ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ К.И. ЧЕРТЫКОВЦЕВА

Полезная модель относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха, преимущественно вертикального взлета и посадки дискообразной формы.
Известны летательные аппараты, использующие способ создания подъемной силы, когда поток воздуха от вращающего в горизонтальной плоскости винта направляется вниз, тем самым, создавая подъемную силу летательного аппарата. На таком принципе основан полет вертолета и других типов летательных аппаратов. Также часто используется способ создания подъемной силы, при котором вниз направляется газовая струя от работающего реактивного двигателя, например, у ракеты.
Известен, например, способ формирования подъемной силы и устройство для его осуществления (патент РФ на ИЗ №2415052, опубл. 27.03.2011), которое содержит расположенную на выпуклой или конической поверхности ступенчатую регулярную активную поверхность, формируемую пьезоэлектрическими ленточными актюаторами, способными посредством приложенного управляющего электрического воздействия совершать маховые колебательные движения, вызывающие смещение частиц окружающей среды и формирующие область пониженного давления, обеспечивающую создание подъемной силы. Способ формирования подъемной силы заключается в использовании устройства.
Недостатком известного способа и устройства является сложность конструкции и недостаточная надежность работы в условиях обледенения.
Известно также устройство создания подъемной силы, содержащее, по меньшей мере, один корпус с несущей поверхностью и, по меньшей мере, одно средство для создания замкнутого объема с пониженным давлением над соответствующей поверхностью, в котором каждый корпус выполнен в виде камеры, открытой сверху и с дном, образующим несущую поверхность, а каждое средство для создания замкнутого объема выполнено в виде щелевого сопла, размещенного в стенке соответствующей камеры с возможностью создания плоской струи жидкости, перекрывающей открытую часть камеры с образованием в ее полости замкнутого объема (патент РФ на ПМ №38721).
Недостатком известного устройства является то, что оно применимо только для легких летательных аппаратов.
Более близким к заявляемой полезной модели является способ создания подъемной или движущей силы для летательного аппарата вертикального взлета (патент РФ на ИЗ №2406650, опубл. 20.12.2010), в котором крыло выполняют полым в форме кольца, в центральной части которого через радиально-щелевое сопло создают поток воздуха, который нагнетают так, что он обеспечивает образование двух зон пониженного давления у верхней и нижней поверхностей внутренней полости крыла с возможностью регулирования разрежения клапанами. Воздух нагнетают в центральную полость крыла, которую разделяют винглетами на обоих стенках, с образованием равных сегментов. Воздух нагнетают через радиально-щелевое сопло, имеющее в разрезе форму конуса или сопла Лаваля. В каждом сегменте сверху и/или снизу крыла выполняют щели, ведущие в сегменты с возможностью перекрытия посредством клапанов. Направление и силу тяги регулируют посредством открытия/закрытия клапанов и регулирования скорости потоков через радиально-щелевое сопло.
Недостатком известного способа является то, что он создает в основном подъемную силу, но не позволяет обеспечить летательному аппарату высокую скорость полета.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является способ увеличения подъемной силы аэродинамических поверхностей и уменьшения лобового сопротивления (патент РФ на ИЗ №2469911, опубл. 20.12.2012), в котором струя воздуха продвигается на верхнюю поверхность закрылка. Часть воздуха в воздушной струе отбирается через воздухозаборники из воздушного потока, обтекающего верхнюю поверхность неподвижной части крыла, расположенной перед закрылком выше по потоку. Воздушная струя,отбираемая за счет всасывания посредством воздухозаборников, усиливается струей сжатого воздуха, выдуваемого по каналу, который открыт непосредственно за воздухозаборниками ниже по потоку. При этом комбинированную струю, содержащую всосанный воздух и выдуваемую струю, эжектируют на верхнюю поверхность закрылка через выпускные отверстия, размещенные на заднем крае неподвижной части крыла. Крыло летательного аппарата выполнено с возможностью реализации способа.
Недостатком известного способа является то, что для создания подъемной силы используется только воздушный поток, обтекающий поверхность крыла.
Задачей полезной модели является увеличение подъемной силы летательного аппарата не только за счет воздушного потока, обтекающего поверхность крыла, но и за счет потока воздуха от винта летательного аппарата, что позволяет обеспечить вертикальный взлет, а также улучшение маневренности.
Поставленная задача решается предлагаемым летательным аппаратом, содержащим дискообразный корпус, двигатель, вращающий вертикально расположенный винт, лопасти которого по своей форме повторяют профиль верхней поверхности корпуса, кабину пилота, расположенную в корпусе, в котором диаметр лопастей работающего винта меньше диаметра дискообразного корпуса, а по периметру корпуса расположено кольцевое крыло, размещенное с зазором относительно кромки корпуса на кольцевом кронштейне V-образного профиля, в котором выполнены не менее чем два ряда регулируемых отверстий, а по краям корпуса расположены аварийные парашюты. Лопасти винта по краям соединены друг с другом таким образом, что лопасти винта при его вращении имеют куполообразную форму. В нижней части корпуса установлен тормозной аварийный реактивный двигатель.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 - внешний вид предлагаемого летательного аппарата, на фиг. 2 - летательный аппарат в разрезе, на фиг. 3 - летательный аппарат с выпущенными аварийными пара шютами, на фиг. 4 - конструкция винта, на фиг. 5 - устройство крепления лопастей винта высокопрочными трубками или тросами, на фиг. 6 - схема размещения на корпусе летательного аппарата V-образного кронштейна с кольцевым крылом, на фиг. 7 - конструкция регулируемого отверстия в V-образном кронштейне, на фиг. 8 - схема изменения направления воздушных потоков при маневрировании летательного аппарата в горизонтальной плоскости, на фиг. 9 - схема маневрирования в вертикальной плоскости.
Предлагаемый летательный аппарат (фиг. 1-9) состоит из корпуса 1, имеющего дискообразную аэродинамическую форму, несущий винт 2, расположенный в геометрическом центре аппарата, двигатель 3 (на чертежах не показан), например, вертолетный, кабину пилотов 4, пассажирский салон (или грузовой отсек) 5, пульт управления 6 в кабине пилотов с приборной панелью 10 и рулем (штурвалом) 11 управления. Винт 2 выполнен куполообразной формы, повторяющей форму верхней части 7 корпуса 1, для чего лопасти 8 винта 2 соединены на концах двумя рядами высокопрочных трубок или тросов 9, не позволяющих лопастям винта распрямиться и принять горизонтальное положение при вращении винта в полете. Винт 2 расположен на небольшом расстоянии от поверхности 7 верхней части корпуса, для того, чтобы создать максимальное давление воздушного потока. На нижней части 12 корпуса 2 по его краю закреплен V-образный кронштейн 13 с кольцевым крылом 14. Кронштейн 13 имеет две плоскости 15 и 16, в которых выполнены два ряда регулируемых отверстий 17 и 18, которые выполнены с возможностью изменения не только сечения отверстия (фиг. 7), но и направления проходящего через отверстие воздушного потока с помощью круглых поворотных заслонок 19, установленных в отверстиях 17 и 18 на осях 20. Диаметр винта 2 выполнен меньше диаметра корпуса таким образом, что винт при вращении нагнетает воздушный поток в кольцевой зазор между верхней частью 7 корпуса и плоскостью 15. По краям верхней части 7 корпуса за пределами горизонтальной проекции винта 2 на верхнюю часть 7 корпуса летательного аппарата 1 установлены аварийные парашюты 21, срабатывающие в случае аварийной остановки двигателя в полете. На нижней части 12 корпуса установлены шасси 22 и аварийные тормозные реактивные двигатели 23. На кронштейне 13 закреплено кольцевое крыло 14, служащее для стабилизации корпуса 1 в полете и для увеличения создаваемой подъемной силы. Для этого крыло 14 имеет аэродинамическую форму. Для лучшего обтекания воздушным потоком корпуса 1 верхняя поверхность части 7 выполнена гладкой. Регулируемые отверстия 17 и 18 расположены симметрично по контуру плоскостей 15 и 16, например, через 30 градусов, в этом случае на верхней 7 и нижней 12 частях корпуса 1 будет находиться по 12 регулируемых отверстий 17 и 18.
Предлагаемый летательный аппарат работает следующим образом. После запуска двигателя винт 2 начинает вращаться и нагнетать воздух в кольцевой зазор между верхней частью 7 корпуса и плоскостью 15. После этого пилот дает команду на полное открытие всех отверстий 18 на плоскости 16 на нижней части 12 корпуса 1. Воздушный поток направляется через отверстия 18 вертикально вниз и создает подъемную силу. Происходит вертикальный взлет летательного аппарата 1. После набора нужной высоты пилот дает команду на открытие тех отверстий 17 на верхней плоскости 15, которые создадут тягу в нужном направлении. Летательный аппарат начинает горизонтальный полет. Поочередно закрывая и открывая отверстия 17, пилот осуществляет маневрирование в горизонтальной плоскости. Отверстия 18 служат для обеспечения вертикального взлета и посадки. За счет изменения положения в отверстии 17 заслонки 19 можно регулировать величину и направление воздушного потока и таким образом менять направление и скорость полета. Максимальная скорость полета аппарата достигается при максимальном открытии соответствующих заслонок 19, при закрытии заслонок 19 горизонтальная тяга становится равной нулю и летательный аппарат может совершить вертикальную посадку. При полностью открытых заслонках 19 на отверстиях 18 подъемная сила винта 2 также максимальна. Частично закрывая заслонками 19 отверстия 18 можно регулировать подъемную силу винта и тем самым высоту полета. Для взлета аппарата заслонки 19 отверстий 18 должны быть полностью открыты, а для посадки заслонки постепенно закрывают. За счет открывания и закрывания отверстий 17 и 18 в различных сочетаниях можно маневрировать летательным аппаратом как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, а также изменять скорость полета. В случае, если в полете произойдет аварийная остановка двигателя, выпускаются аварийные парашюты 21, которые установлены на корпусе вне зоны вращения винта. В этом случае посадка аппарата производится вертикально с помощью парашютов, а для смягчения посадки при приближении к земле на небольшой высоте автоматически включается тормозной реактивный двигатель 23. Посадка летательного аппарата производится на шасси 22.
Предлагаемый летательный аппарат прост по конструкции, экономичен, обеспечивает возможность вертикального взлета и посадки и не требует специально оборудованных аэродромов, что позволяет приземляться и взлетать даже в городских условиях, легко управляется и может найти применение в малой авиации.
Заявитель ходатайствует о присвоении полезной модели названия «Летательный аппарат К.И. Чертыковцева».