WO2015194991A1 - Вестаплан - вертостат планирующий - Google Patents

Вестаплан - вертостат планирующий Download PDF

Info

Publication number
WO2015194991A1
WO2015194991A1 PCT/RU2015/000200 RU2015000200W WO2015194991A1 WO 2015194991 A1 WO2015194991 A1 WO 2015194991A1 RU 2015000200 W RU2015000200 W RU 2015000200W WO 2015194991 A1 WO2015194991 A1 WO 2015194991A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
balloon
shells
aerostat
engines
carrier platform
Prior art date
Application number
PCT/RU2015/000200
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Николай Борисович ШУЛЬГИН
Original Assignee
Николай Борисович ШУЛЬГИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович ШУЛЬГИН filed Critical Николай Борисович ШУЛЬГИН
Priority to US15/316,902 priority Critical patent/US20170096209A1/en
Priority to CN201580032988.2A priority patent/CN106414234B/zh
Priority to GB1700875.6A priority patent/GB2542102A/en
Priority to JP2016574187A priority patent/JP6512492B2/ja
Publication of WO2015194991A1 publication Critical patent/WO2015194991A1/ru
Priority to HRP20170040AA priority patent/HRP20170040A2/hr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/58—Arrangements or construction of gas-bags; Filling arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/08—Framework construction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/14—Outer covering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/20—Rigid airships; Semi-rigid airships provided with wings or stabilising surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/22—Arrangement of cabins or gondolas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/24—Arrangement of propulsion plant
    • B64B1/30—Arrangement of propellers
    • B64B1/34—Arrangement of propellers of lifting propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/58—Arrangements or construction of gas-bags; Filling arrangements
    • B64B1/60—Gas-bags surrounded by separate containers of inert gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/66—Mooring attachments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B2201/00—Hybrid airships, i.e. airships where lift is generated aerodynamically and statically

Definitions

  • the invention relates to the field of aviation.
  • Declared a combined aircraft which has the adjustable properties of a helicopter, a balloon, an airplane and a glider (hereinafter Vestaplan) and can be based on the water surface, on solid surfaces and structures with different angles of inclination.
  • the essence of the claimed device is the combination in it of the adjustable properties of a helicopter, a balloon, an airplane and a glider with the help of, in its design, a transformable aerostat, variable semi-rigid suspension system and engines with screw propellers, in which the direction of the thrust vector can vary in the vertical plane by 360 °.
  • a transformable aerostat variable semi-rigid suspension system and engines with screw propellers, in which the direction of the thrust vector can vary in the vertical plane by 360 °.
  • the device has various options for basing, the essence of which is the adaptation, included in its design, of the balloon, suspension system and engines to the following conditions of parking and parking:
  • Adaptation is performed to fix the device in a stable position for a long time without assistance.
  • the claimed device solves the following tasks year-round operation of personal air transport in various climatic and atmospheric conditions:
  • Vestaplan design includes a transformable balloon consisting of two identical rigid shells with a carrier gas.
  • the shells have a rigid frame that defines the shape of straight cylinders, the bases of which are half of the airfoil.
  • cylinders are installed on the bases of the cylinder, rounding the flat bases of the cylinders.
  • the shells are interconnected by a cylindrical hinge, placed on the generators, passing through the corner point of the semi-aerodynamic profile, and controlled by a lock, placed on the other side of the section. If the lock is open, the shells can freely rotate around the axis of the hinge, while a fairing opens over the opening formed between the shells.
  • the shells are fixed in a position that has the shape of a straight cylinder with bases in the form of a full aerodynamic profile.
  • the balloon is a cylindrical wing, in which the profile chord is greater than the profile height and the height of the cylinder, and the profile height is less than the height of the cylinder.
  • At the front and rear ends of the wing bumpers are installed to protect the shell from damage.
  • Bottom, in the front and rear of the wing are placed transverse beams attached to the shell frames. Slings of the suspension system are attached to the beams with one ends, designed to control the angle of rotation of the shells. At the other ends, these slings are attached to the controls in the cargo and passenger cabin.
  • Suspension system includes airglass sheath control lines made of composite materials, rigid pivot posts and pivot post control lines.
  • the lower ends of the pivot struts are pivotally attached to the upper horizontal crossbar of the platform’s vertical frame, and the axis of rotation of the hinges of the balloon shells passes through the upper ends of the pillars.
  • Rotate the racks at a given angle and fixation is carried out slings that are attached at one end to the upper ends of the pivot struts, and at the other end attached to the controls in the passenger and cargo cabin.
  • the carrier platform is made of composite materials and is a horizontal lattice frame, on the middle line of which a vertical frame with three apertures is fixedly mounted.
  • engines with propellers one in each opening.
  • the engines have the ability to rotate and fix in a predetermined position so that the directions of the thrust vectors of the engines can be independently changed in the profile plane at an angle of up to 180 ° to both sides of the zero position. Also on the carrier platform posted:
  • the stationary passenger-compartment cabin with a pilot's seat, a cargo-passenger seat, and aerostat controls, pivot struts and engines, is stationary, in the middle aperture of the vertical frame.
  • the cockpit in addition to the pilot, one passenger and / or cargo with a limited gross weight can be accommodated.
  • Vestaplan Transforming the balloon and suspension system, changing the speed and direction of the thrust vector of engines, Vestaplan is assigned the following active and passive modes of motion: vertical take-off, horizontal otpalivanie, active straight-line flight, maneuvering along the course and height, planning, parachuting, drift, vertical landing, horizontal mooring .
  • the pivot posts are fixed vertically and perpendicular to the horizontal frame of the supporting platform.
  • the mooring hooks previously installed on the front shell bumper are engaged with one anchor protruding from the base structure. Turning the front shell, lower the platform until it touches the carrier platform and the base structure and is attached to other anchors protruding from the base structure.
  • FIG. 1, 2 shows the profile and frontal projections of Vestaplan in the "original" position:
  • the balloon is fixed in the shape of a wing
  • FIG. 3 shows the fairing of the opening between the shells.
  • FIG. 4 shows the horizontal projection of the horizontal frame of the carrier platform of the Westaplan with the bottom of the cockpit, on which the sling channels, winches for the control lines and hermetic shells in the form of hemispheres on the bottom surface of the carrier platform are placed.
  • FIG. 5 shows a profile projection of Vestaplan in flight with a displaced center of gravity.
  • FIG. 6 shows a profile projection of Vestaplan, based on a horizontal solid surface.
  • FIG. 7 shows a profile projection of Vestaplan, based on the water surface.
  • FIG. 8 shows a profile projection of Vestaplan, based on a vertical wall with a protrusion, anchors and access to a horizontal surface.
  • Transformable balloon consists of front 1 and rear 2 shells (see Fig. 1, 2).
  • Shells have rigid frames made of composite materials and covered with parachute fabric, inside of which are placed balloons with helium.
  • the frames set the shells to the shape of straight cylinders, the bases of which have the shape of the first and second quadrants of an ellipse, stretched horizontally and rounded at the ends.
  • cylinders 3 filled with helium and rounding flat bases of cylinders up to a semicircular shape are installed on the bases of the cylinder.
  • Front 4 and rear 5 bumpers in the form of trusses made of aluminum alloy are installed on the ends. Bumpers are rigidly fastened to the frame.
  • the shells are interconnected by a cylindrical hinge 6 with an axis on the line AA 'and a controlled electromechanical lock 7 on the other side of the shells junction consisting of the front 7.1 and rear 7.2 parts.
  • Lock control carried out remotely, similar to the management of passenger car door locks. If the lock is open, the shells can rotate around the axis of the hinge 6, while a fairing is opened above the opening between the shells (see Fig. 3).
  • the fairing consists of two identical bands of parachute fabric 8 and 9, each of which is attached to the corresponding shell by one side and attached to the upper strap of the rigid frame 10 made of carbon-fiber plastic with the other side.
  • the lower part of the frame 10 is pivotally fixed on the axis of the hinge 6.
  • the balloon is a cylindrical wing, in which the profile chord (wing length) is greater than the profile height (wing thickness) and cylinder height (wing width), and the profile height is less than the cylinder height.
  • transverse beams 1 1 and 12 In the front and rear parts of the wing, on the frameworks of the shells are placed transverse beams 1 1 and 12, to which the front 13 and rear 14 lines are attached with one ends, designed to rotate the wing or its component shells around the axis of the hinge 6.
  • the other ends of the lines 13 and 14 are attached to controls 15 in the cargo and passenger cabin 16 with a fairing 17.
  • Suspension system includes: wing control lines 13 and 14; pivot stands 18; lines for controlling the swivel struts 19 and 20.
  • the lower ends of the swivel struts are hinges, the axes of which are placed on BB line ', are attached to the upper horizontal crossbar of the vertical frame of the supporting platform, and the hinge axis 6 passes through the upper ends of the struts. pairs of front 19 and rear 20 lines, which alone the ends are attached to the upper ends of the pillars, and the other ends are attached to the controls 21 in the cab 16.
  • the carrier platform is formed by a horizontal lattice frame 22 (see Fig. 4), on which a vertical frame 23 is fixed, which has three openings.
  • the rigidity of the carrier platform is provided by the braces 24 and 25.
  • the cargo-passenger cabin 16 is stationary, and in the two outermost paramotor 26 and 27 with propellers, membrane carburetors and electric starters.
  • Paramotors installed in bearings, on the axes of rotation, which are located on the line BB '. They can rotate around these axes and fix in a predetermined position so that the directions of their thrust vectors can be independently changed from each other in the profile plane by 360 °, from -180 ° to + 1 80 °.
  • the zero position is when the plane of rotation of the screws coincides with the plane of the vertical frame 23, and the thrust vectors are directed toward the front of the Westaplan.
  • Passenger cabin 16 has a flat transparent side walls of transparent plastic and opening up the fairing of transparent plastic.
  • An instrument panel 28 is located on the inner side of the cabin roof.
  • Pilot seat 29, passenger-and-passenger seat 30, balloon controls 15 and controls for pivoting posts 21 and turning engines 3 1 are located on the bottom of the cockpit (see Fig. 4).
  • the controls 15 and 21 are winches, by rotating which you can change the length of the lines and, accordingly, change the angle of rotation of the shells or the angle of rotation of the pillars.
  • the front lines are attached to the front winches, and the rear lines through the sling channels 38 to the rear winches.
  • the control elements of the rotation of the engines 31 are steering wheels with a gearbox and a lock located on the racks of the middle opening of the vertical frame 23 and connected with the axes of rotation of the engine housings 26 and 27. Power is supplied to the West West electrical devices battery 39. In the cockpit can be one pilot, one passenger and / or cargo with a limited gross weight.
  • Sealed containers 32 are fixed on the lower surface of the horizontal frame 22. When basing on a solid surface, they play the role of a chassis, and when landing on the water, they play the role of floats.
  • Vestaplan Transforming the balloon and suspension system, changing the speed and direction of the thrust vector of the engines, Vestaplan is assigned the following active (with a non-zero thrust vectoring engines) and passive modes of motion: vertical take-off, horizontal otpalivanie, active straight-line flight, maneuvering along the course and height, planning, parachuting, drift, vertical landing, horizontal mooring.
  • FIG. 5 shows a profile projection of Vestaplan in the mode of straight-line active flight, with a center of gravity shifted to the nose to compensate for torque from the head of oncoming air flow.
  • pivot racks 18 are fixed vertically and perpendicular to the horizontal frame of the platform. Reduce the flight altitude to touch the sealed containers 32 with the base surface, open the aerostat lock 7, turn the aerostat envelopes down until the bumpers 4 and 5 with the base surface and the slings 13 and 14 restrict the shells in this position. Then the cables 33 attach the carrier platform to the anchors 34. In this case, a fairing formed by the elements 8, 9 and 10 is partially opened above the resulting opening between the shells.
  • pivot racks 18 are fixed vertically and perpendicular to the horizontal frame of the carrier platform. Reduce the altitude to a partial immersion of sealed containers 32 in the water, open the lock 7 balloon, turn the shell of the balloon down until it stops from the horizontal frame 22 and immerse the shell ends and bumpers 4 and 5 in water. Then the lines 13, 14 fix the shells in this position, while the fairing formed by the elements 8, 9 and 10 completely opens over the resulting opening between the shells.
  • the pivot posts 18 are fixed vertically and perpendicular to the horizontal frame of the supporting platform.
  • mooring hooks 35 enter into engagement with the horizontal rods on the brackets 36 and, turning the front shell, lower the platform to the stop with the protrusion - exit to the horizontal surface of the building and attach the vertical rod to the anchors 37.
  • anchors and the protrusion with the exit can be installed on the “deaf” wall of a multi-story building, for example, on a firewall, for mooring directly to the place of work or residence.

Abstract

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов. Комбинированный летательный аппарат содержит аэростат с жестким каркасом, баллонетами с гелием, подвесную систему, несущую платформу с грузопассажирской кабиной. Кабина включает органы управления, двигатели, электрооборудование и измерительные приборы. Аэростат составлен из двух оболочек, связанных цилиндрическим шарниром и имеющих фиксаторы, управляя поворотом которых изменяют и фиксируют аэростат в виде крыла или в виде Λ-образной фигуры с раскрывшимся обтекателем. Подвесная система включает жесткие и гибкие связи и выполнена с возможностью трансформации и фиксации. Двигатели установлены с возможностью изменения направления векторов тяги на 360° в вертикальной плоскости и фиксации. Базирование и фиксация устройства в устойчивом положении может осуществляться на твердой земной поверхности с уклоном, на водной поверхности или на вертикальном сооружении. При базировании на поверхности с уклоном несущая платформа крепиться к анкерам, а оболочки аэростата поворачиваются вниз до касания с поверхностью. При базировании на воде оболочки повернуты вниз до погружения их части в воду. При базировании на вертикальном сооружении на окончании передней оболочки дополнительно устанавливаются причальные крюки, крепящиеся к анкерам.

Description

Описание изобретения
«Вестаплан— вертостат планирующий»
Изобретение относится к области авиации.
Известны комбинированные летательные аппараты из [ 1 -7]. В них используются различные комбинации свойств вертолета, аэростата, самолета и планера. В аппаратах из [1 -3, 5] заявлены постоянные свойства вертолетов и аэростатов. В устройстве из [4] объединены постоянные свойства аэростата и планера. В воздушном судне из [6] реализованы постоянные свойства аэростата и регулируемые свойства вертолета и самолета. В [7] описана конструкция с регулируемыми свойствами аэростата и самолета. Все они, кроме устройства из [5], предназначены для создания подъемной силы от 1000 кг и более. Все имеют одинаковые недостатки:
- низкая скорость и маневренность в процессе взлета и посадки;
- взлет и посадка производятся на аэродромах, оборудованных специальными техническими средствами, с помощью обслуживающего персонала;
- как правило, для парковки и стоянки требуются специальные устройства и закрытые помещения.
Воздушное судно из [6] выбрано в качестве прототипа, т.к. совпадает с заявленным устройством по наибольшему количеству признаков.
Заявлен комбинированный летательный аппарат, который обладает регулируемыми свойствами вертолета, аэростата, самолета и планера (далее вестаплан) и может базироваться на водной поверхности, на твердых поверхностях и сооружениях с различными углами наклона.
Сущностью заявленного устройства является комбинирование в нём регулируемых свойств вертолета, аэростата, самолета и планера с помощью, входящих в его конструкцию, трансформируемого аэростата, изменяемой полужесткой подвесной системы и двигателей с винтовыми движителями, у которых направление вектора тяги может изменяться в вертикальной плоскости на 360°. Управляя этими средствами, изменяют геометрию, статические и динамические свойства заявленного устройства и реализуют свойства указанных летательных аппаратов. При этом у устройства имеются различные варианты базирования, сущностью которых является адаптация, входящих в его конструкцию, аэростата, подвесной системы и двигателей к следующим условиям парковки и стоянки:
- на твердой земной поверхности с уклоном до 30°,
- на вертикальном, жестком сооружении с отклонением от вертикали до 30°;
- на поверхности воды.
Адаптация производится для фиксации устройства в устойчивом положении на продолжительное время без посторонней помощи.
Заявленное устройство решает следующие задачи круглогодичной эксплуатации персонального авиатранспорта в различных климатических и атмосферных условиях:
- парковку и стоянку на неподготовленных площадках в горах, в лесу, в поле, на водоемах;
- парковку и стоянку в условиях городской застройки: на автопарковках и автостоянках; на пустырях и газонах, не доступных для автомобилей; на крышах обособленных гаражей, крышах и стенах многоэтажных зданий и сооружений;
- взлет/посадку и причаливание/отчаливание на указанных местах базирования без применения специальных технических средств и без помощи обслуживающего персонала;
- активное (с использованием двигателей), управляемое перемещение и маневрирование в воздушном пространстве;
- пассивное (без использования двигателей), управляемое перемещение и маневрирование в воздушном пространстве. Конструкция вестаплана включает трансформируемый аэростат, состоящий из двух одинаковых жестких оболочек с несущим газом. Оболочки имеют жесткий каркас, задающий форму прямых цилиндров, основаниями которых являются половины аэродинамического профиля. С внешней стороны на основаниях цилиндра установлены баллоны, скругляющие плоские основания цилиндров. Оболочки связаны между собой цилиндрическим шарниром, размещенным на образующих, проходящих через угловую точку полу аэродинамического профиля, и управляемым замком, размещенным на другой стороне сечения. Если замок открыт, оболочки могут свободно вращаться вокруг оси шарнира, при этом над проемом, образующимся между оболочками, раскрывается обтекатель. Совмещая и замыкая части замка, оболочки фиксируют в положении, которое имеет форму прямого цилиндра с основаниями в виде полного аэродинамического профиля. В этом случае аэростат представляет собой цилиндрическое крыло, у которого хорда профиля больше высоты профиля и высоты цилиндра, а высота профиля меньше высоты цилиндра. На переднем и заднем концах крыла установлены бамперы, предохраняющие оболочки от повреждения. Снизу, в передней и задней частях крыла размещены поперечные балки, прикрепленные к каркасам оболочек. К балкам одними концами прикреплены стропы подвесной системы, предназначенные для управления углом поворота оболочек. Другими концами эти стропы прикреплены к органам управления в грузопассажирской кабине.
Снизу к аэростату на полужесткой подвесной системе подвешена несущая платформа. Подвесная система включает выполненные из композиционных материалов стропы управления оболочками аэростата, жесткие поворотные стойки и стропы управления поворотными стойками. Нижние концы поворотных стоек шарнирно прикреплены к верхней горизонтальной перекладине вертикальной рамы платформы, а через верхние концы поворотных стоек проходит ось вращения шарниров аэростатных оболочек. Поворот стоек на заданный угол и фиксация осуществляется стропами, которые одним концом прикреплены к верхним концам поворотных стоек, а другим концом прикреплены к органам управления в грузопассажирской кабине.
Несущая платформа выполнена из композиционных материалов и представляет собой горизонтальную решетчатую раму, на средней линии которой неподвижно установлена вертикальная рама с тремя проёмами. В двух крайних проёмах размещены двигатели с воздушными винтами, по одному в каждом проёме. Двигатели имеют возможность вращения и фиксации в заданном положении таким образом, что направления векторов тяги двигателей можно независимо изменять в профильной плоскости на угол до 180° в обе стороны от нулевого положения. Также на несущей платформе размещены:
Неподвижно, в среднем проёме вертикальной рамы грузопассажирская кабина с местом пилота, грузопассажирским местом и органами управления аэростатом, поворотными стойками и двигателями. В кабине, кроме пилота, может быть размещен один пассажир и/или груз с ограниченным общим весом.
Неподвижно, на нижней поверхности несущей платформы герметичные емкости, играющие роль шасси или поплавков.
Трансформируя аэростат и подвесную систему, изменяя обороты и направление вектора тяги двигателей, вестаплану задают следующие активные и пассивные режимы движения: вертикальный взлет, горизонтальное отчаливание, активный прямолинейный полет, маневрирование по курсу и высоте, планирование, парашютирование, дрейф, вертикальную посадку, горизонтальное причаливание.
Для базирования вестаплана на твердой горизонтальной поверхности с уклоном до 30° поворотные стойки фиксируют вертикально и перпендикулярно горизонтальной раме несущей платформы. Уменьшают высоту полета до касания герметичных емкостей несущей платформы с базовой поверхностью. Разомкнув замок аэростата, поворачивают оболочки аэростата до упора бамперов оболочек с базовой поверхностью. Затем стропами управления аэростатом фиксируют оболочки в этом положении, а несущую платформу прикрепляют к анкерами, выступающим из базовой поверхности. При этом над образовавшимся проёмом между оболочками частично раскрывается обтекатель.
Для базирования вестаплана на поверхности воды поворотные стойки фиксируют вертикально и перпендикулярно горизонтальной раме несущей платформы. Уменьшают высоту полета до частичного погружения герметичных емкостей несущей платформы в воду. Разомкнув замок аэростата, поворачивают оболочки аэростата до упора с горизонтальной рамой несущей платформы, при этом погружают окончания оболочек с бамперами в воду. Затем стропами управления аэростатом фиксируют оболочки в этом положении. При этом над образовавшимся проёмом между оболочками полностью раскрывается обтекатель.
Для базирования вестаплана на вертикальном, жестком сооружении с отклонением от вертикали до 30° поворотные стойки фиксируют вертикально и перпендикулярно горизонтальной раме несущей платформы. Предварительно установленные на бампере передней оболочки причальные крюки вводят в зацепление с одними анкерами, выступающими из базового сооружения. Поворачивая переднюю оболочку, опускают платформу до касания несущей платформы и базового сооружения и прикрепляют к другим анкерам, выступающим из базового сооружения.
На фиг. 1 , 2 изображены профильная и фронтальная проекции вестаплана в «исходном» положении:
- аэростат зафиксирован в форме крыла;
- поворотные стойки зафиксированы вертикально и перпендикулярно горизонтальной раме несущей платформы;
- векторы тяги двигателей ориентированы параллельно продольной оси, в сторону носовой части. На фиг. 3 изображен обтекатель проема между оболочками.
На фиг. 4 изображена горизонтальная проекция горизонтальной рамы несущей платформы вестаплана с днищем кабины пилота, на котором размещены строповые каналы, лебедки для управляющих строп и герметичные емкости в виде полусфер на нижней поверхности несущей платформы.
На фиг. 5 изображена профильная проекция вестаплана в полете со смещенным центром тяжести.
На фиг. 6 показана профильная проекция вестаплана, базирующегося на горизонтальной твердой поверхности.
На фиг. 7 показан профильная проекция вестаплана, базирующегося на водной поверхности.
На фиг. 8 показана профильная проекция вестаплана, базирующегося на вертикальной стене с выступом, анкерами и выходом на горизонтальную поверхность.
Трансформируемый аэростат состоит из передней 1 и задней 2 оболочек (см. фиг. 1 , 2). Оболочки имеют жесткие каркасы, выполненные из композиционных материалов и обтянутые парашютной тканью, внутри которых размещены баллонеты с гелием. Каркасы задают оболочкам форму прямых цилиндров, основания которых имеют форму первого и второго квадрантов эллипса, вытянутого по горизонтали и скругленного на окончаниях. С внешней стороны на основаниях цилиндра установлены баллоны 3, наполненные гелием и скругляющие плоские основания цилиндров до полукруглой формы. На окончаниях установлены передний 4 и задний 5 бамперы в виде ферм, выполненных из алюминиевого сплава. Бамперы жестко скреплены с каркасом. Оболочки связаны между собой цилиндрическим шарниром 6 с осью на линии АА' и управляемым электромеханическим замком 7 на другой стороне стыка оболочек, состоящим из передней 7.1 и задней 7.2 частей. Управление замком осуществляется дистанционно, аналогично управлению дверными замками легковых автомобилей. Если замок открыт, оболочки могут вращаться вокруг оси шарнира 6, при этом над образующимся между оболочками проемом раскрывается обтекатель (см. фиг. 3). Обтекатель состоит из двух одинаковых полос парашютной ткани 8 и 9, каждая из которых одной стороной прикреплена к соответствующей оболочке, а другой стороной прикреплена к верхней планке жесткой рамки 10, выполненной из углепластика. Нижняя часть рамки 10 шарнирно закреплена на оси шарнира 6. Если оболочки плотно прижаты друг к другу, обтекатель зажат межу ними в сложенном состоянии. При закрытом замке оболочки фиксируются в форме прямого цилиндра с основаниями в виде полу эллипсов со скругленными передним и задним носиками, которые спереди и сзади защищены бамперами 4 и 5, а справа и слева баллонами 3. В этом случае аэростат представляет собой цилиндрическое крыло, у которого хорда профиля (длина крыла) больше высоты профиля (толщины крыла) и высоты цилиндра (ширины крыла), а высота профиля меньше высоты цилиндра. В передней и задней частях крыла на каркасах оболочек размещены поперечные балки 1 1 и 12, к которым одними концами прикреплены передняя 13 и задняя 14 стропы, предназначенные для поворота крыла или составляющих его оболочек вокруг оси шарнира 6. Другими концами стропы 13 и 14 прикреплены к органам управления 15 в грузопассажирской кабине 16 с обтекателем 17.
Снизу к аэростату на полужесткой подвесной системе подвешена несущая платформа. Подвесная система включает: стропы управления крылом 13 и 14; поворотные стойки 18; стропы управления поворотными стойками 19 и 20. Нижние концы поворотных стоек шарнирами, оси которых размещены на линии ББ', прикреплены к верхней горизонтальной перекладине вертикальной рамы несущей платформы, а через верхние концы стоек проходит ось шарнира 6. Поворот стоек на заданный угол и фиксация осуществляется парами передних 19 и задних 20 строп, которые одними концами прикреплены к верхним концам поворотных стоек, а другим концами прикреплены к органам управления 21 в кабине 16.
Несущая платформа образована горизонтальной решетчатой рамой 22 (см. рис. 4), на которой неподвижно установлена вертикальная рама 23, имеющая три проема. Жесткость несущей платформы обеспечивается растяжками 24 и 25. В среднем проеме вертикальной рамы неподвижно размещена грузопассажирская кабина 16, а в двух крайних размещены парамоторы 26 и 27 с воздушными винтами, мембранными карбюраторами и электрическими стартерами. Парамоторы установлены в подшипниках, на осях вращения, которые расположены на линии ВВ'. Они имеют возможность вращения вокруг этих осей и фиксации в заданном положении таким образом, что направления их векторов тяги можно независимо друг от друга изменять в профильной плоскости на 360°, от -180° до + 1 80°. Нулевым является положение, когда плоскость вращения винтов совпадает с плоскостью вертикальной рамы 23, а векторы тяги направлены к передней части вестаплана.
Грузопассажирская кабина 16 имеет плоские прозрачные боковые стенки из прозрачного пластика и открывающийся вверх обтекатель из прозрачного пластика. На внутренней стороне крыши кабины расположена приборная доска 28. На днище кабины (см. фиг. 4) размещены место пилота 29, грузопассажирское место 30, органы управления аэростатом 15 и органы управления поворотными стойками 21 и поворотом двигателей 3 1 . Органы управления 15 и 21 - это лебедки, вращая которые можно изменять длину строп и соответственно изменять угол поворота оболочек или угол поворота поворотных стоек. При этом передние стропы прикреплены к передним лебедкам, а задние стропы через строповые каналы 38 к задним лебедкам. Органы управления поворотом двигателей 31 - это рулевые колеса с редуктором и фиксатором, размещенные на стойках среднего проёма вертикальной рамы 23 и связанные с осями вращения корпусов двигателей 26 и 27. Электропитание электрических устройств вестаплана осуществляется аккумуляторной батареей 39. В кабине могут находиться один пилот, один пассажир и/или груз с ограниченным общим весом.
Герметичные емкости 32, выполненные из прочного пластика и наполненные воздухом, установлены неподвижно на нижней поверхности горизонтальной рамы 22. При базировании на твердой поверхности они играют роль шасси, а при посадке на воду роль поплавков.
Трансформируя аэростат и подвесную систему, изменяя обороты и направление вектора тяги двигателей, вестаплану задают следующие активные (с ненулевым вектором тяги двигателей) и пассивные режимы движения: вертикальный взлет, горизонтальное отчаливание, активный прямолинейный полет, маневрирование по курсу и высоте, планирование, парашютирование, дрейф, вертикальную посадку, горизонтальное причаливание. На фиг. 5 изображена профильная проекция вестаплана в режиме прямолинейного активного полета, со смещенным к носовой части центром тяжести для компенсации крутящего момента от напора встречного потока воздуха.
Для базирования вестаплана на твердой поверхности (см. фиг. 6) поворотные стойки 18 фиксируют вертикально и перпендикулярно горизонтальной раме платформы. Уменьшают высоту полета до касания герметичных емкостей 32 с базовой поверхностью, размыкают замок 7 аэростата, поворачивают оболочки аэростата вниз, до упора бамперов 4 и 5 с базовой поверхностью и стропами 13 и 14 фиксируют оболочки в этом положении. Затем тросами 33 прикрепляют несущую платформу к анкерами 34. При этом над образовавшимся проёмом между оболочками частично раскрывается обтекатель, образованный элементами 8, 9 и 10
Для базирования вестаплана на поверхности воды (см. фиг. 7) поворотные стойки 18 фиксируют вертикально и перпендикулярно горизонтальной раме несущей платформы. Уменьшают высоту полета до частичного погружения герметичных емкостей 32 в воду, размыкают замок 7 аэростата, поворачивают оболочки аэростата вниз до упора с горизонтальной рамой 22 и погружают окончания оболочек и бамперы 4 и 5 в воду. Затем стропами 13, 14 фиксируют оболочки в этом положении, при этом над образовавшимся проёмом между оболочками полностью раскрывается обтекатель образованный элементами 8, 9 и 10.
Для базирования вестаплана на вертикальной стене 40 с выступом 41 (см. фиг. 8) поворотные стойки 18 фиксируют вертикально и перпендикулярно горизонтальной раме несущей платформы. Предварительно установленные на бампере 4 причальные крюки 35 вводят в зацепление с горизонтальными стержнями на кронштейнах 36 и, поворачивая переднюю оболочку, опускают платформу до упора с выступом - выходом на горизонтальную поверхность здания и прикрепляют вертикальным стержнем к анкерам 37. Такие анкеры и выступ с выходом могут быть установлены на «глухой» стене многоэтажного здания, например на брандмауэре, для причаливания непосредственно к месту работы или проживания.
Библиографические данные.
1 . Гибридный дирижабль конструкции А. И. Филимонова (Патент 2059530)
2. Вертостат (Патент RU 2066661)
3. Комбинированный летательный аппарат (Патент RU 2074101 )
4. Планирующий аэростат (Патент RU 2104214)
5. Вертолетно-аэростатный комплекс (Патент RU 2104903)
6. Гибридное воздушное судно (Патент RU 2160689)
7. Дирижабль «Кристалл - трансформер» (Патент RU 2256584)

Claims

Формула изобретени «Вестаплан - вертостат планирующий»
1 . Комбинированный летательный аппарат, имеющий аэростат с жестким каркасом, баллонетами и гелием, подвесную систему, несущую платформу с грузопассажирской кабиной, органами управления, двигателями, электрооборудованием и измерительными приборами, базирующийся на аэродромах с помощью обслуживающего персонала, отличающийся тем, что аэростат составлен из двух оболочек, связанных цилиндрическим шарниром и имеющих фиксаторы, управляя поворотом которых изменяют и фиксируют аэростат в виде крыла с аэродинамическим профилем или в виде Λ-образной фигуры с раскрывшимся обтекателем, подвесная система включает жесткие и гибкие связи и выполнена с
• возможностью трансформации и фиксации, двигатели установлены с возможностью изменения направления их векторов тяги на 360° в вертикальной плоскости и фиксации, а базирование и фиксация устройства в устойчивом положении осуществляется без помощи обслуживающего персонала в различных вариантах.
2. Вариант базирования устройства по п. 1 на твердой земной поверхности с уклоном, отличающийся тем, что несущая платформа устройства касается базовой поверхности и прикреплена к анкерам, выступающим из базовой поверхности, а оболочки аэростата повернуты вниз до касания с базовой поверхностью.
3. Вариант базирования устройства по п. 1 на водной поверхности, отличающийся тем, что несущая платформа устройства касается водной поверхности, а оболочки аэростата повернуты вниз до погружения части оболочек в воду.
4. Вариант базирования устройства по п. 1 на вертикальном, жестком сооружении с отклонением от вертикали, отличающийся тем, что дополнительно установленные на окончании передней оболочки причальные крюки введены в зацепление с одними анкерами выступающими из базового сооружения, а несущая платформа касается базового сооружения и прикреплена к другим анкерам выступающим из базового сооружения.
PCT/RU2015/000200 2014-06-18 2015-03-30 Вестаплан - вертостат планирующий WO2015194991A1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/316,902 US20170096209A1 (en) 2014-06-18 2015-03-30 "vestaplan" gliding helistat
CN201580032988.2A CN106414234B (zh) 2014-06-18 2015-03-30 飞行装置
GB1700875.6A GB2542102A (en) 2014-06-18 2015-03-30 "Vestaplan" gliding helistat
JP2016574187A JP6512492B2 (ja) 2014-06-18 2015-03-30 Ｖｅｓｔａｐｌａｎ−滑空ヘリスタット
HRP20170040AA HRP20170040A2 (hr) 2014-06-18 2017-01-11 Aerostat sa svojstvima helikoptera i zračne jedrilice

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014124602 2014-06-18
RU2014124602/11A RU2578834C2 (ru) 2014-06-18 2014-06-18 Вестаплан-вертостат планирующий и способы его базирования

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015194991A1 true WO2015194991A1 (ru) 2015-12-23

Family

ID=54935846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2015/000200 WO2015194991A1 (ru) 2014-06-18 2015-03-30 Вестаплан - вертостат планирующий

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170096209A1 (ru)
JP (1) JP6512492B2 (ru)
CN (1) CN106414234B (ru)
GB (1) GB2542102A (ru)
HR (1) HRP20170040A2 (ru)
RU (1) RU2578834C2 (ru)
WO (1) WO2015194991A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993004916A1 (en) * 1991-09-09 1993-03-18 Av-Intel Inc. Dirigible airship
RU2070136C1 (ru) * 1994-11-03 1996-12-10 Юрий Григорьевич Ишков Полужесткий управляемый аэростатический летательный аппарат с корпусом изменяемой формы
RU2126346C1 (ru) * 1994-04-04 1999-02-20 Локхид Мартин Корпорейшн Сооружение для причаливания летательного аппарата легче воздуха
RU2256584C1 (ru) * 2004-02-10 2005-07-20 Шульгин Николай Борисович Дирижабль "кристалл-трансформер"
RU2337855C1 (ru) * 2007-02-05 2008-11-10 Борис Васильевич Хакимов Летательный аппарат аварийно-спасательный

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1718109A (en) * 1928-05-12 1929-06-18 Brown George Coleman Heavier-than-air airship
US3232562A (en) * 1964-04-08 1966-02-01 Richard T Cella Air borne lifting vehicle
DE1481222C3 (de) * 1966-04-09 1975-01-23 Hermann 7742 St. Georgen Papst Motorgetriebenes, lenkbares Luftschiff mit Doppelwandhülle
JPS54132997A (en) * 1978-04-06 1979-10-16 Takanori Takahashi Airship for transport work
JP2512064Y2 (ja) * 1989-12-11 1996-09-25 株式会社石井鐵工所 バル―ン式展望台
JPH04230492A (ja) * 1990-12-28 1992-08-19 Haruo Sukai 飛行体
RU2059530C1 (ru) * 1992-12-14 1996-05-10 Александр Иосифович Филимонов Гибридный дирижабль конструкции а.и.филимонова
RU2066661C1 (ru) * 1993-01-11 1996-09-20 Евгений Анисимович Кирсанов Вертостат
RU2104214C1 (ru) * 1993-05-05 1998-02-10 Юрий Васильевич Макаров Планирующий аэростат
RU2104903C1 (ru) * 1994-04-25 1998-02-20 Казанское научно-производственное объединение "Вертолеты Ми" Вертолетно-аэростатный комплекс
US5823468A (en) * 1995-10-24 1998-10-20 Bothe; Hans-Jurgen Hybrid aircraft
US20030071168A1 (en) * 2001-10-15 2003-04-17 Barnes Alfred C. Collapsible airship batten assembly
DE10164067A1 (de) * 2001-12-24 2003-07-03 Cargolifter Ag I Ins Anordnung zur Be- und Entladung von verankerten Luftschiffen
US6843448B2 (en) * 2002-09-30 2005-01-18 Daniel W. Parmley Lighter-than-air twin hull hybrid airship
CA2533439C (en) * 2003-08-15 2012-01-03 Imre Nagy High speed airship
WO2005021898A1 (de) * 2003-08-27 2005-03-10 Prospective Concepts Ag Schwebende tragstruktur mit statischem auftrieb
US7147184B1 (en) * 2005-08-24 2006-12-12 Sierra Nevada Corporation Aerodynamic fairing system for airship
RU2310581C1 (ru) * 2006-04-18 2007-11-20 Николай Борисович Шульгин Способ причаливания дирижабля и реализующее устройство - воздушный причальный буксир
CA2557893A1 (en) * 2006-08-29 2008-02-29 Skyhook International Inc. Hybrid lift air vehicle
US8104718B2 (en) * 2007-06-12 2012-01-31 Donald Orval Shaw Inflatable wing flight vehicle
WO2011044168A2 (en) * 2009-10-06 2011-04-14 Skyacht Aircraft, Inc. Aerostat envelope furling system
FR2951135B1 (fr) * 2009-10-14 2011-12-09 Baptiste Regas Ballon dirigeable.
US20110198438A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-18 21St Century Airship Technologies Inc. Propulsion and steering system for an airship
HRP20100468A2 (hr) * 2010-08-27 2012-02-29 Hipersfera D.O.O. Autonoman stratosferski bespilotni zračni brod
JP4732546B1 (ja) * 2010-11-22 2011-07-27 英世 村上 飛行装置
WO2012112913A1 (en) * 2011-02-17 2012-08-23 World Surveillance Group, Inc. An airship and a method for controlling the airship
WO2012125639A1 (en) * 2011-03-15 2012-09-20 Stephen Heppe Systems and methods for long endurance airship operations
RU2511500C2 (ru) * 2011-12-19 2014-04-10 Олег Владимирович Анисимов Аэростатический летательный аппарат (варианты)
US20150203184A1 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 Joseph Nilo Sarmiento Sail-equipped amphibious aerostat or dirigible

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993004916A1 (en) * 1991-09-09 1993-03-18 Av-Intel Inc. Dirigible airship
RU2126346C1 (ru) * 1994-04-04 1999-02-20 Локхид Мартин Корпорейшн Сооружение для причаливания летательного аппарата легче воздуха
RU2070136C1 (ru) * 1994-11-03 1996-12-10 Юрий Григорьевич Ишков Полужесткий управляемый аэростатический летательный аппарат с корпусом изменяемой формы
RU2256584C1 (ru) * 2004-02-10 2005-07-20 Шульгин Николай Борисович Дирижабль "кристалл-трансформер"
RU2337855C1 (ru) * 2007-02-05 2008-11-10 Борис Васильевич Хакимов Летательный аппарат аварийно-спасательный

Also Published As

Publication number Publication date
RU2578834C2 (ru) 2016-03-27
RU2014124602A (ru) 2015-12-27
HRP20170040A2 (hr) 2017-08-11
JP6512492B2 (ja) 2019-05-15
CN106414234B (zh) 2019-04-23
GB2542102A (en) 2017-03-08
JP2017530892A (ja) 2017-10-19
CN106414234A (zh) 2017-02-15
GB201700875D0 (en) 2017-03-01
US20170096209A1 (en) 2017-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230393572A1 (en) Free Wing Multirotor with Vertical and Horizontal Rotors
US10894591B2 (en) Hybrid VTOL vehicle
US9802690B2 (en) Cargo airship
ES2537182T3 (es) Aeronave que incluye estructuras aerodinámicas
RU2507122C1 (ru) Летательный аппарат
US20160101853A1 (en) Vertical take off and landing aircraft
CN105620735A (zh) 高速多旋翼垂直起降飞行器
EA016402B1 (ru) Линзообразный дирижабль
US10597153B1 (en) Heliplane craft
RU2743310C1 (ru) Трехсредное транспортное средство
CA3135682A1 (fr) Appareil pour la navigation aerienne et ses dispositifs
RU2578834C2 (ru) Вестаплан-вертостат планирующий и способы его базирования
US6877693B1 (en) Aerostat for transporting equipment and passengers
WO2016195520A1 (en) Multifunctional air transport system
Shulgin et al. VESTAPLAN" GLIDING HELISTAT
RU2798583C1 (ru) Дирижабль для междугородних авиаперевозок различной дальности
RU2239582C1 (ru) Аэростатический летательный аппарат
RU2791582C1 (ru) Пятнадцатиместное трёхсредное транспортное средство
RU2612071C2 (ru) Воздухоплавательный аппарат
DE4416306A1 (de) Motorisierter Freiballon starrer/halbstarrer Bauart
KR20220121127A (ko) 이동수단용 배터리 충전장치
DE102019004550A9 (de) Mehrzweckflügelkörper
DE10113029A1 (de) Lenkbares Luftschiff

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: 15809882

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15316902

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016574187

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: P20170040A

Country of ref document: HR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 201700875

Country of ref document: GB

Kind code of ref document: A

Free format text: PCT FILING DATE = 20150330

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15809882

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1