RU2269453C2 - Method of creating aerodynamic lifting force of flying vehicle and device for realization of this method - Google Patents

Method of creating aerodynamic lifting force of flying vehicle and device for realization of this method Download PDF

Info

Publication number
RU2269453C2
RU2269453C2 RU2004108887/11A RU2004108887A RU2269453C2 RU 2269453 C2 RU2269453 C2 RU 2269453C2 RU 2004108887/11 A RU2004108887/11 A RU 2004108887/11A RU 2004108887 A RU2004108887 A RU 2004108887A RU 2269453 C2 RU2269453 C2 RU 2269453C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
disk
lifting force
electromagnetic coils
creating
disks
Prior art date
Application number
RU2004108887/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004108887A (en
Inventor
Сергей Владимирович Балакирев (RU)
Сергей Владимирович Балакирев
Эдуард Марсельевич Муртазин (RU)
Эдуард Марсельевич Муртазин
Original Assignee
Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Сергей Владимирович Балакирев
Эдуард Марсельевич Муртазин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, Сергей Владимирович Балакирев, Эдуард Марсельевич Муртазин filed Critical Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Priority to RU2004108887/11A priority Critical patent/RU2269453C2/en
Publication of RU2004108887A publication Critical patent/RU2004108887A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2269453C2 publication Critical patent/RU2269453C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

FIELD: aviation; aircraft and helicopter manufacture.
SUBSTANCE: proposed method consists in creating aerodynamic lifting force by means of two revolving disks driven by electromagnetic coils located over disk perimeter. Device for creating aerodynamic lifting force includes two revolving disks with blades secured on one axle rotatably relative to each other. Electromagnetic coils are located over disk perimeter. Coils of one disk are connected with current source at alternation of magnetic poles, thus forming electric motor stator and electromagnetic coils of other disk are connected with current source through commutator for change of magnetic poles during rotation of disk, thus forming electric motor rotor.
EFFECT: ecologically pure flying vehicle; increased service life; enhanced reliability; increased cargo capacity.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к авиации, а именно к самолето- и вертолетостроению, и может быть использовано для создания летательного аппарата большой подъемной силы: вертолета-крана, а также создания небольших летательных аппаратов: разведчиков или детских игрушек, создания экологически чистого аппарата будущего, а также аппарата, обладающего высоким ресурсом и надежностью.The invention relates to aviation, namely to aircraft and helicopter engineering, and can be used to create an aircraft of high lifting power: a crane helicopter, as well as the creation of small aircraft: reconnaissance or children's toys, creating an environmentally friendly device of the future, as well as an apparatus having a high resource and reliability.

Известен способ для создания подъемной силы, реализованный в конструкции устройства для создания подъемной силы, патент GB №2270510, ИСМ 1/96, В 64 С 19/00, (Изобретение стран мира Вып. 033 №01/96), заключающийся в создании подъемной силы прогоном воздуха через кольцевой канал в дисковом крыле при помощи вентилятора, приводимого в движение электродвигателем.A known method for creating a lifting force, implemented in the design of a device for creating a lifting force, GB Patent No. 2270510, ISM 1/96, 64 C 19/00, (World Invention Issue 033 No. 01/96), which consists in creating a lifting force by driving air through the annular channel in the disk wing using a fan driven by an electric motor.

Недостатками данного способа являются: маленькая сметаемая вентилятором площадь вследствие расположения винтов внутри диска, маленький КПД винтов вследствие их малых размеров и больших оборотов, потери мощности на компенсацию крутящего момента.The disadvantages of this method are: a small area swept away by the fan due to the location of the screws inside the disk, a small efficiency of the screws due to their small size and high speed, power loss to compensate for the torque.

Известна конструкция устройства для создания подъемной силы по вышеупомянутому патенту GB №2270510, ИСМ 1/96, В 64 С 19/00, представляющая собой беспилотный летательный аппарат с электроприводом от батарей. Электродвигатель вращает вентилятор, который прогоняет воздух через кольцевой входной канал и кольцевой выходной канал. При этом создается подъемная сила. Сервоуправляемые лопатки выходного канала обеспечивают парирование крутящего момента. Управление летательным аппаратом осуществляется посредством изменения положения центра тяжести перемещением грузов.A known design of a device for creating lifting force according to the aforementioned patent GB No. 2270510, ISM 1/96, 64 C 19/00, which is an unmanned aerial vehicle with battery power. The electric motor rotates the fan, which drives air through the annular inlet channel and the annular outlet channel. This creates a lifting force. Servo-controlled blades of the output channel provide a parry torque. The aircraft is controlled by changing the position of the center of gravity by moving the loads.

Недостатком данной конструкции являются: необходимость установки редуктора для привода вентилятора, для управления при помощи изменения центра тяжести необходимы дополнительные грузы и свободное место внутри аппарата, что уменьшает полезную подъемную массу.The disadvantage of this design is: the need to install a gearbox to drive the fan, to control by changing the center of gravity, additional loads and free space inside the apparatus are required, which reduces the useful lifting mass.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу создания аэродинамической подъемной силы является способ создания аэродинамической подъемной силы, реализованный в конструкции патента "крыло самолета Павловых" RU № 2101215 от 10.01.98, 6 В 64 С 27/18, 27/22, заключающийся в создании подъемной силы при помощи лопастей, выдвигающихся из вращающегося диска, вращение диска осуществляется при помощи сжатого воздуха, истекающего из сопел, расположенных по периметру диска.The closest in technical essence to the proposed method for creating aerodynamic lift is the method of creating aerodynamic lift, implemented in the design of the patent "wing Pavlov" RU No. 2101215 from 10.01.98, 6 V 64 C 27/18, 27/22, which consists in the creation of lifting force with the help of blades extending from a rotating disk, the rotation of the disk is carried out using compressed air flowing from nozzles located around the perimeter of the disk.

Недостатками данного способа являются: потери мощности на компенсацию реактивного момента (момента в подшипниках), что приводит к уменьшению полезной нагрузки, воздействие высоких температур и давлений на полости диска, приводящие к уменьшению ресурса конструкции и уменьшению надежности аппарата в целом, высокий уровень шума при истечении воздуха из сопел, что делает аппарат не экологичным и уменьшает зону его возможного применения.The disadvantages of this method are: loss of power to compensate for the reactive moment (the moment in the bearings), which leads to a decrease in the payload, the effect of high temperatures and pressures on the cavity of the disk, leading to a decrease in the life of the structure and a decrease in the reliability of the apparatus as a whole, high noise level at the air from nozzles, which makes the device not environmentally friendly and reduces the area of its possible use.

Известна конструкция создания аэродинамической подъемной силы по вышеупомянутому патенту "крыло самолета Павловых" RU № 2101215 от 10.01.98, 6 В 64 С 27/18, 27/22, представляющая собой круглое крыло в виде тонкостенной оболочки с лопастями, по ее периметру выполнены сопла для истечения сжатого воздуха, создающего вращательное движение крыла. Во внутренней полости крыла расположены лопасти, связанные тросами с барабаном, установленным на неподвижной оси крыла. Лопасти имеют возможность выдвигаться из полости крыла центробежными силами при его вращении, образуя несущий винт, и убираться сворачиванием тросов на барабан при его торможении.A known design for creating aerodynamic lifting force according to the aforementioned patent "wing of the Pavlov’s plane" RU No. 2101215 from 01/10/98, 6 B 64 C 27/18, 27/22, which is a round wing in the form of a thin-walled shell with blades, nozzles are made around its perimeter for the flow of compressed air, creating a rotational movement of the wing. In the inner cavity of the wing there are blades connected by cables to a drum mounted on the fixed axis of the wing. The blades have the ability to move out of the wing cavity by centrifugal forces during its rotation, forming a rotor, and be removed by folding the cables onto the drum during its braking.

Недостатками данной конструкции являются: необходимость в установки газотурбинных двигателей, что делает невозможным создание аппаратов малого размера, необходимость в дополнительных рулях направления, что также увеличивает массу аппарата и усложняет систему управления, уменьшая тем самым ее надежность, потери мощности при сжатии (нагнетании) воздуха, потери на трение при движении воздуха по каналам крыла, уменьшая КПД двигателей, что приводит к уменьшению полезной нагрузки.The disadvantages of this design are: the need to install gas turbine engines, which makes it impossible to create small-sized devices, the need for additional rudders, which also increases the mass of the device and complicates the control system, thereby reducing its reliability, power loss during compression (discharge) of air, friction losses when air moves along the wing channels, reducing engine efficiency, which leads to a decrease in payload.

Решаемой задачей предлагаемого способа и устройства является создание экологически чистого летательного аппарата с большим ресурсом, большой надежностью, большой грузоподъемностью и с вертикальным взлетом.The solved problem of the proposed method and device is the creation of an environmentally friendly aircraft with a large resource, high reliability, high carrying capacity and vertical take-off.

В способе для создания аэродинамической подъемной силы, заключающемся в создании подъемной силы с помощью вращающегося диска с лопастями, аэродинамическую подъемную силу создают двумя вращающимися дисками, которые вращают относительно друг друга приводом от электромагнитных катушек, расположенных по периметру дисков.In the method for creating aerodynamic lifting force, which consists in creating a lifting force using a rotating disk with blades, aerodynamic lifting force is created by two rotating disks that rotate relative to each other by a drive from electromagnetic coils located around the perimeter of the disks.

В устройстве для создания аэродинамической подъемной силы, состоящем из вращающегося диска с лопастями, введены два диска, закрепленных на одной оси с возможностью вращения относительно друг друга, и электромагнитные катушки, расположенные по периметру дисков, причем электромагнитные катушки одного диска соединены с источником тока с чередованием магнитных полюсов, образуя статор электродвигателя, а электромагнитные катушки второго диска соединены с источником тока через коллектор с возможностью смены магнитных полюсов при вращении диска, образуя ротор электродвигателя.In the device for creating aerodynamic lifting force, consisting of a rotating disk with blades, two disks are introduced, mounted on the same axis with the possibility of rotation relative to each other, and electromagnetic coils located along the perimeter of the disks, the electromagnetic coils of one disk being connected to an alternating current source magnetic poles, forming a stator of an electric motor, and the electromagnetic coils of the second disk are connected to a current source through a collector with the possibility of changing magnetic poles during rotation a disk forming a rotor of an electric motor.

Для пояснения технической сущности предлагаемого изобретения рассмотрим фиг.1 - вид сверху на устройство создания аэродинамической подъемной силы, фиг.2 - сечение дисков по диаметру, фиг.3 - взаимодействие электромагнитных катушек, где:To clarify the technical nature of the invention, we consider figure 1 - a top view of the device for creating aerodynamic lifting force, figure 2 - section of the disks in diameter, figure 3 - the interaction of electromagnetic coils, where:

1 - верхний диск,1 - top disk

2 - электромагнитные катушки ротора,2 - electromagnetic coil of the rotor,

3 - аэродинамический обтекатель дисков,3 - aerodynamic fairing disks,

4 - лопасти верхнего диска,4 - blades of the upper disk,

5 - нижний диск,5 - lower disk

6 - электромагнитные катушки статора,6 - electromagnetic coils of the stator,

7 - лопасти нижнего диска,7 - the blades of the lower disk,

8 - ось дисков,8 - axis of the disks,

9 - коллектор,9 - collector,

10 - источник тока.10 - current source.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Электромагнитные катушки 2, 2', 2'', 2''', 2'''' на фиг.3 одного из дисков 1 подключены к источнику тока 10 так, что их магнитные полюса чередуются, образуя статор электродвигателя, электромагнитные катушки 6, 6', 6'' второго диска 5 подключены к источнику тока 10 через коллектор 9 так, что меняют свои полюса при вращении диска, образуя ротор электродвигателя, где показано взаимодействие магнитных полюсов катушек: катушка 6'' отталкивается от катушки 2'''' и притягивается к катушке 2''', катушка 6' отталкивается от катушки 2''' и притягивается к катушки 2'', катушка 6 при вращении диска меняет направление полюсов с минуса на плюс, после поворота диска на некоторый угол катушка через коллектор 9 подключится к источнику тока 10 так, что будет притягиваться к катушке 2 и отталкиваться от катушки 6'. Крутящий момент, складывающийся из магнитных сил взаимодействия всех катушек, расположенных на некотором радиусе R от оси дисков фиг.2, приводит в движение диски 1, 5 с закрепленными на них аэродинамическими лопастями 4, 7. Аэродинамические лопасти 4, 7, вращаясь в воздухе, создают подъемную силу.The electromagnetic coils 2, 2 ', 2' ', 2' '', 2 '' '' in Fig. 3 of one of the disks 1 are connected to a current source 10 so that their magnetic poles alternate, forming an electric motor stator, electromagnetic coils 6, 6 ', 6' 'of the second disk 5 are connected to the current source 10 through the collector 9 so that they change their poles when the disk rotates, forming a motor rotor, where the interaction of the magnetic poles of the coils is shown: the 6' 'coil is repelled from the 2' '' 'coil and is attracted to the 2 '' coil, coil 6 'is pushed away from the 2' 'coil and attracted to the 2' 'coil, coil 6 When rotation of the disc reverses poles from minus to plus, after the disc rotation through a certain angle through the collector coil 9 connects to current source 10 so that it is attracted to the coil 2 and repelled from the coil 6 '. The torque, consisting of the magnetic forces of interaction of all the coils located at a certain radius R from the axis of the disks of FIG. 2, drives the disks 1, 5 with the aerodynamic blades 4, 7 attached to them. Aerodynamic blades 4, 7, rotating in air, create lift.

Преимущество данного способа заключается в том, что катушки, расположенные на большом радиусе, создают большой крутящий момент, что избавляет от необходимости использовать редуктор, что в свою очередь облегчает конструкцию и увеличивает грузоподъемность. Использование двух дисков позволяет избежать появления реактивного момента. Высокая надежность и устойчивость в работе электропривода позволяет повысить надежность и ресурс летательного аппарата. Применение электропривода позволяет создать экологически чистый летательный аппарат будущего.The advantage of this method is that the coils located on a large radius create a large torque, which eliminates the need to use a gearbox, which in turn facilitates the design and increases the carrying capacity. The use of two discs avoids the appearance of a reactive moment. High reliability and stability in the operation of the electric drive can improve the reliability and resource of the aircraft. The use of an electric drive allows you to create an environmentally friendly aircraft of the future.

Преимущество данной конструкции заключается в том, что применение двух дисков компенсирует реактивный и гироскопический момент, высокий коэффициент полезного действия электропривода, нет потери мощности при сжатии и нагнетании воздуха внутрь диска, нет воздействия высоких температур на конструкцию дисков. Аппарат, используемый как кран или стендовая модель, может работать от источников тока, находящихся на земле. В режиме авторотации аппарат может накапливать электроэнергию.The advantage of this design is that the use of two disks compensates for the reactive and gyroscopic moments, the high efficiency of the electric drive, there is no loss of power during compression and injection of air into the disk, and there is no high temperature effect on the disk design. The device, used as a crane or bench model, can operate from current sources located on the ground. In autorotation mode, the device can accumulate electricity.

Claims (2)

1. Способ создания аэродинамической подъемной силы, заключающийся в создании подъемной силы при помощи вращающегося диска с лопастями, отличающийся тем, что аэродинамическую силу создают двумя вращающимися дисками, которые вращаются относительно друг друга приводом от электромагнитных катушек, расположенных по периметру дисков.1. The method of creating aerodynamic lifting force, which consists in creating a lifting force using a rotating disk with blades, characterized in that the aerodynamic force is created by two rotating disks, which are rotated relative to each other by a drive from electromagnetic coils located around the perimeter of the disks. 2. Устройство для создания аэродинамической подъемной силы, состоящее из вращающегося диска с лопастями, отличающееся тем, что оно снабжено двумя дисками, закрепленными на одной оси с возможностью вращения, и электромагнитными катушками, расположенными по периметру дисков, причем электромагнитные катушки одного диска соединены с источником тока с чередованием магнитных полюсов, образуя статор электродвигателя, а электромагнитные катушки второго диска соединены с источником тока через коллектор с возможностью смены магнитных полюсов при вращении диска, образуя ротор электродвигателя.2. Device for creating aerodynamic lifting force, consisting of a rotating disk with blades, characterized in that it is equipped with two disks mounted on one axis rotatably, and electromagnetic coils located around the perimeter of the disks, the electromagnetic coils of one disk being connected to a source current with alternating magnetic poles, forming a stator of an electric motor, and the electromagnetic coils of the second disk are connected to a current source through a collector with the possibility of changing magnetic poles When the disk rotates, forming a rotor of the electric motor.
RU2004108887/11A 2004-03-25 2004-03-25 Method of creating aerodynamic lifting force of flying vehicle and device for realization of this method RU2269453C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004108887/11A RU2269453C2 (en) 2004-03-25 2004-03-25 Method of creating aerodynamic lifting force of flying vehicle and device for realization of this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004108887/11A RU2269453C2 (en) 2004-03-25 2004-03-25 Method of creating aerodynamic lifting force of flying vehicle and device for realization of this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004108887A RU2004108887A (en) 2005-10-20
RU2269453C2 true RU2269453C2 (en) 2006-02-10

Family

ID=35862389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004108887/11A RU2269453C2 (en) 2004-03-25 2004-03-25 Method of creating aerodynamic lifting force of flying vehicle and device for realization of this method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2269453C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532009C1 (en) * 2013-08-26 2014-10-27 Андрей Федорович Авраменко Aircraft

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532009C1 (en) * 2013-08-26 2014-10-27 Андрей Федорович Авраменко Aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004108887A (en) 2005-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102513704B1 (en) System and method for vertical take-off and landing using magnetic levitation
US9174728B2 (en) Electrical powered tail rotor of a helicopter
JP4742390B2 (en) Electric motor built-in hub for rotary wing aircraft, and rotary wing aircraft using the same
CN102897316B (en) Convertiplane and method of operation thereof
US4926107A (en) Variable inertia energy storage system
JP2005047500A (en) Flight machine
CN102897315A (en) Convertiplane
US8851415B1 (en) Magnetic aerodynamic generation lift integrated flight technology with joint electric thrust
CN105378270B (en) The application method of the device of wind-force supplement flying wheel battery energy in bicycle running
US20200231275A1 (en) Dual rotor system
US20220297827A1 (en) An Electromagnetically-Actuated Rim Driven Hubless Fan with a Single Stage and Non-Magnetic Bearings
CN114616177A (en) Aircraft, in particular unmanned aerial vehicle or aircraft for personal air movement, having a high-efficiency propeller rotor
US20230088470A1 (en) Friction limiting turbine generator gyroscope method and apparatus
CN101633408A (en) Flying disk
RU2269453C2 (en) Method of creating aerodynamic lifting force of flying vehicle and device for realization of this method
CA2794077C (en) Electrical powered tail rotor of a helicopter
CN104554720A (en) Compound power helicopter
CN201254294Y (en) Novel flying saucer
CN103213667A (en) Flapping-wing aircraft
KR20070087888A (en) Disc type flying object
CN206466172U (en) A kind of tandem type derotation wing power set
WO2018040094A1 (en) Rotary inertial impeller
CN2910796Y (en) Rotating pressure-decreasing flight vehicle
WO2022011495A1 (en) Disc propeller
RU2773972C1 (en) Cristop rotor-wing aircraft (crwa), hybrid power plants (hpp) and method for functioning of crwa with hpp (options)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100326