АВИАБАЙК

Полезная модель относится к индивидуальным средствам передвижения по воздуху.
Из уровня техники известны индивидуальные средства полета различных конструкций, компоновка которых, в общем виде включает несущую раму с расположенным на ней посадочным местом пилота (и, при возможности, пассажира) со средствами управления и жестко связанные с платформой движители, как правило, представляющие собой винтовые двигатели (электрические или бензиновые), плоскость вращения лопастей которых располагают горизонтально. Примером такой конструкции может являться авиабайк Aero-X согласно http://www.gadgetblog.ru/9231/. Принцип эксплуатации подобных устройств прямо основан на их конструкции и включает первоначальную фазу вертикального отрыва от земли и последующий переход в горизонтальный полет. Существенным недостатком подобной конструкции является фиксированное расположение двигателей по отношению к раме, что снижает устойчивость и управляемость аппарата.
Из уровня техники известен аэробайк по патенту РФ на полезную модель №180700, содержащий корпус с посадочным местом, средством управления, хвостовым и горизонтальным оперением и связанные с горизонтальным оперением движители, выполненные по типу импеллеров, расположенных на и под законцовками горизонтального и хвостового оперений.
Задача, решаемая при создании заявленного устройства, заключается в дальнейшем совершенствовании средств индивидуального передвижения по воздуху, при этом технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, состоит в снижении габаритов  аппарата при сохранении показателей безопасности эксплуатации за счет повышения его управляемости и устойчивости в полете.
Для достижения поставленного результата предлагается авиабайк, содержащий корпус с посадочным местом, средством управления, передним и задним горизонтальным оперением, а также движителями, выполненными по типу импеллеров, дополнительно  снабдить поворотными горизонтальными элевонами, расположенными в передней и хвостовой частях корпуса, движители расположить на и под каждым из элевонов, переднее горизонтальное оперение выполнить по типу биплана с верхним крылом в форме арки, опирающейся законцовками на нижнее крыло, при этом элевоны в передней части корпуса расположить ниже основного горизонтального оперения, а элевоны в хвостовой части корпуса – над задним горизонтальным оперением.
В одном вариантов авиабайка движители выполнены в виде четырех групп из четырех импеллеров, попарно расположенных на и под каждым из элевонов, при этом для уменьшения габаритов в режиме взлета верхние и нижние импеллеры могут быть смонтированы со смещением, таким образом, что в горизонтальной проекции внешние импеллеры располагаются ближе к строительной оси авиабайка.
Каждый из импеллеров снабжен тянущим и толкающим двигателями с различной тяговой мощностью, приводящими в движение воздушные винты, а лопасти воздушных винтов тянущих двигателей выполнены складывающимися вдоль продольной оси двигателя при переходе в режим горизонтального полета.
Дополнительно, корпус авиабайка может быть выполнен по типу монокока, при этом заднее горизонтальное оперение выполняет функцию стабилизатора, а его законцовки выполняют функцию задних стоек шасси.
Переднее горизонтальное оперение может быть размещено выше корпуса, при этом верхнее его крыло может быть выполнено со смещенной назад центральной частью и иметь угол атаки больше, чем нижнее крыло  переднего горизонтального оперения.
Полезная модель иллюстрируется концептуальной схемой общего вида конструкции (фиг.1).
В общем виде конструкция заявленного авиабайка включает корпус 1, выполненный по типу полумонокока, внутри которого образован технический объем для размещения пилота, аппаратуры, аккумуляторов и др. Полумонокок выполнен в виде силовой структуры коробчатого типа, образованной передним и задним торцевыми шпангоутами, в нижней части связанными корпусом технического отсека, а в верхней части замкнутых силовым контуром крыши, включающим центроплан переднего (основного) оперения. Практические аспекты размещения аппаратуры, аккумуляторов, полезного груза, пассажиров и т.п. решаются внутренней компоновкой корпуса, что само по себе не является предметом настоящей заявки.
Аэродинамические поверхности авиабайка образованы передним 2 и задним 3 горизонтальными оперениями, при этом последнее дополнительно выполняет функции стабилизатора и задней стойки шасси. Переднее горизонтальное оперение состоит из двух крыльев, организованных по схеме биплан, где верхнее крыло 2.1 выполнено в виде арки со смещенной назад центральной частью, имеющей больший угол атаки, по сравнению с нижним крылом. Это обеспечивает минимизацию габаритных размеров аппарата, повышение подъемной силы системы крыльев, а также предотвращение затенения импеллеров во всех режимах полета. Взаиморасположение аэродинамических поверхностей позволяет максимально сблизить центр давления и центр тяжести, а также геометрический центр аппарата, что ведет к уменьшению затрат энергии на стабилизацию аппарата в воздухе.
Существенными элементами компоновки авиабайка являются передние 4 и задние 5 горизонтальные элевоны, выполненные с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси исходя из режимов полета – при взлете элевоны расположены по существу перпендикулярно (или около этого положения) относительно поверхности взлета, а при переходе в горизонтальный режим полета занимают традиционное положение.  На и под каждым из элевонов расположены движители - импеллеры 6, например, в виде винтовых движителей, лопасти которых помещены внутрь кольца. Примером практического выполнения движительной группы может быть показанная на фиг.1 блочная компоновка в виде четырех импеллеров, попарно размещенных на и под каждым из импеллеров. В каждом из импеллеров может быть коаксиально установлено два двигателя - тянущий и толкающий, приводящих в движение воздушные винты. Двигатели могут быть подобраны как с одинаковыми, так и различными характеристиками. Например, использование двигателей с различной тяговой мощностью позволяет обеспечить высокие показатели маневренности и устойчивости во всех режимах полета (коптер, самолет, переходный режим между ними). Двигатели внутри каждого из блоков условно могут быть поделены на две группы, одна из которых используется только для создания тяги при взлете, а в горизонтальном полете отключается, что позволяет улучшить энергоэффективность в самолетном режиме. А вторая – используется на протяжении всего полета. В практическом варианте, для повышения безопасности полета, улучшения динамики взлета и посадки при минимизации расхода энергии, может быть использована комбинация отключаемых и неотключаемых двигателей, в которой неотключаемые двигатели на протяжении всего полета приводят в движение воздушные винты с фиксированными лопастями. Отключаемые моторы приводят в движение воздушные винты со складными лопастями, которые при включении обеспечивают резкое повышение тяги по мере необходимости (режим взлет-посадка, выход из экстренных ситуаций).
Сочетание импеллеров с поворотными элевонами с одной стороны и предложенная компоновка аэродинамических поверхностей -  с другой,  позволяет  существенно снизить общие габариты и вес аппарата, что дает существенное преимущество при использовании его в черте города, в частности использование поворотных элевонов обеспечивает возможность вертикального взлета в условиях городской среды. Использование коаксиальных импеллеров с отключаемыми нижними моторами со складными лопастями в свою очередь позволяет значительно повысить надежность и безопасность, а также снизить шумность, при этом обеспечить максимальную энергоэффективность в ограниченных габаритах.