Орнитоптер

Полезная модель относится к области авиации, а именно к устройствам, полет которых осуществляется с помощью машущих движений крыльев, и может быть использована в спортивных и развлекательных целях.
Известен орнитоптер, содержащий корпус с шарнирно установленными крыльями, силовую установку, состоящую из энергоблока и привода машущих движений крыла, а также блок управления приводом машущих движений крыла, отличающийся тем, что привод машущих движений крыла состоит из жестко прикрепленного к корпусу гидроцилиндра с поршнем и штоком и двух штанг, одни концы которых шарнирно соединены со штоком гидроцилиндра, а другие концы шарнирно соединены каждая с основанием соответствующего крыла, при этом энергоблок силовой установки состоит из гидронасоса и двигателя, подключенного так, чтобы обеспечивать вращательное движение гидронасоса, причем гидронасос соединен подающим и обратным трубопроводами с блоком управления, который реверсивными трубопроводами соединен с двумя полостями гидроцилиндра (см.патент РФ № 2270136 от 20.02.2006).
Недостатком данного устройства является то, что конструкция такого орнитоптера довольно громоздка, частота взмахов крыльев невысока, что снижает аэродинамические характеристики данного орнитоптера и существенно снижает функциональные возможности устройства.
Известен орнитоптер имеющий привод машущих крыльев модели летательного аппарата, выполненный в виде мотор-редуктора, электрически связанного с системой управления и источником энергии, установленными на корпусе модели летательного аппарата, отличающийся тем, что мотор-редуктор посредством кулачкового механизма кинематически связан через реечную передачу с зубчатыми колесами, жестко соединенными с крыльями (см.патент на полезную модель № 174034, 26.09.2017, БИ №27).
Недостатком данного устройства является то, что оно имеет низкие летные характеристики: маневренность и надежность работы, что сужает его функциональные возможности.
Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей и летных характеристик орнитоптера.
Поставленная задача достигается тем, что в данном орнитоптере, содержащем привод машущих крыльев, выполненный в виде мотор-редуктора, электрически связанного с системой управления и источником энергии, установленными на корпусе, а мотор-редуктор посредством кулачкового механизма кинематически связан через реечную передачу с зубчатыми колесами, жестко соединенными с крыльями, привод машущих крыльев установлен на подвижной платформе, кинематически связанной с приводом вращательного движения, установленным внутри корпуса орнитоптера.
Заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что привод машущих движений крыла установлен на подвижной платформе, кинематически связанной с приводом вращательного движения, установленным внутри корпуса орнитоптера.
Отличительные признаки в заявляемом техническом решении не выявлены при изучении данной и смежных областей техники.
Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели - расширение функциональных возможностей устройства и летных характеристик орнитоптера.
На фиг. 1 показана общая схема орнитоптера, на фиг.2 - сечение А-А, на фиг. 3 – сечение Б-Б..
Орнитоптер состоит из корпуса 1 на котором подвижно закреплена платформа 2, кинематически связанная с приводом 3, установленным внутри корпуса 1. На платформе 2 неподвижно установлен привод, включающий в себя мотор-редуктор 3, кинематически связанный через кулачковый механизм (состоящий из кулачка 4 и толкателя 5,упруго подвешенного на пружине 6 с зубчатыми колесами 7, жестко соединенными с крыльями 8, причем толкатель 5 выполнен в виде рейки. Мотор-редуктор 3, включающий в себя электродвигатель и редуктор, электрически связан с системой управления и источником энергии, установленными на корпусе 1 (на фиг. система управления и источник энергии не показаны). На корпусе 1 установлен неподвижно привод вращательного движения 9(в качестве привода используется червячный мотор-редуктор), кинематически связанный через пару зубчатых колес 10 с платформой 2, закрепленной неподвижно на валу 11. Привод вращательного движения 9 также связан электрически с системой управления и с источником энергии.
Привод орнитоптера работает следующим образом. При подаче напряжения на мотор-редуктор 3 вращение передается кулачку 4, приводящему в возвратно-поступательное движение толкатель 5, выполненный в виде рейки и входящий в зацепление с зубчатыми колесами 7, которые приводят в качательное движение крылья 8. Маховые перемещения крыльев 8 относительно осей позволяют создать подъемную силу и силу тяги. Для изменения направления полета орнитоптера система управления подает сигнал приводу 9, который производит поворот платформы 2 вокруг своей оси.
Устройства качательного движения крыльев 8 вместе с устройством поворота платформы 2 предназначены не только для подъема и опускания летательного аппарата в вертикальной плоскости, но и для регулирования вектора силы тяги при горизонтально полете, т.е. управляют движением летательного аппарата. Алгоритм изменения вектора тяги следующий: движение орнитоптера в пространстве можно делить на несколько этапов: взлет, движение по заданной траектории и посадка. . Во время взлета орнитоптер работает по вертолётному принципу, при этом оси крыльев 8 направлены перпендикулярно корпусу 1. При достижении требуемой высоты, орнитоптер переходит в следующий этап – движение по заданной траектории. В зависимости от траектории может возникать необходимость движение в сторону, для этого, необходимо использовать поворот платформы 2 относительно оси на определенный угол.
Изменяя с помощью системы управления закон питания привода, можно изменять амплитуду машущих движений крыльев 8 относительно осей. Кроме того, меняя форму профиля кулачка, можно изменять законы движения крыльев 8.
Применение предлагаемого устройства позволит значительно повысить управляемость данного летательного аппарата за счет регулировки процесса движения во время полета.