другого разнородных конусообразных колец или их радиальных секторов, каждое (каждый) с вершиной конусообразности, направленной в сторону переднего хода транспортного средства.

В варианте выполнения движителя его воздушные винты выполнены разнотипными.

В варианте выполнения движителя, задние кромки преимущественно каждого из последующих относительно переднего хода транспортного средства разнородных кольцевых элементов удалены от оси вращения воздушных винтов на расстояние большее, чем задние кромки передних кольцевых элементов.

В варианте выполнения движителя, задние кромки разнородных кольцевых элементов расположены на одинаковом или близко тому расстоянии от оси вращения воздушных винтов.

В варианте выполнения движителя, на внутренних поверхностях кольцевых элементов при их задних кромках выполнены аэродинамические пороги-выступы.

В варианте выполнения движителя минимум один, а максимально все разнородные кольцевые элементы соединены (скреплены) с корпусом движителя.

В варианте выполнения движителя минимум один, а максимально все разнородные кольцевые элементы соединены (скреплены) с осью ближайшего к ним со стороны переднего хода транспортного средства воздушного винта.

В варианте выполнения движителя, минимум один, а максимально все разнородные кольцевые элементы соединены (скреплены) с лопастями ближайшего к ним со стороны переднего хода транспортного средства воздушного винта.

В варианте выполнения движителя, минимум два, а максимально все разнородные кольцевые элементы соединены (скреплены) дополнительными лопастями, расположенными в пределах, не выходящих за передние и задние кромки соответствующих соединяемых (скрепляемых) разнородных кольцевых элементов.

В варианте выполнения движителя, его воздушные винты имеют возможность вращений в любую из сторон, в том числе и в противоположные вращению других винтов стороны.

В варианте выполнения движителя, его передний (первичный) относительно переднего хода транспортного средства воздушный винт выполнен с возможностью создания им на последующий за ним воздушный винт набегающего встречно вращению последнего воздушного потока.

В варианте выполнения движителя лопасти ближнего и расположенного впереди воздушного винта разнородных кольцевых элементов выполнены в поперечном их сечении по типу обвода-контура поперечных сечений лопастей вертолетного несущего воздушного винта.

На чертеже графически представлен движитель транспортного средства.

Транспортное средство 1 имеет корпус 2 движителя, воздушные винты 3 и 4, установленные на соответствующих им осях 5 и 6 соответственно, кольцеобразные элементы 7, 8, 9 и 10, при задних кромках которых или некоторых из них имеются аэродинамические пороги-выступы 11, 12 и 13.

Соседние разнородные кольцевые элементы могут быть соединены дополнительными лопастями 14 и 15.

Кольцевые элементы и воздушные винты охватываются конусообразным кожухом 16.

Стрелкой "Вперед" обозначено направление переднего хода транспортного средства.

По изобретению воздушные винты 3 и 4 могут быть разнотипными, в том числе и многолопастными (вентиляторными).

Кольцевые элементы могут быть выполнены из цельных конусообразных колец или их радиальных секторов. При этом сектора одного и того же кольца являются однородными кольцевыми элементами, а сектора другого по размерам и виду кольца разнородные, как и их родовые кольца.

Задние кромки кольцевых элементов 7, 8, 9 и 10 могут быть разноудалены по возрастающей спереди назад и в радиальном направлениях относительно осей вращения воздушных винтов.

Задние кромки кольцевых элементов могут быть на одинаковом или близком тому расстоянии от осей вращения воздушных винтов.

При задних кромках кольцевых элементов 7, 8, 9 и 10 могут иметься аэродинамические пороги-выступы 11, 12 и 13.

Как минимум один, а то и все разнородные кольцевые элементы могут быть соединены (скреплены) с корпусом 2 движителя.

Как минимум один, а то и все разнородные кольцевые элементы могут быть соединены (скреплены) с осью 5 находящегося впереди них ближайшего воздушного винта и могут синхронно с ним вращаться.

Как минимум один, а то и все разнородные кольцевые элементы 7, 8, 9 и 10 могут быть соединены (скреплены) с лопастями находящегося впереди них ближайшего воздушного винта.

Как минимум два, а то и все разнородные кольцевые элементы могут быть соединены (скреплены) между собой дополнительными лопастями 14 и 15.

Кольцевые элементы 7, 8, 9 и 10 могут в зависимости от вариантов выполнения движителя быть вращающимися, если они присоединены к лопастям воздушного винта 3 или к его оси 5, или неподвижными, невращающимися, если они присоединены к корпусу 2.

Воздушный винт 3, по поперечному сечению его лопастей, может быть выполнен по форме контура поперечного сечения лопастей несущего вертолетного винта.

Передний воздушный винт 4, вращаясь в противоположную вращения винта 3 сторону, может создавать встречно вращению последнего набегающий воздушный поток.

При вращении воздушные винты вкручиваются в окружающую воздушную среду, создают воздушные потоки, закручивают их и направляют на кольцевые элементы. Возникающие при этом реактивные силы, центробежные силы потоков, силы на кольцевые элементы, подобные подъемной силе крыла самолета, давление воздушных потоков на внутреннюю поверхность кожуха 16, а также перепад давлений воздушной среды спереди и сзади движителя обеспечивают транспортному средству необходимые тяговое, толкающее и подъемное усилия.

Claims (12)

1. Движитель транспортного средства, наземного, водного или воздушного, содержащий присоединяемый к транспортному средству корпус, соосные воздушные винты для взаимодействия с окружающей воздушной средой и для создания общенаправленных воздушных потоков, соосные (или близко тому) с воздушными винтами кольцевые элементы, имеющие в своем радиальном сечении форму (обводы) поперечного сечения крыла самолета и подверженные возможности обдувания воздушными потоками, содержащий также соосный (или близко тому) с воздушными винтами и кольцевыми элементами конусообразный сквозной кожух, их охватывающий и с вершиной его образующих, направленной в сторону переднего хода транспортного средства, отличающийся тем, что лопасти воздушных винтов расположены под углом к оси вращения образуемых ими воздушных винтов и направлены от их комлей в сторону переднего хода транспортного средства, кольцевые элементы выполнены в виде удаленных один от другого разнородных конусообразных колец или их радиальных секторов, каждое (каждый) с вершиной конусообразности, направленной в сторону переднего хода транспортного средства.

2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что его воздушные винты выполнены разнотипными.

3. Движитель по п.1, отличающийся тем, что задние кромки преимущественно каждого из последующих относительно переднего хода транспортного средства разнородных кольцевых элементов удалены от оси вращения воздушных винтов на расстояние, большее, чем задние кромки попередрасположенных кольцевых элементов.

4. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что задние кромки разнородных кольцевых элементов расположены на одинаковом или близко тому расстоянии от оси вращения воздушных винтов.

5. Движитель по п.1, отличающийся тем, что на внутренних поверхностях кольцевых элементов при их задних кромках выполнены аэродинамические пороги-выступы.

6. Движитель по п.1, отличающийся тем, что минимум один, а максимально все разнородные кольцевые элементы соединены (скреплены) с корпусом движителя.

7. Движитель по п.1, отличающийся тем, что минимум один, а максимально все разнородные кольцевые элементы соединены (скреплены) с осью ближайшего к ним со стороны переднего хода транспортного средства воздушного винта.

8. Движитель по п.1, отличающийся тем, что минимум один, а максимально все разнородные кольцевые элементы соединены (скреплены) с лопастями ближайшего к ним со стороны переднего хода транспортного средства воздушного винта.

9. Движитель по п.1, отличающийся тем, что минимум два, а максимально все разнородные кольцевые элементы соединены (скреплены) дополнительными лопастями, расположенными в пределах, не выходящих за передние и задние кромки соответствующих соединяемых (скрепляемых) разнородных кольцевых элементов.

10. Движитель по п.1, отличающийся тем, что его воздушные винты имеют возможность вращения в любую из сторон, в том числе и в противоположные другим винтам стороны.

11. Движитель по п.1, отличающийся тем, что передний (первичный) относительно переднего хода транспортного средства воздушный винт выполнен с возможностью создания им на последующий за ним воздушный винт набегающего встречно вращению последнего воздушного потока.

12. Движитель по п.1, отличающийся тем, что лопасти ближнего и попередрасположенных кольцевых элементов расположенного воздушного винта выполнены в поперечном сечении их (имеют обводы в поперечном их сечении) по типу обводов поперечных сечений лопастей вертолетного несущего воздушного винта.