ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к летающим аппаратам тяжелее воздуха, с комбинированным источником подъемной силы, часть подъемной силы возникает в результате несимметричного обтекания воздухом летательного аппарата при движении, другая часть обусловлена действием выталкивающей (Архимедовой) силой, действующей на емкости наполненные газом, плотность которого ниже плотности воздуха, третья часть создается реактивной силой, источником которой является вертикальный поток воздуха от винтов внутри платформы (крыла) летательного аппарата.
Известен «САМОЛЕТ ТРАНСПОРТЕР» US 3,856,238 [1], включающий множество крыльев. У каждого из крыльев есть передний край и задний край, верхние и нижние поверхности. По крайней мере, часть заднего края каждого крыла выполняется с полым полукругом. Ротор с механическим приводом установлен для вращения в полукруге и имеет радиальные лопасти, в непосредственной близости с полукруглой поверхностной частью заднего края крыла и производит нисходящий воздушный поток на заднем краю. Ось вращения ротора расположена вблизи оси полукруга и может быть наклонена относительно направления авиаперелета, чтобы обеспечить компонент тяговой силы. Кроме того, части корпуса легче воздуха могут быть связаны с противоположными концами каждого из крыльев, чтобы дополнить подъемную силу самолета.
Недостатком известной конструкции является пониженная эффективность пропеллеров вертикальной тяги во время взлета, обусловленная тем, что между крыльями имеется пространство, которое не позволит обеспечить существенный избыток давления воздуха под крылом.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «САМОЛЕТ ЛЕГЧЕ ВОЗДУХА» US 5,026,003 [2], включающий твердую платформу, имеющую груз и пассажирские салоны, и газовые сумки, приложенные к платформе для газа, имеющего плотность меньше, чем воздух. Обе поверхности остаются выставленными вдоль продольной средней линии платформы, и здесь платформе предоставляют вертикальные каналы с пропеллерами и двигателями. Ходовые двигатели и двигатели в каналах могут быть электрическими с приводом из моторной генераторной установки в одном из контейнеров.
Известный летательный аппарат позволяет создать область повышенного или пониженного давления под платформой для сообщения вертикальной составляющей движению аппарата.
Недостатком известного летательного аппарата является низкая устойчивость, обусловленная совпадением центра тяжести аппарата с геометрическим центром, что приводит к отсутствию автоматического ориентирования самолета во время полета. Недостатком также является высокие требования к оборудованию посадочной площадки, позволяющему швартовать летательные аппараты легче воздуха, существенно снижающие возможность выбора точки приземления и старта. Дополнительным недостатком является низкая экономичность, обусловленная повышенными габаритами судна, создающими существенное сопротивление воздуху при движении.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение полетной устойчивости, понижение требований к оборудованию посадочной площадки и повышение экономичности при горизонтальном полете.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый летательный аппарат тяжелее воздуха, содержащий жесткую горизонтальную платформу (выполняющую функцию крыла), соединенную с двумя выпуклыми оболочками (гондолами) на противоположных краях платформы (выпуклые оболочки вытянуты вдоль направления примыкания оболочки к платформе), содержащими газ легче воздуха, между верхней и нижней поверхностями (внутри) платформы расположены вертикальные каналы, с пропеллером и электроприводом пропеллера внутри каждого канала, и основное средство для придания горизонтального движения летательному аппарату, закрепленное на платформе характеризуется тем, что к нижней поверхности платформы примыкает пассажирская кабина.
Основное средство для придания движения в горизонтальном направлении может выполняться в виде толкающего винта, расположенного в задней части кабины, внутри которой расположена основная силовая установка использующая двигатель внутреннего сгорания с электрогенератором и аккумулятором. Двигатель внутреннего сгорания обладает достаточным для полета соотношением мощности к весу. Наличие электрогенератора позволяет питать электроприводы пропеллеров внутри вертикальных каналов, навигационное и прочее электрооборудование аппарата. Наличие аккумулятора позволит повысить безопасность аварийной посадки при остановке основного двигателя, так как появляется возможность «мягкой» посадки путем кратковременного включения электроприводов пропеллеров непосредственно перед контактом с землей, что уменьшит или сведет к нулю скорость снижения и уменьшит или сведет к нулю механические разрушения аппарата и пассажира. Толкающий винт в задней части кабины (и аппарата) не помешает обзору, что позволит повысить безопасность и комфортность полета.
Летательный аппарат может содержать (вертикально ориентированные) стабилизаторы, расположенные на задних частях выпуклых оболочек. Стабилизаторы позволят увеличить устойчивость и управляемость летательного аппарата, что позволит дополнительно повысить безопасность полета.
Нижние и верхние выходы вертикальных каналов между верхней и нижней поверхностями платформы могут быть оборудованы управляемыми задвижками. Задвижки могут открываться, например, при включении электродвигателей пропеллеров внутри вертикальных каналов для увеличения подъемной силы и закрываться при наборе достаточной горизонтальной скорости, когда подъемной силы, возникающей при горизонтальном движении летательного аппарата, достаточно для продолжения полета.
Внутри горизонтальной платформы могут располагаться емкости с газом легче воздуха. Емкости с газом внутри горизонтальной платформы могут дополнительно увеличить подъемную силу аппарата, что позволит повысить грузоподъемность.
Схема структурная летательного аппарата с использованием ПП. 1-5 Формулы изображена на фиг.1 (общий вид снизу), фиг.2 (общий вид сверху), фиг.3 (разрез канала), где:
1 - платформа;
2 - выпуклые оболочки;
3 - вертикальные каналы;
4 - пропеллер внутри вертикального канала;
5 - электропривод пропеллера;
6 - кабина;
7 - толкающий винт;
8 - стабилизаторы;
9 - управляемые задвижки вертикальных каналов;
Летательный аппарат действует следующим образом: Летательный аппарат выполнен тяжелее воздуха и не требует особых креплений во время подготовки к взлету (при отсутствии сильного ветра). Платформа 1 служит для механического соединения частей аппарата: выпуклых оболочек 2 и кабины 6. Внутри платформы расположены вертикальные каналы 3 с пропеллерами 4 и приводами пропеллеров 5 внутри каналов, и с задвижками вертикальных каналов 9 на верхних и нижних выходах вертикальных каналов. В задней части кабины 6 расположен толкающий винт 7. На задних частях выпуклых оболочек 2 расположены (вертикально ориентированные) стабилизаторы 8.
Во время взлета запускается основная силовая установка (не показана), приводящая в движение толкающий винт 7. Для увеличения подъемной силы задвижки вертикальных каналов 9 открываются, электроприводы пропеллеров 5 включаются, пропеллеры внутри каналов 4 вращаются, создавая дополнительную подъемную силу. Толкающий винт 7 приводит летательный аппарат в горизонтальное движение. При наборе достаточной горизонтальной скорости, создается дополнительная подъемная сила (дополнительно к подъемной силе газа легче воздуха, находящегося в выпуклых оболочках 2) набегающим воздухом на внешние поверхности летательного аппарата (по самолетному типу). После набора горизонтальной скорости задвижки вертикальных каналов 9 закрываются, электроприводы пропеллеров 5 выключаются, летательный аппарат может продолжать горизонтальное движение в более экономичном режиме. Посадка летательного аппарата происходит в обратном порядке (включаются электроприводы 5 пропеллеров, задвижки 9 открываются). При соответствующем выполнении летательный аппарат может взлетать и садиться вертикально.
Технический результат - повышение полетной устойчивости достигается расположением центра тяжести аппарата ниже центра подъемных сил, что создает автоматический стабилизирующий момент во время полета. Центр тяжести снижается благодаря расположению кабины с нагрузкой ниже плоскости платформы.
Технический результат - снижение требований к оборудованию посадочной площадки достигается тем, что летательный аппарат выполнен тяжелее воздуха и не требует специальных швартовочных устройств. Фактически для взлета и посадки предлагаемого аппарата достаточно небольшого участка автодороги или участка открытой местности без каких-либо обязательных дополнительных швартовых устройств.
Технический результат - повышение экономичности при горизонтальном полете достигается снижением габаритов летательного аппарата, так как часть движущей силы создается пропеллерами внутри вертикальных каналов в платформе при взлете, а часть подъемной силы создается как в самолетах при горизонтальном движении в воздушной среде. Снижение доли подъемной силы, приходящейся на подъемную силу газа легче воздуха, приводит к уменьшению объема выпуклых оболочек, что снижает трение оболочек о воздух и приводит к повышению экономичности при горизонтальном полете.
Промышленное применение. Полезная модель может быть с успехом использована для производства летательных аппаратов, в том числе для индивидуального пользования.