ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к авиации.
Широко известны_самолеты ИЛ-76, АН-12 и др., содержащие винты, корпус (прототип).
Недостатком известных самолетов являются образование подъемной силы с помощью крыльев огромного размера, а также низкий КПД. Целью изобретения является компактность летательного аппарата большая подъемная сила и экономия топлива.
Поставленная цель достигается тем, что летательный аппарат, содержащий корпус, винты, отличается тем, что имеет полость пропуска всего набегающего воздушного потока, боковые стенки полости параллельны оси самолета, верхняя поверхность полости выполнена в виде плоскости, нижняя поверхность имеет дугообразную форму, такую, что длина ее больше длины верхней поверхности полости.
Известные самолеты имеют подъемную силу, основанную на разности скорости обтекания воздухом крыльев, то есть силы действуют снаружи крыльев.
Осуществление подъемной силы с помощью воздушного потока внутри полости в самолете признано невозможным со времен братьев Райт и Можайского. Причина эта в неверной трактовке великого уравнения Бернулли. Самолетостроители полагают, что давление потока воздуха в какой-то полости-трубе в любой точке его поперечного сечения и давление на стенки полости трубы в этом сечении равны независимо от конфигурации стенок.
Это верно только для потока при его скорости равной нулю. При движении потока со скоростью V кинетическая энергия Т самого потока принадлежит только потоку, потенциальная энергия П принадлежит стенкам полости-трубы.
Сумма, принятая без учета потерь: T+n=const;. Предложив, что давление внутри потока равно давлению на его границе с полостью-трубой (на стенки трубы) специалисты предположили, что на стенки полости трубы в любом ее конкретном сечении действуют одинаковые силы, следовательно, (предполагается в авиастроении) силы вертикальные уравновешиваются и никакой подъемной силы при движении потока через полость-трубу (фиг.1) в фюзеляже самолета быть не может. Исследователи измеряют давление потока, установив датчики на стенки полости-трубы, при этом полагают, что давление на стенки полости-трубы равно давлению внутри потока. Т.о. исследователи приравняли силы, определенные разными видами механической энергии,
т.е. силы определенные кинетической энергией (внутри потока) и определенные потенциальной энергии (на границе потока). (Если датчик установить неподвижно внутри потока все равно датчик не покажет давления в потоке, внутри потока).
Изложенное определило существование энергозатратных самолетов с крыльями огромной массы, огромных размеров.
Самолеты прототипа сообщают энергию набегающему потоку с потерей энергии в воздухе за счет перемещения массива воздуха, поступающего на миделево сечение прототипа.
Летательный аппарат основан на движении набегающего воздушного потока через фюзеляж 5, без установки крыльев. Функцию крыльев по обеспечению подъемной силы летательного аппарата выполняет полость. Эта полость 2 имеет дугообразную форму 4 выпуклостью вверх. Скорость потока на нижней границе полости больше, чем на верхней. Поэтому сила давления на нижней поверхности полости меньше, чем на верхней (фиг.1). Наружная часть летательного аппарата имеет плоскую форму. Весь набегающий поток поступает в полость.
Подъемная сила летательного аппарата зависит от формы дуги на нижней поверхности полости.
Размеры, скорость, подъемные силы, массы летательного аппарата зависят от целей и назначения. Грузоподъемность летательного аппарата может быть огромной - сотни тонн из-за возможности установки больших площадей в полости и без наличия крыльев огромной массы и размеров у прототипа. (Наружная верхняя и нижняя поверхности летательного аппарата могут быть, выполнены подобно крылу самолета с обеспечением дополнительной подъемной силы, но это нецелесообразно из-за вредоносности самого принципа крыльев и сообщения энергии воздушной массе от устройств типа крыльев (кроме очень тихоходных машин).
Поток воздуха приводится в движение известными винтами 1 и направляется в полость, где обеспечивается подъемная сила, и выходит к хвосту самолета из полости 2 (фиг.1) с расширением 6. Это конусоподобное расширение 6 обеспечивает также и увеличение силы тяги самолета за счет преобразования кинетической энергии в потенциальную в этом расширении 6. Поток собирается в полость 2 со всего сечения летательного аппарата и выпускается из расширения 6 такой же формы, как и на входе. Форма сечений на входе и выходе из полости целесообразно устроить равными по форме и площади.
Грузовой и пассажирские салоны размещаются в зависимости от положения колес (шасси) и могут быть сверху или снизу подъемной полости.
H
Подъемная сила определяется разностью потенциальной энергии на верхней и нижней поверхностях полости. Примем поток с единичной площадью S поперечного сечения на границе нижней поверхности полости.
Если площадь сечения единичного потока на нижней поверхности принята равной единице, то на верхней она будет больше в n раз.
H
B
B
H
Длина единичного потока на нижней поверхности равна L на верхней L, скорости на верхней V нижней V. Частицы воздуха на нижней и верхней поверхностях проходят пути за время t.
Равенства:
V<sub>B</sub>=L<sub>B</sub>/t
VH=L<sub>H</sub>/t;\tabL<sub>B</sub>=L<sub>H</sub>/t;\tabn>1
Кинетическая энергия единичных принятых потоков:
Верхнего:
Нижнего:
e
н
где S-S·n площадь верхнего потока, соответствующего единичному потоку на нижней границе.
e
в
н
н
Так как γS·V=γS·V=m
2
γV - давление внутри потока, получено из:
В - половина объема потока в единицу времени. Уравнение Бернулли в давлениях:
Подъемная сила на единицу площади потока.
2
2
в
P=γV (n-1)
Пример:
3
2
в
а) γ - 1,29 кг/м; V=540 км/час = 150 м/сек; n=1,41.
2
2
Р=14000 н/м Масса 14000/9.8≈1400 кг/м
в
б) подъемная сила при скорости V - 360 км/час = 100 м/с
2
2
равна 6800 н/м; масса 680 кг/м
С учетом отсутствия крыльев летательный аппарат явится на пределе к идеалу. Сопротивление движению уменьшается вдвое, втрое из-за отсутствия крыльев, а сила тяги возрастает в 1,5-2 раза из-за сохранения массива набегающего воздушного потока на своем месте до входа в летательный аппарат после выхода из летательного аппарата. Принцип подъемной силы допускает, например, две подъемные полости. Летательный аппарат имеет КПД во много выше, чем у прототипов. Этим летательный аппарат заявки обеспечит перевес перед «фантомом» как танк Т-90 перед тачанкой или шершень перед мухой.
Осуществление эффекта основано на разности потенциальных энергий на нижней и верхней поверхности.
Получено: Т<sub>н</sub>=Т<sub>в</sub>-n<sup>2</sup>
П=Т<sub>в</sub>(n<sup>2</sup>-1);
где П - разность потенциальной энергии.
Это избыточная потенциальная энергия обеспечивает избыточное давление на верхнюю поверхность. Сумма избыточного давления определяет подъемную силу самолета.
Осуществление полезной модели достигается по компактности: - отсутствие
крыльев позволяет значительно, например, вдвое уменьшите ширину летательного аппарата. От оконечных точек крыльев ширина уменьшится по крайней мере в два раза. Рабочая длина подъемной полости внутри летательного аппарата увеличивается в несколько раз по сравнению с шириной крыльев (т.е. по вектору полета).
Отсутствие крыльев обеспечивает компактность летательного аппарата. Термин летательный аппарат соответствует сущности осуществления способа подъемной силы. Эти силы находятся в полости летательного аппарата, а не снаружи, как у самолетов.
Большая подъемная сила - она зависит от площади верхней части полости и отношения к площади дугообразной нижней поверхности. Эти величины могут быть выбраны сколь угодно большими, т.е. почти равными площади горизонтальной проекции летательного аппарата или с удвоенной площадью в две полости. Сто кв. метров полости обеспечивают подъемную массу 140 тонн. Ничто не мешает регулировать подъемную силу с помощью дуги.
Экономия топлива - по идее патента автора №50513 в кормовой части летательного аппарата установка расширения обеспечивает использование кинетической энергии в расширении с ее преобразованием в потенциальную энергию. Эта энергия используется для создания дополнительной силы тяги.
2
Еще одна экономия достигается за счет сбора всего набегающего потока в полость летательного аппарата без сообщения кинетической энергии потоку воздуха корпусом летательного аппарата. При скорости тела с миделевым сечением 1 м, скоростью 30 м/с (108 км/час) кинетическая энергия в секунду, сообщаемая воздушному потоку равна 34 кДж = 34 квт·с. Почти вся мощность самолета прототипа используется на образование «тоннеля» полета, иначе «тоннеля», движущегося с самолетом. В летательном аппарате масса потока в «тоннеле» входит в полость и выходит почти с нулевым сопротивлением (на трение, вращение, тепло). При этом наилучшие результаты достигаются при равенстве размера и формы входа и выхода воздушного потока в полости летательного аппарата.