АППАРАТ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ
AIR CUSHION VEHICLE

Изобретение относится к области транспортных средств, предназначенных для движения по земле и управления в полете за счет изменения габаритных размеров аппарата.
Аппарат (Патент РФ №2283795 от 2005.03.21, МПК: B64C 29/00, B64C 27/28, патентообладатель: Дуров Дмитрий Сергеевич, опубл. 2006.09.20) выполнен по схеме летающего крыла. Аппарат содержит фюзеляж, крыло, силовую установку, включающую два двигателя, расположенные в гондолах, три поворотных винта в каналах, оснащенных узлами поворота, и V-образное хвостовое оперение. Крыло выполнено в плане W-образной формы с разновеликими консолями соответственно обратной и прямой стреловидности. Два поворотных винта смонтированы перед V-образными изломами в плане передней кромки консолей обратной стреловидности крыла, а один - между гондолами в задней части крыла. Боковые стороны трапециевидной формы в плане рулевой поверхности выполнены в виде продолжения задней кромки консолей обратной стреловидности крыла.
Недостатки устройства. Наличие двух двигателей и трех поворотных винтов с узлами поворота усложняют конструкцию аппарата и управление полетом.
Наиболее близким решением является аппарат на воздушной подушке (Заявка РФ на полезную модель №2004122525 от 26.07.2004, опубликовано: 10.04.2005). Аппарат на воздушной подушке включает два связанных и расположенных одно за другим крыла, фюзеляж, двигатель, диски, винтовой движитель, фюзеляж соединен с балкой, на которой размещены второе крыло и двухопорное колесное шасси. Винтовой движитель, выполненный в виде одного несущего винта с вертикально расположенным приводным валом, закрепленным на шарнирной подвеске в фюзеляже, с возможностью наклона вала и соответственно несущего винта относительно вертикальной оси фюзеляжа во всех направлениях.
Недостатки прототипа. Винтовой движитель, выполненный в виде одного несущего винта с вертикально расположенным приводным валом, закрепленным на шарнирной подвеске в фюзеляже, с возможностью наклона вала и соответственно несущего винта относительно вертикальной оси фюзеляжа во всех направлениях, усложняет конструкцию и управление полетом.
Техническим результатом заявляемого технического решения является упрощение конструкции и упрощение управления в полете.
Технический результат достигается тем, что аппарат на воздушной подушке включает два связанных и расположенных одно за другим крыла, фюзеляж, двигатель, диски, винтовой движитель, фюзеляж соединен с балкой, на которой размещены второе крыло и двухопорное колесное шасси, причем первое крыло также соединено балкой и снабжено двухопорным колесным шасси; каждое колесо снабжено диском, электродвигателем с винтовым движителем; двигатель снабжен электрогенератором; крылья и балки выполнены телескопически выдвижными для управления в полете; при полностью выдвинутом/втянутом положении крыльев и балок двигатель с генератором находятся в центре масс; двигатель с генератором являются наиболее массивными составными частями аппарата, смещение центра масс незначительное при изменении габаритных размеров аппарата, при этом центр масс окажется в другом месте относительно измененной геометрии (геометрического центра) аппарата, крылья и/или балки изменят положение на определенный угол относительно экрана (земля, вода), что обеспечивает управляемость аппарата.
Техническое решение представлено на чертежах:
Фиг.1 - аппарат с полностью выдвинутыми крыльями и балками, вид сбоку;
Фиг.2 - аппарат с полностью втянутыми крыльями и балками, вид сбоку;
Фиг.3 - аппарат с полностью выдвинутыми крыльями и балками, вид сверху;
Фиг.4 - аппарат с полностью втянутыми крыльями и балками, вид сверху;
Фиг.5 - аппарат с полностью выдвинутыми крыльями и балками, продольное сечение;
Фиг.6 - аппарат с полностью выдвинутыми крыльями и балками, вид сзади;
Фиг.7 - аппарат с полностью выдвинутыми крыльями и балками, вид сверху в изометрии;
Фиг.8 - аппарат с полностью выдвинутыми крыльями и балками, вид снизу в изометрии;
Фиг.9 - аппарат с выдвинутыми крыльями и балками, задняя балка втянута, вид сверху;
Фиг.10 - аппарат с выдвинутыми крыльями и балками, передняя балка втянута, вид сверху;
Фиг.11 - аппарат с выдвинутыми крыльями и балками, правые крылья втянуты, вид сверху;
Фиг.12 - аппарат с выдвинутыми крыльями и балками, левые крылья втянуты, вид сверху,
где приведены следующие обозначения:
1 - первое крыло;
2 - второе крыло;
3 - двигатель;
4 - диск;
5 - винтовой движитель;
6 - фюзеляж;
7 - передняя балка;
8 - средняя балка;
9 - генератор;
10 - задняя балка;
11 - двухопорное колесное шасси;
12 - колесо;
13 - ось;
14 - электродвигатель;
15 - винтовой движитель;
16 - окно;
17 - правое переднее крыло;
18 - правое заднее крыло;
19 - левое переднее крыло;
20 - левое заднее крыло;
21 - центр масс аппарата при полностью выдвинутом/втянутом положении крыльев и балок;
22 - геометрический центр аппарата при полностью выдвинутом/втянутом положении крыльев и балок;
23 - центр масс аппарата при выдвинутом/втянутом положении левого/правого крыльев, передней/задней балок;
24 - геометрический центр аппарата при выдвинутом/втянутом положении левого/правого крыльев, передней/задней балок;
25 - диагональ условного прямоугольника;
26 - условный прямоугольник, стороны которого соответствуют габаритным размерам аппарата.
Аппарат на воздушной подушке включает два связанных и расположенных одно за другим крыла: первое крыло 1 (Фиг.1…12), второе крыло 2. Крылья 1, 2 выполнены, например из листа алюминиевого сплава Д16 толщиной 1,5 мм. Аппарат также содержит двигатель 3, диски 4, винтовой движитель 5. Фюзеляж 6 соединен с передней балкой 7, на средней балке 8 размещены двигатель 3 с генератором 9, далее расположена задняя балка 10, на которой размещены второе крыло 2 и двухопорное колесное шасси 11. Фюзеляж 6 изготовлен, например из пластика. Первое крыло 1 соединено с передней балкой 7 и снабжено двухопорным колесным шасси 11. Каждое колесо 12 колесного шасси 11 снабжено диском 4, осью 13, электродвигателем 14 с винтовым движителем 5. Крылья 1, 2 и балки 7, 8, 10 выполнены телескопически выдвижными для управления в полете, например при помощи гидропривода (не показан).
Балки 7, 8, 10 и крылья 1, 2 выполнены в виде трубы 15. В днище, а также на месте расположения винтового движителя 5 на балке предусмотрено окно 16 для создания воздушной подушки. Правое переднее крыло 17, правое заднее крыло 18, левое переднее крыло 19, левое заднее крыло 20 выдвигаются и втягиваются независимо друг от друга. При полностью выдвинутом/втянутом положении крыльев 1, 2 и балок 7, 8, 10 двигатель 3 с генератором 9 находятся в центре масс 21 (Фиг.3, 4) и в геометрическом центре 22 аппарата, причем центр масс 21 и геометрический центр 22 аппарата совпадают. При выдвинутом/втянутом положении, например правого переднего, правого заднего крыльев центр масс 23 (Фиг.11) и геометрический центр 24 не совпадают. Двигатель 3 с генератором 9 являются наиболее массивными составными частями аппарата, смещение центра масс 23 незначительное при изменении габаритных размеров аппарата, при этом центр масс 23 окажется в другом месте относительно измененной геометрии (геометрического центра 24) аппарата, крылья и/или балки изменят положение на определенный угол относительно экрана (земля, вода), что обеспечивает управляемость аппарата. Под геометрическим центром 22, 24 (Фиг.3, 4, 9…12) принимается пересечение диагоналей 25 условного прямоугольника 26, стороны которого соответствуют габаритным размерам аппарата.
Работа устройства.
Включается двигатель 3 (Фиг.1…12) с генератором 9, электродвигатель 14 с винтовым движителем 5 начинает вращаться, колесо 12 с диском 15 начинает вращаться в противоположном направлении по отношении винтового движителя 5 в виде лопасти, за счет реактивного момента. Аппарат начинает движение по земле. Для движения в полете крылья 1, 2 и балки 7, 8, 10 телескопически выдвигаются. Обороты винтового движителя 5 увеличивают, скорость движения аппарата увеличивается, на начальном этапе аппарат сохраняет контакт с землей, при этом набегающий поток воздуха и поток воздуха с винтовых движителей 5 каждого колеса 12 создают воздушную подушку под балкой 7, 8, 10, а крылья 1, 2 создают подъемную силу за счет экранного эффекта. Управление в полете производится за счет выдвижения или втягивания телескопического крыла 1, 2 и/или телескопической балки 7, 8, 10, при этом центр масс 23 по отношению нового габаритного размера (геометрического центра 24) окажется в другом месте. Так как двигатель 3 с генератором 9 являются наиболее массивными составными частями аппарата, смещение центра масс 23 незначительное по сравнению с изменением габаритных размеров (геометрического центра 24) аппарата. Например, при полете по прямой оба крыла 1, 2 полностью выдвинуты, для набора высоты передняя балка 7 (Фиг.9) полностью выдвинута, задняя балка 10 выдвинута частично, при этом центр масс 23 окажется в задней части относительно измененной геометрии (геометрического центра 24) аппарата и крылья 1, 2 находятся под определенным углом атаки относительно экрана (земля, вода). Для приземления передняя балка 7 (Фиг.10) частично выдвинута, задняя балка 10 выдвинута полностью, при этом центр масс 23 окажется в передней части относительно измененной геометрии (геометрического центра 24) аппарата, и крылья 1, 2 находятся под другим углом атаки относительно экрана (земля, вода). При повороте в полете, например вправо, правые крылья 17, 18 (Фиг.11) втягиваются, центр масс 23 окажется в правой части относительно измененной геометрии (геометрического центра 24) аппарата, аппарат наклоняется вправо, воздушные потоки поворачивают аппарат вправо. При повороте влево, левые крылья 19, 20 (Фиг.12) втягиваются, центр масс 23 окажется в левой части относительно измененной геометрии (геометрического центра 24) аппарата, аппарат наклоняется влево, воздушные потоки поворачивают аппарат влево.
В отличие от прототипа в предложенном техническом решении конструкция упрощена за счет телескопического выдвижения и втягивания при помощи гидропривода.
В отличие от прототипа в предложенном техническом решении управление аппаратом в полете упрощено за счет изменения габаритных (геометрических) размеров аппарата, при этом центр масс по отношению нового габаритного размера (геометрического центра) окажется в другом месте, так как двигатель 3 (Фиг.1…12) с генератором 9 являются наиболее массивными составными частями аппарата, смещение центра масс незначительное по сравнению с изменением габаритных размеров (геометрического центра) аппарата.
Заявленное изобретение технически осуществимо, промышленно реализуемо, проведенные макетные испытания подтверждают достижение заявленного технического результата - упрощение конструкции и упрощение управления в полете за счет изменения габаритных размеров.
В связи с этим изобретение соответствует уровню патентоспособности и промышленно применимо.