Трансформируемый самолет-амфибия вертикального взлета и посадки
TRANSFORMABLE AMPHIBIAN AIRCRAFT OF VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING

ТРАНСФОРМИРУЕМЫЙ САМОЛЕТ-АМФИБИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ предназначен для перевозки пассажиров и багажа по земле воде и воздуху, при способности производить взлет различными способами (самолетным, вертолетным и смешанным) с твердой, водной и снежной поверхности, а также совершать посадку этими же способами и передвигаться по автомобильным дорогам и улицам населенных пунктов. Может использоваться для работы в санитарной авиации, при чрезвычайных ситуациях, на местных воздушных линиях, выполнять авиационно-химические работы и быть летательным аппаратом корабельного базирования. В уменьшенном в несколько раз от полноразмерной величины варианте может использоваться как беспилотный летательный аппарат для различных целей. Представляет собой самолет-амфибию со способностью вертикального взлета, посадки и автоматического преобразования в наземное транспортное средство.
В результате проведенного патентного поиска выделен ближайший аналог (патент РФ №2531538 С2, B60F 5/02 от 25.01.2013 г.), из которого известно ПРЕОБРАЗУЕМОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, содержащее фюзеляж с пассажирской кабиной и кабиной летчика, заднюю винтовую установку, передние и задние колеса шасси, выполненные с механизмами их уборки и выпуска, складывающиеся правую и левую плоскости крыла и хвостовую часть, разъемно соединенную с фюзеляжем при помощи шарниров, отдельные закрытые от внешней среды отсеки фюзеляжа для среднего двигателя и для механизмов привода на заднюю винтовую установку, задние колеса шасси, носовой отсек и два обтекаемой формы окна над пилотской кабиной для наблюдения и контроля направления при взлете и при посадке.
Взлетно-посадочное устройство расположено в центральной части фюзеляжа и имеет две убирающиеся гидравлическими механизмами ноги с парами колес и амортстоек, в убранном положении находящихся в боковых отсеках между пилотской и пассажирской кабинами. Две передние и задние лыжи в убранном положении находятся в футлярах перед колесами. Плоскости крыла снабжены передними и задними подкосами, винтовыми установками и двигателями, расположенными в передней части коренных секций. Плоскости крыла и хвостовая часть с управляемым стабилизатором выполнены с возможностью складывания при помощи тросовых механизмов для образования наземного транспортного средства.
Целью изобретения является создание транспортного средства с объединенными возможностями самолета-амфибии, вертолета и автомобиля, что дает человеку выбор способа передвижения в зависимости от метеорологических или местных условий.
Поставленная задача достигается тем, что он выполнен:
1. С четырьмя способными принимать вертикальное положение винтомоторными установками, дающими возможность вертикального взлета и посадки, две из которых расположены впереди центральных секций крыла на пилонах и две на концах управляемых кронштейнов двухкилевой хвостовой части.
2. Со способностью плоскостей крыла и двухкилевой хвостовой части, с управляемым стабилизатором и управляемыми кронштейнами боковых винтомоторных установок, автоматически складываться при помощи тросовых механизмов в компактное положение, дающее возможность в несколько раз уменьшить общие размеры и передвигаться по автомобильным дорогам и улицам населенных пунктов.
3. С днищем фюзеляжа, дающим возможность разгоняться по водной поверхности во время взлета самолетным или смешанным способом, а также приводняться такими же способами.
4. С убирающимися передними, задними и основными колесами шасси, дающими возможность движения, взлета и посадки самолетным или смешанным способом, а также свободное маневрирование на твердой поверхности.
5. С лыжами, выдвигающимися под все колеса шасси, которые становятся на них в рабочее положение для движения по снегу, а также по воде, создавая поперечные реданы во время взлета самолетным способом, или прижимающиеся к днищу фюзеляжа под убранными колесами, закрывая собой колесные отсеки наподобие створок.
6. С винтомоторной установкой, расположенной в верхней задней части фюзеляжа и предназначенной для управления конструкцией в воздухе на висении, совместно с рулями хвостовой части, а также для разгона из режима висения.
7. С двумя обтекаемой формы окнами над пилотской кабиной, дающими возможность перископического обзора местности перед собой на взлете и посадке самолетным способом, используя опускаемые зеркальные козырьки.
Конструкция ТРАНСФОРМИРУЕМОГО САМОЛЕТА-АМФИБИИ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ представлена на фигурах 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и состоит из складывающихся плоскостей крыла, в каждой из которых размещена винтомоторная установка 1, фигуры 1 и 2. Каждая плоскость крыла состоит из коренной 2, центральной 3 и концевой 4 секций, фигуры 2 и 3, в своей нижней части шарнирно соединенные между собой продольными осевыми стыковочными узлами 5 и 6, фигуры 2 и 3. Концевая секция 4 снабжена щелевым элероном 7, фигура 3. Центральная секция 3 снабжена щелевыми закрылками 8 и 9, фигура 3, и имеет два осевых стыковочных узла, передний 10 и задний 11, фигуры 1 и 2, представляющие собой пары выступающих вниз кронштейнов, для шарнирного соединения с верхней частью переднего 12 и заднего 13, фигура 1 и 2, подкосов крыла.
В передней части центральных секций 3 расположены винтомоторные установки 1 на пилонах 14, фигура 3. Коренные секции 2 имеют продольные осевые стыковочные узлы 15, фигуры 2 и 3, для шарнирного соединения с фюзеляжем. Фюзеляж представляет собой конструкцию обтекаемой формы для движения по воздуху, с днищем для движения по водной поверхности и имеет двухместную пилотскую 16 и трехместную пассажирскую 17 кабины, соединенные между собой проходом, фигура 1. Над пилотской кабиной фюзеляж имеет люк 18 и два обтекаемой формы окна 19 для перископического наблюдения впереди лежащей местности, фигура 2. Пилотская и пассажирская кабины имеют двери с каждой стороны. Наружная боковая часть фюзеляжа, с каждой стороны, имеет по два продольных осевых стыковочных узла, передний 20 и задний 21, фигура 1, для шарнирного соединения с нижней частью передних 12 и задних 13 подкосов крыла. Для соединения с хвостовой частью 22 верхняя задняя часть фюзеляжа с каждой стороны имеет по одному поперечному осевому стыковочному узлу 23, фигура 1, расположенному на схождении горизонтального 24 и вертикального 25 силовых элементов конструкции, фигура 5. Днище фюзеляжа имеет специальные гнезда, где располагаются футляры передних 26 и задних 27 лыж в убранном положении, фигура 6, передние и задние колеса в убранном положении, направляющие рамы 28 и вертикальные опоры 29, фигура 1, с колесами основного шасси в убранном положении. В верхней задней части фюзеляжа расположена задняя винтомоторная установка 30. В передней центральной части фюзеляжа расположен багажный отсек 31.
Хвостовая часть представляет собой двухкилевую конструкцию, в которой правый и левый киль 32, фигуры 2 и 3, жестко соединены между собой в нижней части объемной конструкцией 33, фигуры 1и 3, выполняющей роль аэродинамической концовки задней нижней части фюзеляжа. В центральной задней части кили соединены между собой осью 34, фигуры 3 и 6, на которой находится основной и управляемый стабилизатор 35 с рулем высоты 36 и с двумя боковыми, складывающимися параллельно килям секциями 37, шарнирно соединенными с ним в двух местах 38, фигура 6. Отклонение стабилизатора необходимо для складывания всей конструкции. Каждый киль имеет руль направления 39, фигура 1, и в передней центральной части поперечный осевой стыковочный узел 23 для соединения с фюзеляжем. Передняя верхняя и передняя нижняя части килей имеют осевые стыковочные узлы, верхний 40 и нижний 41 для соединения с началами сходящихся труб, верхней 42 и нижней 43. Трубы образовывают правый и левый поворотный кронштейн, на конце которого расположена боковая винтомоторная установка 44 с управляющим механизмом 45. Поворотный кронштейн имеет силовую трубу 46 и управляющий механизм 47, фигура 1. Передняя лыжа, фигура 1, состоит из своего футляра 48 и выдвигающейся тросовым механизмом скользящей части 49. В передней части футляр имеет осевое соединение с фюзеляжем 50. Передние опоры шасси состоят из колеса 51 и вертикальной стойки 52, способной поворачиваться в горизонтальной плоскости на 360 градусов, и имеют механизм уборки-выпуска и амортизацию. Задняя лыжа также состоит из своего футляра 53 и выдвигающейся тросовым механизмом скользящей части 54. В передней части футляр имеет осевое соединение с фюзеляжем 55. Задние опоры шасси состоят из колеса 56 и вертикальной стойки 57, способной поворачиваться в горизонтальной плоскости на 360 градусов, и имеют механизм уборки-выпуска и амортизацию. Основное шасси состоит из правой и левой ноги и принимает на себя в работе основную часть нагрузки. Каждая нога состоит из пары колес 58, фигуры 1 и 2, направляющей рамы 28, вертикальной опоры 29, лыжи 59 и двух лыжных качалок 60. Имеет механизм уборки и выпуска, поднимающий всю конструкцию на необходимую высоту в рабочее положение, и амортизацию. Имеет тросовый механизм управления лыжей и электрический привод на колеса, позволяющие конструкции, совместно с передними и задними колесами, поворачиваться вокруг собственной вертикальной оси на триста шестьдесят градусов на твердой поверхности.
Применение колесного шасси показано на фигурах 2, 4, 5, 6, 7 и 8, а применение колесно-лыжного шасси на фигуре 1.
Конструкция с полностью убранным шасси изображена на фигуре 9.
Складывание, то есть сворачивание всех частей конструкции с целью уменьшения размеров и преобразования в наземное транспортное средство, происходит в следующем порядке: первоначально концевая секция крыла 4, фигура 5, при помощи тросового механизма поворачивается вокруг продольного осевого стыковочного узла 6 и прижимается к нижней стороне центральной секции крыла, затем центральная секция крыла разъединяется с коренной секцией крыла и поворачивается вокруг продольного осевого стыковочного узла 5 до совмещения с габаритами фюзеляжа. Стабилизатор 35 принимает крайнее нижнее положение, фигура 6, и хвостовая часть 22, фигура 1, при помощи тросового механизма поворачивается вокруг поперечных осевых стыковочных узлов 23 и ложится верхней стороной основного стабилизатора на специальные упоры разъединенных секций крыла 2 и 3, фигура 6. Боковые секции стабилизатора 37 под собственным весом поворачиваются вниз, параллельно килям. Затем поворотные кронштейны боковых винтомоторных установок, левый 44 и правый 61, фигура 5, находясь в перевернутом положении, при помощи управляющего механизма 47, фигура 6, поворачиваются на осевых стыковочных узлах 40 и 41 и приводятся в одну плоскость со своими удерживающими килями. Вид конструкции спереди и сзади в сложенном положении представлен на фигурах 7 и 8.
Раскладывание конструкции, то есть разворачивание в рабочее положение для полетов, происходит в обратном порядке. В полете подъемная сила крыла удерживает все секции в развернутом положении.
ТРАНСФОРМИРУЕМЫЙ САМОЛЕТ-АМФИБИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ может взлетать и садиться, в зависимости от загрузки и местных условий, тремя способами:
А,
1. Вертолетный способ - это когда передние и боковые винтомоторные установки находятся в вертикальном положении и работают с одинаковой мощностью, а поворотные кронштейны боковых винтомоторных установок находятся в положении  фигура 3. На висении, задняя винтомоторная установка вместе с рулями направления участвует в управлении конструкцией в горизонтальной плоскости и разгоняет ее или тормозит до необходимой скорости.
Б
2. Самолетный способ - все винтомоторные установки находятся в горизонтальном положении и работают на необходимых режимах, а поворотные кронштейны боковых винтомоторных установок находятся в положении .
В
3. Смешанный способ - передние винтомоторные установки находятся в горизонтальном положении и работают на полную мощность, работает на полную мощность и задняя винтомоторная установка, боковые винтомоторные установки находятся в вертикальном положении и работают на полную мощность, а их поворотные кронштейны находятся в положении .
Б,
После взлета смешанным способом поворотные кронштейны устанавливаются в положение  фигура 3, после чего боковые винтомоторные установки переводятся в горизонтальное положение. На посадке все производится в обратном порядке.
Технический результат реализации изобретения заключается в совместимости эксплуатационных качеств самолета-амфибии, вертолета и автомобиля.
Представленное устройство ТРАНСФОРМИРУЕМЫЙ САМОЛЕТ-АМФИБИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ возможно осуществить промышленным способом, с использованием стандартного оборудования.