ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
AIRCRAFT

Изобретение относится к области авиамоделизма и касается пилотируемых летательных аппаратов с прямыми крыльями типа «биплан».
Известен летательный аппарат, содержащий двигатель, фюзеляж, кабину управления, расположенные одно над другим крылья с подкосами, элероны, хвостовое оперение, шасси. [1].
Задача изобретения заключается в увеличении подъемной силы летательного аппарата, упрощении изготовления и сборки крыльев.
Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что в летательном аппарате, содержащем двигатель, фюзеляж, кабину управления, расположенные одно над другим крылья с подкосами, элероны, хвостовое оперение, шасси, каждое крыло состоит из отдельных жестких примыкающих друг к другу одинаковых тонкостенных секций, закрепленных на раме, причем полости секции заполнены газом легче воздуха и сообщаются посредством шлангов с расположенным в фюзеляже общим элементом компенсации давления газа. Элемент компенсации давления газа выполнен в виде подпружиненной гофры. Подкосы прикреплены к раме. Элероны закреплены на раме.
На фиг. 1 изображен летательный аппарат, вид спереди; на фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, вид сверху; на фиг. 3 изображено сечение крыла по А-А на фиг. 2.
Летательный аппарат, например самолет (фиг. 1 и 2), содержит установленный в носовой части фюзеляжа 1 двигатель 2 с движителем (воздушным винтом) 3, кабину 4 управления, расположенные одно над другим крылья 5, элероны 6, хвостовое оперение 7, колесное (или лыжное) шасси 8. Двигатель может быть поршневым или иным, например турбовинтовым. Каждое крыло разделено поперек на отдельные жесткие примыкающие друг к другу одинаковые тонкостенные полые секции 9, закрепленные на рамах 10. Рамы верхнего и нижнего крыльев связаны подкосами (стержнями накрест расположенными вдоль и поперек крыльев) 11 с образованием фермы, удерживающей крылья от изгиба вверх. На конце рамы установлен торцевой обтекатель 12 с размещенным в нем исполнительным механизмом (не показан) поворота элеронов, причем элероны прикреплены к раме со стороны стекающих с крыла воздушных потоков. Секции имеют боковые стенки 13, верхние 14 и нижние 15 аэродинамические поверхности, образующие традиционный (Н.Е. Жуковского) профиль крыла (фиг. 3). Полости 16 секций заполнены каким-либо одним газом легче воздуха (водородом или гелием или светильным газом или аммиаком) и сообщаются посредством жестких шлангов (трубок) 17 с трубой-коллектором 18, прикрепленной к раме, например, со стороны набегающих на крылья воздушных потоков. Каждая труба-коллектор соединена с расположенным в фюзеляже газопроводом 19 и общим элементом 20 компенсации давления газа, выполненным в виде гофры круглого или прямоугольного поперечного сечения. Торец 21 гофры снабжен пружиной 22, опирающейся на балку (крестовину, решетку) 23, установленную поперек фюзеляжа. В кабине управления может быть установлен датчик давления газа в газопроводе или гофре.
Изготовление модели летательного аппарата (Фиг. 1 и 2) включает следующие операции.
1. Изготавливают фюзеляж 1 с кабиной 4 управления, хвостовое оперение 7, колесное (лыжное) шасси 8. В носовую часть фюзеляжа встраивают поршневой двигатель 2 с движителем 3 в виде воздушного винта.
2. Из нержавеющей стали изготавливают рамы 10, прикрепляют их V-образно к фюзеляжу. Для исключения изгиба рам вверх к ним прикрепляют подкосы 11 в виде перекрещивающихся тонких стальных стержней. На рамах у концов крыльев устанавливают торцевые обтекатели 12 с размещенными в них исполнительными механизмами (не показаны) поворота элеронов.
3. Из тонкого листового материала (сплавы на основе алюминия, титана, магния), пластмассы изготавливают группу одинаковых секций 9, имеющих боковые стенки 13, верхние 14 и нижние 15 аэродинамические поверхности. Секции закрепляют на рамах так, чтобы их боковые стенки прилегали друг к другу. При этом секции образуют крылья летательного аппарата (самолета типа «биплан»). Угол атаки крыльев, состоящих из секций, 8-12°.
4. Полости 16 секций заполняют одним газом легче воздуха (водородом или гелием или светильным газом или аммиаком). Полости секций соединяют жесткими шлангами 17 с закрепленными на рамах трубами-коллекторами 18 (фиг. 3). Каждую (4 единицы) трубу-коллектор герметично соединяют с расположенным в фюзеляже газопроводом 19 и общим элементом 20 компенсации давления газа, выполненным в виде гофры. Торец 21 гофры снабжают пружиной 22, опирающейся на балку 23, установленную поперек фюзеляжа. В кабине управления устанавливают датчик давления газа в газопроводе или гофре. В модели (экспериментальном образце) летательного аппарата внутренние диаметры шлангов, труб-коллекторов и газопровода могут составлять, соответственно, 5-7 мм, 10-13 мм и 20-30 мм.
В предложенном летательном аппарате подъемная сила создается несущими (Н.Е. Жуковского) крыльями и газом легче воздуха, содержащемся в полостях секций. Изготовление одинаковых секций упрощает процесс сборки крыльев. При подъеме летательного аппарата на высоту, например, 3000-5000 м, где воздух разрежен, давление газа, например гелия, в полостях секций увеличивается, вследствие чего часть газа по шлангам, трубам-коллекторам и газопроводу перетекает в гофру 20. При увеличении внутреннего объема гофры пружина 22, прикрепленная одним концом к торцу 21, a другим концом к балке 23, сжимается и наоборот - при уменьшении давления газа в полостях секций, пружина растягивается. Таким образом, происходит автоматическое регулирование давления газа легче воздуха в секциях. Гофра исключает разрушение секций вследствие перепада давлений воздуха на разных высотах воздушного пространства.
Эквивалентным техническим решением является изготовление летательного аппарата типа «моноплан» с крыльями, состоящими из закрепленных на раме секций, заполненных газом легче воздуха, а также применение вместо пружины механизма растяжения/сжатия гофры, электрически соединенного с датчиком давления газа.
Изобретение увеличивает подъемную силу крыльев летательного аппарата и его взлетный вес, упрощает изготовление одинаковых секций и сборку крыльев, достигается экономия топлива.
Источник информации
1. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский - М.: Советская Энциклопедия, 1976. - С. 55.