ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ (ВАРИАНТЫ)
AIRCRAFT (VERSIONS)

Изобретение относится к летательным аппаратам (варианты) и может применяться в качестве воздушного транспорта.
В качестве наиболее близкого аналога выступают летательные аппараты с машущими крыльями.
Основными причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, в летательных аппаратах с машущими крыльями являются:
- несовершенный механизм преобразования энергии вращательного движения двигателя в энергию поступательного движения крыльев;
- неравномерность движения (относительно условной горизонтальной линии полета) летательных аппаратов с машущими крыльями.
Технический результат от применения заявленного изобретения заключается в уменьшении механических потерь при преобразовании вращательного движения вала двигателя в возвратно-поступательное движение машущих крыльев летательного аппарата; в равномерном последовательном распределении нагрузки двигателя на машущие крылья летательного аппарата и как следствие - в увеличении коэффициента полезного действия летательного аппарата, и в равномерности его движения.
Согласно изобретению летательный аппарат состоит из фюзеляжа с закрепленным в верхней части двигателем, к валу которого сверху прикреплен наклонно-якорный механизм с машущими крыльями. Наклонно-якорный механизм состоит из мачты, расположенной под острым углом к валу двигателя, на верхнюю часть мачты надет купол в форме усеченной снизу сферы, прикрепленный по центру при помощи карданной опоры к основанию, функцию которого выполняет верхняя часть двигателя. Купол выполняет функцию якоря. Купол постоянно касается расположенного на основании корпуса опорного обода, с которым зацеплен зубьями, расположенными радиально на нижней части полусферы купола внутри купола и верхней части опорного обода. Опорный обод расположен горизонтально на роликах основания и связан зубьями, расположенными вертикально по внутренней окружности опорного обода, с зубьями регулирующей шестерни, ось которой нижней частью закреплена в основании. При этом регулирующая шестерня расположена между опорным ободом и валом двигателя, с которым также зацеплена зубьями. Мачта нижним вертикальным концом прикреплена к валу вращения двигателя, а к верхнему подвижно прикреплена вершина купола. Купол в нижней части имеет клапаны, способные открываться внутрь купола. К куполу в проекции основания полусферы снаружи прикреплены крылья, состоящие из ребер, расположенных под острым углом к условным радиусам основания полусферы, и лопастей, подвижно прикрепленных вдоль ребер. При работающем двигателе вал двигателя вращает мачту, края купола совершают последовательные возвратно-поступательные движения по относительно вертикальным участкам окружности, качая крылья, из диаметрально расположенных пар которых одно крыло с лопастью в относительно горизонтальном положении будет опускаться, отталкивая воздух вниз и поднимая устройство вверх, а второе с лопастью, принявшей вертикальное положение, подниматься вверх, пропуская воздух. Нагнетаемый опускающимися крыльями воздух будет также поступать в купол через отгибающиеся во внутрь клапаны купола, создавая давление в куполе и толкая устройство вверх. За счет расположения крыльев под углом к условным радиусам основания полусферы купола в направлении, противоположном направлению вращения мачты, увеличивается площадь крыльев наклоненной вниз части купола с горизонтальными лопастями, вследствие чего повышается коэффициент полезного действия летательного аппарата в режиме висения. Управление летательным аппаратом возможно в вертикальном направлении за счет изменения скорости вращения вала двигателя, а в горизонтальном - путем наклона двигателя относительно фюзеляжа.
Вариантом изобретения является летательный аппарат с нерегулируемым наклонно-якорным механизмом, отличающимся отсутствием регулирующей шестерни и неподвижным опорным ободом, и наличием на аппарате бокового воздушного винта. Летательный аппарат состоит из фюзеляжа с закрепленным в верхней части наклонно-якорным механизмом с двигателем и прикрепленной сзади фюзеляжа горизонтальной балкой с боковым воздушным винтом. Наклонно-якорный механизм состоит из корпуса, над горизонтальным основанием которого на двух диаметрально расположенных креплениях закреплен хомут, мачты, подвижно закрепленной в двух обращенных внутрь и диаметрально расположенных креплениях хомута. При этом мачта постоянно находится под острым углом к основанию, так как к нижнему концу мачты прикреплен за корпус двигатель по оси вращения вала двигателя, на валу вращения двигателя, обращенном вниз, закреплена шестерня, которая постоянно под острым углом входит в зацепление с горизонтального шестерней основания корпуса наклонно-якорного механизма. На верхнюю часть мачты надет купол в форме усеченной снизу сферы, который выполняет функцию якоря. Один край купола постоянно касается расположенного вокруг основания корпуса опорного обода, с которым зацеплен зубьями, расположенными радиально на нижней внутренней части вдоль окружности полусферы купола и верхней части опорного обода. Опорный обод расположен горизонтально на основании. Купол в нижней части имеет клапаны, способные открываться внутрь купола. К куполу в проекции основания полусферы снаружи прикреплены крылья, состоящие из ребер, расположенных под острым углом к условным радиусам основания полусферы, и выпуклых лопастей, подвижно прикрепленных вдоль ребер. При работающем двигателе вал двигателя с закрепленной на нем шестерней вращается вокруг шестерни основания, вращая и качая нижнюю часть двигателя и верхнюю часть мачты, при этом купол, последовательно зацепляясь зубьями за неподвижный опорный обод, вращается в направлении вращения вершины мачты, перемещаясь вдоль обода в горизонтальном направлении, и совершает при этом последовательные возвратно-поступательные движения в вертикальном направлении, качая крылья, из диаметрально расположенных пар которых одно крыло с лопастью, принявшей горизонтальное положение, будет двигаться вперед в направлении вращения купола и за счет выпуклой формы и движения в горизонтальном направлении создавать подъемную силу и вместе с тем опускаться вниз, отталкивая воздух вниз и поднимая устройство вверх, а второе с лопастью, принявшей относительно вертикальное положение, двигаться в направлении вращения купола и подниматься вверх, пропуская воздух. Нагнетаемый опускающимися крыльями воздух будет также поступать в купол через отгибающиеся во внутрь клапаны купола, создавая давление в куполе и толкая устройство вверх. Управление летательным аппаратом возможно в вертикальном направлении за счет изменения скорости вращения вала двигателя, а в горизонтальном - путем наклона наклонно-якорного устройства с двигателем относительно фюзеляжа. Поворот летательного аппарата вокруг вертикальной оси возможен при помощи бокового воздушного винта, который выполняет также функцию горизонтального стабилизатора, своей работой компенсирующего реактивное вращательное движение, сообщаемое куполом и крыльями летательному аппарату при вращении купола и крыльев.
Наличие конструктивных элементов летательного аппарата.
1. Фюзеляж 1 в форме выпуклого диска.
2. Купол 2 с расположенным внутри по центру вертикально креплением под мачту 5, с двумя диаметрально расположенными по центру креплениями под карданную опору 2-1, с радиально расположенными зубьями по внутренней окружности основания полусферы купола, с клапанами 2-2, расположенными на нижней части купола.
3. Опорный обод 3 с зубьями, расположенными на верхней части обода, радиально (для зацепления с зубьями купола 2) и с зубьями, расположенными по внутренней окружности обода 3 вертикально (для зацепления с зубьями регулирующей шестерни 4).
4. Регулирующая шестерня 4, состоящая из двух шестерен - верхней малой, и нижней большой, жестко скрепленных по оси.
5. Мачта 5, расположенная под острым углом к оси вала двигателя.
6. Ребро крыла 7 в форме остроугольной треугольной пирамиды, основанием прикрепленной к куполу.
7. Лопасть крыла 8 в форме трапеции.
8. Рулевой механизм 9, соединяющий двигатель с фюзеляжем и регулирующий наклон двигателя относительно фюзеляжа.
9. Двигатель 10 с валом вращения, с зубьями в нижней части вала 10-1, расположенными продольно оси вала.
Наличие конструктивных элементов варианта летательного аппарата.
1. Фюзеляж 1 в форме выпуклого диска с закрепленным в верхней части корпусом наклонно-якорным механизма 11 с двигателем 10 и прикрепленной сзади фюзеляжа горизонтальной балкой с боковым воздушным винтом 12.
2. Купол 2 с расположенным по центру вертикально креплением под мачту 5, с радиально расположенными зубьями по внутренней окружности основания полусферы купола, с клапанами 2-2, расположенными на нижней части купола.
3. Опорный обод 3 с зубьями, расположенными на верхней части обода, радиально (для зацепления с зубьями купола 2).
4. Мачта 5, расположенная под острым углом к основанию корпуса 11 наклонно-якорного механизма.
5. Ребро крыла 7 в форме остроугольной треугольной пирамиды, основанием прикрепленной к куполу.
6. Лопасть крыла 8 в форме трапеции, одной стороной прикрепленной к ребру крыла 7.
7. Рулевой механизм 9, соединяющий корпус с фюзеляжем и регулирующий наклон корпуса 7 наклонно-якорного устройства относительно фюзеляжа.
8. Двигатель 10, закрепленный в двух внутренних диаметрально расположенных креплениях хомута 13, с валом вращения двигателя, с шестерней 6, закрепленной на конце вала.
9. Шестерня основания корпуса 4, расположенная горизонтально на основании корпуса 11 под центром хомута 8.
Наличие связи между элементами.
1. Фюзеляж 1 в форме выпуклого диска.
2. Купол 2 крепится на карданной опоре 2-1, одет вершиной на мачту 5.
3. Мачта 5 подвижно прикреплена вершиной к куполу 2, нижней частью жестко прикреплена к валу двигателя под острым углом к оси вала двигателя.
4. Регулирующая шестерня 4 соединяет опорный обод 3 и вал двигателя 10-1: зубья малой шестерни постоянно зацеплены с зубьями опорного обода 3, зубья большой шестерни постоянно зацеплены с зубьями вала двигателя 10-1.
5. Ребро крыла 7 в форме остроугольной треугольной пирамиды, основанием жестко прикрепленной к куполу.
6. Лопасть крыла 8 в форме трапеции, подвижной, прикрепленной за одну из сторон к ребру крыла 7.
7. Рулевой механизм 9 соединен с двигателем и с фюзеляжем, регулирующий наклон двигателя относительно фюзеляжа.
8. Двигатель 10 с валом вращения, с зубьями в нижней части вала 10-1, расположенными продольно оси вала, валом 10-1 жестко соединен с мачтой 5, основанием корпуса соединен с рулевым механизмом 9.
Наличие связи между элементами варианта летательного аппарата.
1. Фюзеляж 1 в форме выпуклого диска с закрепленным в верхней части двигателем 10 и прикрепленной сзади фюзеляжа горизонтальной балкой с боковым воздушным винтом 12.
2. Купол 2 прикреплен подвижно к верхней части мачты 5 с радиально расположенными зубьями по внутренней окружности основания полусферы купола,.
3. Опорный обод 3 с зубьями, расположенными на верхней части обода, радиально (для зацепления с зубьями купола 2).
4. Мачта 5, расположенная под острым углом к основанию корпуса 11 наклонно-якорного устройства, жестко прикреплена к корпусу двигателя 10 вдоль оси вращения вала двигателя.
5. Ребро крыла 7 в форме остроугольной треугольной пирамиды, основанием прикрепленной к куполу.
6. Лопасть крыла 8 в форме трапеции, одной стороной прикрепленной к ребру крыла 7.
7. Рулевой механизм 9, соединяющий корпус с фюзеляжем и регулирующий наклон корпуса 11 наклонно-якорного механизма относительно фюзеляжа.
8. Двигатель 10, закрепленный в двух внутренних диаметрально расположенных креплениях хомута 13, с валом вращения двигателя, с шестерней 6, закрепленной на конце вала двигателя.
9. Шестерня основания корпуса 4, расположенная горизонтально под центром хомута 13.
Взаимное расположение элементов.
1. Фюзеляж 1 в форме выпуклого диска.
2. Купол 2 крепится на карданной опоре 2-1, одет вершиной на мачту 5.
3. Мачта 5 подвижно прикреплена вершиной к куполу 2, нижней частью жестко прикреплена к валу двигателя под острым углом к оси вала двигателя.
4. Регулирующая шестерня 4 соединяет опорный обод 3 и вал двигателя 10-1: зубья малой шестерни постоянно зацеплены с зубьями опорного обода 3, зубья большой шестерни постоянно зацеплены с зубьями вала двигателя 10-1.
5. Ребро крыла 7 в форме остроугольной треугольной пирамиды, основанием жестко прикрепленной к куполу 2, в проекции основания полусферы купола, под острым углом к условному радиусу основания полусферы купола в направлении, противоположном направлению вращения мачты 5.
6. Лопасть крыла 8 в форме трапеции, подвижной, прикрепленной за одну из сторон к ребру крыла 7.
7. Рулевой механизм 9 соединен с двигателем и с фюзеляжем, регулирующий наклон двигателя относительно фюзеляжа.
8. Двигатель 10 с валом вращения, с зубьями в нижней части вала 10-1, расположенными продольно оси вала, валом 10-1 жестко соединен с мачтой 5, основанием корпуса соединен с рулевым механизмом 9. Шестерня основания корпуса 4, расположенная горизонтально под центром хомута 8.
Взаимное расположение элементов варианта летательного аппарата.
1. Фюзеляж 1 в форме выпуклого диска с закрепленным в верхней части двигателем 10 и прикрепленной сзади фюзеляжа горизонтальной балкой с боковым воздушным винтом 12.
2. Купол 2 с расположенным по центру вертикально креплением под мачту 5, с радиально расположенными зубьями по внутренней окружности основания полусферы купола, с клапанами 2-2, расположенными на нижней части купола.
3. Опорный обод 3 с зубьями, расположенными на верхней части обода, радиально (для зацепления с зубьями купола 2).
4. Мачта 5, расположенная под острым углом к основанию корпуса 11 наклонно-якорного устройства, жестко прикреплена к корпусу двигателя 10 вдоль оси вращения вала двигателя.
5. Ребро крыла 7 в форме остроугольной треугольной пирамиды, основанием прикрепленной к куполу.
6. Лопасть крыла 8 в форме трапеции, одной стороной прикрепленной к ребру крыла 7.
7. Рулевой механизм 9, соединяющий корпус с фюзеляжем и регулирующий наклон корпуса 7 наклонно-якорного устройства относительно фюзеляжа.
8. Двигатель 10, закрепленный в двух внутренних диаметрально расположенных креплениях хомута 13, с валом вращения двигателя, с шестерней 6, закрепленной на конце вала.
9. Шестерня основания корпуса 4, расположенная горизонтально под центром хомута 8.
Форма выполнения элемента (элементов) или устройства в целом, в частности геометрическая форма.
Форма летательного аппарата в целом - выпуклый диск с прикрепленным в верхней части наклонным выпуклым диском.
1. Фюзеляж 1 в форме выпуклого диска.
2. Купол 2 в форме усеченной снизу полой сферы.
3. Мачта 5 в форме вала.
4. Регулирующая шестерня 4 в виде малой и большой шестерен, жестко скрепленных по оси.
5. Ребро крыла 7 в форме остроугольной треугольной пирамиды, основанием жестко прикрепленной к куполу 2, в проекции основания полусферы купола, под острым углом к условному радиусу основания полусферы купола в направлении, противоположном направлению вращения мачты 5.
6. Лопасть крыла 8 в форме трапеции, подвижной, прикрепленной за одну из сторон к ребру крыла 7.
7. Рулевой механизм 9 соединен с двигателем и с фюзеляжем, регулирующий наклон двигателя относительно фюзеляжа.
8. Двигатель 10 с валом вращения, с зубьями в нижней части вала 10-1, расположенными продольно оси вала, валом 10-1 жестко соединен по оси вала с мачтой 5, основанием корпуса соединен с рулевым механизмом 9.
Форма выполнения варианта летательного аппарата в целом - выпуклый диск с прикрепленной горизонтальной балкой с боковым винтом, с прикрепленным в верхней части диска наклонным выпуклым диском.
Форма выполнения связи между элементами летательного аппарата.
1. К фюзеляжу 1 подвижно прикреплен рулевой механизм 9.
2. К рулевому механизму 9 прикреплен двигатель 10.
3. К валу двигателя жестко прикреплена мачта 5.
4. К мачте 5 вершиной прикреплен купол 2, закрепленный также по центру сферы купола на карданной опоре 2-1 к корпусу двигателя 10.
5. Опорный обод 3 лежит на роликах 6, связан с куполом 2 и регулирующей шестерней 4 через зубчатое зацепление.
6. Регулирующая шестерня 4 закреплена в корпусе 1 на валу шестерни; связана с опорным ободом 3 и с мачтой 5 через зубчатое зацепление.
Форма выполнения связи между элементами варианта летательного аппарата.
1. К фюзеляжу 1 жестко прикреплена балка с боковым воздушным винтом 12, и сверху подвижно прикреплен рулевой механизм 9.
2. К рулевому механизму прикреплен двигатель 10.
3. К валу двигателя жестко прикреплена шестерня 6, а к корпусу - мачта 5.
4. Двигатель 10 через зубчатое зацепление шестерни 6 связан с шестерней основания корпуса 4.
5. Опорный обод 3 связан с куполом 2 через зубчатое зацепление.
Параметры и другие характеристики элемента (элементов) и их взаимосвязь.
Радиус якоря 2 превышает радиус опорного обода 3 и соотносится с ним как гипотенуза с катетом в прямоугольном треугольнике, т.е. равен корню квадратному из суммы квадратов радиуса основания якоря и высоты от плоскости верхней части опорного обода 3 до центра основания якоря 2.
Длина вала 5 превышает высоту корпуса 1, колено расположено к оси вала под углом, равным углу, образуемому основанием якоря 2 и основанием корпуса 1.
Радиусы малой и большой шестерен регулирующей шестерни 4 должны быть таковы, чтобы обеспечивать равенство величины отношения скорости вращения опорного обода 3 к скорости вращения коленчатого вала 5 и величины отношения разницы длин радиусов основания якоря 2 и опорного обода 3 к длине радиуса опорного обода 3. (Например, если длины радиусов основания полусферы купола 2 и опорного обода 3 соотносятся как 5 к 4, их разница составляет 1, соответственно скорости вращения опорного обода 3 и коленчатого вала 5 должны соотноситься как 1 к 4, что и должна обеспечить расположенная между ними регулирующая шестерня 4).
Элементы устройства могут быть выполнены из материалов, используемых для создания летательных аппаратов.
Перечень фигур чертежей и иных материалов.
Фигура 1 - летательный аппарат вид спереди.
Фигура 2 - летательный аппарат вид сверху.
Фигура 3 - вариант летательного аппарата вид спереди.
Летательные аппараты могут быть выполнены, исходя из общих принципов машиностроения и уровня современной техники, т.к. не имеют каких-либо конструктивных элементов, изготовление которых требовало бы применения специальных технологий.
Летательный аппарат действует следующим образом: при работающем двигателе вал двигателя вращает мачту, купол совершает последовательные возвратно-поступательные движения по относительно вертикальным участкам окружности, качая крылья, из диаметрально расположенных пар которых одно крыло с лопастью в относительно горизонтальном положении будет опускаться, отталкивая воздух вниз и поднимая устройство вверх, а второе с лопастью, принявшей вертикальное положение, подниматься вверх, пропуская воздух. Нагнетаемый опускающимися крыльями воздух будет также поступать в купол через отгибающиеся во внутрь клапаны купола, создавая давление в куполе и толкая устройство вверх. За счет расположения крыльев под углом к условным радиусам основания полусферы купола в направлении, противоположном направлению вращения мачты, увеличивается площадь крыльев наклоненной вниз части купола с горизонтальными лопастями, вследствие чего повышается коэффициент полезного действия летательного аппарата в режиме висения. Управление летательным аппаратом возможно в вертикальном направлении за счет изменения скорости вращения вала двигателя, а в горизонтальном - путем наклона двигателя относительно фюзеляжа.
Вариант летательного аппарата действует следующим образом: при работающем двигателе вал двигателя с закрепленной на нем шестерней вращается вокруг шестерни основания, вращая двигатель и мачту, при этом купол, последовательно зацепляясь зубьями за неподвижный опорный обод, вращается в направлении вращения вершины мачты, перемещаясь вдоль обода в горизонтальном направлении, и совершает при этом последовательные возвратно-поступательные движения в вертикальном направлении, качая крылья, из диаметрально расположенных пар которых одно крыло с лопастью, принявшей горизонтальное положение, будет двигаться вперед (в направлении вращения купола) и за счет выпуклой формы и движения в горизонтальном направлении создавать подъемную силу и вместе с тем опускаться вниз, отталкивая воздух вниз и поднимая устройство вверх, а второе с лопастью, принявшей относительно вертикальное положение, двигаться в направлении вращения купола и подниматься вверх, пропуская воздух. Нагнетаемый опускающимися крыльями воздух будет также поступать в купол через отгибающиеся во внутрь клапаны купола, создавая давление в куполе и толкая устройство вверх. Управление летательным аппаратом возможно в вертикальном направлении за счет изменения скорости вращения вала двигателя, а в горизонтальном - путем наклона наклонно-якорного устройства с двигателем относительно фюзеляжа. Поворот летательного аппарата вокруг вертикальной оси возможен при помощи бокового воздушного винта, который выполняет также функцию горизонтального стабилизатора, своей работой компенсирующего реактивное вращательное движение, сообщаемое куполом и крыльями летательному аппарату при вращении купола с крыльями.