Аэроэлектроподъемный летательный аппарат
AERIAL ELECTROLIFTING AIRCRAFT

Изобретение относится к транспортным средствам, преимущественно к летательным аппаратам.
Известен аэроэлектроподъемный летательный аппарат, содержащий несущую раму с закрепленными на ней четырьмя несущими винтами, каждый из которых связан кинематически с валом управляемого электропривода, а все электроприводы электрически соединены с источником электропитания, и блок управления. Источник электропитания в виде аккумуляторной батареи вместе с управляемыми электроприводами закреплены на несущей раме. (Патент РФ №2617320, опубл. 24.04.2017).
Известный летательный аппарат является беспилотным и не предназначен для перевозки грузов и пассажиров.
Известен аэроэлектроподъемный летательный аппарат, содержащий фюзеляж в виде силовой рамы с установленными на ней электродвигателями, соединенными посредством электрического кабеля с наземным источником электроэнергии, а также четыре воздушных винта с вертикальным вектором тяги, связанные с валами электродвигателей. (Патент №2278061, опубл. 20.06.2006 г.)
Известный аэроэлектроподъемный летательный аппарат, имея малый размер и вес, обладает способностью удерживать полезный груз на заданной высоте продолжительное время, стабильно сохраняя свою вертикальную устойчивость, что обуславливает его использование в качестве устройства для обнаружения целей, аэросъемки и т.д. Вместе с тем, данный летательный аппарат также не предназначен для перевозки тяжелых грузов или пассажиров, и, поскольку источник питания его электродвигателей установлен на земле или на наземном транспортном средстве, данный летательный аппарат может перемещаться в путевом направлении только за счет соединенного с ним транспортного средства.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание аэроэлектроподъемного летательного аппарата для перевозки грузов и пассажиров, обеспечивающего вертикальное и путевое направление своего движения, управляемого за счет изменения скорости вращения его воздушных винтов, при обеспечении аэродинамической устойчивости фюзеляжа.
Технический результат достигается тем, аэроэлектроподъемный летательный аппарат, содержащий фюзеляж, по меньшей мере четыре воздушных винта, каждый из которых кинематически связан с валом управляемого электропривода, соединенным с источником электропитания, также содержит размещенную над фюзеляжем жесткую платформу, причем воздушные винты с электроприводами установлены сверху на платформе, а размещенный под ней фюзеляж жестко закреплен на скобе, шарнирно соединенной с платформой посредством подшипников, установленных с ее противоположных сторон, при этом источник электропитания размещен в фюзеляже и кинематически связан с выходным валом размещенного там же двигателя. Кроме того, фюзеляж дополнительно соединен с жесткой платформой поршневым демпфером, преимущественно гидравлического типа.
Наличие жесткой платформы, сверху которой размещены по меньшей мере четыре воздушных винта, а снизу на подвижно установленной скобе закреплен фюзеляж позволяет за счет изменения скорости винтов осуществлять поворот платформы относительно фюзеляжа, создавая при этом путевую составляющую скорости, причем фюзеляж, за счет подвижного крепления скобы на платформе посредством подшипников, под действием собственного веса сохраняет свое устойчивое положение.
Связь источника электропитания с двигателем, в качестве которого может применяться, например, двигатель внутреннего сгорания или газотурбинный двигатель, позволяет осуществлять снабжение электроприводов воздушных винтов электроэнергией, обеспечивая длительность полета.
Дополнительное соединение фюзеляжа с жесткой платформой через поршневой демпфер повышает аэродинамическую устойчивость фюзеляжа в полете при воздействии на него воздушными потоками.
Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 представлен вид сбоку на предлагаемый аэроэлектроподъемный летательный аппарат, а на фиг. 2 - вид спереди на него.
Аэроэлектроподъемный летательный аппарат содержит фюзеляж 1, по меньшей мере четыре воздушных винта 2, каждый из которых связан с валом управляемого электропривода 3. Электроприводы 3 установлены на общей жесткой платформе 4 и электрически соединены с источником электропитания, связанным с силовой установкой (на чертеже не показаны). Источник электропитания размещен в фюзеляже 1 и представляет собой электрогенератор, связанный через зубчатую передачу с выходным валом силовой установки, представляющей собой газотурбинный двигатель или двигатель внутреннего сгорания.
Фюзеляж 1 закреплен на скобе 5, шарнирно связанной с общей жесткой платформой 4 с помощью двух подшипников 6, расположенных по разные стороны платформы 4. Кроме того Фюзеляж 1 дополнительно соединен с общей жесткой платформой 4 шарнирно поршневым демпфером 7 гидравлического типа.
Предлагаемый аэроэлектроподъемный летательный аппарат работает следующим образом.
Перед полетом запускается силовая установка и включается электрогенератор, подающий ток к управляемым электроприводам 3. Скорость вращения винтов регулируется специальным блоком управления. Винты 4 попарно вращаются в противоположные стороны (направление вращения у двух винтов по часовой стрелке, а у двух других винтов против часовой стрелки) компенсируя тем самым крутящий момент управляемых электроприводов 3 и препятствуя вращению летательного аппарата. Регулируя частоту вращения отдельно каждого винта, изменяют пространственное положение платформы 4, поворачивая ее относительно оси подшипников 6 на скобе 5. Изначально для подъема на нужную высоту платформа размещена в горизонтальной плоскости, а затем ее наклоняют для создания горизонтальной скорости. При этом фюзеляж 1 под действием своего веса остается в горизонтальном положении. В полете повороты аппарата также осуществляются через блок управления, изменяющего частоту вращения отдельных винтов.
Во время полета и при поворотах платформы 4 гидравлический демпфер 7 повышает аэродинамическую устойчивость фюзеляжа 1 при обтекании его потоком воздуха.