RU2578911C1

RU2578911C1 - Aircraft

Info

Publication number: RU2578911C1
Application number: RU2014146361/11A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Тимофеевич Кожанов
Original assignee: Анатолий Тимофеевич Кожанов
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2016-03-27

Abstract

FIELD: aviation.

SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering. Aircraft comprises frame, nozzles with outlet holes for passage of working substance, which generates reactive forces, supercharger working substance, cavity for working fluid and carrier gas, separated by elastic walls, power source and control elements. Blower is made to feed working fluid in cavity for working medium.

EFFECT: invention is aimed at simplification of design.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике и аппарат может быть применен в беспилотном полете, в частности, для обработки сельхозполей химикатами, для транспортирования грузов.The invention relates to aircraft and the apparatus can be used in unmanned flight, in particular, for the treatment of agricultural fields with chemicals, for transportation of goods.

Известен многофункциональный высокоманевренный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий корпус, энергоблоки с управляемыми реактивными двигателями, эластичные убирающиеся емкости для несущего газа, систему управления (патент RU 2127693, опубл. 20.03.1999).Known multifunctional highly maneuverable aircraft for vertical take-off and landing, comprising a hull, power units with controlled jet engines, retractable elastic containers for carrier gas, a control system (patent RU 2127693, publ. 20.03.1999).

Недостатком этого аппарата является то, что для обеспечения оптимального соотношения веса транспортируемого груза и подъемной силы несущего газа эластичных емкостей, необходимо иметь комплект таких емкостей разного объема в пунктах погрузки и производить подбор емкостей соответственно грузу.The disadvantage of this apparatus is that to ensure the optimal ratio of the weight of the transported cargo and the lifting force of the carrier gas of elastic containers, it is necessary to have a set of such containers of different volumes at loading points and select containers corresponding to the load.

Известен летательный аппарат, содержащий каркас, патрубки с выходными отверстиями для прохода рабочего вещества, создающего реактивные силы, нагнетатель рабочего вещества, патрубки с гибкими стенками для несущего газа, источник энергии и элементы управления, устройство для подачи несущего газа (патент RU 2475416, опубл. 20.02.2013).Known aircraft containing a frame, nozzles with outlet openings for the passage of a working substance that creates reactive forces, a working substance supercharger, nozzles with flexible walls for a carrier gas, an energy source and control elements, a carrier gas supply device (patent RU 2475416, publ. 02/20/2013).

Недостатком этого аппарата является то, что устройство для подачи несущего газа усложняет аппарат и увеличивает его массу.The disadvantage of this apparatus is that the carrier gas supply device complicates the apparatus and increases its mass.

Сущность изобретения заключается в том, что в летательном аппарате, содержащем каркас, патрубки с выходными отверстиями для прохода рабочего вещества, создающего реактивные силы, нагнетатель рабочего вещества, полости для рабочего вещества и для несущего газа, отделенные эластичными стенками, источник энергии и элементы управления, нагнетатель выполнен с возможностью подачи рабочего вещества в полости для рабочего вещества.The essence of the invention lies in the fact that in an aircraft containing a frame, nozzles with outlet openings for the passage of a working substance creating reactive forces, a supercharger of a working substance, cavities for a working substance and for a carrier gas, separated by elastic walls, an energy source and control elements, the supercharger is configured to supply the working substance in the cavity for the working substance.

Это позволяет упростить аппарат и снизить его массу.This allows you to simplify the device and reduce its weight.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 представлен общий вид летательного аппарата; на фиг. 2 - то же, вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2 - вариант выполнения полостей для рабочего вещества и для несущего газа.in FIG. 1 shows a General view of the aircraft; in FIG. 2 is the same, view A in FIG. one; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 2; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 2 is an embodiment of cavities for a working substance and for a carrier gas.

Летательный аппарат включает в себя каркас 1 с расположенными по окружности патрубками 2 и диаметрально попарно расположенными патрубками 3, 4 и 5, 6, в которых выполнены выходные отверстия для прохода рабочего вещества, оболочки 7 в виде отдельных секций, расположенных по окружности, нагнетатель (вентилятор), создающий поток рабочего вещества, например атмосферного воздуха, регуляторы потока рабочего вещества, с помощью которых атмосферный воздух распределяется по соответствующим каналам аппарата, источник энергии, например электроаккумулятор, и элементы управления, обеспечивающие работу аппарата. В одних патрубках 2 отверстия направлены вниз, в других - вверх. В патрубках 3, 5 отверстия направлены влево, а в патрубках 4, 6 - вправо. Внутри каждой оболочки 7 имеется несущая полость 8 для несущего газа и рабочая полость 9 для рабочего вещества, при этом полости 8 и 9 отделены друг от друга эластичной стенкой 10, которая на фиг. 3 представляет собой пластину, закрепленную на оболочке 7, а на фиг. 4 стенка 10 выполнена в виде рукава, вставленного в оболочку 7. Полость 8 заполнена под давлением, превышающим атмосферное, несущим газом, например гелием, плотность которого меньше плотности атмосферного воздуха, а в полость 9 имеет возможность входить атмосферный воздух от нагнетателя через патрубок 11 и кран 12 и выходить из нее через кран 12 и патрубок 13 в атмосферу и, кроме того, воздух может быть заперт в полости 9 краном 12.The aircraft includes a frame 1 with circumferential nozzles 2 and diametrically pairwise disposed nozzles 3, 4 and 5, 6, in which outlet openings for the passage of the working substance, the shell 7 are made in the form of separate sections located around the circumference, a supercharger (fan ), creating a flow of a working substance, for example atmospheric air, regulators of a flow of a working substance, with which atmospheric air is distributed through the corresponding channels of the apparatus, an energy source, for example electroaccum The controller, and the controls that ensure the operation of the device. In some nozzles 2 holes are directed down, in others - up. In nozzles 3, 5, the holes are directed to the left, and in nozzles 4, 6 - to the right. Inside each shell 7 there is a carrier cavity 8 for carrier gas and a working cavity 9 for the working substance, while the cavities 8 and 9 are separated from each other by an elastic wall 10, which in FIG. 3 is a plate fixed to the shell 7, and in FIG. 4, the wall 10 is made in the form of a sleeve inserted into the shell 7. The cavity 8 is filled under pressure higher than atmospheric with a carrier gas, for example helium, whose density is lower than the density of atmospheric air, and atmospheric air from the supercharger can enter the cavity 9 through the pipe 11 and faucet 12 and exit from it through faucet 12 and pipe 13 into the atmosphere and, in addition, air can be locked in the cavity 9 by faucet 12.

Летательный аппарат работает следующим образом.The aircraft operates as follows.

В исходном положении аппарат находится в покое на земле, опираясь на ножки 14, при этом в полости 9 оболочек 7 заключен определенный объем воздуха, поданного нагнетателем в эту полость по каналу 11 через кран 12, а затем запертого в ней поворотом крана 12, причем объемы воздуха в полостях 9 оболочек 7 могут различаться, и это может иметь место при необходимости устранения дисбаланса аппарата, вызванного неравномерностью распределения весов составных частей аппарата.In the initial position, the apparatus is at rest on the ground, resting on the legs 14, while in the cavity 9 of the shells 7 there is a certain amount of air supplied by the supercharger into this cavity through the channel 11 through the valve 12, and then the crane 12 locked in it, and the volumes air in the cavities 9 of the shells 7 may vary, and this may occur if it is necessary to eliminate the imbalance of the apparatus caused by the uneven distribution of weights of the components of the apparatus.

Работа аппарата при обработке сельхозполей химикатами.The operation of the apparatus in the processing of agricultural fields with chemicals.

Устанавливают на аппарате емкость с раствором химикатов и патрубок 15 с форсунками, направленными вниз, расположив патрубок диаметрально, затем подсоединяют емкость и нагнетатель через соответствующие запорные устройства к форсункам патрубка 15. Поворотом кранов 12 соединяют полости 9 через патрубки 13 с атмосферой, и воздух вытесняется из полостей 9 в атмосферу давлением гелия, находящегося в полостях 8, при этом за счет деформации стенок 10 полости 8 увеличиваются в объеме и увеличивается их подъемная сила, вследствие чего аппарат устремляется вверх. В случае, если подъемная сила полостей 8 недостаточна для подъема аппарата или в случае необходимости ускорения подъема аппарата, включают в работу нагнетатель и обеспечивают доступ воздуха от него к патрубкам 2 с отверстиями, направленными вниз, в результате чего воздух, выходя из отверстий, создает реактивные силы, направленные вверх и дополняющие подъемную силу полостей 8. После подъема аппарата на необходимую высоту стабилизируют его положение путем подачи воздуха от нагнетателя в полости 9 или в патрубки 2, затем обеспечивают подачу воздуха от нагнетателя к патрубкам 3, 5 или 4, 6 (в зависимости от того, в какую сторону необходимо придать горизонтальное движение аппарату) и подачу воздуха от нагнетателя, а также подачу раствора химикатов из емкости к форсункам патрубка 15, в результате чего аппарат движется горизонтально в нужном направлении под действием реактивных сил струй воздуха, выходящих из отверстий патрубков 3, 5 или 4, 6, а химикаты из форсунок распыляются с помощью воздуха на землю. При распылении химикатов количество раствора в емкости уменьшается, а значит снижается вес аппарата и аппарат может начать двигаться вверх. Чтобы не позволить аппарату подниматься, подают в полости 9 нагнетателем соответствующие объемы воздуха, что приводит к уменьшению объемов полостей 8 и их подъемной силы, вследствие чего компенсируется снижение веса аппарата, и аппарат продолжает полет на прежней высоте. В случае необходимости разворота аппарата подают нагнетателем воздух в патрубки 3, 6 или 4, 5, из отверстий которых выходящий воздух реактивными силами придает вращение аппарату в соответствующем направлении. После окончания обработки земли химикатами аппарат опускают на землю, направив нагнетателем дополнительный объем воздуха в полости 9, тем самым уменьшив подъемную силу полостей 8, при этом, для ускорения, движения аппарата к земле, подают нагнетателем воздух в патрубки 2 с отверстиями, направленными вверх, из которых выходящий воздух создает реактивные силы, направленные вниз, способствующие движению аппарата вниз.A container with a solution of chemicals and a nozzle 15 with nozzles directed downward, having a nozzle diametrically installed on the apparatus, is then connected to the nozzle 15 to the nozzles of the nozzle 15. By turning the taps 12, the cavities 9 are connected through the nozzles 13 to the atmosphere, and the air is forced out of the cavities 9 into the atmosphere by the pressure of helium located in the cavities 8, while due to the deformation of the walls 10, the cavities 8 increase in volume and their lifting force increases, as a result of which the apparatus rushes Xia upwards. If the lifting force of the cavities 8 is insufficient for lifting the apparatus or, if necessary, accelerating the lifting of the apparatus, the blower is turned on and air is supplied from it to the nozzles 2 with openings directed downward, as a result of which air leaving the openings creates reactive the forces directed upward and supplementing the lifting force of the cavities 8. After lifting the apparatus to the required height, stabilize its position by supplying air from the supercharger in the cavity 9 or in the nozzles 2, then provide air from the supercharger to the nozzles 3, 5 or 4, 6 (depending on which direction it is necessary to give horizontal movement to the apparatus) and the air supply from the supercharger, as well as the supply of a solution of chemicals from the tank to the nozzles of the nozzle 15, as a result of which the apparatus moves horizontally in the right direction under the influence of reactive forces of air jets coming out of the holes of nozzles 3, 5 or 4, 6, and chemicals from nozzles are sprayed with air to the ground. When spraying chemicals, the amount of solution in the tank decreases, which means that the weight of the apparatus decreases and the apparatus can begin to move up. In order to prevent the apparatus from rising, appropriate volumes of air are supplied to the cavity 9 by a supercharger, which leads to a decrease in the volumes of the cavities 8 and their lifting force, as a result of which the weight reduction of the apparatus is compensated, and the apparatus continues to fly at the same height. If it is necessary to turn the apparatus, air is supplied by a supercharger to the nozzles 3, 6 or 4, 5, from the openings of which the outgoing air reactive forces the apparatus to rotate in the corresponding direction. After the end of the cultivation of the earth with chemicals, the apparatus is lowered to the ground, sending an additional volume of air in the cavity 9 by the supercharger, thereby reducing the lifting force of the cavities 8, while, to accelerate the movement of the apparatus to the ground, the supercharger is supplied with air in the nozzles 2 with openings pointing upwards, of which the outgoing air creates a downward reaction force, contributing to the downward movement of the apparatus.

Обладая маневренностью и относительно небольшой скоростью, аппарат может двигаться достаточно низко над землей и направленно вести обработку химикатами участков земли, в том числе расположенных в стесненных условиях, в холмистой местности, и позволяет при относительно небольших энергозатратах эффективно использовать химикаты и, что немаловажно, с наименьшим отрицательным их воздействием на человека и окружающую среду, чему способствует и экранирующее свойство аппарата.Possessing maneuverability and relatively low speed, the device can move quite low above the ground and directionally process chemicals with land, including those located in cramped conditions, in hilly terrain, and allows you to use chemicals efficiently and with relatively little energy, and, importantly, with the least their negative impact on humans and the environment, which contributes to the shielding property of the device.

Для питания электроаккумулятора аппарата может быть использована солнечная энергия, для чего сверху аппарата устанавливаются солнечные батареи (показано штрихпунктирными линиями на фиг. 1).Solar energy can be used to power the device’s electric accumulator, for which solar batteries are installed on top of the device (shown by dash-dotted lines in Fig. 1).

Работа аппарата в случае применения его для транспортирования грузов аналогична описанной выше, при этом в зависимости от весов грузов создаются необходимые подъемные силы полостей 8 путем подачи определенных объемов воздуха в полости 9, причем это можно выполнять не только в начальном пункте погрузки, но и в промежуточных пунктах, в которых могут выгружаться (полностью или частично) грузы начального пункта и загружаться другими грузами для транспортирования их далее по маршруту следования.The operation of the apparatus in the case of its use for transportation of goods is similar to that described above, while depending on the weights of the cargo, the necessary lifting forces of the cavities 8 are created by supplying certain volumes of air in the cavity 9, and this can be done not only at the starting point of loading, but also in intermediate points at which the goods of the starting point can be unloaded (in whole or in part) and loaded with other goods to transport them further along the route.

Claims

Aircraft comprising a frame, nozzles with outlet openings for the passage of a working substance generating reactive forces, a working substance supercharger, cavities for the working medium and for a carrier gas separated by elastic walls, an energy source and control elements, characterized in that the supercharger is arranged supply of the working substance in the cavity for the working substance.