WO2015030630A1 - Летательный аппарат - Google Patents
Летательный аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015030630A1 WO2015030630A1 PCT/RU2014/000633 RU2014000633W WO2015030630A1 WO 2015030630 A1 WO2015030630 A1 WO 2015030630A1 RU 2014000633 W RU2014000633 W RU 2014000633W WO 2015030630 A1 WO2015030630 A1 WO 2015030630A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- blades
- blade
- compressed air
- diffusers
- source
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/06—Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings
- B64C39/062—Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings having annular wings
- B64C39/064—Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings having annular wings with radial airflow
Definitions
- the invention relates generally to the creation of aircraft heavier than air. More specifically, it relates to aircraft using the "Coanda effect.”
- the device can be used in various industries, in particular in agriculture, for spraying agricultural chemicals (fertilizers, pesticides) onto agricultural lands, for monitoring fire hazard zones and fighting fires, etc.
- the Coanda effect is a physical phenomenon named after the Romanian scientist Henri Coanda who discovered it. It lies in the fact that a stream of liquid or gas flowing out of the nozzle tends to deviate towards the wall and adheres to it. In this case, a vacuum is created on the wall.
- this effect was used in particular in the construction of transport aircraft with a short take-off and landing of the An-72 and An-74.
- the closest to this invention in its technical essence is an unmanned aerial vehicle with vertical take-off of the British company AESIR (www, membrana.ru particle / 14158), this device has the form of a disk (plate), in the center of which there is a fan that supplies air through the slots to the upper and side convex surfaces of the apparatus, creating a vacuum on them and thereby providing lift.
- the device is controlled remotely. Horizontal thrust is provided by separate regulation of air flows in different sectors of the "plate” which allows it to bend over and change course.
- the objective of the present invention is to provide an aircraft of predominantly vertical take-off, with increased efficiency (increased ratio of payload and weight of the device.)
- Another objective of the present invention is to provide an aircraft that, in one embodiment, would not require the installation of any engines and mechanical drives.
- These problems are solved by the present invention due to the creation of an aircraft in which the Coanda effect is multiplied due to the implementation of the apparatus in the form of a disk, on the surface of which several wing-shaped blades are arranged in a circle.
- On each blade there are slot diffusers connected to a source of compressed air coming out of the diffuser of each blade, which, firstly, adheres to the upper surface of the wing-blade, providing it with lifting force due to the Coanda effect, and secondly, descending from one blade, it runs onto following it, thereby creating additional lifting force due to the implementation of the blades in the form of a wing.
- the air ejected from the diffusers due to the arrangement of the blades in a circle, causes the disk to rotate, which even in the static position of the disk (before its take-off) further increases the lifting force of the apparatus as a whole.
- the blades of the apparatus can be made hollow and connected to a source of compressed air, and slotted diffusers are made in the shells of the blades.
- one or more blades can be equipped with an additional diffuser connected to a source of compressed air so that the air supply to them does not occur continuously, but periodically, which ensures a difference in lift in different areas of the disk (under different blades).
- Fig.1 a General view of the apparatus according to the invention from above and side
- Figure 2- shows the blade of the apparatus in a top view and side view
- Figure 4 shows an embodiment of a blade with an additional slot diffuser.
- the aircraft includes a disk (1) with blades (2) sequentially mounted on it around the circumference.
- the blades have the shape of a wing (3), which in one embodiment of the invention is hollow and its cavity (4) communicates with compressed air source (not shown).
- Slit diffusers (5) are filled in the wing (3).
- a gas cylinder with a reducer can be used as a source of compressed air.
- a compressor with an internal combustion engine or an electric motor powered by batteries can be installed on the device.
- the aircraft operates as follows.
- the boundary laminar layer emanating from the diffuser (5) of the air stream (6) creates a vacuum on the upper surface (7) of the blade, creating a lifting force due to the Coanda effect.
- the air stream (8) flows around the next blade (2), while the lifting force acting on the same blade due to the Coanda effect is supplemented by the lifting force provided by the incoming air flow from the neighboring blade due to the pterygoid shape blades similar to the wing of a conventional aircraft.
- pressure escapes from slit-like diffusers air creates a reactive load on the blade, and due to the arrangement of the blades in a circle, the disk comes into rotation, as a result of which the lifting force increases even more.
- an embodiment For its movement in horizontal or inclined to the horizontal directions, an embodiment may be used on at least one blade (or on several, but not all) of an additional diffuser (9), to which periodically, for a time less than 1/2 of the disk rotation time, compressed air is supplied.
- the operation of two diffusers during this period of time creates additional lifting force on the segment of the disk on which the blade with two diffusers is located.
- the difference in the lifting force acting on different parts of the surface of the disk causes its inclination and the creation of traction, thereby ensuring the movement of the apparatus (in the horizontal plane and at an angle to the horizontal).
- the control of an aircraft in flight is provided by means commonly used to control unmanned aerial vehicles.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Описан летательный аппарат с применением эффекта Коанда. Аппарат выполнен в виде диска с расположенными на нем несколькими лопастями в форме крыльев, снабжеными диффузорами, соединенными с источником сжатого воздуха.
Description
Летательный аппарат
Изобретение относится в общем к созданию летательных аппаратов тяжелее воздуха. Более конкретно оно относится к летательным аппаратам с применением "эффекта Коанда." Аппарат может быть использован в различных отраслях, в частности в сельском хозяйстве для распыления на сельхоз угодия агрохимикатов ( удобрений, пестицидов), для наблюдения за пожароопасными зонами и тушения возникающих пожаров и т.д.
Эффект Коанда - физическое явление, названное в честь обнаружевшего его румынского ученого Анри Коанда. Оно заключается в том, что струя жидкости или газа, вытекающая из сопла, стремится отклониться по направлению к стенке и прилипает к ней. При этом на стенке создается разряжение.
В сороковых годах прошлого века начались эксперименты с применением эффекта Коанда в создании летательных аппаратов. Обдувание крыла самолета реактивной струей от его двигателя или от компрессора увеличивали подъемную силу крыла.
В Советском Союзе этот эффект был использован в частности, в конструкциях транспортных самолетов с укороченным взлетом и посадкой Ан-72 и Ан-74. Ближайшим к данному изобретению по своей технической сущности является беспилотный аппарат с вертикальным взлетом британской компании AESIR (www, membrana.ru particle/14158) данный аппарат имеет форму диска ( тарелки),в центре которого установлен вентилятор, подающий воздух через щели на верхнюю и боковую выпуклые поверхности аппарата, создавая на них разряжение и обеспечивая тем самым подъемную силу. Аппарат управляется дистанционно. Горизонтальная тяга обеспечивается раздельным регулированием потоков воздуха у разных секторов "тарелки" что позволяет ей наклоняться и менять курс.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание летательного аппарата преимущественно вертикального взлета, с повышенной эффективностью ( увеличенным соотношением полезного груза и веса аппарата.)
Другой задачей настоящего изобретения является создание летательного аппарата, который в одном из вариантов выполнения, не требовал бы установки каких-либо двигателей и механических приводов.
Решаются эти задачи настоящим изобретением благодаря созданию летательного аппарата в котором эффект Коанда мультиплицируется за счет вьшолнения аппарата в виде диска, на поверхности которого расположены по кругу несколько лопастей, имеющих форму крыла. На каждой лопасти расположены щелевые диффузоры соединенные с источником сжатого воздуха, выходящего из диффузора каждой лопасти, который, во-первых, прилипает к верхней поверхности крыла- лопасти, обеспечивая ему за счет эффекта Коанда подъемную силу, во вторых сходя с одной лопасти, набегает на следующую за ней, создавая тем самым дополнительную подъемную силу благодаря выполнению лопасти в форме крыла. Кроме того, эжектируемый из диффузоров воздух, благодаря расположению лопастей по кругу, приводит диск во вращение, что даже в статическом положении диска ( до его взлета) еще более увеличивает подъемную силу аппарата в целом.
В одном из вариантов осуществления изобретения, лопасти аппарата могут быть выполнены пустотелыми и подключены к источнику сжатого воздуха, а щелевые диффузоры выполнены в оболочках лопастей.
Перемещение аппарата, в направлении, отличном от вертикального, в одном из вариантов осуществления изобретения может обеспечиваться подобно тому как это сделано в вышеупомянутом аппарате AESIR-путем наклона тарелки по отношению к горизонту. Для этого одна или несколько лопастей могут быть оснащены дополнительным диффузором, соединенным с источником сжатого воздуха так , что подача воздуха в них происходит не постоянно, а периодически, что обеспечивает разницу подъемной силы в различных зонах диска ( под разными лопастями).
Более полное представление о летающем аппарате, согласно изобретению, можно составить из последующего описания, сопровождающегося ссылкой на приложенные к нему чертежи, на которых указано:
На фиг.1 общий вид аппарата согласно изобретения сверху и сбоку
На фиг.2-изображена лопасть аппарата на виде сверху и сбоку
На фиг.З -изображено распределение воздушных потоков на соседних лопастях
На фиг.4- представлен вариант вьшолнения лопасти с дополнительным щелевым диффузором.
Летательный аппарат включает в себя диск (1) с последовательно закрепленными на нем по окружности лопастями (2). Лопасти имеют форму крыла (3), которое в одном из вариантов осуществления изобретения выполнено полым и его полость(4) сообщается с
источником сжатого воздуха ( не показан). В крыле (3) вьтолнены щелевые диффузоры (5).
При малых размерах аппарата или малой продолжительности полета в качестве источника сжатого воздуха может использоваться газовый баллон с редуктором. При других условиях на аппарате может быть установлен компрессор с двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем питаемым от аккумуляторных батарей.
Летательный аппарат функционирует следующим образом.
При подаче сжатого воздуха в полость любой лопасти, пограничный ламинарный слой, исходящий из диффузора (5) потока воздуха (6) создает разряжение на верхней поверхности (7) лопасти, создавая благодаря эффекту Коанда подъемную силу. Стекая с одной лопасти, воздушный поток (8) обтекает следующую лопасть (2), при этом к подъемной силе, действующей на эту же лопасть благодаря эффекту Коанда, добавляется подъемная сила, обеспечиваемая набегающим на нее потоком воздуха с соседней лопасти из-за крыловидной формы лопасти подобной крылу обычного летательного аппарата. При выходе под давлением из щелевидных диффузоров воздух создает реактивную нагрузку на лопасть, при этом благодаря расположению лопастей по кругу, диск приходит во вращение, в результате чего подъемная сила еще более возрастает.
Описанная конструкция обеспечивает летательному аппарату возможность вертикального взлета и посадки. Для его движения в горизонтальной или наклонном к горизонту направлениях может быть использован вариант выполнения хотя бы на одной лопасти ( или на нескольких, но не на всех) дополнительного диффузора(9), к которому периодически, на время меньшее времени 1/2 поворота диска, подается сжатый воздух. Работа в этот период времени двух диффузоров создает дополнительную подъемную силу на том сегменте диска, на котором расположена лопасть с двумя диффузорами. В силу известных законов разница подъемной силы, действующей на разные части поверхности диска вызывает его наклон и создание тягового усилия, обеспечивая тем самым перемещение аппарата ( в горизонтальной плоскости и под углом к горизонту).
Управление летательным аппаратом в полете обеспечивается средствами, обычно используемыми для управления беспилотными аппаратами.
з
Claims
1. Летательный аппарат, преимущественно вертикального взлета, содержащий корпус, выполненный в виде диска, с расположенными на нем по окружности несколькими лопастями, имеющими форму крыла, причем каждая лопасть снабжена щелевым диффузором, ориентированным по существу поперечно по отношению к продольной оси крыловидной лопасти; источник сжатого воздуха: воздуховоды, соединяющие источник сжатого воздуха с щелевыми диффузорами лопастей при этом лопасти и диффузоры сориентированы таким образом, что сходящий с одной лопасти воздушный поток обтекает соседнюю лопасть.
2. Летательный аппарат по п.1 у которого лопасти выполнены пустотелыми, их полости соединены с источником сжатого воздуха, а щелевые диффузоры выполнены в оболочках лопастей.
3. Летательный аппарат по п.1 или 2 у которого одна или несколько лопастей снабжены дополнительным диффузором, сообщающимся с источником сжатого воздуха периодически.
4. Летательный аппарат по любому из п.п. 1-2, управляемый дистанционно.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013139467 | 2013-08-26 | ||
RU2013139467/11A RU2532009C1 (ru) | 2013-08-26 | 2013-08-26 | Летательный аппарат |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2015030630A1 true WO2015030630A1 (ru) | 2015-03-05 |
Family
ID=52587030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2014/000633 WO2015030630A1 (ru) | 2013-08-26 | 2014-08-25 | Летательный аппарат |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2532009C1 (ru) |
WO (1) | WO2015030630A1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10464668B2 (en) | 2015-09-02 | 2019-11-05 | Jetoptera, Inc. | Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles |
US10875658B2 (en) | 2015-09-02 | 2020-12-29 | Jetoptera, Inc. | Ejector and airfoil configurations |
US11001378B2 (en) | 2016-08-08 | 2021-05-11 | Jetoptera, Inc. | Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles |
US11148801B2 (en) | 2017-06-27 | 2021-10-19 | Jetoptera, Inc. | Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5149014A (en) * | 1989-02-27 | 1992-09-22 | Alexander Faller Maschinenbau | Rotary wing aircraft |
RU2059536C1 (ru) * | 1993-12-07 | 1996-05-10 | Виктор Васильевич Глухов | Несущий винт с реактивным приводом для вертолета |
RU2101215C1 (ru) * | 1996-07-05 | 1998-01-10 | Владимир Александрович Павлов | Крыло самолета павловых |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2269453C2 (ru) * | 2004-03-25 | 2006-02-10 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Способ создания аэродинамической подъемной силы летательного аппарата и устройство для его реализации |
US7825554B2 (en) * | 2005-09-20 | 2010-11-02 | Bastian Family Holdings, Inc. | Stabilizing power source for a vehicle |
US8322649B2 (en) * | 2009-05-07 | 2012-12-04 | Herbert Martin | Saucer-shaped gyroscopically stabilized vertical take-off and landing aircraft |
-
2013
- 2013-08-26 RU RU2013139467/11A patent/RU2532009C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2014
- 2014-08-25 WO PCT/RU2014/000633 patent/WO2015030630A1/ru active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5149014A (en) * | 1989-02-27 | 1992-09-22 | Alexander Faller Maschinenbau | Rotary wing aircraft |
RU2059536C1 (ru) * | 1993-12-07 | 1996-05-10 | Виктор Васильевич Глухов | Несущий винт с реактивным приводом для вертолета |
RU2101215C1 (ru) * | 1996-07-05 | 1998-01-10 | Владимир Александрович Павлов | Крыло самолета павловых |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10464668B2 (en) | 2015-09-02 | 2019-11-05 | Jetoptera, Inc. | Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles |
US10875658B2 (en) | 2015-09-02 | 2020-12-29 | Jetoptera, Inc. | Ejector and airfoil configurations |
US11001378B2 (en) | 2016-08-08 | 2021-05-11 | Jetoptera, Inc. | Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles |
US11148801B2 (en) | 2017-06-27 | 2021-10-19 | Jetoptera, Inc. | Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2532009C1 (ru) | 2014-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2844127T3 (es) | Configuraciones de eyector y perfil aerodinámico | |
US7823840B2 (en) | Systems and methods for control of engine exhaust flow | |
US2997254A (en) | Gyro stabilized vertical rising vehicle | |
WO2009098758A1 (ja) | 飛行体 | |
WO2015030630A1 (ru) | Летательный аппарат | |
US20140001275A1 (en) | Ultra-High-Pressure Fluid Injection Dynamic Orbit-Transfer System and Method Used in Aircraft | |
US10669026B2 (en) | Lift cell modules and lift pods | |
US20180037319A1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft (variants) | |
AU2008202134A1 (en) | Thrust Vectoring Shroud for Fluid Dynamic Device | |
JP4930936B2 (ja) | 飛行体 | |
RU103093U1 (ru) | Устройство создания подъемной силы над поверхностью воды | |
EP3168147A1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft | |
KR20180096455A (ko) | 삼각제트비행체 | |
RU2212358C1 (ru) | Летательный аппарат | |
RU2435707C2 (ru) | Летательный аппарат вертикального взлета и посадки | |
RU121488U1 (ru) | Летательный аппарат | |
RU112153U1 (ru) | Летательный аппарат | |
EP2244941A2 (en) | Spring flying device | |
RU2612036C1 (ru) | Модуль летательного аппарата, создающий подъемную силу | |
RU2621780C1 (ru) | Летательный аппарат, создающий подъемную силу | |
EP3707073A1 (en) | Flying vehicle's drive unit | |
JP2009298248A (ja) | 飛行体 | |
RU2209746C1 (ru) | Летательный аппарат | |
JP5512612B2 (ja) | 飛行体 | |
RU137259U1 (ru) | Летательный аппарат к.и. чертыковцева |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14840468 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14840468 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |