RU2386547C1 - Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства и универсальное воздушное транспортное средство для его осуществления - Google Patents
Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства и универсальное воздушное транспортное средство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386547C1 RU2386547C1 RU2008142316/11A RU2008142316A RU2386547C1 RU 2386547 C1 RU2386547 C1 RU 2386547C1 RU 2008142316/11 A RU2008142316/11 A RU 2008142316/11A RU 2008142316 A RU2008142316 A RU 2008142316A RU 2386547 C1 RU2386547 C1 RU 2386547C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- nozzles
- vehicle
- wings
- universal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 7
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000011215 ultra-high-temperature ceramic Substances 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
- B60V1/00—Air-cushion
- B60V1/02—Air-cushion wherein the cushion is generated and contained by at least one peripheral fluid curtain
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
- B60V3/00—Land vehicles, waterborne vessels, or aircraft, adapted or modified to travel on air cushions
- B60V3/08—Aircraft, e.g. air-cushion alighting-gear therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C21/00—Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow
- B64C21/01—Boundary layer ingestion [BLI] propulsion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/10—All-wing aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/10—All-wing aircraft
- B64C2039/105—All-wing aircraft of blended wing body type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/10—Drag reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к транспортным средствам, касаясь летательных аппаратов на воздушной подушке с вертикальным подъемом и свободным полетом. Способ создания системы сил такого транспортного средства реализован тем, что оно имеет корпус с компоновкой «летающее крыло», несущее крыло, рули высоты и направления, движительно-нагнетательный комплекс, средства механизации и управления. Фюзеляж с аэродинамическим профилем выполнен в середине корпуса и плавно переходит в крылья, верхняя поверхность которых или ее часть сформирована аэродинамическими подвижными профилями с возможностью их приоткрывания и закрывания для изменения площади образующихся при этом в крыльях воздухозаборных щелей, угла атаки воздушного потока и создаваемой подъемной силы. Каналы воздушного тракта расположены внутри корпуса. Тракт состоит из всасывающей и нагнетающей частей. Всасывающая часть имеет расположенные под указанными аэродинамическими профилями внутри крыльев всасывающие воздушные тракты с системой створок. Движительно-нагнетательный комплекс имеет блок вентиляторов как минимум двух типов, расположенных внутри корпуса транспортного средства, не выступая за его габариты. Воздух от первого вентилятора давлением от 0,05-0,5 атм, а воздух от второго - давлением от 0,1-3 атм поступает по раздельным нагнетательным трактам к соплам двух видов на нижней поверхности корпуса по его периметру или части периметра. Первое сопло - прерывистая щель для воздуха с более низкими параметрами. Второе комбинированное сопло - продольная прерывистая щель с подвижно установленными в ней круглыми соплами, изменяющими боковой и продольный уго
Description
Группа изобретений относится к наземно-воздушным транспортным средствам, способным двигаться на воздушной подушке, осуществлять вертикальный подъем, висение и свободный полет.
Известен способ улучшения аэродинамического качества летательного аппарата и конструкция летательного аппарата для его осуществления (международная заявка №096/33896, МПК B60V 1/08, международная публикация 31.10.96 г.). Указанный способ заключается в том, что при полете летательного аппарата между его крылом и экранирующей поверхностью создается зона повышенного давления. При достижении скорости, превышающей скорость экранного полета, часть воздуха из зоны повышенного давления отводят и ускоряют до скорости, превышающей скорость набегающего потока воздуха, а затем выпускают его на верхнюю поверхность крыла в направлении к его задней кромке. В результате повышения скорости обтекания верхней поверхности крыла здесь понижается давление, а следовательно, возрастает подъемная сила, что в конечном итоге повышает аэродинамическое качество летательного аппарата. Летательный аппарат имеет планер, входящие в его состав левое и правое крыло с продольными и поперечными силовыми элементами, а также с каналами, расположенными между продольными силовыми элементами. Разгон летательного аппарата за пределы скоростей экранного полета ведет к увеличению высоты полета и к снижению экранной составляющей подъемной силы.
Недостатком известного летательного аппарата является отсутствие подъемных сил для совершения вертикального взлета и посадки.
Наиболее близким к предлагаемой группе изобретений является способ создания системы сил летательного аппарата и летательный аппарат - наземно-воздушная амфибия - для его осуществления (патент РФ №2317220, МПК B60V 1/00, B60F 5/02, опубликовано 2008.02.20). Способ создания системы сил летательного аппарата включает создание подъемных, тяговых и управляющих сил с использованием энергии движительно-нагнетательного комплекса, вырабатывающего газовоздушное рабочее тело, которое формируют в газовоздушном тракте, содержащем систему каналов и створок для регулирования его потоков, для чего летательный аппарат выполняют с платформой, которую совместно с несущим крылом оформляют как составное крыло, при этом платформа служит силовой конструкцией планера, частью несущей поверхности малого удлинения и с большой хордой, нижней поверхности платформы придают положительный установочный угол атаки, в результате чего создают основную часть подъемной силы при экранном движении и свободном полете, профиль платформы на виде сбоку оформляют по аэродинамической форме, для этого фюзеляж размещают в передней верхней части платформы, движительно-нагнетательный комплекс накрывают капотом и располагают в задней части платформы, тем самым при работе воздухозаборника создают дополнительную тяговую и подъемную силу за счет интенсивного отсоса пограничного слоя воздуха с верхней поверхности профиля, внутри платформы создают газовоздушный тракт с каналами и устанавливают в них аэродинамические профили с положительным углом атаки к вектору скорости набегающего потока рабочего тела, этими профилями одновременно отклоняют поток рабочего тела для безударного входа его в сопла струйного ограждения воздушной подушки и создают подъемную силу, величина которой может быть численно большей массы летательного аппарата, чем обеспечивают его вертикальный взлет на допустимую высоту, при закрытых створках реактивных насадков разгоняют рабочее тело в соплах струйного ограждения до скоростей, формирующих «жесткое» ядро струй длиной 7-8 калибров сечения сопла, чем обеспечивают надежное удержание повышенного давления в камерах воздушной подушки на высоте 7-8 калибров сечения сопла, при этом струи выдувают под углом к опорной поверхности, чем обеспечивают непрерывное нагнетание рабочего тела в камеры воздушной подушки, при установке створок в промежуточное положение обеспечивают наполнение статической воздушной подушки с подъемом летательного аппарата на требуемую высоту, его маневрирование и разгон, при наборе горизонтальной скорости создают подъемные силы - силы динамического давления от сжатия воздуха между опорной поверхностью и нижней поверхностью платформы, по мере набора крейсерской скорости створками уменьшают расход рабочего тела в воздушную подушку, одновременно увеличивая его расход на горизонтальную тягу, оптимальный режим движения создают при отключении статической воздушной подушки, управляют полетом с помощью газодинамических рулей высоты и рулей направления, причем рулями высоты выполняют две функции - балансировку и управления аппаратом в пространстве как в режиме «висения», так и во всем диапазоне эксплуатационных скоростей движения. Летательный аппарат - наземно-воздушная амфибия - содержит фюзеляж, несущее крыло с концевыми шайбами, закрылки, рули высоты и направления, скеги с калиброванными соплами, движительно-нагнетательный комплекс, камеры статической воздушной подушки, расположенные по принципу трехопорного шасси и снабженные струйным ограждением, а также средства механизации и управления, причем амфибия снабжена платформой, которая совместно с присоединенным к ней несущим крылом оформлена как составное крыло, нижняя поверхность платформы имеет положительный установочный угол атаки, профиль платформы на виде сбоку имеет аэродинамическую форму, близкую к треугольнику, при этом фюзеляж обтекаемой формы расположен в передней части платформы, движительно-нагнетательный комплекс закрыт капотом и размещен в верхней части кормы платформы, каналы газовоздушного тракта расположены внутри платформы с возможностью подачи по ним рабочего тела к системе сопел струйного ограждения и наполнения воздушной подушки, в каналах дополнительно встроены аэродинамические крыльевые профили, реактивные насадки со створками газораспределения установлены в корме платформы, на выходе из реактивных насадков расположены две ступени рулей направления и рулей высоты, продольные скеги установлены по краям и в середине низа платформы, внутри скегов расположены сопла струйной завесы ограждения воздушной подушки, в нижней части каждого скега имеются надувные баллонеты с возможностью равномерного распределения нагрузки на скег при стоянке на неровной поверхности.
К недостаткам известного способа создания системы сил летательного аппарата и конструкции летательного аппарата - наземно-воздушной амфибии, - реализующей способ, относятся:
- воздушная подушка воздействует только на платформу, а она имеет относительно небольшую площадь, поэтому подъемная сила У1=PS небольшая;
- сила «У2» малосущественна, т.к. требует для реализации очень высоких параметров газовоздушного рабочего тела;
- сила «У3», получаемая обдуванием профилей в каналах газовоздушного тракта, будет гораздо меньше заявленной в связи с тем, что рабочее тело, проходящее по каналам, будет иметь турбулентную структуру, а приведенный расчет предполагает ламинарное обтекание;
- громоздкий и тяжелый движительно-нагнетательный комплекс (ДНК);
- высокие требования к газовоздушному рабочему телу;
- большой расход газовоздушного рабочего тела 160 кг/с;
- повышенная энерговооруженность и расход топлива;
- большая собственная масса;
- малая несущая площадь;
- малая площадь воздушной подушки;
- откидные консоли не выполняют функции хвостового оперения;
- неуправляемость и высокая опасность при отказе двигателя.
Задачей группы изобретений является устранение указанных недостатков и создание универсального воздушного транспортного средства, более простого по конструкции, более экономичного, более управляемого и надежного в эксплуатации.
Поставленная задача реализуется способом создания системы сил универсального воздушного транспортного средства и универсальным воздушным транспортным средством для его осуществления.
Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства (УВТС) включает создание подъемных, тяговых и управляющих сил с использованием энергии движительно-нагнетательного комплекса, вырабатывающего воздушное рабочее тело, которое формируют в воздушном тракте, содержащем систему каналов и створок для регулирования его потока, профиль транспортного средства оформляют по аэродинамической форме, движительно-нагнетательный комплекс размещают в задней части корпуса, внутри которого создают воздушный тракт с каналами, причем универсальное воздушное транспортное средство имеет компоновку - «летающее крыло», корпус транспортного средства в плане сверху имеет форму от круглой до трех- или многоугольной, в средней части корпуса расположен фюзеляж, плавно переходящий в крылья, верхняя поверхность которых или ее часть сформирована с помощью подвижно установленных с возможностью приоткрывания и закрывания аэродинамических профилей для увеличения создаваемой подъемной силы, изменения площади образующихся при этом в крыльях воздухозаборных щелей, угла атаки воздушного потока и создаваемой подъемной силы, под указанными аэродинамическими профилями внутри крыльев выполнены всасывающие воздушные тракты с системой створок, движительно-нагнетательный комплекс содержит блок вентиляторов как минимум двух типов, расположенных внутри корпуса транспортного средства, не выступая за его габариты, при этом воздух от первого вентилятора давлением от 0,05 до 0,5 атмосферы, а воздух от второго вентилятора давлением от 0,1 до 3 атмосфер поступает по раздельным нагнетательным трактам к двум видам сопел, расположенным на нижней поверхности корпуса транспортного средства по его периметру или части периметра, при этом сопло, пропускающее воздух с более низкими параметрами и представляющее собой прерывистую щель, формирует выходящий воздух в продольную струю, направляет ее под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства и наполняет создаваемую под УВТС воздушную подушку, ко второму, комбинированному, соплу, представляющему собой продольную прерывистую щель с подвижно установленными в ней отдельными соплами круглого сечения, по двум нагнетательным трактам подводится воздух с двумя параметрами, причем с более низким давлением - к продольной щели, а с более высоким давлением - к подвижным круглым соплам, которые выполнены с возможностью изменять боковой и продольный угол наклона, комбинированное сопло формирует и направляет воздушные потоки под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства, при этом воздух, вырывающийся из круглых сопел и обладающий более высокой кинетической энергией, выполняет «армирующую» роль и, увлекая за собой воздух с более низкими параметрами из продольного сопла, образует вместе с ним плотную воздушную завесу и дополнительно наполняет воздушную подушку и создает дополнительную подъемную силу, при этом сумма всех подъемных сил превысит вес транспортного средства и позволит осуществить вертикальный взлет, причем нижняя поверхность транспортного средства комбинированными соплами разделена на несколько частей, для создания нескольких воздушных подушек, чтобы воспрепятствовать бесконтрольному перетеканию воздуха под всей несущей поверхностью и тем самым увеличить продольную и поперечную устойчивость, а маневры на малой высоте и в ограниченном пространстве выполняют путем изменения направления движения «армирующих» струй с помощью управляемых круглых сопел, что приводит к перетеканию воздушных потоков, изменению центра давления воздушной подушки и возникновению сил, вызывающих наклон, поворот и поступательное движение транспортного средства, а создание и регулирование крена УВТС осуществляется приоткрытием групп аэродинамических профилей на различных участках верхней поверхности крыла, в задней части УВТС подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла, к которым из воздушно-распределительного отсека с помощью системы заслонок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов, изменяя наклон и поворот ходовых сопел, а также перераспределяя с помощью системы заслонок количество проходящего через сопла воздуха, создают тяговые и управляющие силы, позволяющие УВТС увеличивать и уменьшать скорость, изменять угол атаки, выполнять крены и повороты, а для стабилизации вертикальных сил, действующих на летательный аппарат в полете, выполнен стабилизатор с тремя рулями высоты, крайние из которых могут использоваться в качестве элеронов, курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота.
Универсальное воздушное транспортное средство (УВТС) включает корпус, фюзеляж, несущее крыло, рули высоты и направления, движительно-нагнетательный комплекс, средства механизации и управления, причем корпус имеет компоновку - летающее крыло, фюзеляж с аэродинамическим профилем расположен в середине корпуса и плавно переходит в крылья, верхняя поверхность которых или ее часть сформирована с помощью подвижно установленных с возможностью приоткрывания и закрывания аэродинамических профилей для изменения площади образующихся при этом в крыльях воздухозаборных щелей, угла атаки воздушного потока и создаваемой подъемной силы, движительно-нагнетательный комплекс расположен внутри корпуса и не выступает на его контуры, каналы воздушного тракта расположены внутри корпуса, а сам воздушный тракт состоит из двух частей: всасывающей и нагнетающей, при этом всасывающая часть включает в себя расположенные под указанными аэродинамическими профилями внутри крыльев всасывающие воздушные тракты с системой створок, движительно-нагнетательный комплекс содержит блок вентиляторов как минимум двух типов, расположенных внутри корпуса транспортного средства, не выступая за его габариты, при этом воздух от первого вентилятора давлением от 0,05 до 0,5 атмосфер, а воздух от второго вентилятора давлением от 0,1 до 3 атмосфер поступает по раздельным нагнетательным трактам к двум видам сопел, расположенным на нижней поверхности корпуса транспортного средства по его периметру или части периметра, при этом первое сопло, пропускающее воздух с более низкими параметрами, представляет собой прерывистую щель, второе, комбинированное, сопло представляет собой продольную прерывистую щель с подвижно установленными в ней отдельными соплами круглого сечения с возможностью изменять боковой и продольный угол наклона, причем нижняя поверхность транспортного средства комбинированными соплами разделена на несколько частей для создания нескольких воздушных подушек, в задней части УВТС подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла, к которым из воздушно-распределительного отсека с помощью системы заслонок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов, а для стабилизации вертикальных сил, действующих на летательный аппарат в полете, выполнен стабилизатор с тремя рулями высоты, крайние из которых могут использоваться в качестве элеронов, а курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота.
Группа изобретений иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 - общий вид предлагаемого транспортного средства, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - вид сбоку, на фиг.4 - продольный разрез по А-А на фиг.2, на фиг.5 - вид спереди, на фиг.6 - вид сзади, на фиг.7 - вид снизу, на фиг.8 - увеличенный участок с фиг.7, на фиг.9 - комбинированная сопловая схема, на фиг.10 - схема всасывающего воздушного тракта, на фиг.11 - схема выходного воздушного тракта, на фиг.12 - схема крыла с закрытыми аэродинамическими профилями, на фиг.13 - схема создания двух частей подъемной силы, на фиг.14 - схема формирования нескольких воздушных подушек.
Универсальное воздушное транспортное средство (УВТС) (фиг.1) имеет компоновку - летающее крыло, что позволяет создать прочную, легкую и объемную конструкцию с множеством функциональных каналов и отсеков, одновременно являющихся силовыми элементами, усиливающими общую жесткость. В плане сверху (фиг.2) корпус имеет овально-треугольную форму, возможно также выполнение корпуса в виде круга или многоугольника. Крылья 4 имеют аэродинамический профиль. В середине УВТС плавно выделяется фюзеляж 6, который тоже имеет аэродинамический профиль. В передней части корпуса расположен фонарь 1 кабины пилота, а по бокам - иллюминаторы 2 для пассажиров. В задней части установлены два киля 7 со стабилизатором 8. На стабилизаторе - три руля 9 высоты. Крайние рули могут использоваться как элероны. На киле имеются рули поворота 10 (фиг.3). В задней части корпуса расположено основное ходовое сопло 12 (фиг.6). В задней части крыльев имеются дополнительные сопла 11. Основное и дополнительные сопла выполнены с возможностью поворота в вертикальной и горизонтальной плоскостях (вверх-вниз, вправо-влево). На верхней поверхности крыла 4, повторяя ее форму, подвижно установлены имеющие аэродинамический профиль пластины 3 (фиг.12). Они могут открываться и закрываться как группами, так и по отдельности, меняя площадь образующейся при этом воздухозаборной щели. Под пластинами внутри крыла проходит всасывающий воздушный тракт 25 (фиг.13). Внутри фюзеляжа выполнен отсек 13 (фиг.4) для пилота и пассажиров (груза), моторный отсек 14 с двигателем 16 и воздушно-распределительный отсек 15. Отсеки изолированы друг от друга. В воздушно-распределительном отсеке установлен блок вентиляторов 17, 18 двух типов. Первый тип вентиляторов 18 создает давление воздуха P1 от 0,05 до 0,5 атм. Второй тип вентиляторов 17 создает давление Р2 от 0,1 до 3 атм. Вентиляторы расположены внутри корпуса УВТС и не выступают наружу. Воздушно-распределительный отсек посредством системы створок 19 (фиг.4) сообщается с всасывающими 25 (фиг.10) и нагнетательными 26 (фиг.11), 27 (фиг.14) воздушными трактами.
Нижняя поверхность 20 носовой части корпуса (фиг.5) плавно приподнята вверх. От начала этого изгиба по всему периметру на нижней поверхности корпуса установлены три ряда сопел 21, 22, 23 (фиг.7). Простое сопло 22 представляет собой прерывистую щель шириной от 1 до 10 см. К нему подается более низкое давление Р1 (фиг.9). Комбинированное сопло 21, 23 представляет собой продольную прерывистую щель с подвижно установленными в ней раздельными соплами 28 круглого сечения. Диаметр круглого сопла от 1 до 5 см, расстояние между соплами до 3 диаметров сопла. К комбинированному соплу по двум нагнетательным трактам подводится воздух с двумя параметрами, причем с более низким давлением P1 - к продольной щели 22, а с более высоким давлением P2 - к подвижным круглым соплам 28 (фиг.8), которым предусмотрена возможность изменять боковой и продольный угол наклона. Нижняя поверхность корпуса разделена комбинированными соплами 23 (фиг.7) на три части. В нижней части фюзеляжа имеются выдвижные опорные площадки 24, предназначенные для фиксации горизонтального положения УВТС во время стоянки на неровной поверхности.
УВТС работает следующим образом. Двигатель 16 (фиг.4) вращает блок вентиляторов 17, 18. Воздух из атмосферы через щели, созданные приоткрытыми аэродинамическими профилями 3 (фиг.13) на верхней поверхности крыльев 4, по всасывающему воздушному тракту 25 устремляется к вентиляторам. При этом давление воздуха на верхней поверхности крыльев уменьшается. Создается первая часть подъемной силы - «У1». На входе во всасывающую полость воздушного тракта 25 крыла 4 атмосферный воздух ламинарно обтекает приоткрытые аэродинамические профили 3, каждый из которых создает дополнительную подъемную силу «У2». Их сумма составит вторую часть подъемной силы универсального воздушного транспортного средства. Выполнив работу по созданию двух частей подъемной силы, воздух поступает к вентиляторам 17, 18. Один тип вентиляторов 18 сжимает воздух до давления Р1 от 0,05 до 0,5 атм. Второй тип вентиляторов 17 - до давления Р2 от 0,1 до 3 атм. Воздух P1 от первого типа вентиляторов поступает в воздушно-распределительный отсек 15, оттуда через систему распределительных створок 19 (фиг.4) направляется в нагнетательный тракт воздушной подушки 31 (фиг.14) и через сопла 21, 22, 23 устремляется под крылья и фюзеляж транспортного средства. Воздух с давлением Р2 от вентиляторов второго типа по тракту высокого давления (на чертежах не показано) подается к подвижным круглым соплам, установленным в комбинированных соплах 23, 21 (фиг.9). Комбинированное сопло формирует и направляет воздушные потоки под углом от 30° до 90° к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства, при этом воздух, вырывающийся из круглых сопел 28 и обладающий более высокой кинетической энергией, выполняет «армирующую» роль и, увлекая за собой воздух с более низкими параметрами из продольного сопла 21, 23, образует вместе с ним плотную воздушную завесу и дополнительно наполняет воздушную подушку. Поскольку комбинированными соплами 23 (фиг.14) нижняя поверхность корпуса разделена на три части, то и создаваемая всеми соплами воздушная подушка будет состоять из трех частей. Это обеспечивает более надежное удержание воздушной подушки и увеличивает продольную и поперечную устойчивость УВТС. Давление воздуха на нижнюю поверхность крыльев 4 и фюзеляжа 6 создает подъемную силу «У3». Совместное действие сил «У1», «У2» и «У3» позволяет, подобно вертолету, подниматься на заданную высоту. Основными параметрами, регламентирующими высоту полета, являются мощность двигателя, несущая площадь транспортного средства и плотность воздуха. В режиме поступательного горизонтального полета при положительных углах атаки у «летающего крыла» дополнительно возникает традиционная подъемная сила «У4». Для уменьшения лобового сопротивления с увеличением скорости полета аэродинамические профили 3 могут закрываться, тогда воздух к вентиляторам будет поступать через дополнительные открывающиеся воздухозаборники 5 (фиг.3) в задней части корпуса и крыльев. Маневры на малой высоте и в ограниченном пространстве выполняются с помощью изменения угла наклона управляемых круглых сопел 28 (фиг.8). Это приводит к перераспределению воздушных потоков и изменению давления в разных частях воздушной подушки, что и позволит транспортному средству поворачивать и двигаться в нужном направлении. Для поступательного, скоростного передвижения воздух давлением P1 подается в выходной воздушный тракт 26 (фиг.11) и распределяется посредством системы створок в нужные ходовые сопла 11, 12. Пространственное управление транспортным средством по углу атаки, кренам и курсу может осуществляться рулями высоты и элеронами 9, ходовыми соплами 11, 12, аэродинамическими профилями 3 на верхней поверхности крыла 4, рулями поворотов 10 и управляемыми соплами 28 с давлением Р2.
Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства реализуется следующим образом.
Предложенный способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства включает создание подъемных, тяговых и управляющих сил с использованием энергии движительно-нагнетательного комплекса вырабатывающего газовоздушное рабочее тело и отличается тем, что универсальное воздушное транспортное средство имеет компоновку - летающее крыло, что позволяет создать объемную, легкую и прочную конструкцию с множеством функциональных трактов, каналов и отсеков, одновременно являющихся силовыми элементами, усиливающими общую жесткость. В плане сверху имеет форму от круглой до трех- и многоугольной с большой несущей площадью. Крылья имеют аэродинамический профиль. В середине УВТС плавно выделяется корпус (фюзеляж), который тоже имеет аэродинамический профиль. На верхней поверхности крыла, повторяя ее форму, подвижно установлены имеющие аэродинамический профиль пластины, которым предусмотрена возможность управляемо приоткрываться и закрываться как группами, так и по отдельности, меняя площадь образующейся при этом щели. Под аэродинамическими профилями внутри крыла проходит всасывающий воздушный тракт. Воздух из атмосферы засасывается с верхней поверхности крыльев через щели, образованные приоткрытыми профилированными аэродинамическими профилями и по всасывающим воздушным трактам устремляется к блоку вентиляторов. При этом давление воздуха на верхней поверхности крыльев уменьшается. Создается первая часть подъемной силы. На входе во всасывающую полость крыла атмосферный воздух ламинарно обтекает приоткрытые профилированные аэродинамические профили, каждый из которых создает дополнительную подъемную силу. Сумма этих сил составит вторую часть подъемной силы. Выполнив работу по созданию двух частей подъемной силы, воздух поступает к вентиляторам. Нагнетательный комплекс состоит из двигателя, трансмиссии и блока вентиляторов двух типов, сжимающих воздух до разных параметров и направляющих его по раздельным нагнетательным трактам к двум видам сопел, расположенным в нижней части транспортного средства по его периметру. При этом сопло, пропускающее воздух с более низкими параметрами и представляющее собой прерывистую щель, формирует выходящий воздух в продольную струю, направляет ее под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства и наполняет создаваемую под УВТС воздушную подушку. Ко второму, комбинированному, соплу, представляющему собой продольную прерывистую щель с подвижно установленными в ней отдельными соплами круглого сечения, по двум нагнетательным трактам подводится воздух с двумя параметрами, причем с более низким давлением - к продольной щели, а с более высоким давлением - к подвижным круглым соплам, которым предусмотрена возможность изменять боковой и продольный угол наклона. Комбинированное сопло формирует и направляет воздушные потоки под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства. При этом воздух, вырывающийся из круглых сопел и обладающий более высокой кинетической энергией, выполняет «армирующую» роль и, увлекая за собой воздух с более низкими параметрами из продольного сопла, образует вместе с ним плотную воздушную завесу и дополнительно наполняет воздушную подушку. Давление воздуха внутри воздушной подушки, умноженное на рабочую площадь нижней поверхности УВТС, составит третью составную часть подъемной силы. С увеличением скорости и количества продуваемого воздуха сумма трех подъемных сил превысит вес воздушного транспортного средства и позволит осуществить вертикальный взлет. Нижняя поверхность транспортного средства комбинированными соплами разделена на несколько частей с целью создания нескольких воздушных подушек, чтобы препятствовать бесконтрольному перетеканию воздуха под всей несущей поверхностью и тем самым увеличить продольную и поперечную устойчивость. Маневры на малой высоте и в ограниченном пространстве выполняются путем изменения направления движения «армирующих» струй с помощью управляемых круглых сопел. Это приводит к перетеканию воздушных потоков, изменению центра давления воздушной подушки и возникновению сил, вызывающих наклон, поворот и поступательное движение транспортного средства. Приоткрытие групп профилированных аэродинамических профилей на различных участках верхней поверхности крыла будет вызывать там усиление подъемной силы и соответствующий крен. В задней части УВТС подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла, к которым из воздушно-распределительного отсека с помощью системы заслонок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов. Изменяя наклон и поворот ходовых сопел, а также перераспределяя с помощью системы заслонок количество проходящего через сопла воздуха, создают тяговые и управляющие силы, позволяющие УВТС увеличивать и уменьшать скорость, изменять угол атаки, выполнять крены и повороты. Для стабилизации вертикальных сил, действующих на летательный аппарат в полете, конструкцией предусмотрен стабилизатор с тремя рулями высоты, крайние из которых могут использоваться в качестве элеронов. Курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота.
Предлагаемая группа изобретений позволяет создать универсальное воздушное транспортное средство, сочетающее в себе полезные качества амфибии, судна на воздушной подушке и вертолета. Высокая аэродинамичность и мощная создаваемая воздушная подушка позволяют эксплуатировать транспортное средство в условиях бездорожья, Крайнего Севера, тундры, заболоченных и труднопроходимых территорий.
Отсутствие скегов, отсутствие прямого доступа к вентиляторам улучшает аэродинамику, исключает травмирование людей и разрушение вентиляторов посторонними предметами.
Claims (2)
1. Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства, включающий создание подъемных, тяговых и управляющих сил с использованием энергии движительно-нагнетательного комплекса, вырабатывающего воздушное рабочее тело, которое формируют в воздушном тракте, содержащем систему каналов и створок для регулирования его потока, профиль транспортного средства оформляют по аэродинамической форме, движительно-нагнетательный комплекс размещают в задней части корпуса, внутри которого создают воздушный тракт с каналами, отличающийся тем, что универсальное воздушное транспортное средство имеет компоновку - «летающее крыло», корпус транспортного средства в плане сверху имеет форму от круглой до трех- или многоугольной, в средней части корпуса расположен фюзеляж, плавно переходящий в крылья, верхняя поверхность которых или ее часть сформирована с помощью подвижно установленных с возможностью приоткрывания и закрывания аэродинамических профилей для изменения площади образующихся при этом в крыльях воздухозаборных щелей, угла атаки воздушного потока и создаваемой подъемной силы, под указанными аэродинамическими профилями внутри крыльев выполнены всасывающие воздушные тракты с системой створок, движительно-нагнетательный комплекс содержит блок вентиляторов как минимум двух типов, расположенных внутри корпуса транспортного средства, не выступая за его габариты, при этом воздух от первого вентилятора давлением от 0,05 до 0,5 атм и воздух от второго вентилятора давлением от 0,1 до 3 атм поступает по раздельным нагнетательным трактам к двум видам сопел, расположенным на нижней поверхности корпуса транспортного средства по его периметру или части периметра, при этом сопло, пропускающее воздух с более низкими параметрами и представляющее собой прерывистую щель шириной от 1 до 10 см, формирует выходящий воздух в продольную струю, направляет ее под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства и наполняет создаваемую под универсальным воздушным транспортным средством воздушную подушку, а ко второму, комбинированному соплу, представляющему собой продольную прерывистую щель шириной от 1 до 10 см с подвижно установленными в ней как минимум в один ряд отдельными соплами круглого или овального сечения, по двум нагнетательным трактам подводится воздух с двумя параметрами, причем с более низким давлением - к продольной щели, а с более высоким давлением - к подвижным круглым соплам, которые выполнены с возможностью изменять боковой и продольный угол наклона воздушных струй, комбинированное сопло формирует и направляет воздушные потоки под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства, при этом воздух, вырывающийся из круглых сопел и обладающий более высокой кинетической энергией, выполняет «армирующую» роль и, увлекая за собой воздух с более низкими параметрами из продольного сопла, образует вместе с ним плотную воздушную завесу и дополнительно наполняет воздушную подушку и создает дополнительную подъемную силу, при этом сумма всех подъемных сил превышает вес транспортного средства и позволяет осуществлять вертикальный взлет, причем нижняя поверхность транспортного средства комбинированными соплами разделена на несколько частей для создания нескольких воздушных подушек, чтобы воспрепятствовать бесконтрольному перетеканию воздуха под всей несущей поверхностью и тем самым увеличить продольную и поперечную устойчивость, а маневры на малой высоте и в ограниченном пространстве выполняют путем изменения направления движения «армирующих» струй с помощью управляемых круглых сопел, что приводит к перетеканию воздушных потоков, изменению центра давления воздушной подушки и возникновению сил, вызывающих наклон, поворот и поступательное движение транспортного средства, а создание и регулирование крена универсального воздушного транспортного средства осуществляется приоткрытием групп аэродинамических профилей на различных участках верхней поверхности крыла, в задней части универсального воздушного транспортного средства подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла, к которым из воздушно-распределительного отсека с помощью системы створок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов, изменяя наклон и поворот ходовых сопел, а также, перераспределяя с помощью системы створок количество проходящего через сопла воздуха, создают тяговые и управляющие силы, позволяющие универсальному воздушному транспортному средству увеличивать и уменьшать скорость, изменять угол атаки, выполнять крены и повороты, а для стабилизации вертикальных сил, действующих на летательный аппарат в полете, выполнен стабилизатор с тремя рулями высоты, крайние из которых могут использоваться в качестве элеронов, курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота.
2. Универсальное воздушное транспортное средство, включающее корпус, фюзеляж, несущее крыло, рули высоты и направления, движительно-нагнетательный комплекс, средства механизации и управления, отличающееся тем, что корпус имеет компоновку «летающее крыло», фюзеляж с аэродинамическим профилем расположен в середине корпуса и плавно переходит в крылья, верхняя поверхность которых или ее часть сформирована с помощью подвижно установленных с возможностью приоткрывания и закрывания аэродинамических профилей для изменения площади образующихся при этом в крыльях воздухозаборных щелей, угла атаки воздушного потока и создаваемой подъемной силы, движительно-нагнетательный комплекс расположен внутри корпуса и не выступает за его контуры, каналы воздушного тракта расположены внутри корпуса, а сам воздушный тракт состоит из двух частей: всасывающей и нагнетающей, при этом всасывающая часть включает в себя расположенные под указанными аэродинамическими профилями внутри крыльев всасывающие воздушные тракты с системой створок, движительно-нагнетательный комплекс содержит блок вентиляторов как минимум двух типов, расположенных внутри корпуса транспортного средства, не выступая за его габариты, при этом воздух от первого вентилятора давлением от 0,05 до 0,5 атм, а воздух от второго вентилятора давлением от 0,1 до 3 атм поступает по раздельным нагнетательным трактам к двум видам сопел, расположенным на нижней поверхности корпуса транспортного средства по его периметру или части периметра, при этом первое сопло, пропускающее воздух с более низкими параметрами, представляет собой прерывистую щель, второе, комбинированное, сопло представляет собой продольную прерывистую щель с подвижно установленными в ней отдельными соплами круглого или овального сечения, с возможностью изменять боковой и продольный угол наклона, причем нижняя поверхность транспортного средства комбинированными соплами разделена на несколько частей для создания нескольких воздушных подушек, в задней части универсального воздушного транспортного средства подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла, к которым из воздушно-распределительного отсека с помощью системы створок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов, а для стабилизации вертикальных сил, действующих на летательный аппарат в полете, выполнен стабилизатор с тремя рулями высоты, крайние из которых могут использоваться в качестве элеронов, а курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008142316/11A RU2386547C1 (ru) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства и универсальное воздушное транспортное средство для его осуществления |
| EP09008047A EP2179903A3 (de) | 2008-10-24 | 2009-06-19 | Verfahren zur Erzeugung des Kräftesystems für ein Mehrzweckluftverkehrsmittel und Mehrzweckluftverkehrsmittel zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008142316/11A RU2386547C1 (ru) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства и универсальное воздушное транспортное средство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2386547C1 true RU2386547C1 (ru) | 2010-04-20 |
Family
ID=41528647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008142316/11A RU2386547C1 (ru) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства и универсальное воздушное транспортное средство для его осуществления |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2179903A3 (ru) |
| RU (1) | RU2386547C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2546359C1 (ru) * | 2014-02-18 | 2015-04-10 | Александр Иосифович Филимонов | Экранолет внеаэродромного базирования |
| USD751025S1 (en) | 2014-06-13 | 2016-03-08 | Bcb International Limited | Unmanned aerial vehicle |
| CN109941425A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-28 | 涂常青 | 一种二维流体飞行器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104340366B (zh) * | 2014-10-29 | 2016-04-13 | 四川量迅科技有限公司 | 一种安装有太阳能电池板的资源勘探型无人机 |
| WO2020254984A2 (en) * | 2020-06-17 | 2020-12-24 | Alhubail Jasem | An apparatus for controlling a spacecraft's atmospheric reentry |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB532892A (en) | 1938-08-04 | 1941-02-03 | Edgar Roy Brewster | A method of, and means for, increasing or varying the lift coefficient of the wing of an aeroplane |
| US2619302A (en) | 1948-08-25 | 1952-11-25 | Alfred C Loedding | Low aspect ratio aircraft |
| US3559921A (en) | 1969-04-24 | 1971-02-02 | Eugene L Timperman | Standing take-off and landing vehicle (a gem/stol vehicle) |
| AT413977B (de) | 2002-07-29 | 2006-07-15 | Firooz Kita | Luft- und raumfahrzeug |
-
2008
- 2008-10-24 RU RU2008142316/11A patent/RU2386547C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-06-19 EP EP09008047A patent/EP2179903A3/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2546359C1 (ru) * | 2014-02-18 | 2015-04-10 | Александр Иосифович Филимонов | Экранолет внеаэродромного базирования |
| USD751025S1 (en) | 2014-06-13 | 2016-03-08 | Bcb International Limited | Unmanned aerial vehicle |
| CN109941425A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-28 | 涂常青 | 一种二维流体飞行器 |
| CN109941425B (zh) * | 2019-04-08 | 2023-12-12 | 涂常青 | 一种二维流体飞行器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2179903A3 (de) | 2012-03-28 |
| EP2179903A2 (de) | 2010-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2383159B1 (de) | Verfahren zur umfassenden verbesserung von aerodynamik- und transporteigenschaften, bodeneffektflugzeug zur ausführung dieses verfahrens (varianten) und verfahren zur durchführung eines fluges damit | |
| US5016837A (en) | Venturi enhanced airfoil | |
| US7104498B2 (en) | Channel-wing system for thrust deflection and force/moment generation | |
| US3029042A (en) | Land, water and air vehicle | |
| WO2018059244A1 (zh) | 飞行器 | |
| US8523101B2 (en) | Short take-off aircraft | |
| RU2386547C1 (ru) | Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства и универсальное воздушное транспортное средство для его осуществления | |
| US3077321A (en) | Aerodynamically designed amphibious vehicle | |
| US20090302150A1 (en) | Tubular air transport vehicle | |
| RU2092381C1 (ru) | Гибридный дирижабль конструкции а.и.филимонова | |
| CN105564633A (zh) | 近似水平转动推进器襟翼增升连接翼飞机 | |
| US3193215A (en) | Aerodynamically designed amphibious vehicle | |
| US3599901A (en) | Vehicle adapted to land and air travel | |
| US3451645A (en) | Aerodynamic lift vehicle | |
| JP7112141B2 (ja) | 変角型揚力調節方式の翼を装着した第３世代航空機 | |
| RU2127202C1 (ru) | Способ создания системы сил летательного аппарата самолетной схемы и наземно-воздушная амфибия (нва) для его осуществления | |
| CN205203366U (zh) | 近似水平转动推进器襟翼增升连接翼飞机 | |
| US3135480A (en) | Integrated propulsion system for ram wing aircraft | |
| EP0596131B1 (en) | Flying vehicle | |
| US3829043A (en) | Hovercraft secondary lift system | |
| US3275266A (en) | Foils for movement in a fluid | |
| US20230075112A1 (en) | Deflected Slip Stream Wing System with Coflow Jet Flow Control | |
| RU2317220C1 (ru) | Способ создания системы сил летательного аппарата и летательный аппарат - наземно-воздушная амфибия для его осуществления | |
| RU2297933C1 (ru) | Экраноплан | |
| CN116583460A (zh) | 地面效应飞行载具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111025 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130920 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151025 |