Устройство для создания подъемной силы

Полезная модель относится к авиационной технике и может быть использована в летательных аппаратах гражданской и военной авиации или, например, при создании беспилотных летательных аппаратов - безпропеллерных дронов.
Известно и широко распространено в многолетней практике крыло с аэродинамическим профилем, создающее подъемную силу в набегающем потоке воздуха при движении летательного аппарата (Г.П. Свищев Большая Российская Энциклопедия, Авиация, М., 1994 год). Недостатком крыла является непостоянство создаваемой крылом подъемной силы, величина которой резко снижается при падении скорости движения крыла, а так же при изменении характера обтекания крыла воздухом (срыв потока).
Известно принятое в качестве прототипа устройство по патенту RU №238281, опубликовано 28.01.2010 г. в Бюлл. №3, класса МПК В64С 29/00, содержащее двигатель с вертикальной осью вращения рабочего вала, на котором закреплено колесо центробежного вентилятора и размещенное напротив лопаток вентилятора кольцевое крыло. Недостатком данного устройства является низкая эффективность преобразования в подъемную силу устройства мощности двигателя, вследствие отклонения создаваемого центробежным вентилятором потока воздуха от радиального направления при обтекании им аэродинамического профиля кольцевого крыла и соответствующее снижение КПД устройства для создания подъемной силы.
Целью предложенной полезной модели является повышение КПД устройства для создания подъемной силы и повышение надежности его работы.
Поставленная цель достигается в устройстве для создания подъемной силы, содержащем двигатель с вертикальной осью вращения рабочего вала, на котором закреплено колесо центробежного вентилятора, и размещенное напротив лопаток последнего кольцевое крыло, тем, что кольцевое крыло выполнено полиплановым и снабжено радиальными прегородками, которые вместе с планами образуют решетку, а разделенные радиальными перегородками части кольцевого крыла выполнены в виде сторон многогранника.
Предложенная полезная модель поясняется схематическими чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство для создания подъемной силы в плане, на фиг. 2 представлен разрез А - А по фиг. 1 и на фиг. 3 представлен вид В по фиг. 1.
Устройство для создания подъемной силы состоит из двигателя 1 с вертикальным рабочим валом 2, на котором закреплено колесо 3 центробежного вентилятора, размещенное внутри кольцевого крыла 4, разделенного радиальными перегородками 5 на равные части, а само кольцевое крыло 4 образовано параллельными друг другу планами 6.
Устройство работает следующим образом. Закрепленное на рабочем валу 2 двигателя 1 колесо 3 центробежного вентилятора создает при своем вращении поток воздуха, обтекающий аэродинамические профили планов 6 кольцевого крыла 4. Отогнутые назад лопатки колеса 3 центробежного вентилятора обеспечивают максимальный переход механической энергии рабочего вала 2 в кинетическую энергию радиального потока воздуха. Оптимальный угол атаки планов 6, обеспечивает максимальную величину подъемной силы на суммарной площади наружной поверхности планов 6. При этом радиальность потока воздуха, обтекающего планы 6, обеспечивается действием радиальных перегородок 5 и оптимальным расстоянием между соседними планами 6 (фиг 2 и 3).
Решетчатая конструкция, образуемая планами 6 и радиальными прегородками 5 сообщает предложенной полезной модели ряд положительных свойств решетчатого крыла: работоспособность и отсутствие срыва потока воздуха на больших углах атаки 45-50 град., большая площадь несущей поверхности в малом объеме (компактность), высокая прочность конструкции (С.М. Белоцерковский и др. Решетчатые крылья, М., Машиностроение, 1985 год). Выполнение частей кольцевого крыла 4 расположенных между радиальными перегородками 5 в виде сторон многогранника позволяет использовать для их изготовления обычные и принятые в практике технологии изготовления крыльев с прямыми и параллельными образующими аэродинамического профиля и избежать необходимости использования сложной технологии изготовления крылового аэродинамического профиля с криволинейными образующими переменного радиуса. В предложенной конструкции устройства для создания подъемной силы нет необходимости преодолевать лобовое сопротивление и тратить на это энергию двигателя, что повышает КПД устройства. При использовании предложенного устройства в конструкции беспилотных летательных аппаратов (дронов) можно значительно повысить надежность их работы, заменив наиболее подверженные повреждениям пропеллеры предложенным устройством, а также увеличить время работы дронов в полете за счет более высокого КПД.