SK80895A3 - Flight device - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na lietanie, na ktoré je možné naložiť a pripevniť záťaž podlá hlavného nároku 1, pričom zaťaž je schopná vykonávať riadiace funkcie a môže sa pomocou zariadenia na lietanie nezávisle zdvihnúť zo zeme a vznášajúc sa nad zemou pohybovať alebo stacionárne sa zastaviť. Záťaž je pritom v podstate priamo pilotujúca osoba, alebo dialkovo ovládané riadiace zariadenie.

Doterajší stav techniky

Doteraz sú známe zariadenia na lietanie tohoto typu, ktorých poháňací agregát je vytvorený buď ako palivom poháňané raketové poháňacie zariadenie alebo palivom poháňané poháňacie zariadenie s plynovou turbínou s v podstate smerom dole nasmerovanými dýzami, takže ich horúce výfukové plyny sú nebezpečné. Vytváraný ťahový prúd je horúci a tým nebezpečný pre pilotujúcu osobu popálením a pre okolie spôsobením požiaru.

Okrem toho obmedzuje vysoká teplota týchto výfukových plynov výber použiteľných materiálov pre stavbu zariadenia na lietanie, napríklad nemôže sa pre stavebné časti, ktoré sú vystavené horúcim výfukovým plynom použiť nijaká umelá hmota a prípadne ani hliník.

US-A-3 023 980 zobrazuje zariadenie na lietanie tohoto typu poháňané plynovou turbínou. Zariadenie na lietanie má nosné zariadenie, ktoré sa môže pilotujúcej osobe pripevniť na chrbát. Ako palivo pre plynovú turbínu sa používa napríklad benzín. Plynová turbína poháňa pritom cez priamo pripevnený, horizontálne uložený rotujúci poháňací hriadel axiálny kompresor (kompresor s lopatkovým kolesom) s rovnakou rýchlosťou otáčania, ktorý nasáva okolitý vzduch a privádza ho do plynovej turbíny. Pomocou dvoch ťahových rúr, ktoré vedú od plynovej turbíny k bočné usporiadaným výstupným dýzam vedia pilotujúcej osoby, vyfukuje sa vytváraný horúci plynový prúd s výstupnou teplotou asi 700°C (1200°F) a vytvára tým potrebnú vztlakovú silu. Pre riadenie zariadenia na lietanie sa môže vystupujúci horúci prúd plynu pomocou riadiacich pák a otočných otvorov výstupných dýz vzhľadom k okolitej atmosfére nakláňať a orientovať. Nevýhody tohoto zariadenia na lietanie sú vysoká výstupná teplota vyfukovaného prúdu plynu a extrémne krátke maximálne trvanie letu následkom veľkej spotreby paliva.

US-A-4 795 111 ukazuje diaľkovo ovládanú lietajúcu plošinu, pri ktorej piestový spaľovací motor poháňa priamo oplášťovanú vrtuľu. Zariadenie má použitie hlavne ako vojenská alebo civilná pozorovacia plošina s diaľkovým ovládaním. Možnosť, uviesť pritom aj pilotujúcu osobu do vznášavého stavu, sa sice spomína ale nie je popísaná. V tomto prípade nie je problém horúcich výfukových plynov. Otvorená plošina nie je upevniteľná na chrbát pilotujúcej osoby. Oplášťovanie vrtule prechádza do nerozdelenej, krátkej a priamej a nevykláňateľnej ťahovej rúry. Najmä práve pri použití dvoch ťahových rúr je plošina príliš neforemná a príliš ťažká, aby ju bolo možné upevniť na chrbát pilotujúcej osoby.

Jestvuje preto požiadavka na zariadenie na lietanie, v úvode uvedeného typu, ktorého výfukové plyny majú tak nízku teplotu, že sú v podstate bezpečné a okrem toho umožňujú optima1izovať voľbu ľahkého materiálu na stavbu zariadenia na lietanie. Ďalej je požiadavka zhotoviť také zariadene na lietanie, ktoré dovoľuje dlhší čas vydržať vo vzduchu.

Podstata vynálezu

Úlohou vynálezu je splniť tieto požiadavky. Riešením tejto úlohy je zariadenie na lietanie, v úvode popísané vyznačené kombináciou znakov uvedených v nároku 1. Ďalšie výhodné zlepšenia zariadenia na lietanie podľa vynálezu sú definované v závislých nárokoch.

Predložený vynález umožňuje zdvihúť sa zo zeme zo zeme v zvislom smere a letieť počas dlhšieho časového úseku (do jednej hodiny a viac), prípadne zdvihúť alebo preletieť dlhú dráhu so záťažou, ktorá je schopná vykonávať riadiace funkcie na riadenie zariadenia na lietanie, predovšetkým s pilotujúcou osobou, na chrbte ktorej je pomocou korzetu, prípadne nosného zariadenia pripútané zariadenie na lietanie. Pohon pre zariadenie na lietanie dodáva napríklad palivom poháňaný piestový motor Ottovho typu, ktorý pomocou poháňa cieho hriadeľa poháňa nad ním umiestnený axiálny kompresor (kompresor s lopatkových kolesom), ktorý svojim lopatkovým kolesom nasáva vzduch a tento stláča a urýchľuje, čím sa vyššou rýchlosťou vedie cez dve alebo viaceré ťahové rúry v zvislom smere smerom dole k výstupným koncom ťahových rúr a tam vyteká cez zodpovedajúce dýzy. Ako poháňací agregát sa môžu použiť napríklad spaľovacie motory dieselového alebo Wankelovho typu. Rovnako sa môžu použiť ako poháňacie agregáty aj iné typy spaľovacích motorov, ako napríklad vodíkové výbušné motory. Na výstupnom konci ťahovej rúry spôsobujú dýzy zúženie a tým zrýchlenie vystupujúceho prúdu vzduchu.

Prispôsobiteľnosťou geometrie kompresora na poháňací motor odpadá nutnosť prevodu do rýchla alebo do pomala medzi kľukovým hriadeľom piestového motora a axiálnym kompresorom. Priamy pohon poháňacím hriadeľom medzi poháňacím zariadením a lopatkovým kolesom znamená podstatné zjednodušenie, spojené s podstatným znížením hmotnosti.

Napriek použitiu poháňacieho zariadenia s otáčavými časťami, odpadá pri zariadení na lietanie podľa vynálezu, v protiklade k vrtuľníku potreba, vyrovnávať krútiaci moment motora zvláštnou vrtuľou. Potrebný protimoment, je možné dosiahnuť odklonením poháňacieho prúdu vzduchu od vertikálneho smeru výfuku.

Vynález uspokojuje trvajúcu potrebu na malé, ľahké, vo funkčnom princípe jednoduché zariadenie na lietanie, ktoré dáva možnosť lietania záťaže, ktorá je schopná vykonávať riadiaciu funkciu, napr. nejaká osoba. Zariadenie na lietanie podľa vynálezu je ľahko manévrovateľné, ľahko transportovateľné, ľahko montovateľné, ako aj na zemi jednou osobou prenosné, štartovateľné a obsluhovateľné. Môžu sa ním preto uskutočňovať aj také letové manévre, ktoré sa inými známymi zariadeniami na lietanie, ako napr. lietadlami, ultraľahkými lietadlami, lietajúcimi drakmi, motorizovanými kľzavými padákmi, závesnými klzákmi atď. nedajú uskutočniť. Je možné ním dosiahnuť také terény a ciele, ktoré vrtuľníkom nie je možné dosiahnuť, alebo len ťažko, napríklad horské priepasti. Naviac umožňuje zariadenie na lietanie podľa vynálezu vďaka odstráneniu nebezpečia spôsobenia požiaru, let ponad zalesnené oblasti, ako aj medzi úzkymi medzerami medzi domami a priamo na fasádach domov.

Jedna z rozhodujúcich predností vynálezu, ako aj podstatný rozdiel v porovnaní s doteraz známymi zariadeniami na lietanie, je použitie spaľovacieho, prípadne piestového motora. Tento je v porovnaní s inými poháňacími možnosťami, ako sú plynové turbíny, chemické pohony, napríklad s peroxidom vodíka atd’. oveľa účinnejší a hospodárnejší, ako aj technicky jednoduchší, čo umožňuje podstatne dlhšie trvanie letu. Ďalšia prednosť piestového motora je v jeho jednoduchom a robustnom používaní, ako aj v nízkych nadobúdacích a prevádzkových nákladoch. Aj údržba a udržovanie je podstatne lacnejšie, ako v prípade plynových turbín. Ako palivo sa môžu použiť bežné palivá pre piestové motory, takže už jestvujúca infraštruktúra umožňuje bez problémové zásobovanie palivom.

Vďaka nízkej teplote prúdu vzduchu, vytváraného axiálnym kompresorom a vyfukovaného cez ťahové rúry môžu sa s výhodou vyhotoviť dôležité strojné časti, ako napríklad ťahové rúry a/alebo axiálny kompresor, z ľahkých vláknových kompozitných materiálov. Táto výhoda vzniká aj vtedy, keď výfukové plyny piestového motora sa primiešavajú k vyfukovanému vzdušnému prúdu.

Výhodné použitie zariadenie na lietanie je jeho použitie ako dopravného prostriedku pre poskytovanie prvej pomoci pri záchranných prácach v ťažko prístupných terénoch alebo v dopravných zhlukoch veľkých miest, kde nie je možné včas dosiahnuť poranené osoby obvyklými dopravnými prostriedkami v dôsledku premávky alebo iných prekážok. Výhodné použitie zariadenia na lietanie podľa vynálezu je jeho použitie pri veľkých požiaroch výškových budov, keďže umožňuje priniesť záchranné systémy pre ohrozené osoby, prípadne s týmito osobami takýmto zariadením na lietanie odletieť. Toto je zvlášť vtedy účelné, keď obvyklé prostriedky ako záchranný rebrík alebo vrtuľník nie sú použiteľné alebo neúčelné.

Okrem toho zariadenie na lietanie podľa vynálezu je zvlášť ľahký, malý a cenove výhodný vzdušný dopravný prostriedok, pre ktorý sú dostatočné štartovacie a pristávacie plochy na najmenšom priestore. Je podstatne necitlivejší na pristávacie a štartovacie okolie ako napríklad zariadenie na lietanie poháňané plynovými turbínami, pri ktorých v blízkosti zeme je nebezpečie, že recirkulácia výfukových plynov zníži ťah alebo že sa nasajú do poháňacieho agregátu nečistoty ako prach, lístie, drobné kamienky atď., a tento poškodia .

Zariadenie na lietanie podlá vynálezu je tým vhodné cenovo výhodným spôsobom a rýchlo dosiahnuť ťažko dostupné oblasti, napríklad na vykonávanie kontrolných a dozorných úloh. Zariadenie na lietanie podľa' vynálezu je jednoducho manévrovateľné a umožňuje pilotujúcej osobe letieť nad zalesnenou oblasťou a využívať veľmi malé krycie priestory. Tak isto umožňuje aj let na dlhšie vzdialenosti v blízkosti zeme. Tým sú dané mnohé možnosti vojenského využitia, pričom pozoruhodný akčný rádius zariadenia na lietanie, ako aj jeho kompaktná konštrukcia sú pritom rozhodujúce a dávajú široké možnosti jeho nasadenia. Ďalšie a veľmi zaujímavé použitie zariadenia na lietanie podľa vynálezu je pri všeobecnom vzdušnom športovaní.

Prostredníctvom výhodného nového a zvlášť jednoduchého spôsobu pohonu, ktorý pozostáva z kombinácie spaľovacieho motora, oplášťovaného lopatkového kolesa a zdvojenej ťahovej rúry, je možné, dosiahnuť optimálne vedenie prúdu vzduchu a premeniť tým s vysokou účinnosťou poháňaciu energiu motora. Priamym spojením álneho kompresora, otáčok spaľovacieho axiálneho kompresora otočnej ako aj motora sa dosiahne, osi spaľovacieho motora a axioptimálnym zosúladením oblasti na aerodynamické vytvarovanie že prúd vzduchu prechádza cez celok ťahových rúr podzvukovou rýchlosťou, čím sa ďalej zvýši účinnosť vztlakového zariadenia, t.j. poháňacieho za riadenia s axiálnym kompresorom, vzhľadom k zariadeniu na lietanie poháňanému plynovou turbínou, ktorého prúd plynu sa vyfukuje s oveľa väčšou rýchlosťou. Zariadenie podľa vynálezu má preto nízku spotrebu paliva a následne dovoľuje uskutočňovať dlhšie trvajúce lety.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Ďalej zariadenia výkresoch, uvedené príklady bližšie vysvetľujú vyhotovenia na lietanie podľa vynálezu zobrazené na pričom na rôznych obrázkoch rovnaké časti sú označené rovnakými vzťažnými číslami.

Obr.

la,

Obr.

le, pripevnený na chrbte pilotulf

Obr.

ig chladič na nasávacom chladenie piestového poháňaný lieviku motora.

j edným

Obr.

lh

Obr.li

Obr. lj

Obr. 2

Obr. 3

Ib, lc a ld ukazujú vždy v schematickom bočnom pohlade, čelnom pohlade s čiastočným rezom čelný pohlad a pôdorys jedného príkladu vytvoreného zariadenie na lietanie podlá vynálezu, ktorý je júcej osoby.

ukazujú vodný kompresora na ukazuje chladiaci rotor z poháňacích hriadeli a časť vodného chladenia na chladenie piestového motora, ukazuje prvky vodného chladenia na koncoch ťahových rúr na chladenie piestového motora ako aj dialkovo ovládané riadiace zariadenie namiesto pilotujúcej osoby.

ukazuje obtokový systém pre zvýšenie výkonu motora piestového motora.

ukazuje pripojováciu prírubu vytvorenú ako štartovaciu remenicu.

ukazuje usporiadanie kardánového kĺbu v oblasti axiálneho kompresora.

ukazuje schematicky zariadenia na lietanie lb, lc a ld pre kompenzácie krútiaceho momentu, ukazujú vždy v schematickom bočnom časť zariadenia na lietanie podlá na obr. la, lb, lc a ld pre známožnosti nastavenia smeru vystupuObr. 4a, obr. la, možnosti 4b, 4c a 4d pohlade vynálezu zornenie júceho vzdušného prúdu.

pôdorys časti podlá vynálezu na znázornenie jednej

Obr. 5 ukazuje schematicky spôsob funkcie záchranného systému zariadenia na lietanie podlá vynálezu na obr.la, lb, lc a ld.

Ako je to zvlášť zrejmé na obr.la, zariadenie na lietanie je umiestnené na chrbte pilotujúcej osoby P. Korzet je vytvorený ako nádrž paliva 10 a vytvára styčnú plochu s chrbtom pilotujúcej osoby P. Pomocou systému poprúh 16, ktorý je vytvorený ako sedadlo, sa dosiahne pripevnením popruhovými sponami 17 pevné spojenie medzi pilotujúcou osobou a zariadením na lietanie. Súčasne slúži toto aj na nesenie zariadenia pilotujúcou osobou pred a po lete. Spoločná ťažisková os X zariadenia na lietanie a pilotujúcej osoby, prípadne záťaže prebieha v normálnej letovej polohe zariadenia na lietanie medzi poháňacím zariadením 100 a pilotujúcou osobou P v podstate stredom výstupných dýz 304, 305, ktoré sú prednostne usporiadané nad spoločným ťažiskom zariadenia na lietanie a pilotujúcej osoby P. Pilotujúca osoba P reguluje plynovou rukoväťou 310 na jednom z dvoch riadiacich ramien 309 výkon piestového motora, ktorý tvorí poháňacie zariadenie 100 a ktoré sa môže naštartovať pomocou ručného štartéru. Poháňacie zariadenie 100 sa zásobuje palivom pomocou vhodného systému na vytváranie zmesi z nádrže paliva 10. Nádrž paliva 10 môže byť pritom rozdelená na viaceré časti, alebo môžu byť viaceré nádrže paliva.

Na zariadení na lietanie je usporiadaný axiálny kompresor 200 s kompresorovými lopatkami 203 z uhlíkových vláken, ktorého oceľový hriadeľ 208 lopatkového kolesa je spojený s kľukovým hriadeľom 107 poháňacieho zariadenia 100. cez poháňací hriadeľ 108 z uhlíkových vláken, ktorý v normálnej letovej polohe zariadenia na lietanie stojí v podstate zvisle.

Hriadeľ lopatkového kolesa 208 končí v náboji kompresora 204 vyhotoveného z hliníka, do ktorého sú zabudované kompresorové lopatky 203. Pritom hriadeľ lopatkového kolesa 208 má s výhodou samomazné ložiská. Axiálny kompresor 200 nasáva, cez nasávací lievik kompresora 202 z uhlíkových vláken, ktorý je v normálnej letovej polohe zariadenia na lietanie v podstate vo vodorovnej polohe nad pilotujúcou osobou, vzduch z okolia a tlačí ho s vysokou rýchlosťou cez stator 205 z uhlíkových vláken, ktorý slúži na usmernenie prúdu vzduchu zvisle, ako aj na rovnomerné rozdelenie do dvoch ťahových rúr z uhlíkových vláken smerom dole von. Bočné vedľa pilotujúcej osoby P na konci výstupu vzduchu ťahovej rúry 300 usporiadané výstupné dýzy 304, 305 dávajú zdvihový ťah, pre zdvihnutie pilotujúcej osoby a zariadenia na lietanie a pre ich udržanie vo vznášaní.

Zvýšením výkonu poháňacieho zariadenia 100 sa zvýšia otáčky axiálneho kompresora 200. Výkon privedený na lopatky kompresora 203 má za následok zvýšenie rýchlosti výstupného vzduchu z výstupných dýz 304, 305 a tým zvýšenie vztlakovej sily.

Vyvážením výstupného momentu hybnosti statorových lopatiek prispôsobených na geometriu kompresora a vyrobených z uhlíkových vláken vzniká veľmi efektívna premena výkonu motora poháňacieho zariadenia 100 ná prúdovú energiu, ktorá sa privádza na ťahové rúry 300. Toto je podstatné zlepšenie v porovnaní s doterajším pohonom rotoru vrtuľníka ako aj pohonu vrtuľou. Torzné púzdro 106 je na svojom hornom konci zoskrutkované so statorovým lopatkovým kolesom 205 a na svojom dolnom konci so spojovacím rebrom 9. Spojovacie rebro 9 je na svojich oboch koncoch pevne spojené s rámom 1, ktorý nesie poháňacie zariadenie 100, nádrž paliva 10 a axiálny kompresor 200. Tým je spevnená nosná konštrukcia a zabráni sa skrúteniu rámu 1 krútiacim momentom vznikajúcim z krútiaceho momentu poháňacieho zariadenia 100.

Pomocou riadiacich ramien 309, ktoré sú skrutkovým spojením 319 pevne spojené s ťahovými rúrami 300 a kardanovým kĺbom 2 (vid najmä obr.lc, ld a obr.2), ktorý spojuje vztlakovú rúru 300 so statorom 205 axiálneho kompresora 200, môžu sa obe ťahové rúry 300 ako aj výstupné dýzy 304, 305 nachádzajúce sa na ich koncoch výstupu vzduchu pohybovať o uhol asi ±10° v každom smere (vid' čiarkované znázornené výchylkové nastavenie na obr.lb). Tieto riadiace pohyby umožňujú pilotujúcej osobe meniť výslednú silu prúdu vzduchu pretláčaného cez ťahové rúry 300 tak, že súhlasia s osou ťažiska X celého zariadenia vrátane pilotujúcej osoby a tak umožňujú vznášavý let. Malými odchýlkami od tohoto nastavenia sa dodatočne ovplyvní letový pohyb vo vodorovnom smere. Táto nastavovacia možnosť musí byť tiež k dispozícii, aby sa mohla zohľadniť rozdielna hmotnosť pilotujúcej osoby.

Najefektívnejšia metóda, vyvážiť krútiaci moment poháňacieho zariadenia 100 a axiálneho kompresora 200 s protimomentom krútenia, pozostáva zo skrútenia 306, 307 (viď zvlášť obr. la a ld) oboch ťahových rúr 300, takže ich výstupné dýzy 304, 305 určitým spôsobom odklonia ťahový prúd, čím sa odstráni krútiaci moment. Jemné nastavenie kompenzácie krútiaceho momentu sa môže pritom dosiahnuť pomocou vyvažovacích krídel 302, ktoré sa nachádzajú v oblasti výstupných dýz 304, 305.

Ďalšia možnosť, ktorá vyrovnáva pomocou protimomentu moment vytváraný poháňacím zariadením 100 a axiálnym kompresorom 200, čo je viditelné na obr.3 a spočíva v odklonení malého množstva z vytváraného vzdušného prúdu. Toto sa dosiahne pomocou dvoch odkláňacích dýz 209. ktoré v odstupe od osi ťažiska X odkláňajú a vyfukujú' oddelené vzdušné prúdy s odklonom o 90° do tangenciálneho smeru. Pomocou jednej na jednom z riadiacich ramien 309 usporiadaných otočných rukovätí 311 sa prestavujú škrtiace klapky 210 tak, aby riadili vzdušné prúdy vyfukujúce z odkláňacích dýz 209 a tým vytvárali protimoment.

Vykláňanie ťahových rúr 300 sa uskutočňuje pomocou kardanového kĺbu 2 s kardanovým krúžkom 2 pre zavesenie ťahových rúr 300 na rám 1 pomocou strmeňových spojení 3. (viď najmä obr. lb). Pre utesnenie priestoru voíného pohybu vytvoreného medzi plášťom kompresora 201, upevneneného k rámu 1, a ťahovými rúrami 300, je zodpovedajúce pripojený vykláňací kompenzátor 301. ktorý zahrňuje mech s jednou alebo viacerými vlnami a slúži zároveň ako rozdeľovač vzdušného prúdu upevnený pomocou zverných krúžkov alebo prípadne priamo zalaminovaný podľa materiálu, (pri rôznych materiálových možnostiach). Týmto spôsobom sa môže pre stabilizáciu letu vznikajúci vztlakový prúd odkloniť s malými stratami v potrebnom rozsahu. Zodpovedajúce utesnenie je umiestnené v mieste prechodu poháňacieho hriadeľa 108. Plášť kompresora 201. ktorý obklopuje axiálny kompresor 200. je spojený pomocou rámových držiakov pevne s rámom 1 ako aj s poháňacím zariadením 100 a nádržou paliva 10.

Ďalšie možné riešenia pre odklon a príklon ťahového prúdu, príp. pre riadenie zariadenia na lietanie a stabilizáciu rovnováhy sú znázornené na obr. 4a, 4b, 4c a 4d.

Na obr. 4a je vidieť, že poháňacie zariadenie 100 s rámom χ ako aj s nádržou paliva 10 a na nich pripojenom nosnom zariadení vytvára prvú jednotku, že celok ťahovej rúry 300 s axiálnym kompresorom 200 tvorí druhú jednotku a že poháňacie zariadenie 100 je spojené s axiálnym kompresorom 200 cez kardanový hriadeľ. Tento kardanový hriadeľ 110 má napríklad, ako je znázornené, dva homokinetické kardanové kĺby. Riadenie sa dosahuje posunutím zvislej osi ťažiska

X pomocou kardanového kĺbu 2 v oblasti plášťa kompresora 201 medzi prvou a druhou jednotkou.

Na obr.4b je vidieť, že poháňacie zariadenie 100, rám 1, axiálny kompresor 200 a celok ťahových rúr 300 tvorí prvú jednotku a že nádrž paliva 10 s k nej pripojeným nosným zariadením pre pilotujúcu osobu P tvorí druhú jednotku, pričom obe jednotky sú vzájomne spojené pomocou otočného a nakláňacieho kĺbu 6 v oblasti nosného zariadenia. Pomocou usmerňovania výslednej vztlakovej sily je možné riadiť zariadenie na lietanie.

Na obr. 4c je vidieť, že pre riadenie a stabilizáciu zariadenia na lietanie krížovo usporiadané riadiace krídla 315. 316 sú upevnené pozdĺž a priečne na dutom hriadeli 314 pohyblivom na vlastnej osi, pričom vytláčaný vzdušný prúd je možné odkláňať do lubovolného smeru. Do dutého hriadía 314 je zavedené lankové tiahlo 303, pomocou ktorého je možné pohybovať riadiacimi krídlami 316 cez os otáčania 317 pomocou otočnej rukoväti 311. S dutým hriadeľom 314 je pevne spojené riadiace krídlo 315. Toto sa pohybuje pomocou riadiaceho strmeňa 318 otáčaním riadiaceho ramena 309 v otočnom kĺbe 313 okolo vlastnej osi. Pomocou tohoto odkláňania vztlakového prúdu usporiadaného na koncoch výstupu vzduchu ťahových rúr 300 je možné dosiahnuť stabilizáciu a riadenie zariadenie na lietanie.

Na obr. 4d je vidieť, že pre riadenie a stabilizáciu zariadenia na lietanie sú pomocou ďalšieho kardanového krúžku 320. ako aj ďalších spojovacích strmeňov 321 na konci ťahových rúr 300 pohyblivé upevnené riadiace dýzy 312. Riadiace ramená 309 sú pritom pevne spojené s pohyblivými riadiacimi dýzami 312. Voľný priestor pohybu medzi riadiacimi dýzami 312 a ťahovými rúrami 300 je utesnený ďalším výchylkovým kompenzátorom 322. Odklonením vztlakového prúdu sa dosiahne stabilná rovnovážna poloha, príp. sa môže riadiť zariadenie na lietanie. Ak sa použije ďalší kardanový krúžok 320 na riadenie a stabilizáciu zariadenia na lietanie, môže samozrejme odpadnúť kardanový kĺb 2.

Aby sa umožnilo pri vznášavom lete otáčanie okolo vlastnej osi, príp. letieť úzke zákruty, pohybujú sa pomocou otočnej rukoväti 311 vyvažovacie krídla 302 (viď obr. lb, lc), ktoré prúd vzduchu odkláňajú podľa ich nastavenia buď dopredu alebo dozadu. Toto odklonenie okrem toho, že pomáha riadeniu naviac ešte čiastočne vyrovnáva krútiaci moment axiálneho kompresora 200 a poháňacieho zariadenia 100. Dôležitý aspekt vo vzťahu k výkonu motora pri poháňacom zariadení s jedným spaľovacím motorom, prípadne piestovým motorom tvorí pre poháňacie zariadenie 100 uvažovaný výfukový systém 101. Koncové rúry výfukového systému 101 sú vo všeobecnom výfukovom smere usmernené smerom dole a dávajú výfukovým plynom dodatočný vztlak. Vodný chladič 103 pre chladenie hlavy válcov piestového motora je usporiadaný tak, že je čo najlepšie pretekaný okolitým vzduchom. Tento prietok sa môže zväčšovať pomocou zodpovedajúcich lopatiek na usmerňovanie vzduchu 109 v prúde vzduchu výstupných dýz 304, 305.

Poháňacie zariadenie 100 je upevnené pomocou závesu motora 4 hlavnými upevňovacími skrutkami na vibračných tlmičoch na ráme 1. Okrem toho je možné upevneniť piestový motor na hlave válcov pomocou skrutiek hlavy válcov závesom hlavy válcov 5 antivibračným zavesením na rám 1. Pripojovacia príruba 102. tlmiaca kmitanie s gumovým uložením hriadeľa motora alebo kľukového hriadeľa 107 v tvare hviezdy spojuje tento s antivibračným kmitanie tlmiacim poháňacím hriadeľom 108 z uhlíkových vláken. Palivová nádrž 10, s na nej upevneným nosným zariadením, sa naskrutkuje s gumovým uložením priamo na rám 1. Na hornej strane palivovej nádrže 10 je nástavec na plnenie tanku 13, vetrací nástavec 12 palivovej nádrže 10, ako aj elektrická meracia jednotka 11 na meranie obsahu palivovej nádrže. Palivový pripojovací nástavec na palivo 14 je na najnižšom lievikovité zúženom konci palivovej nádrže 10. Prepážky 15 alebo vypenenie palivovej nádrže (pokrytie stien penou) zabraňujú kolísaniu paliva v nádrži. Prístroje 308 pre ukazovanie obsahu palivovej nádrže 10, otáčok poháňacieho zariadenia 100 a teploty poháňacieho zariadenia 100 sú na riadiacom ramene 309. Stojan 8, prípadne podpera zariadenia na lietanie je zoskrutkovaná s možnosťou výškového nastavenia s rámom 1 a dovoľuje, aby zariadenie na lietanie mohlo byť samostatne odložené. Stojan 8 sa môže počas letu zasunúť, prípadne zdvihnúť a má nárazový tlmič, ktorý pri náraze zariadenia na lietanie na zem slúži ako nárazový absorbér 408 Stojan 8 sa môže tiež vytvoriť tak, že má otočnú os, alebo že počas letu slúži ako oporná plocha pre pilotujúcu osobu (nie je zobrazené). Obloženie 206 náboja kompresora 204 axiálneho kompresora 200 zlepšuje aerodynamický prívod nasávaného vzduchu.

Ďalší variant chladenia piestového motora je znázornený na obr. le a lf. Prstencový vodný chladič 111 (obr.le) alebo prstencový vodný chladič 112 s prstencom vedenia vzduchu sú kruhovité vytvorené a pripájajú sa b’ezšvove na nasávací lievik kompresora 202 axiálneho kompresora 200, ktorý pri prevádzke nasáva časť pritekajúceho vzduchu cez prstencový vodný chladič 111.112. Pomocou ukázaného optimálneho usporiadania prstencového vodného chladiča na okraji nasávacieho lievika kompresora 202, prípadne pomocou usporiadania prstenca vodiaceho vzduch pre zlepšenie prívodu vzduchu do prstencového vodného chladiča sa veľkou rýchlosťou nasávaný vzduch nenarúša ale urýchluje.

Ešte ďalší variant chladenia piestového motora, príp. poháňacieho zariadenia 100 je znázornený na obr.lg. Pomocou upevňovacieho rámu 114 sa umiestni chladiaci rotor 115 pod poháňacie zariadenie 100. Pohon chladiaceho rotora 115 sa uskutočňuje pomocou ozubeného remeňa 117 a remenicou 116 umiestnenou na dolnom konci kľukového hriadeľa 107. Chladiacim rotorom 115 vytváraný prúd vzduchu sa pomocou kanála na vedenie vzduchu 118 privádza do dolu ležiaceho plochého chladiča 119 a cez tento preteká. Použitím remenice 116 s rôznymi priemermi môžu sa meniť otáčky chladiaceho rotora 115.

Na obr.lh je opäť znázornený ďalší variant chladenia piestového motora. Tento obraz ukazuje možnú náhradu pilotujúcej osoby P diaľkovo ovládaným riadiacim zariadením 409. Na chladenie piestového motora sa odkláňa vzduch z hlavného prúdu v ťahových rúrach 300 cez kanál 120 na vedenie vzduchu v ťahovej rúre a privádza sa do prvkov vodného chladenia 121, ktoré sa nachádzajú na koncoch ťahových rúr. Náhradou pilotujúcej osoby P diaľkovo ovládaným riadiacim zariadením 409 sa môže použiť zariadenia na lietanie ako bezpilotné. Diaľkovo ovládané riadiace zariadenie 409 preberá pritom vykláňanie ťahových rúr 300 pre riadenie, prípadne pre reguláciu rovnováhy. Podstatne zlepšenou účinnosťou axiálneho kompresora v porovnaní s vrtuľníkom rovnakej triedy hmotnosti hodí sa diaľkovo riadené zariadenie na lietanie tohoto druhu zvlášť pre dopravu materiálu ako aj pre dozorné úlohy.

Obr.li ukazuje obtokový systém 113 pre zvýšenie motorového výkonu piestového motora. Obtokový systém 113 je umiestnený pod statorovým prstencom 205 axiálneho kompresora 200 a je spojený priamo s nasávacím hrdlom karburátora motora.

Podlá obr.lj môže byť vytvorehá pripojovacia príruba 102 na strane motora ako pripojovacia so štartovacou remenicou 122, takže sa motor môže naštartovať pomocou lanka navinutého na štartovaciu remenicu 122, ktoré je možné ťahať ručne. Spojovacie špice 123 pripojovacej príruby so štartovacou remenicou 122 majú vrtulové skrútenie, takže vytvárajú pri otáčaní cirkuláciu vzduchu, ktorá chladí nad a pod ležiace časti.

Ako je vidieť na obr.5, pozostáva núdzový záchranný systém 400 z padáka 401 vystreľovateľného pomocou poháňacieho nástavca, ktorého mechanizmus sa spúšťa použitím pásu núdzového padáka 407 alebo automaticky. Následkom veľmi malej letovej výšky, v ktorej sa zariadenie na lietanie s väčšinou používa, je potreba zvlášť rýchleho otvorenia padáka 401 pri zlyhaní vztlakového ťahu. Pretože zariadenie na lietaniej nemá nijaké exponované rotorové alebo krídlové usporiadanie, môže sa padák s veľmi krátkymi lankami vystreliť kolmo smerom hore.

V znázornení označenom stupňom 1 sa nachádza padák 401 v zabalenom stave v púzdre padáka 402 s poháňacími sadami 403. Poháňacie sady 403 pre zrýchlené otvorenie padáka 401 sú ešte neaktivované. Rovnako sa v zabalenom padáku nachádza expanzná patróna 404 s určitou výbušnou náložou, ktorá expanziou spôsobí, že objem padáka 401 sa rýchlejšie naplní. V znázornení označenom stupňom 2. ťahá stredná poháňacia sada 403 padák 401 z púzdra padáka 402 až do úplného napnutia lán záchranného padáka 405. Tieto aktivujú, ako je to vidieť zo stupňa 3, pomocné poháňacie sady 403a a 403b. ktoré rýchlejšie otvoria padák 401. Zároveň na rýchlejšie otvorenie padáka 401 prispievajú prúdové pásy 406. Súčasne s pomocnými sadami 403a a 403b sa aktivuje expanzná patróna 404, nachádzajúca sa na dolnej strane padáka 401. Pomocou tejto sa padák 401 v krátkom čase otvorí. Vo fáze označenej stupňom 4 sa nachádza padák 401 v otvorenom stave.

Claims (22)

1. Patentové nároky

   1. Na nákladom zaťažitelné a pripevnitelné zariadenie na lietanie, pričom záťaž je schopná vykonávať riadiace funkcie a pomocou zariadenia na lietanie je nezávisle zdvihnútelná zo zeme a vo vznášavom lete nad zemou pohybovať sa alebo stacionárne udržiavať sa, pozostávajúce z:

   nosného zariadenia na upevnenie záťaže na uskutočnenie podstatného silového spojenia medzi zariadením na lietanie a záťažou,

   - poháňacieho zaradenia (100), ktoré je prostredníctvom rotujúceho poháňacieho hriadela (108) priamo spojené s lopatkovým kolesom (200 ) axiálneho kompresora (200) na vytvorenie prúdu vzduchu, pričom poháňacie zariadenie (100) a axiálny kompresor (200) sa otáčajú rovnakou rýchlosťou,

   - najmenej jednej palivovej nádrže (10) na palivo pre poháňanie poháňacieho zariadenia (100),

   - najmenej dvoch ťahových rúr (300), ktoré ústia bočné do výstupných dýz (304, 305) usporiadaných vedia záťaže na koncoch pre výstup vzduchu a cez ktoré vystupuje prúd plynu v nastaviteľnom smere, pričom výstup prúdu plynu cez ťahovú rúru (300) vytvára výslednú vztlakovú silu, ktorá spôsobuje zdvihnutie, ako aj letový pohyb, prípadne vznášavý pohyb zaťaženia, vyznačené tým, že

   - axiálny kompresor (200) má nasávací lievik kompresora (202), ktorý sa nachádza pri normálnej letovej polohe zariadenia na lietanie v podstate vo vodorovnej polohe nad zaťažením,

   - rotujúci poháňací hriadeľ (108) pre pohon axiálneho kompresora (200) pri normálnej letovej polohe zariadenia na lietanie stojí v podstate zvisle,

   - výstupné dýzy (304, 305) pri normálnej letovej polohe zariadenia na lietanie sú usporiadané v podstate vo zvislej rovine, v ktorej leží os ťažiska (X) a s výhodou nad spoločným ťažiskom zariadenia na lietanie a záťažou a

   - prúd vzduchu, ktorý vytvára lopatkové koleso (200 ) axiálneho kompresora (200) sa vytláča cez celok ťahových rúr (300) podzvukovou rýchlosťou.
2. 2. Zariadenie na lietanie podlá nároku 1, vyznačené tým, že záťaž tvorí pilotujúca osoba (P).
3. 3. Zariadenie na lietanie podlá nároku 1, vyznačené tým, že záťaž tvorí dialkovo ovládané riadiace zariadenie (409).
4. 4. Zariadenie na lietanie podlá nároku 1, vyznačené tým, že poháňacie zariadenie (100) má spalovací motor.
5. 5. Zariadenie na lietanie podlá nároku 4, vyznačené tým, že spalovacím motorom je piestový motor.
6. 6. Zariadenie na lietanie podlá nároku 1, vyznačené tým, že ťahové rúry (300) a axiálny kompresor (200) v podstate sú z lahkých stavebných materiálov ako materiály laminované vláknami.
7. 7. Zariadenie na lietanie podlá nároku 1, vyznačené tým, že palivová nádrž (10) s na nej upevneným nosným zariadením, poháňacie zariadenie (100) a axiálny kompresor (200) tvoria prvú jednotku, že celok ťahových rúr (300) tvorí druhú jednotku a že obe jednotky sú vzájomne spojené pomocou kardanového kĺbu (2) a vykláňacieho kompenzátora (301) v oblasti axiálneho kompresoru (200) za účelom riadenia zariadenia na lietanie pomocou záťaže, ktoré je schopné vykonávať riadiacu funkciu.
8. 8. Zariadenie na lietanie podía nároku 1, vyznačené tým, že palivová nádrž (10) s na nej upevneným nosným zariadením a poháňacím zariadením (100) tvoria prvú jednotku, že celok ťahových rúr (300) a axiálny kompresor (200) tvoria druhú jednotku a že obe jednotky sú vzájomne spojené pomocou kardanového kĺbu (2) v oblasti axiálneho kompresora (200) za účelom riadenia zariadenia na lietanie pomocou záťaže, ktoré je schopné vykonávať riadiacu funkciu a že poháňacie zariadenie (100) je spojené kardanovým hriadelom (110), ktorý má s výhodou dva homokinetické kardanové kĺby, a s ktorým je axiálny kompresor (200) spojený.
9. 9. Zariadenie na lietanie podlá nároku 1, vyznačené tým, že poháňacie zariadenie (100), axiálny kompresor (200) a celok ťahových rúr (300) tvoria prvú jednotku, že palivová nádrž (10) s na nej upevneným nosným zariadením tvoria druhú jednotku a že obe jednotky sú spojené pomocou otočného a nakláňacieho kĺbu za účelom riadenia zariadenia na lietanie záťažou schopnou vykonávať riadiace funkcie.
10. 10. Zariadenie na lietanie podlá nároku 1, vyznačené tým, že konce výstupu vzduchu ťahových rúr (300) v normálnej letovej polohe zariadenia na lietanie sú usporiadané skrútené šikmo ako aj axiálno-symetricky k zvislej osi ťažiska (X), aby dali zariadeniu na lietanie krútiaci moment, ktorý značne kompenzuje krútiaci moment vytváraný poháňacím zariadením (100) a že jemné nastavenie kompenzácie krútiaceho momentu sa uskutočňuje vyvažovacími krídelkami (302), ktoré sú usporiadané v oblasti výstupných dýz (304, 305).
11. 11. Zariadenie na lietanie podlá nároku 1, vyznačené tým, že konce výstupu vzduchu ťahových rúr (300) v normálnej letovej polohe zariadenia na lietanie sú usporiadané priamo smerom dole a dve odkláňacie dýzy (209) sú usporiadané vo vodorovnom smere, v ktorých sa časť prúdu vzduchu oddelí a cez ne vytláča a dávajú zariadeniu na lietanie krútiaci moment, ktorý značne kompenzuje krútiaci moment vytváraný poháňacím zariadením (100), a že jemné nastavenie kompenzácie krútiaceho momentu sa uskutočňuje škrtiacimi klapkami (210), ktoré sú umiestnené pred odkláňacími dýzami (209).
12. 12. Zariadenie na lietanie podlá nároku 1, vyznačené tým, že pre riadenie zariadenia na lietanie sú priečne usporiadané riadiace krídla (315, 316), riadené pomocou lankových tiahel, alebo v oblasti výstupných dýz (304, 305) sú usporiadané pohyblivé riadiace dýzy (312) nastavítelné pomocou kardanového kĺbu.
13. 13. Zariadenie na lietanie podľa nároku 1, vyznačené t ý m, že je vybavený núdzovým záchranným systémom s jedným alebo viacerými padákmi (401).
14. 14. Zariadenie na lietanie podľa nároku 13, vyznače- né t ý m, že núdzový záchranný systém má expanznú patrónu (404) pre rýchle rozvinutie padáka (401).
15. 15. Zariadenie na lietanie podľa nároku 13, vyznače- né tým, že núdzový záchranný systém má viaceré pohonné nálože (403, 403a, 403b) na rýchle vytiahnutie a otvorenie padáka (401).
16. 16. Zariadenie na lietanie podľa nároku 13, vyznačené t ý m, že má nárazový absorbér (408).
17. 17. Zariadenie na lietanie podľa nároku 5, vyznačené tým, že nasávací lievik kompresora (202) má prstencový vodný chladič (111) na chladenie piestového motora.
18. 18. Zariadenie na lietanie podľa nároku 17, vyznačené tým, že že nasávací lievik kompresora (202) má prstencový vodný chladič (111) s prstencom vedenia vzduchu (112) na chladenie piestového motora.
19. 19. Zariadenie na lietanie podľa nároku 5, vyznačené tým, že konce ťahových rúr (300) majú prvky chladenia vody (121) na chladenie piestového motora.
20. 20.Zariadenie na lietanie podľa nároku 5, vyznačené tým, že pod poháňacím zariadením (100) je chladiaci rotor (115) poháňaný poháňacím hriadeľom (108) a plochý chladič (119) na chladenie piestového motora.
21. 21.Zariadenie na lietanie podľa nároku 5, vyznačené tým, že pod statorovým prstencom (205) axiálneho kompresora (200) je obtokový systém (113), ktorý je priamo spojený so sacím hrdlom karburátora motora poháňacieho zariadenia (110) a slúži na zvýšenie výkonu motora.
22. 22.Zariadenie na lietanie podlá nároku 1, vyznačené tým, že pripojovacia príruba na strane motora (102) je vytvorená ako pripojovacia príruba so štartovacou remenicou (122), aby bolo možné ručne naštartovať motor pomocou na štartovacej remenice navinutého lanka a že pripojovacia príruba má lopatkovité vytvorené spojovacie špice (123).