RU2476351C1 - Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой - Google Patents
Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476351C1 RU2476351C1 RU2011136889/11A RU2011136889A RU2476351C1 RU 2476351 C1 RU2476351 C1 RU 2476351C1 RU 2011136889/11 A RU2011136889/11 A RU 2011136889/11A RU 2011136889 A RU2011136889 A RU 2011136889A RU 2476351 C1 RU2476351 C1 RU 2476351C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power plant
- aircraft
- landing
- fuel cells
- electrode system
- Prior art date
Links
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
Изобретение относится к воздушному транспорту с вертикальным взлетом и посадкой. Аппарат содержит корпус в виде летающей тарелки с верхней и нижней аэродинамическими поверхностями, силовую установку и средства взлета/посадки, энергопитания, коммуникации и управления. Силовая установка выполнена в виде распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы с устройствами автоэмиссии электронов, генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов кислорода воздуха, соединенной со средствами энергопитания, состоящими из топливных элементов и панелей солнечных батарей, размещенных в корпусе и на его поверхности. Устройство автоэмиссии электронов и топливные элементы выполнены на основе углеродных нанотрубок. Отношение шага между электродами электродной системы силовой установки к длине свободного пробега частиц окружающего воздуха составляет примерно 50. Изобретение направлено на улучшение массогабаритных характеристик и топливной эффективности летательного аппарата. 1 ил.
Description
Изобретение относится к летательной технике тяжелее воздуха с вертикальным взлетом и посадкой, в частности к транспортным средствам с электрической силовой установкой на основе топливных элементов и солнечных батарей.
Известны вертолеты, летательные аппараты тяжелее воздуха с вертикальным взлетом и посадкой, в которых с помощью несущего винта создают подъемную силу и тягу (Политехнический словарь. Под редакцией академика А.Ю.Ишлинского. М.: Изд. "Советская энциклопедия". 1980. С.75-76).
Недостатком вертолетов является сложная конструкция.
Известен летательный аппарат тяжелее воздуха с вертикальным взлетом и посадкой, содержащий корпус с установленной на нем горизонтальной несущей плоскостью, над которой установлен ротор с горизонтальными лопастями, создающий при вращении область пониженного давления над несущей поверхностью, и за счет разности давлений возникает подъемная сила (патент RU №2184685 С2, В64С 29/00, 39/00. 10.07.2002).
Недостатком известного технического решения являются высокие потери на трение.
Наиболее близким из известных технических решений предлагаемому летательному аппарату с вертикальным взлетом и посадкой является летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой (патент RU №2219104 С1, В64С 29/00. 20.12.2002), содержащий корпус в виде полусферы с горизонтально расположенным дном, силовую установку с мощной газовой горелкой для жидкого топлива, средства взлета/посадки, энергопитания, коммуникации и управления.
Недостатком известного технического решения является низкая топливная эффективность.
Задачей данного изобретения является повышение топливной эффективности на всех режимах полета летательного аппарата.
Технический результат реализации изобретения заключается в улучшении массогабаритных характеристик и топливной эффективности летательного аппарата.
Решение поставленной задачи и технический результат достигается тем, что в летательном аппарате с вертикальным взлетом и посадкой, содержащем корпус, силовую установку, средства взлета/посадки, энергопитания, коммуникации и управления, корпус летательного аппарата выполнен в виде летающей тарелки с верхней и нижней аэродинамическими поверхностями и имеет устройства автоэмиссии электронов, генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов кислорода воздуха, размещенные на корпусе в виде распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы силовой установки летательного аппарата, соединенной с системой энергопитания, которая содержит топливные элементы и панели солнечных батарей, размещенные в корпусе и на его поверхности. При этом устройство автоэмиссии электронов и топливные элементы выполнены на основе углеродных нанотрубок, а отношение шага между электродами к длине свободного пробега частиц окружающего воздуха равно примерно 50.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Электрическая силовая установка летательного аппарата, представляющая собой распределенную по аэродинамической поверхности летательного аппарата электродную систему, инициирует за счет автоэлектронной эмиссии и энергии сродства молекул кислорода к свободному электрону появление вблизи аппарата отрицательно заряженных ионов кислорода окружающего воздуха. Образовавшиеся ионы ускоряют градиентным электрическим полем силовой установки, создают поток ионизированного воздуха в окрестности летательного аппарата, формируют реактивную струю и тягу силовой установки. Кроме того, организованное движение ионизированного воздуха над верхней аэродинамической поверхностью приводит к понижению давления и формирует над ней область пониженного давления. При этом возникает дополнительная подъемная сила F, действующая на летательный аппарат и появившаяся за счет разности давлений над нижней и верхней аэродинамическими поверхностями летательного аппарата.
Тяга силовой установки и подъемная сила F направлены в одну сторону и обеспечивают режим взлета, висения и посадки. Управляя наклоном оси аппарата, можно регулировать горизонтальную составляющую тяги и скорость горизонтального полета аппарата. Секционирование распределенной по поверхности аппарата электродной системы позволяет усилить управляющий импульс и повысить маневренность летательного аппарата.
Схема летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой для реализации изобретения показана на чертеже.
Устройство состоит из корпуса 1 с верхней аэродинамической поверхностью 2 и нижней - 3, силовой установки 4, средств взлета/посадки 5, электропитания 6, коммуникации 7 и управления 8, имеет устройство автоэмиссии электронов 9 с холодными эмиттерами электронов из углеродных нанотрубок, устройство генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов 10, размещенные на корпусе 1 в виде распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы 11 силовой установки 4, соединенной с системой энергопитания 6, созданной на основе топливных элементов 12 и панелей солнечных батарей 13, расположенных внутри корпуса 1 и на его верхней аэродинамической поверхности 2.
Работает устройство следующим образом.
Топливные элементы 12 преобразуют запасенную в них химическую энергию окисления водорода в электричество и питают совместно с панелями солнечных батарей 13 электродную систему 11 силовой установки 4 летательного аппарата. Для генерации ионов используют способность молекул кислорода за счет энергии сродства к электрону присоединять к себе свободные электроны, которые вблизи аэродинамической поверхности аппарата получают с холодных эмиттеров устройства автоэлектронной эмиссии 9. Созданные таким образом отрицательно заряженные ионы ускоряют градиентным электрическим полем электродной системы 11. Ионы в электрическом поле на длине свободного пробега приобретают энергию направленного движения и передают ее при столкновениях нейтральным частицам воздуха или в актах перезарядки отдают им свободный электрон. Процесс циклически повторяют. В результате вблизи аэродинамической поверхности 2 формируется обтекающий ее поток ионизированного воздуха, создающий реактивную тягу. Движение воздуха над верхней аэродинамической поверхностью 2 создает также над ней область пониженного давления и дополнительную подъемную силу F, действующую на летательный аппарат.
Реактивная тяга распределенной по аэродинамической поверхности электрической силовой установки 4 и подъемная сила F определяют режим взлета, висения и посадки летательного аппарата. Горизонтальный полет определяет горизонтальная составляющая тяги, которую регулируют углом наклона оси аппарата к вектору скорости полета. Управляющие импульсы формируют системой управления, которая перераспределяет электрическую мощность между отдельными секциями электродной системы 11 силовой установки аппарата.
Полезность реализации предлагаемого технического решения состоит в том, что:
- предлагаемая электрическая силовая установка не содержит вращающихся узлов и деталей, что снижает вес, повышает ресурс и топливную эффективность;
- система энергопитания на топливных элементах обеспечивает прямое преобразование химической энергии топлива в электрическую практически без потерь и совместную их работу с панелями солнечных батарей.
В настоящее время завершается разработка проекта демонстратора технологий и беспилотного летательного аппарата с электрической силовой установкой.
Claims (1)
- Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой, состоящий из корпуса, силовой установки, средств взлета/посадки, энергопитания, коммуникации и управления, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде летающей тарелки с верхней и нижней аэродинамическими поверхностями, имеет устройства автоэмиссии электронов, генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов кислорода воздуха, размещенные на корпусе в виде распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы, соединенной со средствами энергопитания, состоящими из топливных элементов на основе углеродных нанотрубок и панелей солнечных батарей, размещенных в корпусе и на его поверхности, а отношение шага между электродами электродной системы силовой установки к длине свободного пробега частиц окружающего воздуха равно примерно 50.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011136889/11A RU2476351C1 (ru) | 2011-09-07 | 2011-09-07 | Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011136889/11A RU2476351C1 (ru) | 2011-09-07 | 2011-09-07 | Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2476351C1 true RU2476351C1 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011136889/11A RU2476351C1 (ru) | 2011-09-07 | 2011-09-07 | Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2476351C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630876C1 (ru) * | 2016-08-15 | 2017-09-13 | Леонид Васильевич Носачев | Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой |
RU185789U1 (ru) * | 2018-01-26 | 2018-12-19 | Сайфудинов Сергей Константинович | Аккумулятор водорода на основе капиллярных и мультикапиллярных структур для энергетической установки беспилотных летательных аппаратов |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2949550A (en) * | 1957-07-03 | 1960-08-16 | Whitehall Rand Inc | Electrokinetic apparatus |
US4891600A (en) * | 1982-07-26 | 1990-01-02 | Cox James E | Dipole accelerating means and method |
WO2002009259A1 (en) * | 2000-07-21 | 2002-01-31 | Tomion Mark R | Electrodynamic field generator |
US6805325B1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-10-19 | Rockwell Scientific Licensing, Llc. | Surface plasma discharge for controlling leading edge contamination and crossflow instabilities for laminar flow |
SU1475052A1 (ru) * | 1987-01-04 | 2009-04-27 | А.П. Курячий | Способ управления пограничным слоем газового потока и устройство для его осуществления |
-
2011
- 2011-09-07 RU RU2011136889/11A patent/RU2476351C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2949550A (en) * | 1957-07-03 | 1960-08-16 | Whitehall Rand Inc | Electrokinetic apparatus |
US4891600A (en) * | 1982-07-26 | 1990-01-02 | Cox James E | Dipole accelerating means and method |
SU1475052A1 (ru) * | 1987-01-04 | 2009-04-27 | А.П. Курячий | Способ управления пограничным слоем газового потока и устройство для его осуществления |
WO2002009259A1 (en) * | 2000-07-21 | 2002-01-31 | Tomion Mark R | Electrodynamic field generator |
US6404089B1 (en) * | 2000-07-21 | 2002-06-11 | Mark R. Tomion | Electrodynamic field generator |
US6805325B1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-10-19 | Rockwell Scientific Licensing, Llc. | Surface plasma discharge for controlling leading edge contamination and crossflow instabilities for laminar flow |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630876C1 (ru) * | 2016-08-15 | 2017-09-13 | Леонид Васильевич Носачев | Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой |
RU185789U1 (ru) * | 2018-01-26 | 2018-12-19 | Сайфудинов Сергей Константинович | Аккумулятор водорода на основе капиллярных и мультикапиллярных структур для энергетической установки беспилотных летательных аппаратов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102020291B1 (ko) | 버티컬 이착륙, 버티컬 및 호리즌탈 비행 및 비행중 에너지 생성이 가능한 비행체 | |
US9109575B2 (en) | Flying electric generators with clean air rotors | |
US8991741B2 (en) | Convertiplane | |
US9440736B2 (en) | Special personal electric helicopter device with integral wind turbine recharging capability | |
US10994841B2 (en) | Electric JetPack device | |
US20170057630A1 (en) | Aircraft | |
JP6426165B2 (ja) | ハイブリッドvtol機 | |
US20200247525A1 (en) | Assembly of three composite wings for aerial, water, land or space vehicles | |
WO2006006311A1 (ja) | 急速風量発生風向変更装置及びそれを機体側面に取り付けた航空機 | |
CN102785776A (zh) | 一种可垂直起降固定翼单人飞行器 | |
CN106184741B (zh) | 一种飞翼式涵道风扇垂直起降无人机 | |
RO131684A0 (ro) | Aeronave cu decolare şi aterizare pe verticală | |
US8998126B2 (en) | Lift generating device | |
CN107140208A (zh) | 短距起降高载荷多轴扇翼无人机 | |
CN204037909U (zh) | 扑翼机 | |
CN104015915A (zh) | 一种无人气碟及其制作方法 | |
CN105109695A (zh) | 一种油电混合多功能飞行器 | |
RU2476351C1 (ru) | Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой | |
CN206288230U (zh) | 全电自转旋翼机 | |
RU2546027C2 (ru) | Гибридный дирижабль линзообразной формы | |
CN206719540U (zh) | 基于飞翼布局的倾转旋翼型垂直起降无人机 | |
RU2532672C1 (ru) | Беспилотный тяжелый электроконвертоплан | |
CN105035328A (zh) | 一种混合动力飞行器 | |
CN110844039A (zh) | 一种电动飞艇 | |
CN206968978U (zh) | 混合动力倾转机翼无人机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170908 |