SK1312019A3 - Lietadlo s prstencovými rotormi - Google Patents

Abstract

Lietadlo s prstencovými rotormi je vybavené aerodynamickou pohonnou jednotku (1) pozostávajúcou zo sústavy aspoň dvoch prstencových rotorov (11) s protismerovým sústredným otáčaním, kde tieto prstencové rotory (11) sú tvorené krídlami (111) alebo lopatkami (113). Prstencový rotor (11) je uložený výkyvne do všetkých smerov okolo zvislej osi. Aerodynamická pohonná jednotka (1) viac ako s dvomi prstencovými rotormi (11) je usporiadaná tak, že priemery prstencových rotorov (11) na seba nadväzujú od najmenšieho po najväčší. Každý prstencový rotor (11) na svojom priemere rotuje inou uhlovou rýchlosťou na vyrovnanie nábehovej rýchlosti krídla (111) alebo lopatky (113). Krídla (111) alebo lopatky (113) sú na koncoch vybavené zahnutím (112) nadol alebo sú po obvode spojené lemom (115) na zvýšenie vztlakovej účinnosti.

Description

Oblasť techniky

Vynález patrí do oblasti leteckej dopravy a týka sa zariadenia schopného lietať, lietadla patriaceho do skupiny aerodynov - motorových lietadiel ťažších ako vzduch využívajúcich na prekonanie hmotnosti aerodynamickú silu (vztlak), ktorá vzniká prúdením vzduchu okolo rotujúcich nosných plôch pri určitej lýchlosti. Lietadlo s prstencovými rotormi podľa vynálezu je lietadlo s kolmým vzletom a pristátím umožňujúce stúpanie, visenie a klesáme v štartovacej polohe, ktoré možno zaradiť do skupiny VTOL (angl. Vertical Take-Off and Landing), kde patria najmä vrtuľníky, konvertiplány, koleoptéry, vznášadlá, raketoplány a rakety.

Doterajší stav techniky

V stave techniky sú známe a k riešeniu podľa vynálezu podobné najmä vrtuľníky, vímiky a drony.

Vrtuľník je známy ako motorové rotorové lietadlo, ktorého nosný rotor s približne zvislou osou otáčania je za letu poháňaný motorom. Ťah potrebný na horizontálny let je vyvodený prepulznou zložkou ťahu nosného rotora. Rotor tvorený krídlami - listami je schopný zvislého vzletu a pristátia, visenia a horizontálneho letu v ľubovoľnom smere. Krídla - listy rotora sú dlhé a štíhle a pre dosiahnutie potrebného vztlaku je potrebné veľmi lýchle otáčame rotora. Pri konštantnej uhlovej lýchlosti rotora je nábehová lýchlosť na jednotlivých polomeroch krídla - listu odlišná, najmenšia je v strede otáčania a smerom k vonkajšiemu polomeru narastá. Na vonkajšom polomere krídla - listuje maximálna.

Podľa počtu rotorov sú v stave techniky vrtuľníky jednorotorové a viacrotorové, najčastejšie dvojrotorové. Jednorotorové sú doplnené o chvostovú vrtuľu.

V stave techniky je vímik ako motorové rotorové lietadlo, ktorého nosný rotor počas letu nie je poháňaný (alebo iba prechodne) a otáča sa iba prostredníctvom autorotácie. Ťah potrebný na let dopredu je vyvodzovaný samostatnou pohonnou jednotkou, obyčajne vrtuľovou. Môže byť ťažná alebo tlačná. Na rozdiel od vrtuľníka nie je schopný visenia.

V stave techniky je riešenie lietadla s kolmým štartom a pristátím podľa zverejneného dokumentu SK 50044-2018A3, ktoré využíva pre let v kolmom smere najmenej šesť pohonných jednotiek s vrtuľovými listami.

Známe je riešenie prídavného zariadenia k vímikom a iným menším lietadlám podľa zverejneného dokumentu SK 146-2011A3 využívajúce pre let v kolmom smere kompozičné zotrvačníky, ktoiých kinetická energia postačuje na trojstupňový štartovací režim - zdvih, lýchlosť pre autorotačný vztlak, lýchlosť pre vztlak pevného krídla.

Pod označením dron je v stave techniky známe lietadlo spôsobilé lietať bez pilota na palube - UAV (Unmanned Aerial Vehicle), predprogramované alebo diaľkovo ovládané, určené prednostne pre zber informácií. Drony sa vo vojenskej technike používajú ako nosiče výzbroje. Konštrukčne je to vrtuľník, najčastejšie so štyrmi protismeme otáčajúcimi sa rotormi.

Známe je riešenie s použitím dronu podľa zverejneného dokumentu SK 50027-2019A3 využívajúce multikoptém na monitorovanie životného prostredia.

Nevýhodou uvedených lietadiel s kolmým vzletom a pristátím patriacich do skupiny VTOL je najmä požiadavka vyšších otáčok rotora, neeľektívne využitie vztlakovej sily a vysoká hlučnosť aerodynamického pohonu. Pri vímikoch je naviac nevýhodou, že nie sú prispôsobené na visenie.

Podstata vynálezu

Nevýhody doterajšieho stavu techniky do značnej miery odstraňuje lietadlo s prstencovými rotormi, s najmenej jednou aerodynamickou pohonnou jednotkou tvorenou lietadlovým motorom s príslušenstvom, ktorého podstata spočíva v tom, že aerodynamická pohonná jednotka je ukončená najmenej dvomi prstencovými rotormi s protismerovým otáčaním, pričom nosnú plochu prstencového rotora tvoria najmenej dve krídla a/alebo najmenej dve lopatky.

Lietadlo s prstencovými rotormi môže byť vyhotovené tak, že najmenej jeden prstencový rotor je uložený výkyvné okolo zvislej osi do všetkých smerov po jej obvode.

Výhodné je vyhotovenie lietadla s prstencovými rotormi, ktorého krídla sú ukončené pozdĺž ich vonkajšieho rotačného obvodu zahnutím nadol.

Lietadlo s prstencovými rotormi môže byť vo vyhotovení, pri ktorom sú krídla alebo lopatky pozdĺž ich vonkajšieho obvodu spojené obvodovým lemom.

Výhodné je tiež vyhotovenie lietadla s prstencovými rotormi, ktorého najmenej dva prstencové rotory menšieho priemeru a väčšieho priemeru pohonnej jednotky majú medzi spodným povrchom prvého prstencového rotora a horným povrchom druhého prstencového rotora upevnený klzný prvok.

SK 131-2019 A3

Lietadlo s prstencovými rotormi môže byť v úprave, pri ktorej je k obvodovému lemu prstencového rotora upevnený veniec náhonu.

Výhodná je úprava lietadla s prstencovými rotormi, ktorého aerodynamická pohonná jednotka s viac ako dvomi prstencovými rotormi má usporiadame ich priemerov, ktoré na seba nadväzujú od najmenšieho po najväčší.

Aerodynamická účinnosť lietadiel s kolmým vzletom a pristátím, ktoré sú v stave techniky je daná aerodynamickou účinnosťou krídla - listu rotora, táto je pri malom polomere rotácie malá a smerom k vonkajšiemu polomeru narastá. Najväčšia je na vonkajšom polomere krídla. Je to dané vzťahom pre aerodynamický vztlak, v ktorom je dôležitá druhá mocnina lýchlosti. Z uvedeného vyplýva, že je výhodné použiť pre aerodynamický pohon namiesto rotora s dlhými krídlami - listami viacero, najmenej jednu dvojicu kratších - užších prstencových rotorov o rôznych priemeroch, s výhodou rozmerovo postupne na seba nadväzujúcich, ktoré sa otáčajú rôznymi uhlovými rýchlosťami. Aby boli obvodové nábehové lýchlosti vzduchu prstencových rotorov jednotlivých priemerov približne rovnaké, majú byť ich uhlové lýchlosti postupne od najmenšieho priemeru k najväčšiemu klesajúce - spomaľované.

Približne rovnakú nábehovú lýchlosť možno dosiahnuť dĺžkou (smerom po obvode rotácie) krídla alebo lopatky, ktorá je v porovnaní so známym stavom techniky malá. Pre účel dosiahnuť čo najväčšiu vztlakovú silu je potrebná čo najväčšia vztlaková plocha krídiel a lopatiek. Tomu vyhovujú krídla a lopatky krátke a široké.

Popri odstupňovaných na seba nadväzujúcich priemeroch jednotlivých prstencových rotorov je možné vyhotovenie pohonnej jednotky s prstencovými rotormi rovnakého priemeru. Aerodynamická účinnosť takého usporiadania bude nižšia (horný prstencový rotor by spôsoboval aerodynamický tlak na spodný).

Prstencové rotory, tým že ich vztlaková plocha je podstatne väčšia ako plocha krídla - listu lietadiel známych zo stavu techniky, umožňujú ich nižšie otáčky. Dôsledkom nízkych otáčok je tichý chod pohonnej jednotky, ktoiý navádza podobnosť v prírode - tiché pomalé mávame väčších vtáčích krídiel oproti hlučnému kmitaniu malých hmyzích krídiel. Tým nie je technicky vylúčená možnosť vyšších otáčok prstencového rotora.

Tým, že prstencové rotory pracujú najmenej v počte dvoch, pričom je zásadou ich protismerové otáčame, nevyžadujú v porovnaní napríklad s vrtuľníkmi vyrovnávaciu vrtuľu a celá účinnosť pohonu je využitá v prospech vztlakovej sily.

Zostavenie počtu prstencových rotorov závisí od veľkosti lietadla, a tým od požiadavky veľkosti vztlakovej sily v súčinnosti s fýzikálnymi a aerodynamickými zákonitosťami. Môžu to byť dva ale aj napríklad šesť prstencových rotorov.

Rovnaká zásada - požiadavka veľkosti vztlakovej sily v závislosti od fýzikálnych a aerodynamických zákonitostí platí pre volbu počtu, tvaru a profilu krídiel prstencového rotora. Od dvoch do napríklad 16.

Výhodným prípadom sú prstencové rotory osadené širšími krídlami rotujúce nižšími otáčkami a ticho, alebo osadené väčším počtom lopatiek a otáčajúce sa väčšími otáčkami pripomínajúce veľkú turbínu.

Ukončenie krídiel prstencových rotorov môže byť vo vyhotovení bez úpravy, so zahnutím krídiel na vonkajšom obvode smerom nadol, čím sa dosiahne zvýšenie vztlakovej sily čo je vhodné pri menšom počte krídiel prstencového rotora, alebo prepojením koncov krídiel na vonkajšom obvode obvodovým lemom pri väčšom počte krídiel, tiež za účelom zvýšenia hodnoty vztlakovej sily. Poslednou uvedenou úpravou sa dosiahne efekt lietajúceho taniera.

Príslušenstvo aerodynamickej pohonnej jednotky - náhon prstencových rotorov a jeho pripojenie k prstencovým rotorom je najjednoduchšie vo vyhotovení, pri ktorom sú krídla alebo lopatky každé samostatne pripojené k stredovému náhonu prostredníctvom ramien. V prípade väčšieho počtu krídiel môžu byť tieto upevnené na jednej obruči a táto je prepojená k stredovému náhonu sústavou ramien. Možné je tiež vyhotovenie, pri ktorom sú krídla alebo lopatky upevnené na venci, ktoiý rotuje v podobe ložiska a jeho pohyblivého krúžku okolo nepohyblivého ložiskového krúžku upevneného na skelete kabíny.

Lietadlá s prstencovými rotormi podľa vynálezu môžu byť vo vyhotovení menších lietadiel ako jednopilotné alebo väčšie pre niekoľko člennú posádku ako aj bezpilotné. Prstencové rotory ako ukončenie aerodynamickej pohonnej jednotky môžu byť umiestnené v hornej časti lietadla, v stredovej časti lietadla alebo v hornej aj dolnej časti lietadla.

Špecifickým prípadom lietadla s prstencovými rotormi je vyhotovenie, kde kabína má tvar gule alebo elipsoidu a prstencové rotory sú umiestnené okolo stredu v jednej rovine rotácie alebo v hornej časti tesne pod sebou, pripomínajúce lietajúci tanier. Kabína môže byť celistvá a v hornej časti s výkyvné upevnenými prstencovými rotormi, alebo je kabína v horizontálnej rovine oddelená na dve pologule, resp. poloelipsoidy a prstencové rotory sú upevnené otočné na hornej výkyvnej pologuli alebo poloelipsoide. Ak sú prstencové rotory umiestnené blízko jeden nad druhým, majú osadené klzné prvky brániace ich vzájomnému nárazu. Ako klzné prvky môžu byť použité kolieska odvaľujúce sa po rotujúcom venci.

Smery rotácie jednotlivých prstencových rotorov sú opačné (protismemé) a ovládame otáčok je navzájom nezávislé, pričom otáčky jednotlivých prstencových rotorov musia byť zosúladené vzhľadom na vztlakovú a

SK 131-2019 A3 odporovú silu. Požadovaný vztlak sa dosiahne zmenou otáčok prstencového rotora, pre stúpanie zvýšením otáčok a naopak pre klesanie ich znížením. Dokonalejšie vyhotovenia prstencových rotorov majú prestaviteľný uhol nábehu krídiel alebo lopatiek umožňujúci počas letu meniť parametre uhla nábehovej hrany podľa požiadaviek a okolností letu. Jednoduchšie vyhotovenia majú pevný, optimálne navrhnutý uhol nábehu najčastejšie v hodnote 8° až 10° umožňujúci maximálny vztlak pri minimálnom odpore, tzv. optimálny pomer L/D (L - aerodynamická vztiaková sila, D - aerodynamická odporová sila ), ktoiý závisí od tvaru profilu krídla či lopatky určeného tiež parametrom NASA, pred rokom 1958 NACA (National Advisory Committee for Aeronautics).

Ovládame smeru letu je v najjednoduchšom prípade, ktoiým je aerodynamická pohonná jednotka ukončená s dvomi prstencovými rotormi s protismerovým otáčaním nasledovné. Ak má lietadlo letieť priamo, otáčky prstencových rotorov musia byť v aerodynamickej rovnováhe - odporové a vztiakové sily protismerovo otáčajúcich sa prstencových rotorov majú byť navzájom vyvážené. Ak má lietadlo otočiť smer letu, jednému z prstencových rotorov je potrebné zvýšiť otáčky a druhému znížiť. Prípadne znížiť alebo zvýšiť otáčky jednému z nich. Pritom je potrebné naklopenie jedného alebo obidvoch prstencových rotorov do požadovaného smeru letu.

V prípade lietadiel s prstencovými rotormi vo vyhotovení, kde kabína má tvar gule alebo elipsoidu, ktorá nemá prednú, zadnú a bočnú časť (kabína je symetrická okolo zvislej osi) môže byť vnútro kabíny otočné. V prípade požiadavky zmeny smeru letu postačí natočiť do požadovaného smeru letu vnútro kabíny spolu s pilotom a pilot nemusí otáčať cely stroj do požadovaného smeru letu.

Ovládame naklápania prstencových rotorov do všetkých smerov môže byť manuálne alebo servopohonom (elektricky, hydraulicky, pneumaticky).

Ako motor pre náhon tichej pohonnej jednotky je najvhodnejší elektromotor. Otázkou vhodnosti jeho použitia je výdrž batérií, ktorá sa časom vývojom zlepšuje. Možný je tiež spaľovací motor, ktoiý je potrebné pre tichý chod čo najdokonalejšie odhlučniť či už priamo konštrukciou motora a vývodu spalín, alebo nepriamo umiestnením do odhlučneného priestoru a s tichým vývodom spalín, alebo oboma spôsobmi.

Konštrukcia podvozku v záujme zabezpečenia stability musí byť dostatočne široká a upravená pre rôzne povrchy. Podvozok môže byť trvalé vysunutý alebo zasúvací.

Prstencové rotory podľa vynálezu je možné použiť na rekonštrukciu súčasných lietadiel - vrtuľníkov, vírnikov a dronov a to nahradením ich fychlo sa otáčajúcich hlučných úzkych dlhých krídiel či vrtúľ pomalšie otáčajúcimi sa, a tým tichšími prstencovými rotormi.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Konkrétne vyhotovenia vynálezu sú vyobrazené na pripojených výkresoch, kde na:

obr. la je znázornený priebeh nábehových lýchlostí na rôznom polomere rotujúceho krídla - listu rotora vrtule vrtuľníka pri konštantnej uhlovej lýchlostí obr. 1b je znázornený priebeh uhlových lýchlostí ω na rôznom polomere nábehovej hrany krídla alebo lopatky prstencového rotora pri približne rovnakej nábehovej lýchlostí v obr. 1c je znázornený v pôdoryse štvorprstencový rotor s protismerovo otáčajúcimi sa dvojicami rozmerovo a uhlovými rýchlosťami ω odstupňovanými prstencovými rotormi s približne rovnakou nábehovou lýchlosťou v obr. 2a čelný pohľad na lietadlo s dvojprstencovým rotorom umiestneným nad kabínou s obvodovým lemom krídiel obr. 2b pôdorys dvojprstencového rotora podľa obr. 2a obr. 3a čelný pohľad na lietadlo s dvojprstencovým rotorom umiesteným nad kabínou so zahnutím krídiel nadol obr. 3b pôdorys dvojprstencového rotora podľa obr. 3 a obr. 4a bočný pohľad na malé lietadlo s dvojprstencovým rotorom umiestneným nad kabínou obr. 4b pôdorys dvojprstencového rotora podľa obr. 4a obr. 5a bočný pohľad na malé lietadlo s dvojprstencovým rotorom umiestneným nad kabínou obr. 5b pôdorys dvojprstencového rotora podľa obr. 5a obr. 6a bočný pohľad na malé lietadlo s dvojprstencovým rotorom, s jedným prstencovým rotorom umiestneným hore nad posedom pilota a s druhým prstencovým rotorom umiestneným dole obr. 6b pohľad zdola na prstencový rotor lietadla podľa obr. 6a obr. 6c pohľad zhora na prstencový rotor lietadla podľa obr.6a obr. 7a čelný pohľad na lietadlo s dvojprstencovým rotorom umiesteným v strede kabíny tvaru gule obr. 7b pôdorys dvojprstencového rotora podľa obr. 7a obr. 8a čelný pohľad v čiastočnom reze na lietadlo s dvojprstencovým rotorom umiesteným v strede kabíny tvaru gule a s dvomi pohonnými jednotkami

SK 131-2019 A3 obr. 8b pôdorys dvojprstencového rotora podľa obr. 8a obr. 9a čelný pohľad na lietadlo s tromi prstencovými rotormi umiestenými v hornej polovici kabíny tvaru elipsoidu obr. 9b pôdorys trojprstencového rotora podľa obr. 9a obr. 10a čelný pohľad na lietadlo s dvojprstencovým rotorom umiesteným v strede kabíny tvaru gule obr. 10b pôdorys dvojprstencového rotora podľa obr. 10a obr. 11a čelný pohľad na lietadlo s dvojprstencovým rotorom s lopatkami, umiestneným nad kabínou obr. 11b pôdoiy s dvojprstencového rotora podľa obr. 1 la obr. 12a bočný pohľad na malé lietadlo s dvojprstencovým rotorom s lopatkami, umiestneným nad kabínou obr. 12b pôdorys dvojprstencového rotora podľa obr. 12a obr. 13 axonometrický pohľad na lietadlo s dvojprstencovým rotorom umiesteným v strede kabíny tvaru gule.

Nižšie uvedené príklady predstavujú možné riešenia pohonnej jednotky lietadla s nekonvenčným vzletom a pristátím. V príkladoch sú uplatnené rôzne kombinácie znakov podľa predmetu vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Princíp riešenia prstencových rotorov, ktorý je podrobnejšie opísaný v nasledujúcich príkladoch vychádza z požiadavky optimalizácie požadovanej aerodynamickej vztlakovej sily.

Pri známych rotoroch ukončených krídlom - listom, resp. vrtuľou (vrtuľníky, vímiky,...), ktorých plocha je úzka a väčšieho priemeru vzniká rotáciou pri konštantnej uhlovej lýchlosti (ω) na nábehovej hrane vrtule na každom polomere iná obvodová rýchlosť (vi<v₂<v₃<v₄) - najväčšia je na vonkajšom polomere, ako je to znázornené na obr. la. Pre hodnotu vztlakovej sily, ktorá ja daná obvodovou rýchlosťou je rozhodujúci najväčší polomer, kde je obvodová rýchlosť najvyššia (v₄). Smerom od obvodu k osi rotácie hodnota obvodovej lýchlosti klesá. Štíhly tvar vzletovej plochy vrtule nie je ideálny na vytvorenie dostatočného vztlaku. Pre dosiahnutie požadovanej vztlakovej sily je preto potrebné vyvinúť čo najväčšiu obvodovú lýchlosť (v₄). Vysoká obvodová lýchlosť - vysoké otáčky rotora sú sprevádzané vysokou hlučnosťou.

Nahradením vrtule s príslušnou rýchlosťou otáčania viaceíými krídlami - lopatkami na odstupňovaných polomeroch rotácie, kde každý polomer smerom od osi rotácie k vonkajšiemu polomeru má klesajúcu uhlovú lýchlosť (ωι>ωζ>ω₃>ω₄) ale približne rovnakú obvodovú lýchlosť (v), ako je to znázornené na obr. 1b sa dosiahne požadovaná vztlaková sila pri podstatne nižších obvodových lýchlostiach. Pritom je dôležité, aby jednotlivé prstencové rotory rozmerovo na seba nadväzovali - aby sa plochy krídiel alebo lopatiek pri pohľade zhora neprekiývali a nerušili tým celkový účinok aerodynamických síl. Je to znázornené na obr. 1c, kde plochy krídiel - lopatiek jednotlivých prstencových rotorov sú znázornené vyšráfovaním.

Znížením obvodovej lýchlosti, a tým aj otáčok rotora sa dosiahne nižšia hlučnosť pohonu.

Príklad 1

Lietadlo s dvomi prstencovými rotormi s usporiadaním prstencových rotorov nad kabínou, znázornené na obr. 2a a obr. 2b je poháňané jednou lietadlovou aerodynamickou pohonnou jednotkou 1 s protismemými otáčkami pozostávajúcou z náhonu 12 a dvoch prstencových rotorov 11, 11'. Prstencový rotor 11 menšieho priemeru je tvorený tromi krídlami 111, ktoré sú po vonkajšom obvode spojené obvodovým lemom 115. Prstencový rotor 11' väčšieho priemeru pozostáva zo šiestich krídiel 111' po vonkajšom obvode spojených obvodovým lemom 115'.

Príklad 2

Lietadlo s dvomi prstencovými rotormi s usporiadaním prstencových rotorov nad kabínou, znázornené na obr. 3a a obr. 3b je zhodne ako v predchádzajúcom príklade poháňané jednou lietadlovou aerodynamickou pohonnou jednotkou 1 s protismemými otáčkami pozostávajúcou z náhonu 12 a dvoch prstencových rotorov 11, 11'. Prstencový rotor 11 väčšieho priemeru je tvorený šiestimi krídlami 111 so zahnutím 112 nadol upevnenými k osi náhonu prostredníctvom ramien 116, prstencový rotor 11' menšieho priemeru pozostáva z troch krídiel 111' so zahnutím 112' nadol.

Príklad 3

Malé lietadlo s dvomi prstencovými rotormi s usporiadaním prstencových rotorov nad kabínou, znázornené na obr. 4a a obr. 4b je zhodne ako v predchádzajúcich príkladoch 1 a 2 poháňané jednou lietadlovou pohonnou jednotkou 1 s protismemými otáčkami pozostávajúcou z náhonu 12 a dvoch prstencových rotorov 11, 11'. Prstencový rotor 11 väčšieho priemeru je tvorený šiestimi krídlami 111 upevnenými na obmči 117 s ramenami 116, prstencový rotor 11' menšieho priemeru pozostáva zo štyroch krídiel 11 ľ.

SK 131-2019 A3

Príklad 4

Malé lietadlo s dvomi prstencovými rotormi s usporiadaním prstencových rotorov nad kabínou, znázornené na obr. 5a a obr. 5b je zhodne ako v predchádzajúcich príkladoch 1 až 3 poháňané jednou lietadlovou pohonnou jednotkou 1 s protismemými otáčkami pozostávajúcou z náhonu 12 a dvoch prstencových rotorov 11, 11'. Prstencový rotor 11 menšieho priemeru je tvorený dvomi krídlami 111, prstencový rotor 11' väčšieho priemeru pozostáva z troch krídiel 111' upevnených na ramenách 116'.

Príklad 5

Malé lietadlo s dvojprstencovým rotorom s usporiadaním jedného prstencového rotora nad posedom pre pilota a s druhým prstencovým rotorom pod posedom, znázornené na obr. 6a, obr. 6b a obr. 6c je zhodne ako v predchádzajúcich príkladoch 1 až 4 poháňané jednou lietadlovou pohonnou jednotkou 1 s protismemými otáčkami pozostávajúcou z náhonu 12 a dvoch prstencových rotorov 11, 11'. Prvý prstencový rotor 11 väčšieho priemeru nad posedom pilota má štyri krídla 111 po obvode spojené obvodovým lemom 115, druhý prstencový rotor 11' menšieho priemeru pod posedom pilota má tri krídla 111' so zahnutím 112' nadol.

Príklad 6

Lietadlo s prstencovými rotormi s kabínou v tvare gule rozdelenej na dve pologule s dvomi prstencovými rotormi umiestnenými v strede, poháňané jednou lietadlovou jednotkou je znázornené na obr. 7a a obr. 7b. Prvý prstencový rotor 11 menšieho priemeru so štyrmi krídlami 111 spojenými obvodovým lemom 115 je umiestnený nad druhým prstencovým rotorom 11', ktorý je väčšieho priemeru so šiestimi krídlami 111' s obvodovým lemom 115' na vonkajšom obvode.

Spojením krídiel 111 alebo lopatiek 113 (napríklad v Príklade 9) obvodovým lemom na vonkajšom polomere prostredníctvom obvodových lemov 115 sa dosiahne tvar rotačnej plochy zodpovedajúci tvaru aerodynamického lietajúceho taniera.

Axonometrický pohľad na lietadlo podľa tohto príkladu je vyobrazený na obr. 13.

Príklad 7

Lietadlo s prstencovými rotormi s kabínou v tvare gule rozdelenej na dve pologule s dvomi prstencovými rotormi umiestnenými v strede znázornené na obr. 8a a obr. 8b má dva prstencové rotory zhodne s Príkladom 6. Dve lietadlové pohonné jednotky sú tvorené náhonom 12, ktorého motor má na výstupe rotujúci ozubený pastorok, ktorý zapadá do ozubeného venca 119, príslušného prstencového rotora 11, 1 ľ.

Pre zamedzenie prípadného presahu jedného prstencového rotora 11 do rotačného priestoru druhého prstencového rotora 11' sú upevnené v priestore medzi jednotlivými protismeme rotujúcimi prstencovými rotormi klzné prvky 118. Osadené sú na spodnom povrchu prvého prstencového rotora 11 oproti vrchnému povrchu dmhého prstencového rotora 11'. Ako klzné prvky 118 môžu byť použité obdoby klzného alebo valivého uloženia.

Príklad 8

Lietadlo s prstencovými rotormi so zasúvacím podvozkom s kabínou v tvare elipsoidu s tromi prstencovými rotormi 11 umiestnenými v hornej polovici kabíny je znázornené na obr. 9a a obr. 9b. Jednotlivé prstencové rotory lis krídlami 111a obvodovými lemami 115 sú navzájom oddelené klznými prvkami 118 umiestnenými na príslušných povrchoch stýkajúcich sa prstencových rotorov, zhodne s usporiadaním podľa predchádzajúceho Príkladu 7.

Príklad 9

Lietadlo s prstencovými rotormi s kabínou tvaru dvoch polgulí s dvomi prstencovými rotormi 11, 11' umiestnenými v strede kabíny je znázornené na obr. 10a a obr. 10b.

Prstencové rotory 11, 11' sú otočné upevnené k hornej výkyvnej polguli a osadené sú sústavou lopatiek 113, 113' spojených obvodovým lemom 115, 115'.

Príklad 10

Lietadlo s prstencovými rotormi s usporiadaním dvoch prstencových rotorov 11, 11' umiestnených nad kabínou je znázornené na obr. 11a a obr. 11b. Prstencový rotor 11 menšieho priemeru s lopatkami 113 spojenými obvodovým lemom 115 je umiestnený nad prstencovým rotorom 11' väčšieho priemeru s lopatkami 113', ktoré sú spojené obvodovým lemom 115'.

Príklad 11

Malé lietadlo s prstencovými rotormi s usporiadaním dvoch prstencových rotorov 11, 11' umiestnených nad kabínou je znázornené na obr. 12a a obr. 12b. Konštrukcia prstencových rotorov je podobná ako v Príklade 10. Prstencový rotor 11 menšieho priemeru s lopatkami 113 spojenými obvodovým lemom 115 je

SK 131-2019 A3 umiestnený nad prstencovým rotorom 11' väčšieho priemeru s lopatkami 113', ktoré sú spojené obvodovým lemom 115'. Pohon prstencových rotorov je prostredníctvom náhonu 12.

Vyššie uvedené príklady 1 až 11 predstavujú lietadlá s prstencovými rotormi pracovne pomenované ORBITER s ticho sa otáčajúcimi prstencovými rotormi pracovne nazvanými ORBITOR. Názov ORBITOR je odvodený od toho, že tým, že prstencové rotory sú tvorené krátkymi krídlami, resp. lopatkami, pri rotácii akoby obiehali po obežnej dráhe - orbite.

Príklady 6 až 9 znázorňujú lietadlá s prstencovými rotormi s tichým pohonom pripomínajúce tvarom lietajúci tanier. Pracovne boli pomenované SATURN odvodený od Silently Air Tumable. Názov je totožný aj s planétou Satum - kabína má tvar gule alebo elipsoidu a prstencové rotory sú umiestnené okolo stredu v jednej rovine rotácie, alebo v hornej časti tesne pod sebou, a tým pripomínajú planétu Satum alebo UFO lietajúci tanier.

Výkresy znázorňujúce riešenie podľa vynálezu a následne opísané príklady konkrétneho vyhotovenia v žiadnom prípade neobmedzujú rozsah ochrany uvedený v definícii, ale iba objasňujú podstatu tohto vynálezu.

Priemyselná využiteľnosť

Predmet vynálezu sa uplatní v leteckej technike, v leteckej preprave, v rekreačnom a pracovnom lietam a na vojenské využitie. Aerodynamická pohonná jednotka s prstencovými rotormi je tichý aerodynamický pohon, umožňuje vyhotoviť aerodynamický ticho lietajúce zariadenia.

SK 131-2019 A3

Zoznam vzťahových značiek

-aerodynamická pohonná jednotka

- prstencový rotor

111 -krídlo

112 - zahnutie nadol

113 -lopatka

115 - obvodový lem

116 -rameno

117 -obruč

118 -klzný prvok

119 - veniec pre pohon

- náhon

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Lietadlo s prstencovými rotormi, s najmenej jednou aerodynamickou pohonnou jednotkou (1) tvorenou lietadlovým motorom s príslušenstvom, vyznačujúce sa tým, že aerodynamická pohonná jednotka (1) je ukončená najmenej dvomi prstencovými rotormi (11) s protismerovým otáčaním, pričom nosnú plochu prstencového rotora (11) tvoria najmenej dve krídla (111) a/alebo najmenej dve lopatky (113).
2. 2. Lietadlo s prstencovými rotormi podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že najmenej jeden prstencový rotor (11) je uložený výkyvné okolo zvislej osi do všetkých smerov po jej obvode.
3. 3. Lietadlo s prstencovými rotormi podľa nároku 1 alebo nároku 2, vyznačujúce sa tým, že krídla (111) sú ukončené pozdĺž ich vonkajšieho rotačného obvodu zahnutím (112) nadol.
4. 4. Lietadlo s prstencovými rotormi podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že krídla (111) alebo lopatky (113) sú pozdĺž ich vonkajšieho obvodu spojené obvodovým lemom (115).
5. 5. Lietadlo s prstencovými rotormi podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že najmenej dva prstencové rotory (11) menšieho priemeru a (1 ľ) väčšieho priemeru pohonnej jednotky (1) majú medzi spodným povrchom prvého prstencového rotora (11) a horným povrchom druhého prstencového rotora (1 ľ) upevnený klzný prvok (118).
6. 6. Lietadlo s prstencovými rotormi podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že k obvodovému lemu (115) prstencového rotora (11) je upevnený veniec (119) náhonu (12).
7. 7. Lietadlo s prstencovými rotormi podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že aerodynamická pohonná jednotka (1) s viac ako dvomi prstencovými rotormi (11) má usporiadanie ich priemerov, ktoré na seba nadväzujú od najmenšieho po najväčší.